СПОСОБ ПЕРЕКАЧКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА
NATURAL GAS PUMPING METHOD

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано при перекачке природного газа по трубопроводам.
Известен способ перекачки природного газа, в котором часть газа из нагнетателя отбирается по магистрали в вихревую трубку Ранка, где за счет «эффекта Ранка» газ разделяется на два потока - холодный и горячий. Поток горячего газа направляется в камеру сгорания, а поток холодного - в теплообменник, где охлаждает масло системы агрегата [1].
Недостатком способа является ограничение длины перекачки газа, сложность конструкции устройства, реализующего способ.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ перекачки природного газа, в котором газотурбинными приводами приводятся в движение компрессоры, которые засасывают из газопровода природный газ и нагнетают его через охладители к следующей станции. Отходящие газы от газотурбинных приводов подают по тракту к утилизационным котлам, в которых производится пар высокого давления, направляемый по тракту в паровую турбину [2].
Недостатком способа является ограничение длины перекачки газа, сложность конструкции устройства, реализующего способ.
Целью изобретения является увеличение длины и подачи перекачки газа, снижение энергозатрат, увеличение ресурса работы устройства.
Указанная цель достигается тем, что в способе перекачки природного газа по газопроводу, заключающемся в засасывании компрессором из входного участка газопровода природного газа и нагнетании его через выходной участок газопровода к следующей компрессорной станции, нагнетание природного газа осуществляют путем заполнения через входное отверстие замкнутого сосуда до достижения расчетного давления, импульсного открытия выходного отверстия сосуда, сообщенного с выходным участком газопровода, причем величину давления в сосуде и время импульсного открытия выходного отверстия сосуда выбирают из условия формирования ударной волны в природном газе выходного участка газопровода; нагнетание природного газа осуществляют также путем заполнения через входные отверстия нескольких замкнутых сосудов до достижения расчетного давления в их полостях, последовательного импульсного открытия выходных отверстий сосудов, сообщенных с выходным участком газопровода.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено устройство, реализующее предложенный способ.
Устройство содержит сосуды 1, 2 с прерывателями 3, 4, выполненными, например, в виде электроклапанов, входной участок 5 газопровода с компрессором 6, выходной участок 7 газопровода.
Способ заключается в засасывании компрессором из входного участка газопровода природного газа и нагнетании его через выходной участок газопровода к следующей компрессорной станции. Нагнетание природного газа осуществляют путем заполнения через входное отверстие замкнутого сосуда до достижения расчетного давления, импульсного открытия выходного отверстия сосуда, сообщенного с выходным участком газопровода.
Величину давления в сосуде и время импульсного открытия выходного отверстия сосуда выбирают из условия формирования ударной волны в природном газе выходного участка газопровода.
Нагнетание природного газа осуществляют также путем заполнения через входные отверстия нескольких замкнутых сосудов до достижения расчетного давления в их полостях, последовательного импульсного открытия выходных отверстий сосудов, сообщенных с выходным участком газопровода.
Работа устройства, реализующего рассматриваемый способ, осуществляется следующим образом.
Компрессор 6 осуществляет подачу газа из входного участка 5 газопровода в сосуды 1, 2. После достижения расчетного давления в одном из сосудов осуществляется импульсное открытие выходного отверстия этого сосуда, сообщенного с выходным участком 7 газопровода. Величину давления в сосуде и время импульсного открытия выходного отверстия сосуда выбирают из условия формирования ударной волны в природном газе выходного участка газопровода.
При импульсном открытии отверстия возникает нестационарное движения газа, прямая ударная волна движется в газе с постоянной сверхзвуковой скоростью, газ на этом участке трубы сжимается и приобретает постоянную скорость, которая имеет значение, соответствующее начальному отношению давлений в сосуде и выходном участке газопровода.
На этих скоростях коэффициент трения о стенки трубопровода минимален, и поэтому длина и величина подачи перекачки газа значительно увеличиваются.
В случае использования одного сосуда 1, после импульсного выброса газа из его полости, через расчетный промежуток времени (0,5-1 с) выходное отверстие закрывается, компрессор заполняет сосуд 1 газом до расчетного давления, и цикл повторяется.
При использовании нескольких сосудов 1, 2 нагнетание газа компрессором в эти сосуды осуществляется одновременно, и, например, программатором осуществляется последовательное открытие выходных отверстий этих сосудов. В выходном участке газопровода формируются разделенные по времени газопоршневые образования с ударной волной в головной части. Эти образования двигаются со сверхзвуковой скоростью по газопроводу, что и определяет минимальный коэффициент трения о стенки газопровода, а также увеличение в несколько раз величины подачи газа (пропорционально увеличению скорости). Величина подачи зависит от производительности компрессора 6, нагнетающего газ в сосуды.
Подача (производительность) устройства рассчитывается из выражения
з
v
mp
Q=ρVn,
з
3
где Q - производительность (подача), м/ч;
mp
3
V - объем сосуда, заполняемого газом за один цикл, м;
n - число циклов за 1 час, 1/час.
Сверхзвуковая скорость движения по газопроводу газопоршневых образований с ударной волной в головной части позволяет в несколько раз увеличить подачу газа. Это определяет возможность подачи газа требуемого объема или по газопроводам меньшего диаметра, или использовать меньшее количество газопроводов.
Таким образом, за счет нагнетания природного газа путем заполнения через входное отверстие замкнутого сосуда до достижения расчетного давления, импульсного открытия выходного отверстия сосуда, сообщенного с выходным участком газопровода, выбора величины давления в сосуде и времени импульсного открытия выходного отверстия сосуда из условия формирования ударной волны в природном газе выходного участка газопровода достигается увеличение длины и подачи перекачки газа, снижение энергозатрат, увеличение ресурса работы устройства.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №565120, F04D 25/02, 1977 г.
2. Авторское свидетельство СССР №939834, F04D 25/02, 1978 г.