СОВМЕЩЕННАЯ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ И ГАЗОНАПОЛНИТЕЛЬНАЯ СТАНЦИЯ

Полезная модель относится к газовой технике, в частности к газораспределительным станциям (ГРС), имеющим функцию снижения давления газа в газопроводе и распределения газа потребителям. Полезная модель относится к технике распределения газов, а именно к ГРС, предназначенным для понижения давления природного газа до необходимого уровня при снабжении газом энергетических, промышленных и сельскохозяйственных объектов, а также населенных пунктов на ответвлениях от магистральных газопроводов.
Известна газораспределительная станция, состоящая из соединенных технологическими трубопроводами от 1 до 4 блоков из числа блоков: ГРС, редуцирования, КИПиА, переключений, одоризации; узлов переключения станции, очистки газа, редуцирования газа, подогрева газа, коммерческого измерения расхода газа, одоризации газа, автономного электропитания, отбора газа на собственные нужды и систем контроля и автоматики, связи и телемеханики, электроосвещения, молниезащиты, защиты от статического электричества, электрохимзащиты, отопления и вентиляции, охранной сигнализации, контроля загазованности и автоматического сброса отстоя, подогреватель газа, сосуд для одоранта и конденсатосборник, узел коммерческого измерения расхода газа размещены вне блоков на открытой площадке, отличающаяся тем, что имеет от 2 до 8 блок-боксов транспортабельных автомобильным, железнодорожным транспортом, содержащих изолированные отсеки: технологический, одоризации, управления, подготовки теплоносителя, подогрева газа с отсекающими устройствами или сбросными предохранительными клапанами, переключений, располагающихся на едином фундаменте и под общей сборной кровлей, наружный контур заземления, свечи сбросные, дыхательные и продувочные, легкосбрасываемые участки в стенах, потолке и крыше ГРС, узел подогрева газа перед его очисткой с отсекающими устройствами, фильтры-сепараторы с расширительной камерой и завихрителем, расположенные перпендикулярно входу газа, резервные узлы очистки, замера расхода, подогрева, резервные емкости для одоранта и конденсата, одоризатор с импульсным клапаном-дозатором и распыляющим устройством, установленный в отапливаемом помещении, узлы эжекции, подготовки газа на собственные нужды и редуцирования инертного газа, подвесную таль, контур циркуляции теплоносителя подогревателя газа, контур циркуляции системы отопления, от 1 до 6 отопительных агрегатов для теплоснабжения подогревателей газа и один - для отопления ГРС, мембранный расширительный бак, сбросной бак, до трех предохранительных кранов системы теплоснабжения, перемычку между контуром подогрева газа и контуром системы отопления, двухблочная газораспределительная станция состоит из блок-бокса, имеющего отсеки технологический и одоризации, блок-бокса с отсеками управления и подготовки теплоносителя, трехблочная ГРС состоит из блок-бокса с отсеками одоризации и переключений, блок-бокса с отсеками технологическим и блок-бокса с отсеками управления и подготовки теплоносителя, четырехблочная ГРС состоит из блок-бокса с отсеками одоризации и переключений, блок-бокса с отсеками управления, блок-бокса с отсеками подготовки теплоносителя и блок-бокса с технологическим отсеком, шестиблочная ГРС состоит из изолированных отсеков одоризации, управления и подготовки теплоносителя, которые размещены каждый в отдельном блок-боксе, отсеки подогрева газа и переключений, размещенные в одном блок-боксе, технологического отсека, размещенного в двух блок-боксах (RU 29057, C10L 3/06, опубл. 27.04.2003). Данное решение принято в качестве прототипа для заявленного объекта.
Недостаток данной станции заключается в том, что она имея собственную архитектуру структуры, не может быть вписана в существующие схемные решения систем подготовки и распределения газа промышленным и бытовым потребителям. В настоящее время широко структурирована сеть типовых станций по подготовке газа и сеть станций по распределению газа, в том числе с функцией понижения давления газа. Как правило, станции по подготовке газа представляют собой узловую систему, от которой происходит подача газа низкого давления станциям, реализующим либо реализацию газа с давлением поступления либо реализацию газа, давление в котором предварительно повышают. Инфраструктура станций распределительного типа построена на местах максимального количества потребителей и не носит системного характера. Но при этом каждая такая станция оснащается оборудованием для повышения давления газа, например для потребителей газовых баллонов или потребителей газа в качестве автомобильного топлива. Таким образом на пути к потребителю газ несколько раз меняет давление, что, по сути, не относится к экономически выгодным факторам и влияет не только на стоимость газа, но и задействует агрегаты, которые могли бы быть исключены, если бы алгоритм обработки и подачи газа потребителю был бы изменен на тот, при котором, понижение давления можно было бы делать в той точке распределения, которая является оконечной перед участком выдачи такого газа потребителю.
Типовая ГРС состоит из следующих основных узлов:
1. Узел переключения предназначен для переключения потока газа высокого давления с автоматического на ручное регулирование давления по обводной линии, а также для предотвращения повышения давления в линии подачи газа потребителю с помощью предохранительной арматуры.
2. Узел очистки предназначен для предотвращения попадания механических примесей в технологическое и газорегуляторное оборудование и средства контроля и автоматики ГРС и потребителя.
3. Узел предотвращения гидратообразования предназначен для предотвращения обмерзания арматуры и образования кристаллогидратов в газопроводных коммуникациях и арматуре.
4. Узел редуцирования газа предназначен для снижения и автоматического поддержания заданного давления газа, подаваемого потребителю.
5. Узел учета газа предназначен для учета количества газа с помощью различных расходомеров и счетчиков.
6. Узел одоризации предназначен для добавления в газ веществ с резким неприятным запахом (одорантов), что позволяет своевременно обнаруживать утечки газа по запаху без спецоборудования.
К недостаткам типовой ГРС следует отнести:
- необходимость введения ингибитора гидратообразования перед редуцированием газа;
- необходимость подогрева газа после редуцирования;
- полезно не используется энергия сжатого газа.
Типовая автогазонаполнительная компрессорная станция (АГНКС) состоит из следующих основных узлов:
1. Узел замера газа предназначен для учета количества газа, принимаемого на АГНКС.
2. Узел компримирования природного газа предназначен для повышения давления газа до 2,0÷2,5 МПа.
3. Узел охлаждения компримированного газа предназначен для охлаждения сжатого газа до температуры 20÷40°C.
4. Трансформаторная подстанция предназначена для обеспечения электроэнергией АГНКС.
5. Газовые колонки предназначены для заправки автомобильного транспорта.
К недостаткам типовой АГНКС следует отнести:
- значительные затраты на электроэнергию при компримировании газа и последующем его охлаждении;
- необходимость снабжения электроэнергией АГНКС по первой категории - не менее двух источников - для гарантии бесперебойной работы газозаправки.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в экономии тепловой и электрической энергии, затрачиваемой на изменение параметров (свойств) газа по функции давления.
Указанный технический результат заключается в том, что совмещенная газораспределительная и газонаполнительная станция содержит входной сепаратор, сообщенный входом с магистральным трубопроводом подачи газа высокого давления и выход которого сообщен с распределительным устройством, одна выходная позиция которого сообщена с первым теплообменником для подогрева одной части газа и подачи его в турбодетандер для снижения давления и направления газа через второй и третий последовательно сообщенные теплообменники в блоки замера расхода газа и одоризации для выдачи потребителям газа низкого давления, при этом вторая позиция распределительного устройства сообщена с контуром охлаждения другой части газа во втором теплообменнике и подачи его в турбину для сжатия и повышения давления и последующего охлаждения путем пропуска через первый и третий теплообменники и загрузки в ресивер, выход которого связан с заправочным устройством для заправки баллонов газопотребляющих транспортных средств, а третья позиция распределительного устройства сообщена с контуром, включающим в себя дросселирующее устройство и задвижки для выдачи газа низкого давления потребителям при закрытой второй позиции распределительного устройства.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером, представленным на рисунке, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается пример исполнения совмещенной газораспределительной и газонаполнительной станции. Применительно к данному объекту на рисунке основные узлы станции обозначены следующими позициями: 1 - магистральный газопровод, 2 - входной сепаратор. 3 - распределительное устройство, 4 - задвижки (с функцией открывания), 5 - дросселирующее устройство, 6 - выходной канал первой позиции распределительного устройства, 7 - труба, сообщенная со второй позицией распределительного устройства, 8 - первый теплообменник, 9 - турбодетандер, 10 - второй теплообменник, 11 - прибор замера расхода газа (блок замера расхода газа), 12 - аппарат одоризации газа (блок одоризации газа, предназначен для добавления в газ веществ с резким неприятным запахом (одорантов), что позволяет своевременно обнаруживать утечки газа по запаху без спецоборудования), 13 - ресивер, 14 - заправочное устройство (для выдачи газа в виде автомобильного топлива), 15 - третий теплообменник, 16 - турбина, имеющая привод от турбодетандера.
Совмещенная газораспределительная и газонаполнительная станция содержит входной сепаратор 2, сообщенный входом с магистральным трубопроводом 1 подачи газа высокого давления и выход которого сообщен с первым теплообменником 8 для подогрева одной части газа и подачи его в турбодетандер 9 для снижения давления и направления газа через второй и третий последовательно сообщенные теплообменники 10 и 15 в блоки замера расхода газа 11 и одоризации 12 для выдачи потребителям газа низкого давления. Вторая позиция распределительного устройства 3 сообщена с контуром охлаждения другой части газа во втором теплообменнике 10 и подачи его в турбину 16 для сжатия и повышения давления и последующего охлаждения путем пропуска через первый и третий теплообменники 8 и 15 и загрузки в ресивер 13, выход которого связан с заправочным устройством 14 для заправки баллонов газопотребляющих транспортных средств. Третья позиция распределительного устройства 3 сообщена с контуром, включающим в себя дросселирующее устройство 5 и задвижки 4 для выдачи газа низкого давления потребителям при закрытых первой и второй позициях распределительного устройства 3.
Природный газ из магистрального газопровода 1 проходит входной сепаратор 2 и поступает в распределительное устройство 3. Из распределительного устройства 3 основной поток газа (70…95%) нагревается в теплообменнике 8 и далее поступает в турбодетандер 9. Затем поток газа с пониженным давлением и температурой снова подогревается в теплообменниках 10 и 15. После замера в приборе 11 и одоризации в аппарате 12, газ подается Потребителю: котельные, электростанции, объекты ЖКХ.
Меньшая часть газа из распределительного устройства 3 по трубе 7 предварительно охлаждается в теплообменнике 10, затем компримируется в турбине 16 до давления 20,0…25,0 МПа. Сжатый газ охлаждается последовательно в теплообменниках 8 и 15 и подается в ресивер 13. По мере необходимости через заправочное устройство 14 ведется заправка автомобилей и передвижных автогазозаправщиков.
В случае простоя автогазонаполнительной секции, газ на объекты ЖКХ направляется через дросселирующее устройство 5 и открытые задвижки 4.
Такое исполнение совмещенной газораспределительной и газонаполнительной станции позволяет:
- Снизить капитальные затраты при строительстве совмещенных газораспределительных и автогазонаполнительных станций.
- Обеспечить полезное использование энергии дросселируемого природного газа из магистрального газопровода.
- Отказаться от использования электроэнергии для компримирования природного газа на АГНКС.
- Сэкономить электрическую и тепловую энергии для охлаждения компримируемого газа и для нагрева редуцируемого газа.