RU2599082C1 - Газотурбодетандерная энергетическая установка компрессорной станции магистрального газопровода - Google Patents
Газотурбодетандерная энергетическая установка компрессорной станции магистрального газопровода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2599082C1 RU2599082C1 RU2015136219/06A RU2015136219A RU2599082C1 RU 2599082 C1 RU2599082 C1 RU 2599082C1 RU 2015136219/06 A RU2015136219/06 A RU 2015136219/06A RU 2015136219 A RU2015136219 A RU 2015136219A RU 2599082 C1 RU2599082 C1 RU 2599082C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- fuel gas
- heater
- turbine
- pressure fuel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для энергоснабжения собственных нужд компрессорных станций магистральных газопроводов. Установка содержит газопровод топливного газа высокого давления, сепаратор, подогреватель топливного газа высокого давления, турбодетандер с входным направляющим аппаратом, компрессор, регенеративный воздухоподогреватель, камеру сгорания, газовую турбину, электрогенератор, газопровод топливного газа среднего давления, газопровод топливного газа, подогреватель топливного газа, регулятор. Газопровод топливного газа высокого давления через сепаратор и подогреватель топливного газа высокого давления связан с входом турбодетандера, выход которого через газопровод топливного газа среднего давления, подогреватель топливного газа и газопровод топливного газа связан с камерами сгорания регенеративной газотурбодетандерной установки и газотурбинных газоперекачивающих агрегатов. Ротор турбодетандера соединен общим валом с ротором компрессора, ротор газовой турбины связан с ротором электрогенератора. Газоперекачивающие агрегаты снабжены утилизационными подогревателями теплоносителя, соединенными трубопроводами теплоносителя с подогревателем топливного газа высокого давления и с подогревателем топливного газа. Регулятор соединен импульсными линиями с регулируемым входным направляющим аппаратом турбодетандера и с газопроводом топливного газа. Установка дополнительно снабжена газоохладителем, установленным в магистральном газопроводе природного газа после нагнетателей газотурбинных газоперекачивающих агрегатов и аппаратов воздушного охлаждения, а по топливному газу газоохладитель установлен в газопроводе топливного газа среднего давления между выходом турбодетандера и входом подогревателя топливного газа. Преимущества - обеспечение энергоснабжения собственных нужд компрессорных станций, повышение экономичности и возможность охлаждения природного газа, сжатого в нагнетателе ГПА. 1 ил.
Description
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для энергоснабжения собственных нужд компрессорных станций магистральных газопроводов.
Известна газотурбодетандерная энергетическая установка, в которой магистральный газопровод высокого давления соединен через поверхности нагрева теплообменника-регенератора и теплообменника-утилизатора с входом турбодетандера, а также через редукционное устройство с выходной газовой магистралью. Теплообменник-утилизатор установлен в выхлопном газоходе газовой турбины. Выход турбодетандера связан через теплообменник-регенератор с выходной газовой магистралью, а также непосредственно с камерой сгорания авиационного газотурбинного двигателя. Силовая газовая турбина газотурбодетандерной установки и турбодетандер связаны общим валом с электрогенератором. При изменении давления газа в магистральном газопроводе высокого давления с помощью регулируемого соплового аппарата (РСА) поддерживают постоянное давление газа в выходной газовой магистрали и в камере сгорания авиадвигателя (Патент РФ №2096640, F02C 6/12). Эта газотурбодетандерная энергетическая установка предназначена для установки на ГРС и ГРП с давлением газа в выходной газовой магистрали 0,6-1,2 МПа и не может быть применена на компрессорных станциях магистральных газопроводов с ГПА.
Известна регенеративная газотурбодетандерная установка компрессорной станции магистрального газопровода, содержащая газопровод топливного газа высокого давления, подогреватель топливного газа высокого давления, турбодетандер с регулируемым сопловым аппаратом, компрессор, регенеративный воздухоподогреватель, камеру сгорания, газовую турбину, электрогенератор, подогреватель топливного газа, регулятор, газопровод топливного газа, ротор турбодетандера соединен общим валом с ротором компрессора, ротор газовой турбины связан с ротором электрогенератора; газопровод топливного газа связан с камерой сгорания регенеративной газотурбодетандерная установки и камерами сгорания газоперекачивающих агрегатов (ГПА), снабженных утилизационными подогревателями теплоносителя, связанными трубопроводами теплоносителя с подогревателем газа высокого давления и с подогревателем топливного газа (Патент РФ №2549004, МПК F01K 27/00, 24.12.2013). Эта установка принята в качестве прототипа предлагаемого изобретения. Недостатком прототипа является недостаточная экономичность компрессорной станции.
Задачей предполагаемого изобретения является создание газотурбодетандерной энергетической установки для обеспечения энергоснабжения собственных нужд компрессорных станций магистральных газопроводов, повышения экономичности установки собственных нужд и охлаждения природного газа, сжатого в нагнетателе ГПА.
Поставленная задача решается за счет того, что компрессорная станция магистрального газопровода, снабженная газоперекачивающими агрегатами и аппаратами воздушного охлаждения природного газа, содержащая газопровод топливного газа высокого давления, сепаратор, подогреватель топливного газа высокого давления, турбодетандер с входным направляющим аппаратом, компрессор, регенеративный воздухоподогреватель, камеру сгорания, газовую турбину, электрогенератор, газопровод топливного газа среднего давления, газопровод топливного газа, подогреватель топливного газа, регулятор; газопровод топливного газа высокого давления через сепаратор и подогреватель топливного газа высокого давления связан с входом турбодетандера, выход которого через газопровод топливного газа среднего давления, подогреватель топливного газа и газопровод топливного газа связан с камерами сгорания регенеративной газотурбодетандерной установки и газотурбинных газоперекачивающих агрегатов, ротор турбодетандера соединен общим валом с ротором компрессора, ротор газовой турбины связан с ротором электрогенератора; газоперекачивающие агрегаты снабжены утилизационными подогревателями теплоносителя, соединенными трубопроводами теплоносителя с подогревателем топливного газа высокого давления и с подогревателем топливного газа, регулятор соединен импульсными линиями с регулируемым входным направляющим аппаратом турбодетандера и с газопроводом топливного газа, дополнительно снабжена газоохладителем, установленным в магистральном газопроводе природного газа после нагнетателей газотурбинных газоперекачивающих агрегатов и аппаратов воздушного охлаждения, а по топливному газу газоохладитель установлен в газопроводе топливного газа среднего давления между выходом турбодетандера и входом подогревателя топливного газа.
Сравнение предлагаемой газотурбодетандерной энергетической установки с прототипом и другими техническими решениями позволило сделать вывод, что предлагаемые в ней технические решения соответствуют критериям «новизна» и «существенные отличия».
На Фиг. 1 приведена тепловая схема газотурбодетандерной энергетической установки, содержащая два блока - блок регенеративной газотурбодетандерной установки 1 и блок газоперекачивающих агрегатов компрессорной станции 2. Тепловая схема на Фиг. 1 содержит магистральный газопровод 3, газопровод топливного газа высокого давления 4, сепаратор 5, подогреватель топливного газа высокого давления 6, турбодетандер 7 с регулируемым сопловым аппаратом, компрессор 8, выхлопной газоход 9, газовую турбину 10, электрогенератор 11, регулятор 12, общий вал 13, газопровод топливного газа среднего давления 14, регенеративный воздухоподогреватель 15, камеру сгорания 16 газотурбодетандерной энергетической установки, прямой 18 трубопровод теплоносителя, обратный 17 трубопровод теплоносителя, подогреватель топливного газа 19, газопровод топливного газа 20, насос теплоносителя 21, утилизационные подогреватели теплоносителя 22, магистральный газопровод высокого давления 23, аппараты воздушного охлаждения 24, газоохладитель 25, газотурбинные газоперекачивающие агрегаты 26.
Магистральный газопровод 3 соединен газопроводом топливного газа высокого давления 4 через сепаратор 5 и подогреватель топливного газа высокого давления 6 с входом турбодетандера 7, выход которого связан газопроводом топливного газа среднего давления 14 через газоохладитель 25, подогреватель топливного газа 19 и газопровод топливного газа 20 с камерой сгорания газотурбодетандерной энергетической установки 16 и с камерами сгорания газоперекачивающих агрегатов 26. Утилизационные подогреватели теплоносителя 22 связаны через насос теплоносителя 21 прямым трубопроводом теплоносителя 18 и обратным трубопроводом теплоносителя 17 с подогревателем топливного газа 19 и с подогревателем топливного газа высокого давления 6. Газоохладитель 25 установлен на магистральном газопроводе высокого давления 23 после аппаратов воздушного охлаждения 24. Ротор турбодетандера 7 соединен общим валом 13 с ротором компрессора 8, выход которого связан через воздуховод с регенеративным воздухоподогревателем 15 и с камерой сгорания 16 газотурбодетандерной энергетической установки, которая связана с входом газовой турбины 10, ротор которой соединен валом с ротором электрогенератора 11. Выход газовой турбины 10 через выхлопной газоход 9 и регенеративный воздухоподогреватель 15 связан с атмосферой. Регулятор 12 соединен импульсными линиями с входным направляющим аппаратом турбодетандера 7 и с газопроводом топливного газа 20.
Газотурбодетандерная энергетическая установка работает следующим образом. Природный газ из магистрального газопровода 3 по газопроводу топливного газа высокого давления 4 поступает в сепаратор 5, где производится его очистка от примесей, после чего через подогреватель топливного газа высокого давления 6 он подается в турбодетандер 7, снабженный входным направляющим аппаратом. Здесь он расширяется, со снижением давления и далее по газопроводу топливного газа среднего давления 14 подается через газоохладитель 25 и подогреватель топливного газа 19 в газопровод топливного газа 20. В газоохладителе 25 производится дополнительное охлаждение магистрального газа магистрального газопровода высокого давления 23, предварительно охлажденного в аппаратах воздушного охлаждения 24.
Из газопровода топливного газа 20 топливный газ направляется в камеру сгорания 16 газотурбодетандерной энергетической установки и в камеры сгорания газоперекачивающих агрегатов 26. Подогрев газа в подогревателе топливного газа высокого давления 6 и в подогревателе топливного газа 19 производится теплоносителем, подводимым в них насосом теплоносителя 21 по прямому трубопроводу теплоносителя 18 и отводимым по обратному 17 трубопроводу теплоносителя. Подогрев теплоносителя производится в утилизационных подогревателях теплоносителя 22 за счет теплоты уходящих газов газовых турбин газоперекачивающих агрегатов 26 компрессорной станции. Полезную работу турбодетандера 7 передают по общему валу 13 компрессору 8 и используют для сжатия атмосферного воздуха. Сжатый в компрессоре атмосферный воздух направляют через регенеративный воздухоподогреватель 15 в камеру сгорания 16 газотурбодетандерной энергетической установки, куда также подают газ по газопроводу топливного газа 20. Продукты сгорания газа расширяют в газовой турбине 10 и через выхлопной газоход 9 и регенеративный воздухоподогреватель 15 сбрасывают в атмосферу. Полезную работу газовой турбины 10 используют для привода электрогенератора 11 и выработки электроэнергии. В регенеративном воздухоподогревателе 15 подогревают воздух, сжатый в компрессоре 8 за счет теплоты выхлопных газов газовой турбины 10. При изменении давления в магистральном газопроводе 4 регулятор 12 за счет воздействия на входной направляющий аппарат турбодетандера 7 поддерживает постоянное давление в газопроводе топливного газа 20, в камере сгорания 16 газотурбодетандерной энергетической установки и в камерах сгорания газотурбинных газоперекачивающих агрегатов 26.
Применение дополнительного газоохладителя позволяет осуществить дополнительное охлаждение магистрального газа, предварительно охлажденного в аппаратах воздушного охлаждения 24, увеличить расход газа через магистральный газопровод 23 и повысить экономичность компрессорной станции.
Claims (1)
- Газотурбодетандерная энергетическая установка компрессорной станции магистрального газопровода, снабженная газоперекачивающими агрегатами и аппаратами воздушного охлаждения природного газа, содержащая газопровод топливного газа высокого давления, сепаратор, подогреватель топливного газа высокого давления, турбодетандер с входным направляющим аппаратом, компрессор, регенеративный воздухоподогреватель, камеру сгорания, газовую турбину, электрогенератор, газопровод топливного газа среднего давления, газопровод топливного газа, подогреватель топливного газа, регулятор; газопровод топливного газа высокого давления через сепаратор и подогреватель топливного газа высокого давления связан с входом турбодетандера, выход которого через газопровод топливного газа среднего давления, подогреватель топливного газа и газопровод топливного газа связан с камерами сгорания регенеративной газотурбодетандерной установки и газотурбинных газоперекачивающих агрегатов, ротор турбодетандера соединен общим валом с ротором компрессора, ротор газовой турбины связан с ротором электрогенератора; газоперекачивающие агрегаты снабжены утилизационными подогревателями теплоносителя, соединенными трубопроводами теплоносителя с подогревателем топливного газа высокого давления и с подогревателем топливного газа, регулятор соединен импульсными линиями с регулируемым входным направляющим аппаратом турбодетандера и с газопроводом топливного газа, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена газоохладителем, установленным в магистральном газопроводе природного газа после нагнетателей газотурбинных газоперекачивающих агрегатов и аппаратов воздушного охлаждения, а по топливному газу газоохладитель установлен в газопроводе топливного газа среднего давления между выходом турбодетандера и входом подогревателя топливного газа.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015136219/06A RU2599082C1 (ru) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | Газотурбодетандерная энергетическая установка компрессорной станции магистрального газопровода |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015136219/06A RU2599082C1 (ru) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | Газотурбодетандерная энергетическая установка компрессорной станции магистрального газопровода |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2599082C1 true RU2599082C1 (ru) | 2016-10-10 |
Family
ID=57127551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015136219/06A RU2599082C1 (ru) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | Газотурбодетандерная энергетическая установка компрессорной станции магистрального газопровода |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2599082C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2699445C1 (ru) * | 2018-04-06 | 2019-09-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Газотурбодетандерная энергетическая установка тепловой электрической станции |
| RU2740388C1 (ru) * | 2019-12-10 | 2021-01-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Способ работы компрессорной станции магистральных газопроводов с газотурбинными и электроприводными газоперекачивающими агрегатами и газотурбодетандерной энергетической установкой |
| RU2795803C1 (ru) * | 2021-12-27 | 2023-05-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Компрессорная станция магистрального газопровода с газотурбодетандерной установкой |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1592666A (en) * | 1976-12-10 | 1981-07-08 | Sulzer Ag | Method of operating an open circuit gas-turbine plant cooperating with a vapour power circuit |
| RU2091592C1 (ru) * | 1994-08-23 | 1997-09-27 | Валерий Игнатьевич Гуров | Способ работы газотурбодетандерной установки |
| RU2096640C1 (ru) * | 1994-11-30 | 1997-11-20 | Научно-производственное товарищество с ограниченной ответственностью "Аэротурбогаз" | Способ работы газотурбодетандерной установки |
| RU133204U1 (ru) * | 2013-05-13 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Комбинированная газотурбинная установка системы газораспределения |
| RU133250U1 (ru) * | 2013-05-07 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Газораспределительная станция |
| RU2549004C1 (ru) * | 2013-12-24 | 2015-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Регенеративная газотурбодетандерная установка |
-
2015
- 2015-08-26 RU RU2015136219/06A patent/RU2599082C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1592666A (en) * | 1976-12-10 | 1981-07-08 | Sulzer Ag | Method of operating an open circuit gas-turbine plant cooperating with a vapour power circuit |
| RU2091592C1 (ru) * | 1994-08-23 | 1997-09-27 | Валерий Игнатьевич Гуров | Способ работы газотурбодетандерной установки |
| RU2096640C1 (ru) * | 1994-11-30 | 1997-11-20 | Научно-производственное товарищество с ограниченной ответственностью "Аэротурбогаз" | Способ работы газотурбодетандерной установки |
| RU133250U1 (ru) * | 2013-05-07 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Газораспределительная станция |
| RU133204U1 (ru) * | 2013-05-13 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Комбинированная газотурбинная установка системы газораспределения |
| RU2549004C1 (ru) * | 2013-12-24 | 2015-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Регенеративная газотурбодетандерная установка |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2699445C1 (ru) * | 2018-04-06 | 2019-09-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Газотурбодетандерная энергетическая установка тепловой электрической станции |
| RU2740388C1 (ru) * | 2019-12-10 | 2021-01-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Способ работы компрессорной станции магистральных газопроводов с газотурбинными и электроприводными газоперекачивающими агрегатами и газотурбодетандерной энергетической установкой |
| RU2795803C1 (ru) * | 2021-12-27 | 2023-05-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Компрессорная станция магистрального газопровода с газотурбодетандерной установкой |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11047264B2 (en) | Power generation system and method with partially recuperated flow path | |
| CN107683366B (zh) | 废热回收简单循环***和方法 | |
| RU2570296C1 (ru) | Регенеративная газотурбодетандерная установка собственных нужд компрессорной станции | |
| CN103016114A (zh) | 内燃机排气余热动力*** | |
| RU2599082C1 (ru) | Газотурбодетандерная энергетическая установка компрессорной станции магистрального газопровода | |
| RU2338908C1 (ru) | Газотурбинная установка | |
| RU2549004C1 (ru) | Регенеративная газотурбодетандерная установка | |
| RU2541080C1 (ru) | Энергетическая газотурбодетандерная установка собственных нужд компрессорных станций магистральных газопроводов | |
| RU2369808C2 (ru) | Тригенерационная газотурбинная установка | |
| RU2557834C2 (ru) | Газотурбодетандерная энергетическая установка газораспределительной станции | |
| RU176799U1 (ru) | Газораспределительная станция с детандер-компрессорной газотурбинной энергетической установкой | |
| RU2747704C1 (ru) | Когенерационная газотурбинная энергетическая установка | |
| RU2712339C1 (ru) | Комбинированная энергетическая газотурбодетандерная установка компрессорной станции магистрального газопровода | |
| RU2576556C2 (ru) | Компрессорная станция магистрального газопровода с газотурбодетандерной энергетической установкой | |
| RU2675427C1 (ru) | Комбинированная утилизационная энергетическая газотурбинная установка компрессорной станции магистрального газопровода | |
| RU2656769C1 (ru) | Способ работы газотурбодетандерной энергетической установки тепловой электрической станции | |
| RU2795803C1 (ru) | Компрессорная станция магистрального газопровода с газотурбодетандерной установкой | |
| RU2484360C1 (ru) | Способ перекачки газа (варианты) и компрессорная станция для его осуществления (варианты) | |
| RU2545261C2 (ru) | Газотурбинная установка повышенной эффективности | |
| RU101095U1 (ru) | Детандер-генераторная установка | |
| RU2674089C1 (ru) | Способ форсирования газотурбинной установки | |
| RU2328045C2 (ru) | Способ эксплуатации атомной паротурбинной энергетической установки и установка для его осуществления | |
| RU2807373C1 (ru) | Способ работы регенеративной газотурбодетандерной энергетической установки теплоэлектроцентрали и устройство для его реализации | |
| RU96400U1 (ru) | Газотурбинная станция | |
| RU2384720C1 (ru) | Детандер - генераторная установка электростанции |