SU729379A1 - Gas delivering unit - Google Patents

Description

II

Изобретение относитс  к технике транспорта природного газа, а более конкретно - к устройству газопарохолодильного газоперекачивающего агрегата, устанавливаемого на компрессорной станции магистрального газопровода, а также может быть использовано в стационарной теплоэнергетике.The invention relates to a technique for transporting natural gas, and more specifically to a gas-steam refrigerating gas-pumping unit installed at a compressor station of a main gas pipeline, and can also be used in a stationary power system.

Известны парогазохолодильные агрегаты , содержащие парогазовую установку с силовой паровой, турбиной и трубодетандером , размещенным после напорных экономайзеров в газоходе выпускных газов 1.Famous steam and gas refrigeration units containing steam-gas installation with power steam, turbine and expander, placed after pressure economizers in the flue gas duct 1.

Недостаток известного агрегата заключаетс  в жесткой св зи между выработкой механическойэнергии и холода.A disadvantage of the known aggregate is the rigid connection between the generation of mechanical energy and cold.

Известен газоперекачивающий агрегат, содержащий .нагнетатель с приводом и последовательно установленные за нагнетателем по ходу газа теплообменник-охладитель и турбодетандер первой ступени 2.A gas pumping unit is known, which contains a driven compressor and a heat exchanger-cooler and a turbo-expander of the first stage 2 which are successively installed downstream of the supercharger along the gas.

Недостаток этого агрегата заключаетс  в его неэкономичности.The disadvantage of this unit is its inefficiency.

Цель изобретени  - повышение экономичности .The purpose of the invention is to increase efficiency.

Эта цель достигаетс  тем, что привод выполнен Б виде парогазовой установки с размещенными в выхлопном тракте газовой турбины турбодетандером, на одном валу с последним установлен турбодетандер топливного газа установки, а к выходу обоих турбодетандеров подключены теплообменники , которые параллельно сообщены по охлаждаемой среде с выходом турбодетаидера первой ступени.This goal is achieved by the fact that the drive is designed as a steam-gas unit with a turbo-expander placed in the exhaust path of the gas turbine, the turbo-expander of the fuel gas is installed on the same shaft with the latter, and heat exchangers are connected to the output of both turbo-expanders, which are in parallel communicated through the cooled medium with the output of the turbo-expander first steps

На чертеже приведена схема газоперекачивающего агрегата.The drawing shows a diagram of the gas pumping unit.

Он имеет комперссор 1, установленный на одном валу с газовой турбиной 2. Компрессор 1 св зан трубопроводом 3 с высоконапорным парогенератором 4, который трубопроводом 5 св зан с дополнительной камерой 6 сгорани , размешенной перед входом в газовую турбину 2. Газова  турбина 2 соединена с котлом-утилизатором 7, который соединен трубопроводом 8 с паровой турбиной 9 с электрическим генератором 10.It has a compressor 1 mounted on the same shaft with a gas turbine 2. Compressor 1 is connected by pipeline 3 to a high-pressure steam generator 4, which is connected by pipe 5 to an additional combustion chamber 6 placed in front of the entrance to gas turbine 2. Gas turbine 2 is connected to a boiler -utilizer 7, which is connected by pipe 8 with a steam turbine 9 with an electric generator 10.

Последовательно к котлу-утилизатору 7 подключены экономайзер 11 первой ступени, экономайзер 12 второй ступени и газоохла20 дитель 13. Экономайзер 11 св зан трубопроводом 14 с подогревателем 15 питательной воды, а экономайзер 12 с трубопроводом 16 - с деаэратором 17 и трубопроводом 18 через конденсатный насос 19 с конденсатором 20 паровой турбины 21. На одном валу с паровой турбиной 21 установлен газовый нагнетатель 22 и газовый турбодетандер 23 первой ступени охлаждени  газа. Между нагнетателем 22 и турбодетандером 23 размещен теплообменник-охладитель 24. The first stage economizer 11, second stage economizer 12 and gas cooler 13 are connected to the waste-heat boiler 7 in succession. Economizer 11 is connected by pipeline 14 to feedwater heater 15, and economizer 12 to pipeline 16 by deaerator 17 and pipe 18 through condensate pump 19 with a steam turbine condenser 20 21. A gas supercharger 22 and a gas turbo-expander 23 of the first gas cooling stage are installed on the same shaft as the steam turbine 21. Between the supercharger 22 and the expander 23 is placed the heat exchanger-cooler 24.

Газовый нагнетатель 22 св зан с магистральным газопроводом 25, а трубопроводом 26 - с турбодетандером 27 топливного газа. На одном валу с турбодетандером 27 размещены врздухонагнетатель 28, турбодетандер 29 газовоздущной смеси, который через сепаратор 30 св зан с газоохладителем 13. К сепаратору 30 подключен сборник 31 конденсата .The gas blower 22 is connected to the gas main 25, and the pipe 26 to the expander 27 of the fuel gas. On one shaft with a turboexpander 27, a compressor 28, a turboexpander 29 of a gas-air mixture, which is connected through a separator 30 to a gas cooler 13, are placed. A condensate collector 31 is connected to the separator 30.

Воздухонагнетатель 28 трубопроводо.м 32 включен между экономайзером 12 и газоохладителем 13. Деаэратор 17 имеет питательный насос 33, который трубопроводом 34 подключен к котлу-утилизатору 7.The blower 28 of the pipeline. 32 is connected between the economizer 12 and the gas cooler 13. The deaerator 17 has a feed pump 33, which is connected to the waste-heat boiler 7 by a pipe 34.

Парова  турбина 9 включена трубопроводом 35между паровой турбиной 21 и конденсатором 20.The steam turbine 9 is turned on by a pipeline 35 between the steam turbine 21 and the condenser 20.

Турбодетандер 23 трубопроводом 36 и трубопроводом 37 соединен с теплообменником 38 природного газа и теплообменником 39 топливного газа.The expander 23 pipe 36 and the pipe 37 is connected to the heat exchanger 38 of natural gas and the heat exchanger 39 of the fuel gas.

Теплообменник 38 соединен трубопроводом 40 с турбодетандером 29, теплообменник 39 трубопроводом 41 - с турбодетандером 27 и трубопроводом 42 - с парогенератором 4.The heat exchanger 38 is connected by a pipe 40 with a turboexpander 29, a heat exchanger 39 by a pipe 41 - with a turboexpander 27 and a pipe 42 - with a steam generator 4.

Теплообменник 38 имеет выхлопной коллектор 43 и соединен трубопроводом 44 с магистральным газопроводом.The heat exchanger 38 has an exhaust manifold 43 and is connected by pipeline 44 to the main gas pipeline.

Дополнительна  камера сгорани  5 св зана трубопроводом 45 с трубопроводом 42. Высоконапорный парогенератор 4 паропроводом 46 соединен g паровой турбиной 21.An additional combustion chamber 5 is connected by pipe 45 to pipe 42. The high-pressure steam generator 4 by steam pipe 46 is connected by a g steam turbine 21.

Работает газоперекачивающий агрегат следующим образом.Works gas pumping unit as follows.

В компрессоре 1 сжимаетс  засасываемый из окружающей среды воздух, который подаетс  в камеру сгорани  высоконапорного парогенератора 4, в его радиационных и конвективных поверхност х нагрева образуетс  пар, поступающий по паропроводу 46 в приводную паровую турбину 21. Часть воздуха после компрессора 1 направл етс  в дополнительную камеру сгорани  6, котора  используетс  дл  поддерживани  посто нной температуры продуктов сгорани  (при переменной нагрузке) перед газовой турбиной 2 путем сжигани  в ней топлива. После парогенератора 4 и дополнительной камеры сгорани  6 газовоздущна  смесь (продукты горени  топлива) поступают в газовую турбину 2,  вл ющуюс  приводом дл  воздущного компрессора 1.In the compressor 1, the air drawn in from the environment is compressed, which is supplied to the combustion chamber of the high-pressure steam generator 4, in its radiation and convection heating surfaces steam is generated, which enters the steam turbine 21 through the steam conduit 46. A part of the air after the compressor 1 is directed to the additional chamber combustion 6, which is used to maintain a constant temperature of the combustion products (at variable load) in front of the gas turbine 2 by burning in it fuel. After the steam generator 4 and the additional combustion chamber 6, the gas-air mixture (combustion products of fuel) is fed to the gas turbine 2, which is the drive for the air compressor 1.

Газова  турбина 2 работает с противодавлением .Gas turbine 2 operates with backpressure.

После газовой турбины газовоздушна  смесь поступает в котел-утилизатор 7, где генерируетс  пар дл  турбины 9 собственных нужд привода генератора 10. После котла-утилизатора 7 паровоздущна  смесь поступает последовательно в напорные экономайзеры 11, 12 первой и второй ступеней, охлаждаетс  конденсатом, поступающим с помощью конденсатного насоса 19 сначала в экономайзере .12 второй ступени, затем в деаэратор 17. Из деаэратора 17 питательным насосом 33 питательна  вода подаетс  в экономайзер 11 первой ступени, высоконапорный парогенератор 4 и в котел-утилизатор 7. Дл  охлаждени  газовоздущной смеси после экономайзеров может быть применен при необходимости воздущный или вод ной газоохладитель 3, включенный в схему агрегата. Вместе с продуктами горени  топлива (газовоздушной смесью) в этом газоохладителе 13 производитс  также и охлаждение сжатого в воздухонагнетателе 28 воздуха, подводимого по трубопроводу 32. Далее газовоздущна  смесь поступает в сепаратор 30 капельной влаги, в котором осуществл етс  ее выделение из продуктов сгорани  топлива, конденсат собираетс  в сборнике конденсата 31; конденсат используетс  дл  восполнени  его утечек в системе питани . Далее отсепарировакна  от капельной влаги газовоздушна  смесь поступает в турбодетандер 29 газовоздушной смеси, где расшир етс , охлаждаетс  и превращаетс  3 хладагент, который охлаждает транспортируемый газ в теплообменнике 38, куда газ поступает после газового турбодетандера 23 по трубопроводу 36. Мощность, развиваема  турбодетандером 29, используетс  дл  привода воздухонагнетател  22. После теплообменника 38 газовоздушна  смесь (продукты сгорани ) идет в выхлопной коллектор 43. Дл  привода воздухонагнетател  28 используетс  также мощность, развиваема  турбодетандером 27 топливного газа, в котором топливный газ, поступающий из магистрального газопровода 25 и трубопровода 26, срабатывает свой располагаемый теплоперепад , превращаетс  в хладагент и охлаждает газ в теплообменнике 39. Втора  ступень охлаждени  использует в качестве хладагента газовоздушную смесь и топливный газ. Парова  турбина 21 служит дл  привода газового нагнетател  22, включенного в систему магистрального газопровода 25. Дл  обеспечени  дополнительного охлаждающего эффекта сверх полученного в результате использовани  в качестве хладагента газовоздушной смеси и топливного газа в первой ступени охлаждени  в газовом нагнетателе 22 увеличивают ступень повыщени  давлени , а после нагнетател  22 газ поступает в газовоздущный или газовод ной поверхностный теплообменник-охладитель 24, охлаждаетс В нем и направл ет- с  в газовый Турбодетандер 23, в котором расшир етс  и охлаждаетс , а развиваема  турбодетандером 23 мощность используетс  дл  привода газового нагнетател  22, вследAfter the gas turbine, the gas-air mixture enters the waste-heat boiler 7, where steam is generated for the turbine 9 of the generator’s own drive needs 10. After the heat-recovery boiler 7, the steam-air mixture enters sequentially into the pressure economizers 11, 12 of the first and second stages, is cooled by condensate supplied by condensate pump 19, first in economizer .12 second stage, then to deaerator 17. From deaerator 17, nutrient pump 33 feed water is supplied to first stage economizer 11, high-pressure steam generator 4 and in body heat exchanger 7. If necessary, air or water chiller 3 included in the unit circuit can be used to cool the gas mixture after the economizers. Together with the combustion products of the fuel (gas-air mixture), this gas cooler 13 also cools the compressed air in the air-blower 28 supplied through pipeline 32. Next, the gas-air mixture enters the separator 30 of condensed moisture, in which it is separated from the combustion products, condensate collected in a condensate collector 31; condensate is used to compensate for leaks in the feed system. Next, the gas-air mixture separates from the drip moisture and enters the gas-air mixture expander 29, where it expands, cools and turns 3 refrigerant, which cools the transported gas in the heat exchanger 38, where the gas enters after the gas turbo-expander 23 through pipeline 36. The power developed by the turbine expander 29 uses To drive the air blower 22. After the heat exchanger 38, the gas / air mixture (combustion products) goes to the exhaust manifold 43. The air blower 28 is also used to power the drive Th, razvivaema turboexpander 27 of the fuel gas, wherein the fuel gas is supplied from the main pipeline 25 and the pipeline 26, operates a disposable heat drop is converted into gas and cools the refrigerant in the heat exchanger 39. The second cooling stage uses the gas mixture and the fuel gas as a refrigerant. The steam turbine 21 serves to drive the gas blower 22 included in the main gas pipeline system 25. To provide an additional cooling effect in excess of the gas-air mixture obtained as a refrigerant and the fuel gas in the first cooling stage in the gas blower 22, the pressure increase stage increases and the blower 22, the gas enters the gas-carrying or gaseous surface heat exchanger-cooler 24, is cooled therein and directs it to the gas turbine expander 23, wherein it expands and cools, and the power developed by the expander 23 is used to drive the gas supercharger 22, followed by

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Газоперекачивающий агрегат, преимущественно для магистральных газопроводов, содержащий нагнетатель с приводом и последовательно установленные за нагнетателем по ходу газа теплообменник-охладитель и турбодетандер первой ступени, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, привод выполнен в виде парогазовой установки с размещенными в выхлопном тракте газовой турбины турбодетандером, на одном валу с последним установлен ^s турбодетандер топливного газа установки, а к выходу обоих турбодетандеров подключены теплообменники, которые параллельно сообщены по охлаждаемой среде с выходом турбодетандера первой ступени.A gas pumping unit, mainly for main gas pipelines, comprising a supercharger with a drive and a heat exchanger-cooler and turbine expander of the first stage installed sequentially behind the supercharger along the gas, characterized in that, in order to increase efficiency, the drive is made in the form of a combined-cycle plant with a gas in the exhaust tract turbo expander turbine on the same shaft with turbo expander ^s last set fuel gas installation, and to the output of the two turbines connected heat exchangers, which matured in parallel on the cooling medium communicated with the output of the first stage turboexpander.