Система компримирования и охлаждения газа

 

Использование: при транспортировании природного газа по магистральным газопроводам , проложенным в районах распространения многолетнемерзлых грунтов . Компрессор, конденсатор, ресивер и испаритель холодного агента соединены трубопроводами с запорной и регулирующей арматурой. Вход компрессора соединен трубопроводами ч ерез запорные органы с входом и выходом испарителя по газу. Компрессор выполнен со сменными проточными частями для сжатия газа и холодильного агента. Соотношение основных размеров сменных проточных частей определяют по заданным формулам. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (193 (11) (si)s F 17 0 1/07

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1„

«Яц «

° а

° Ю

ЪФ

ХС (2) К -АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4827173/29 (22) 21.05.90 (46) 07.08.92. Бюл. М 29 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов (72) В.П.Косачев, Н.И.Изотов и И.B.Áàðöåâ (56) Авторское свидетельство СССР

М 909404, кл. F t7 0 1/07, 1982, (54) СИСТЕМА КОМПРИМИРОВАНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗА (57) Использование: при транспортировании природного газа по магистральным газопроводам, проложенным в районах .

Изобретение относится к транспорту природного газа по магистральным газопроводам, проложенным в районах распространения. многолетнемерзлых грунтов. и предназначено для повышения экономичности процесса транспортирования газа, Известны системы компримирования и охлаждения газа, включающие компрессорные станции и устройства для охлаждения газа до температуры, близкой к температуре грунта, Недостатком этих систем являются высокие капитальные вложения, связанные с необходимостью установки компрессорного оборудования как для сжатия транспортируемого газа, так и для сжатия холодильного агента.

Цель изобретения -снижение капитальных затрат в систему транспорта газа.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, включающем холодильнуюустановку с компрессором, конденсатором, ресивером и испарителем холодильного агента, соединенными трубопроводами с запорной и регулирующей арматурами, распространения многолетнемерзлых грунтов. Компрессор, конденсатор, ресивер и испаритель холодного агента соединены трубопроводами с запорной и регулирующей арматурой. Вход компрессора соединен трубопроводами через запорные органы с входом и выходом испарителя по газу, Компрессор выполнен со сменными проточными частями для сжатия газа и холодильного агента. Соотношение основных размеров сменных проточных частей определяют по заданным формулам. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл. вход компрессора соединяют трубопроводами через запорные органы с входом и выходом испарителя по газу. а компрессор выполняют со сменными проточными частями для сжатйя газа и холодильного агента, соотношение основных размеров которых определяют по формулам (« (b2 ) Ч ><

02 02 Ч q где 02 — диаметр рабочего колеса,м;

V — обьемная производительность при условиях всасывания, м /c; р- плотность при условиях всасывания, кг/м; х — число рабочих колес (ступеней сжатия);

g — число входов потока в компрессор;

Š— степень сжатия

bg/0г — относительная ширина рабочего колеса.

1753184

10

30

На чертеже приведена схема системы компримирования и охлаждения газа.

Система компримирования и охлаждения газа состоит из трубопровода 1, соединенного через запорный орган 2 с входом компрессора 3, приводимого в действие двигателем 4, Выход компрессора 3 через запорный орган 5 соединен с входом конденсатора 6, выход которого через запорные органы 7 и 8 соединен с входом испарителя 9 по газу, а выход испарителя 9 по газу соединен с магистралью газопроводом 10. Трубопровод 1 дополнительно соедийен трубопроводом 11 через запорные органы 12 и 8 с входом испарителя 9 по газу, трубопроводом. 13 через запорный орган 14 — с входом конденсатора 6. Вход компрессора 3 соединен трубопроводом 15 с выходом испарителя 9 по холодильному агенту через запорный орган 16. Выход конденсатора 6 дополнительно соединен через запорный орган 17 с ресивером 18 холодильного агрегата, который через дросселирующее устройство 19 соединен с входом испарителя 9 по холодильному агенту. Вход испарителя 9 по газу через запорные органы

8 и 20 трубопроводом 21 соединен с магистральнь м газопроводом 10, Вход конденсатора

6 снабжен трубопроводом 22, связывающим его через эапорный орган 23 со свечей или факелом, Система работает следующим образом, В летний период природный газ, поступающий по трубопроводу 1, направляется по трубопроводу 11 на вход испарителя 9, где охлаждается кипящим холодильным агентом, и затем направляется в магистральный газопровод 10. Компрессор 3 сжимает холодильный агент, поступающий иэ испарителя 9 по трубопроводу 15, который затем конденсируется в конденсаторе 6, выполненном в виде аппаратов воздушного охлаждения, и направляется в ресивер 18, из которого через дросселирующее устройство "..9 поступает в испаритель 9, При этом запсрные органы 2,7 и 20 закрыты, а остальные открыты.

В эймний период природный гаэ из трубопровода 1 сжимается в компрессоре 3, охлаждается в конденсаторе 6 и направляется по трубопроводу 21 в магистральный газопровод 10. При этом запорные органы

2,5,7 и 20 открыты, а остальные закрыты.

В ме хсезонные периоды, когда производится замена проточной части компрессора 3, природный газ из трубопровода 1 по трубопроводу 13 поступает в конденсатор 6 и затем по трубопроводу 21 в магистральный газопровод 10, При этом запорные органы 7,14 и 20 открыты, остальные закрыты, После замены проточной части компрессора 3 в весенний период открываются запорные органы 8 и 12, закрываются за- . порные органы 7,14 и 20, открывается запорный орган 23, После сброса остатков газа из конденсатора 6 на свечу или факел запорный орган 23 закрывается, открываются эапорные органы 17,16 и 5 и производится запуск компрессора 3 на холодильном агенте, затем осуществляется работа в летнем режиме.

После замены проточной части компрессора 3 в осенний период открываются запорные органы 2 и 5, производится запуск компрессора 3 и закрывается запорный орган 14, затем осуществляется работа в зимнем режиме.

Использование сменных проточных частей с геометрическими отличиями, определяемыми по формулам(1) и (2), обеспечивает компримирование либо природного газа, либо холодильного агента.

В качестве примера в таблице представлены результаты расчета проточных частей компрессора мощности 16000 кВт при работе на природном газе и холодильных агентах — пропане, аммиаке, пропан-бутановой смеси с содержанием пропана 60 мол. .

При наличии в системе нескольких компрессоров замена проточной части может производиться не на всех компрессорах. В этом случае система может работать по классической схеме — сжатие газа в компрессорах, охлаждение в аппаратах воздушного охлаждения и охлаждение в испарителях хОлодильных машин.

Формула изобретения

1. Система компримирования и охлаждения газа, включающая холодильную установку с компрессором, конденсатором, ресивером и испарителем холодильного агента, соединенными трубопроводами с запорной и регулирующей арматурами, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения капитальных затрат в систему транспорта путем использования для компримирования и охлаждения газа одних и тех же компрессорных агрегатов, вход компрессора соединен тр бопроводами через эапорные органы с входом и выходом испарителя по газу, а компрессор выполнен со сменными проточными частями для сжатия газа и холодильного агента, 2, Система по п.1, отличающаяся тем, что соотношения основных размеров сменных проточных частей определяют по формулам

2 = 1Я р. .Х.

1753184

Показатель

Аммиак

П опа ан

П и о ный газ П опан

16/!

16/1

4900/1

77/0,18

4.29/3 0

1/1

16/1. 4900

1,4!

4900/1

2,12/0.05 5,57/3.98

1/1

4900/1

4,38/0,104

5/3,57

2/2 г

5251,5

212

3/! .5

82!3/1,56

216 5/1,О

8/Я

28987/5,5

249.6/1.18

2/1

9531/1,8

285,7/1,35

39,06/5.27

1116,5/1,35

О 031/0.569

26.5/3,58

973,2/1.18

0,114/2,1

25,8/3,48 баа/!.02

0.13/2,38

7,41

827

О.0546 р и и е ч а н и е. В знаменателе дано отношение величины показателя к соответствующей для природного газа.

2т

Составитель H. Изотов

Редактор О. Юрковецкая Техред М.блоргентал Корректор Н. Слободяник

Заказ 2754 . Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-Зб, Раушская наб., 4/6

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

5 к у г (,уР,Я х(„) где 02 — диаметр рабочего колеса, м;

V — объемная произзводительность при условиях всасывания, м /c; р- плотность при условиях всасывания, 3. кгlм;

Мощность привода компрессора N.

Мвт

Скорость вращения ротора компрессора п. об/мин

Плотность р, кг/мз

Степень сжатия Е

Число входов потока в компрессор 4

Число рабочих колес (ступеней сжатия) Х

Эффективный напор Нз. м

Окружнэя скорость th, и/с

Обьемная производительность Ч, м /с

Диаметр рабочего колеса От, мм

Относительная ши на колеса Ьт/Оз х — число рабочих колес (ступеней сжатия);

Š— степень сжатия; вх/02 — относительная ширина рабочего колеса;

g — число входов потока в компрессор, и"- индексы размеров проточных частей соответственно для газа и холодильного агента.