Газовая компрессорная станция


 


Владельцы патента RU 2484302:

Общество с ограниченной ответственностью "Краснодарский Компрессорный Завод" (RU)

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к установкам для получения сжатого газа. Газовая компрессорная станция содержит компрессор (1) и газоразделительный блок (5). Компрессор (1) выполнен с возможностью регулирования производительности по расходу сжатого газа. Газоразделительный блок (5) содержит N параллельно соединенных модулей (6), N≥2. Выход компрессора (1) соединен со входом газоразделительного блока (5). Выход N параллельно соединенных модулей (6) газоразделительного блока (5) соединен со входом N параллельно соединенных узлов нагрузки (11), N≥2. Каждый из N узлов нагрузки (11) содержит по меньшей мере один регулирующий вентиль (16), предварительно настроенный на заданные давление и расход газа. Достигается упрощение переключения газовой компрессорной станции на рабочие режимы с различной концентрацией азота на выходе. Это приводит к сокращению времени перевода газовой компрессорной станции с одного рабочего режима на другой. 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Область техники

Заявляемое изобретение относится к области машиностроения, а именно к установкам для получения сжатого газа. Заявляемая газовая компрессорная станция используется для получения сжатого газа при производстве работ по освоению и ремонту нефтяных скважин, подачи сжатого газа в качестве источника энергии для технологических процессов, ремонта и испытаний трубопроводов, снабжения сжатым газом пневматического инструмента и других целей в различных отраслях промышленности.

Предшествующий уровень техники

Известен, например, генератор инертной технологической газовой среды (патент РФ №2351386 на изобретение, МПК B01D 53/22, B01J 7/00, B01D 61/00, B01D 63/00, 2009 [1], содержащий входной нагнетательный блок, газоразделительный блок с параллельно расположенными камерами с полупроницаемыми мембранами. Входной нагнетательный блок оснащен собственным дизельным приводом и выполнен с возможностью менять производительность по сжатому атмосферному воздуху и, соответственно, производительность газоразделительного блока по азоту.

Недостатком указанного аналога являются колебания давления в трубопроводах при изменении производительности газоразделительного блока по азоту. Вышеуказанные колебания недопустимы для нормальной работы генератора инертной технологической газовой среды.

Известен также генератор азота для создания инертной технологической газовой среды (патент РФ №41262 на полезную модель, МПК B01D 53/22, B01J 7/00, 2004 [2]), содержащий входной нагнетательный блок, газоразделительный блок, состоящий из параллельно установленных мембранных модулей. При этом входной нагнетательный блок оснащен собственным приводом, что обеспечивает возможность регуляции подпитки воздуха на вход газоразделительного блока. При этом газоразделительный блок выполнен с возможностью подключения двух-трех газоразделительных камер для достижения высокой концентрации азота (до 99,9%) и возможностью подключения одной камеры для достижения низкой концентрации азота (80-90%).

Указанному выше аналогу [2] присущ недостаток аналога [1].

Указанный генератор азота [2] является по совокупности существенных признаков наиболее близкой системой того же назначения к заявляемому изобретению. Поэтому он принят в качестве прототипа заявляемого изобретения.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является упрощение переключения газовой компрессорной станции на рабочие режимы с различной концентрацией азота на выходе. Это приводит к сокращению времени перевода газовой компрессорной станции с одного рабочего режима на другой.

Сущность изобретения состоит в том, что газовая компрессорная станция содержит компрессор и газоразделительный блок. При этом компрессор выполнен с возможностью регулирования производительности по расходу сжатого газа, при этом газоразделительный блок содержит N параллельно соединенных модулей, причем N≥2. При этом выход компрессора соединен с входом газоразделительного блока. При этом:

- выход N параллельно соединенных модулей газоразделительного блока соединен с входом N параллельно соединенных узлов нагрузки, причем N≥2;

- каждый из N узлов нагрузки содержит по меньшей мере один регулирующий вентиль и предварительно настроен на заданные давление и расход газа.

Газоразделительный блок преимущественно содержит N=3 параллельно соединенных модуля, при этом газовая компрессорная станция содержит N=3 параллельно соединенных узла нагрузки.

Выход компрессора предпочтительно соединен с входом газоразделительного блока через установленные последовательно охладитель, систему воздухоподготовки и подогреватель.

Система воздухоподготовки преимущественно соединена с емкостью для сбора конденсата.

На входе газоразделительного блока желательно установлены датчики давления и температуры.

На входах всех модулей газоразделительного блока либо на входах всех таких модулей, кроме одного, преимущественно размещены запирающие устройства.

На выходе каждого из N модулей газоразделительного блока предпочтительно установлен обратный клапан.

На входе N параллельно соединенных узлов нагрузки (желательно) установлен датчик давления.

Каждый из N узлов нагрузки преимущественно содержит первое и второе запирающие устройства, при этом выход первого запирающего устройства соединен с входом регулирующего вентиля, а выход регулирующего вентиля соединен с входом второго запирающего устройства.

На выходе N параллельно соединенных узлов нагрузки (желательно) установлен газоанализатор.

Выход газоанализатора может быть соединен с обратным клапаном.

Между газоанализатором и обратным клапаном (желательно) размещен трубопровод сброса газа.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана схема газовой компрессорной станции.

Осуществление изобретения

Газовая компрессорная станция содержит компрессор (1), охладитель (2), систему воздухоподготовки (3), подогреватель (4), газоразделительный блок (5) и N параллельно соединенных узлов нагрузки (11).

Компрессор (1) предназначен для сжатия и нагнетания воздуха в газоразделительный блок (5) и выполнен с возможностью регулирования производительности по расходу сжатого газа. Выход компрессора (1) соединен со входом газоразделительного блока (5) через установленные последовательно охладитель (2), систему воздухоподготовки (3) и подогреватель (4).

Охладитель (2) предназначен для охлаждения сжатого нагретого воздуха и конденсации содержащихся в нем водяных паров.

Система воздухоподготовки (3) предназначена для удаления влаги из сжатого воздуха и его очистки от масла и твердых частиц. Система воздухоподготовки (3) соединена с емкостью для сбора конденсата (12).

Подогреватель (4) предназначен для восстановления тепла сжатого воздуха, поступающего в газоразделительный блок (5). Восстановление тепла необходимо для оптимальной работы газоразделительного блока (5) и обеспечивает устойчивость и эффективность газоразделения даже при низких температурах окружающего воздуха.

Газоразделительный блок (5) предназначен для получения азота из воздуха. С целью контроля температуры и давления сжатого газа, поступающего в газоразделительный блок (5), на его входе установлены датчики давления (7) и температуры (8). С целью получения заданной концентрации азота в сжатом газе, соответствующей выбранному режиму работы, газоразделительный блок (5) содержит N параллельно соединенных модулей (6), причем N≥2. Параллельное соединение модулей (6) обеспечивает возможность отключения любого из них без изменения условий работы других модулей (6). При этом количество подключенных модулей (6) пропорционально количеству азота в газовой смеси на выходе из станции. На входах всех модулей (6) газоразделительного блока (5) либо на входах всех таких модулей (6), кроме одного, размещены запирающие устройства (9). Запирающие устройства (9) предназначены для отключения или подключения модулей (6) в соответствии с заданным режимом работы и требуемой концентрацией азота в газовой смеси на выходе из станции. На выходе каждого из N модулей (6) газоразделительного блока (5) установлен обратный клапан (10). Обратные клапаны (10) предназначены для предотвращения обратного движения сжатого газа в газоразделительный блок (5). Выход модулей (6) газоразделительного блока (5) соединен с входом N параллельно соединенных узлов нагрузки (11), причем N≥2.

Узлы нагрузки (11) предназначены для регулирования давления и расхода газа на своих выходах. На входе узлов нагрузки (11) установлен датчик давления (17). При этом каждый из узлов нагрузки (11) предварительно настроен на заданный расход газа, соответствующий каждому из режимов работы станции.

Каждый из N узлов нагрузки (11) содержит первое (14) и второе (15) запирающие устройства, при этом выход первого запирающего устройства (14) соединен с входом регулирующего вентиля (16), а выход регулирующего вентиля (16) соединен с входом второго запирающего устройства (15).

На выходе N параллельно соединенных узлов нагрузки (11) установлен газоанализатор (18), предназначенный для определения качественного и количественного состава азотной смеси.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1. Газоразделительный блок (5) содержит три параллельно соединенных модуля (6). Газовая компрессорная станция содержит три параллельно соединенных узла нагрузки (11).

При этом станция работает в трех режимах.

В первом режиме концентрация азота в потоке газа на выходе составляет 95%. При этом сжатый воздух поступает только в первый модуль (6) газоразделительного блока (5), содержащий 13 мембранных картриджей. При этом азот поступает в первый узел нагрузки (11), предварительно настроенный на давление и расход газа с концентрацией азота 95%. Остальные узлы нагрузки (11) закрыты. Расход газа при этом составляет 15 нм3/мин.

Во втором режиме концентрация азота в потоке газа на выходе составляет 97%. При этом сжатый воздух поступает в первый и второй модули (6) газоразделительного блока (5), содержащие 16 мембранных картриджей. При этом азот поступает во второй узел нагрузки (11), предварительно настроенный на давление и расход газа с концентрацией азота 97%. Другие узлы нагрузки (11) закрыты. Расход газа при этом составляет 13 нм3/мин.

В третьем режиме работы концентрация азота в потоке газа на выходе составляет 99%. Сжатый воздух поступает во все три модуля (6) газоразделительного блока (5), содержащие 21 мембранный картридж. При этом азот поступает в третий узел нагрузки (11), предварительно настроенный на давление и расход газа с концентрацией азота 99%. Другие узлы нагрузки (11) закрыты. Расход газа при этом составляет 9,5 нм3/мин.

Пример 2. Выход газоанализатора (18) соединен с обратным клапаном (19).

Пример 3. Между газоанализатором (18) и обратным клапаном (19) размещен трубопровод сброса газа (20).

Реализация конструктивных элементов заявляемого изобретения не ограничивается приведенными выше примерами.

Описание работы

Газовая компрессорная станция работает в N режимах, каждый из которых определяется заданным расходом воздуха в компрессоре (1) и заданными концентрацией и давлением азота в потоке газа на выходе.

Перед включением станции задают один из N режимов работы в зависимости от требуемой концентрации азота на выходе из станции. При этом:

- компрессор (1) настраивают на заданную производительность по расходу сжатого газа;

- с помощью запирающих устройств (9) подключают один или несколько модулей (6) газоразделительного блока (5), соответствующих выбранному режиму работы станции;

- открывают первое (14) и второе (15) запирающие устройства того узла нагрузки (11), который настроен на давление и расход газа в заданном режиме. Запирающие устройства (14, 15) других узлов нагрузки (16) закрывают.

При работе станции в выбранном режиме воздух поступает в компрессор (1) и сжимается в нем до требуемого давления. Затем сжатый воздух охлаждается, очищается от влаги, масла и твердых частиц, нагревается и поступает на вход газоразделительного блока (5). В модулях (6) газоразделительного блока (5) происходит разделение потока сжатого воздуха на два: поток газов с высоким содержанием кислорода - пермеат и поток газов, обогащенных азотом. Пермеат отводится в атмосферу, а поток газов, обогащенных азотом заданной концентрации, поступает через открытый узел нагрузки (11) к потребителю. При этом узлы нагрузки (11) устраняют колебания давления на своем выходе.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемой газовой компрессорной станции заявляемый технический результат: «упрощение переключения газовой компрессорной станции на рабочие режимы с различной концентрацией азота на выходе» достигается за счет того, что газовая компрессорная станция содержит компрессор и газоразделительный блок. При этом компрессор выполнен с возможностью регулирования производительности по расходу сжатого газа, при этом газоразделительный блок содержит N параллельно соединенных модулей, причем N≥2. При этом выход компрессора соединен с входом газоразделительного блока. При этом:

- выход N параллельно соединенных модулей газоразделительного блока соединен с входом N параллельно соединенных узлов нагрузки, причем N≥2;

- каждый из N узлов нагрузки содержит по меньшей мере один регулирующий вентиль и предварительно настроен на заданные давление и расход газа.

Промышленная применимость

Автором изобретения изготовлен опытный образец заявленной газовой компрессорной станции, испытания которого подтвердили достижение технического результата.

Заявляемая газовая компрессорная станция реализована с применением промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлена на машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в области химической, угольной и горнодобывающей промышленности, в областях добычи, переработки, транспортировки и сбыта нефтяных и газовых продуктов.

1. Газовая компрессорная станция, содержащая компрессор и газоразделительный блок, при этом компрессор выполнен с возможностью регулирования производительности по расходу сжатого газа, при этом газоразделительный блок содержит N параллельно соединенных модулей, причем N≥2, при этом выход компрессора соединен со входом газоразделительного блока, отличающаяся тем, что
- выход N параллельно соединенных модулей газоразделительного блока соединен со входом N параллельно соединенных узлов нагрузки, причем N≥2;
- каждый из N узлов нагрузки содержит по меньшей мере один регулирующий вентиль и предварительно настроенный на заданные давление и расход газа.

2. Станция по п.1, отличающаяся тем, что газоразделительный блок содержит N=3 параллельно соединенных модуля, при этом газовая компрессорная станция содержит N=3 параллельно соединенных узла нагрузки.

3. Станция по п.1, отличающаяся тем, что выход компрессора соединен со входом газоразделительного блока через установленные последовательно охладитель, систему воздухоподготовки и подогреватель.

4. Станция по п.1, отличающаяся тем, что система воздухоподготовки соединена с емкостью для сбора конденсата.

5. Станция по п.1, отличающаяся тем, что на входе газоразделительного блока установлены датчики давления и температуры.

6. Станция по п.1, отличающаяся тем, что на входах всех модулей газоразделительного блока, либо на входах всех таких модулей, кроме одного, размещены запирающие устройства.

7. Станция по п.1, отличающаяся тем, что на выходе каждого из N модулей газоразделительного блока установлен обратный клапан.

8. Станция по п.1, отличающаяся тем, что на входе N параллельно соединенных узлов нагрузки установлен датчик давления.

9. Станция по п.1, отличающаяся тем, что каждый из N узлов нагрузки содержит первое и второе запирающие устройства, при этом выход первого запирающего устройства соединен со входом регулирующего вентиля, а выход регулирующего вентиля соединен со входом второго запирающего устройства.

10. Станция по п.1, отличающаяся тем, что на выходе N параллельно соединенных узлов нагрузки установлен газоанализатор.

11. Станция по п.10, отличающаяся тем, что выход газоанализатора соединен с обратным клапаном.

12. Станция по п.11, отличающаяся тем, что между газоанализатором и обратным клапаном размещен трубопровод сброса газа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для получения сжатого воздуха или газа и может быть использовано для обслуживания цехов в различных отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к управлению компрессорными установками, эксплуатируемыми в различных отраслях народного хозяйства, находящихся в климатических условиях с длительным воздействием отрицательных температур, и особенно для шахтных предприятий горной промышленности.

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано в установках, работающих с переменным давлением нагнетания. .

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано для установок, работающих с переменным давлением нагнетания, например, при работе на сеть с резко и значительно изменяющимся расходом.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к компрессорным устройствам рельсового подвижного состава. .

Изобретение относится к транспортировке природного газа по магистральным газопроводам (далее МГ) и может быть использовано при капитальных ремонтах МГ с целью откачки газа из отключенного участка МГ для проведения ремонтных работ.

Изобретение относится к области газодобывающей промышленности и может быть использовано для перекачки газа при проведении ремонтных и профилактических работ на магистральных газопроводах.

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к способам компрессии газов и предназначено для получения выгоды от экономии потребляемой энергии компрессорами циклического принципа действия, поршневыми, диафрагменными, ротационными и другими, рабочий цикл которых основан на сжатии рабочего тела в рабочей камере с использованием газораспределения (клапанов впуска и выпуска)

Изобретение относится к системе (10) с компрессором (12) и гидравлическим насосом (14) для использования в грузовом транспортном средстве (16), причем компрессор (12) включает в себя коленчатый вал (18) для приведения в действие компрессора (12) и, причем гидравлический насос (14) выполнен с возможностью приведения в действие от удлинения (20) коленчатого вала (18). В соответствии с изобретением предусмотрено, что в общем корпусе (24) расположены проводящие охлаждающее вещество каналы (26), которые охлаждают как компрессор (12), так и гидравлический насос (14). Изобретение относится далее к способу изготовления системы (10) с компрессором (12) и гидравлическим насосом (14). Упрощается изготовление. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к конструкции устройств для сжатия газа и может быть использовано в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности для компримирования газов, содержащих легкие компоненты и пары малолетучих (тяжелых) компонентов (например, попутного нефтяного газа и природного газа), с получением сжатого газа и конденсата тяжелых компонентов, образующего, например, углеводородную и водную фазы. Предложена ресурсосберегающая компрессорная установка, включающая компрессор и дефлегматор-стабилизатор, состоящий из дефлегматорной и стабилизационной секций, оснащенных блоками тепломассообменных элементов, линиями ввода сжимаемого газа, вывода сжатого газа, подачи/вывода хладоагента, подачи нестабильного конденсата с размещенным на ней дроссельным вентилем, подачи компрессата в стабилизационную секцию, подачи охлажденного компрессата в дефлегматорную секцию, а также линиями вывода стабильного конденсата и подачи газа стабилизации в линию ввода сжимаемого газа. В многоступенчатой ресурсосберегающей компрессорной установке каждая последующая ступень связана с предыдущей ступенью линией подачи сжатого газа и оснащена линией вывода стабильного конденсата. При образовании расслаивающегося конденсата (например, на углеводородную и водную фазы) стабилизационную секцию оснащают линиями вывода фаз конденсата по их числу. Техническим результатом является увеличение выхода сжатого газа, уменьшение потерь тяжелых компонентов со сжатым газом, получение стабильных фаз конденсата с нормативным давлением насыщенных паров и уменьшенным содержанием легких компонентов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к компрессорной технике, преимущественно к передвижным компрессорным станциям с мембранными генераторами азота, для получения инертной газовой смеси на основе азота. Станция содержит винтовой компрессор 1, мембранный газоразделительный блок 3, маслоотделитель 4, блок подготовки воздуха 5 и систему циркуляции масла. Газоразделительный блок 3 содержит основную секцию 6 и дополнительные секции 7 и 8. В систему циркуляции масла компрессора 1 входят маслоотделитель 4, масляный канал нагревателя воздуха 18, теплообменник-маслоохладитель 24 с вентилятором 25. Теплообменник-маслоохладитель 24 и газоразделительный блок 3 расположены таким образом, чтобы поток нагретого воздуха после маслоохладителя обтекал корпусные детали мембранных модулей, и по направлению движения нагретого воздуха секции газоразделительного блока расположены в последовательности 7-8-6. Обеспечивается нагрев отключенных модулей и, кроме того, при установившемся режиме работы станции поддерживается оптимальный тепловой режим газоразделительного блока. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и, в частности, к вторичным и третичным методам увеличения нефтеотдачи пластов с пониженной нефтенасыщенностью, предусматривающим применение оборудования для выработки газообразного азота с высоким давлением и температурой. Технический результат изобретений - разработка более эффективных средств для извлечения нефти из низкопроницаемых пород-коллекторов, осложненных высоким содержанием парафинов. Азотная компрессорная станция содержит многоступенчатый поршневой компрессор с силовым приводом, выполненным в виде дизельного двигателя, и газоразделительный блок. Выход промежуточной ступени компрессора соединен со входом газоразделительного блока. Выход газоразделительного блока соединен со входом ступени компрессора, следующей за промежуточной ступенью. При этом азотная компрессорная станция содержит теплообменник, вход рабочей среды которого соединен с выходом компрессора. Вход теплоносителя теплообменника соединен с выходом выхлопных газов дизельного двигателя. Газоразделительный блок выполнен в виде половолоконного мембранного блока. Выход рабочей среды теплообменника соединен со входом дополнительного подогревателя. При этом, выход дополнительного подогревателя является выходом станции. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к компрессорной технике, и может быть использовано для нагнетания газа под высоким давлением. Компрессорная установка содержит по крайней мере два многоступенчатых компрессора, зоны низкого давления и зоны высокого давления которых соединены через газовую магистраль. Зона высокого давления имеет по меньшей мере один поршневой компрессор с приводом, а зона низкого давления имеет по меньшей мере один компрессор низкого давления с поршневым вытеснителем. Привод многоступенчатого компрессора выполнен в виде гидроцилиндра, соединенного общим штоком с поршневыми компрессорами зоны низкого давления и зоны высокого давления. Газовый вход компрессора высокого давления соединен с выходом компрессора низкого давления, выход - с входом газовой полости следующей ступени сжатия. Управление синхронным возвратно-поступательным движением поршней гидропривода осуществляется с помощью концевых выключателей, соединенных с контроллером. Расширяются функциональные возможности, упрощается конструкция и повышается эксплуатационная надежность. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх