Способ производства компримированного природного газа на газораспределительной станции и бустер-компрессор для реализации такого способа

Изобретение относится к газовой промышленности, конкретно к технологиям производства компримированного природного газа, и может найти применение на газораспределительных станциях (ГРС). Способ производства компримированного природного газа на газораспределительной станции, при котором в месте поступления природного газа из магистральной сети в газораспределительную сеть устанавливают бустер-компрессор с газовым приводом, направляют в бустер-компрессор природный газ из магистральной сети и используют этот газ одновременно в качестве приводного и компримируемого газов. В процессе работы бустер-компрессора производят компримированный природный газ для технологических нужд и, одновременно с этим, отработанный природный газ из привода бустер-компрессора направляют потребителям в газораспределительную сеть. Изобретение направлено на повышение энергетической эффективности процессов производства компримированного природного газа на ГРС. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к газовой промышленности, конкретно к технологиям производства компримированного природного газа, и может найти применение на газораспределительных станциях (ГРС).

Для получения сжиженного природного газа или для обеспечения работы автомобильных газовых наполнительных компрессорных станций возникает необходимость компримирования газа на давление большее, чем существует в магистральной сети.

Природный газ транспортируется по магистральным газопроводам с давлением, среднее значение которого составляет от 35 до 75 бар. В регионах своего потребления от магистральных газопроводов по газопроводам-отводам он поступает на газораспределительные станции, в дроссельных устройствах которых происходит понижение его давления до потребителя от 6 до 12 бар.

Известен способ производства сжиженного природного газа, при осуществлении которого компримируют природный газ, патент РФ №2541360, МПК F25J 1/00, опубл. 10.02.2015 г. патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Газпром трансгаз Екатеринбург» (RU). При реализации известного способа входящий поток газа очищают от примесей и компримируют до разделения его на технологический и продукционный потоки. Технологический поток пропускают через детандер, оборудованный газовой турбиной, вращающий момент которой используют для компримирования входящего потока газа. Осушенный и очищенный газ подвергают сжатию (компримированию) с помощью компрессора, который приводится в действие крутящим моментом, полученным в газовом турбинном детандере.

Основным недостатком известных технических решений является то, что при осуществлении технологического цикла процесса компримирования природного газа сохраняется достаточно высокое потребление электроэнергии. В известном способе предпринята попытка снижения энергопотребления, однако сложность технологического процесса влечет увеличение стоимости технологического оборудования, отрицательно влияет на экономическую эффективность в целом.

Известны дожимные газовые компрессоры, которые приводятся в действие посредством электродвигателей, например, сайт Московского компрессорного завода ОАО «Борец», раздел «Продукция» (http://завод-борец.рф/index.php/produktsiya/gazovye-kompressory/26-produktsiya/gazovye-kompressory/vysokoe-davlenie-65-220-bar/83-kompressor-2gp-2-220m) и сайт ООО «Краснодарский Компрессорный Завод», раздел «Дожимающие (дожимные) компрессоры - базовые модели» (http://www.kkzav.ry/porshnevye-kompressory/gazy/kompressor-2gm4-13-71s). Основными недостатками таких компрессоров являются необходимость в электроэнергии для обеспечения работы и наличие кривошипно-шатунного механизма, что значительно усложняет их конструкцию.

Известны промышленные компрессоры с пневмоприводами, каталог продукции фирмы Haskel (США), раздел «Газовые бустеры с пневмоприводом» (http://www.haskel.com/products/gas-boosters/pneumatic-driven-gas-boosters/#benefits) и каталог «Гидравлическое и пневматическое испытательное оборудование высокого давления» фирмы Maximator GmbH (Германия) стр. 7 (http://www.maximator. de/assets/mime/993e777b8b67789fe5508d0497a8a25a/MAXIMATOR%20Gas%20Boosters%2004-2007.pdf).

У таких компрессоров с пневмоприводами отсутствует кривошипно-шатунный механизм. Принцип работы поршневых компрессоров с пневматическим приводом (бустеров) основан на динамическом равновесии системы: поршень пневматического привода - поршень бустера. Силовой привод и управление построены на применении энергии сжатого воздуха. Причем управляющий воздух используется не только как источник энергии, но и как охлаждающая среда для отвода из системы тепла адиабатического сжатия.

Основными недостатками таких компрессоров являются: необходимость подвода сжатого воздуха для обеспечения работы их приводов; необходимость наличия изоляционной системы между газовым и пневматическим цилиндрами для предотвращения взаимного попадания воздуха и компримируемого газа при утрате герметичности в поршневых группах; необходимость сброса отработанного воздуха из пневматического привода в атмосферу, что ограничивает применяемость газов в качестве приводных.

Целью изобретения являются повышение энергетической эффективности процессов производства компримированного природного газа на газораспределительной станции, повышение надежности работы бустер-компрессора с газовым приводом, упрощение его конструкции.

Поставленная цель (для способа) достигается тем, что при реализации способа производства компримированного природного газа на газораспределительной станции, в месте поступления природного газа из магистральной сети в газораспределительную сеть устанавливают бустер-компрессор с газовым приводом, направляют в бустер-компрессор природный газ из магистральной сети и используют этот газ одновременно в качестве приводного и компримируемого газов. В процессе работы бустер-компрессора производят компримированный природный газ для технологических нужд и, одновременно с этим, отработанный природный газ из привода бустер-компрессора направляют потребителям в газораспределительную сеть.

Поставленная цель (для устройства) достигается тем, что бустер-компрессор содержит газовый привод, распределительное устройство, компрессионные поршни, трубопроводы подвода магистрального и отвода произведенного компримированного природного газов. Газовый привод бустер-компрессора соединен с магистральной и газораспределительной сетями подачи природного газа и посредством распределительного устройства в процессе работы поочередно сообщается с ними своими рабочими полостями.

Поставленные цели достигаются использованием на ГРС вместо дросселирующих устройств между магистральным газопроводом и газораспределительной сетью дожимающих газовых бустер-компрессоров с газовым приводом, при этом в качестве приводного газа используется магистральный газ, а отработанный газ из привода сбрасывается в потребительскую сеть. Это позволяет при компримировании магистрального газа для технологических целей использовать его энергию, которая обычно теряется на дросселирующих устройствах при подаче в потребительскую сеть. А так как компримируемый и приводной газы в этом случае являются однородными, отпадает необходимость в изоляционных системах между полостями приводных и нагнетательных поршневых групп. Даже при некоторой утрате герметичности в поршневых группах работоспособность дожимающего газового бустер-компрессора не нарушается.

Настоящее изобретение и его преимущества будут более понятны путем ссылки на последующее описание и прилагаемый чертеж. На чертеже изображена схема установки дожимающего газового бустер-компрессора с газовым приводом в систему ГРС в месте поступления магистрального газа в газораспределительную сеть. В качестве примера взят двухсторонний двухступенчатый бустер-компрессор 1. Различные требуемые вспомогательные системы, такие как клапаны, смесители потоков, системы регулирования и датчики исключены из чертежа в целях упрощения и ясности представления. На чертеже:

1 - бустер-компрессор;

2 - распределительное устройство;

3, 4 - рабочие полости приводного поршня;

5 - приводной поршень;

6 - магистральная сеть;

7 - газораспределительная сеть;

8 - отводящий трубопровод компримированного газа;

9, 10 - полости компрессионного поршня первой и второй ступеней бустер-компрессора 1.

При реализации способа производства компримированного природного газа на ГРС, в месте поступления природного газа из магистральной 6 сети в газораспределительную 7 сеть устанавливают бустер-компрессор 1 с газовым приводом таким образом, что в качестве приводного газа этого бустер-компрессора 1 используют природный газ из магистральной 6 сети. Одновременно с этим, из магистральной 6 сети подают природный газ в этот бустер-компрессор 1 для производства компримированного газа, который затем направляют в отводящий трубопровод 8, распределяя на технологические нужды. Отработанный в приводе бустер-компрессора 1 природный газ направляют потребителям в газораспределительную 7 сеть.

Бустер-компрессор 1 содержит распределительное устройство 2, приводной поршень 5 с рабочими полостями 3 и 4, полости компрессионного поршня первой ступени 9 и полости компрессионного поршня второй ступени 10. Посредством распределительного устройства 2, входящего в состав бустер-компрессора 1, полости 3 и 4 приводного поршня 5 соответственно коммутируются с магистральной 6 или газораспределительной 7 сетями, обеспечивая возвратно-поступательное движение приводного поршня 5 с реверсом в крайних положениях. Природный газ из магистральной 6 сети постоянно подают через обратный клапан в первую ступень 9 бустер-компрессора 1.

Цикл работы бустер-компрессора 1 осуществляют следующим образом. В исходном положении природный газ из магистральной 6 сети (магистральный газ) под давлением 3,5÷7,5 МПа через распределительное устройство 2 подают в полость 3 приводного поршня 5, приводя в движение его и связанные с ним компрессионные поршни (на чертеже не обозначены). Полость первой ступени 9 бустер-компрессора 1 заполняют магистральным газом. По достижении крайнего правого положения приводного поршня 5 происходит переключение распределительного устройства 2, полость 3 соединяют с газораспределительной 7 сетью под давлением 0,6÷1,2 МПа и обеспечивают сброс в нее отработанного газа, направляя его потребителям, а в полость 4 подают магистральный газ под давлением 3,5÷7,5 МПа. Результирующее усилие на приводном поршне 5 обеспечивает его движение в крайнее левое положение, при этом газ сжимают и вытесняют газ из полости компрессионного поршня первой ступени 9 в полость компрессионного поршня второй ступени 10. По достижении крайнего левого положения приводного поршня 5 переключают распределительное устройство 2, полость 4 соединяют с газораспределительной 7 сетью, обеспечивая сброс в нее отработанного газа, для направления его потребителям, а в полость 3 подают магистральный газ. Приводной поршень 5 совершает движение в крайнее правое положение, при этом, сжимают газ до 25 МПа и вытесняют его из полости компрессионного поршня второй ступени 10 в линию высокого давления - отводящий трубопровод 8 произведенного компримированного газа, отправляя его на технологические нужды. Далее, цикл работы бустер-компрессора 1 повторяют.

Таким образом, установка дожимающего газового бустер-компрессора с газовым приводом на ГРС в месте поступления магистрального газа в газораспределительную сеть и подключение его с возможностью поочередного сообщения с магистральной и газораспределительной сетями своими рабочими полостями позволяет получать из магистрального газа компримированный газ без дополнительных затрат энергии, что значительно повышает энергетическую эффективность производства компримированного природного газа на ГРС. Кроме этого, возможность исключения изоляционных систем между полостями приводных и нагнетательных поршневых групп в бустер-компрессоре упрощает его конструкцию, повышает надежность его работы.

1. Способ производства компримированного природного газа на газораспределительной станции, при котором в месте поступления природного газа из магистральной сети в газораспределительную сеть устанавливают бустер-компрессор с газовым приводом, направляют в бустер-компрессор природный газ из магистральной сети и используют этот газ одновременно в качестве приводного и компримируемого газов, далее, в процессе работы бустер-компрессора производят компримированный природный газ для технологических нужд и, одновременно с этим, отработанный природный газ из привода бустер-компрессора направляют потребителям в газораспределительную сеть.

2. Бустер-компрессор для реализации способа по п. 1, содержащий газовый привод, распределительное устройство, компрессионные поршни, трубопроводы подвода магистрального и отвода произведенного компримированного природного газов, при этом газовый привод бустер-компрессора соединен с магистральной и газораспределительной сетями подачи природного газа и посредством распределительного устройства в процессе работы поочередно сообщается с ними своими рабочими полостями.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к газовой промышленности, а именно, к технологиям производства сжиженного природного газа и компримированного природного газа на газораспределительных станциях.

Изобретение относится к системам управления компрессионных холодильных машин, а именно к способам управления процессом сжижения природного газа (СПГ), и может быть использовано для сжижения и переохлаждения природного газа.

Изобретение описывает способ удаления тяжелых углеводородов при сжижении природного газа, заключающийся в том, что предварительно очищенный и осушенный исходный природный газ охлаждают, разделяют полученную парожидкостную смесь в сепараторе на жидкую и паровую фазы, отводят жидкую фазу с повышенным содержанием тяжелых углеводородов на утилизацию, при этом охлаждение исходного природного газа осуществляют в теплообменнике, паровую фазу из сепаратора направляют на вход пассивного потока эжектора, из установки сжижения природного газа выводят часть холодного потока высокого давления и направляют ее на вход активного потока эжектора, выходящий из эжектора поток направляют в дополнительный сепаратор, в котором поток разделяют на газ и жидкость, газ направляют в теплообменник для рекуперации холода, после рекуперации холода газ направляют в компрессор, газ после компрессора направляют в установку сжижения природного газа.

Изобретение относится к газовой промышленности и криогенной технике, конкретно к технологиям сжижения природного газа на газораспределительных станциях. Способ производства сжиженного природного газа включает подачу потока сжатого природного газа из магистрального трубопровода высокого давления со входа газораспределительной станции и разделение потока на продукционный и технологический потоки.

Изобретение может быть использовано для обеспечения экспорта природного газа. Комплекс сжижения, хранения и отгрузки природного газа включает объединенные прямыми и обратными связями следующие звенья, параметры которых определяют в соответствии с содержанием примесей в сырьевом природном газе, а также с климатическими условиями региона и топографией местности: звено сепарации и замера природного газа, звено очистки природного газа от ртути и метанола, звено очистки природного газа от кислых примесей, звено осушки и очистки природного газа от меркаптанов, звено очистки природного газа от тяжелых углеводородов С5 и выше, звено сжижения природного газа, звено хранения и компаундирования компонентов хладагента, звено компримирования хладагента, звено хранения сжиженного природного газа, звено отгрузки сжиженного природного газа, звено компримирования отпарного газа и звено очистки стабильного конденсата от меркаптанов.

Изобретение относится к газовой промышленности, в частности к области сжижения газов и их смесей, и может найти применение при сжижении природного газа, отбираемого из магистрального газопровода.

В компрессоре, приводимом в действие электрическим двигателем, сжимают, по меньшей мере, часть текучей среды. Компрессор содержит регулируемые входные направляющие лопатки, угол поворота которых можно регулировать.

Изобретение относится к отделению диоксида углерода от газового потока. Заявлены способ отделения диоксида углерода (CO2) от газового потока и устройство отделения диоксида углерода (CO2) от потока, содержащего CO2.

Изобретение может быть использовано в газовой промышленности. Способ переработки магистрального природного газа с низкой теплотворной способностью, включающий стадию цеолитной осушки и очистки исходного магистрального природного газа от примесей, стадию криогенного разделения природного газа с извлечением гелия, азота и широкой фракции легких углеводородов, последующие стадии очистки широкой фракции легких углеводородов и стадию извлечения товарных сжиженных углеводородных газов в виде пропана, бутана, фракции С5 и выше, при этом исходный магистральный природный газ делят на три части: первую часть отправляют на выработку энергоресурсов для собственных нужд, вторую часть отправляют на выработку товарных продуктов через последовательные стадии цеолитной осушки и очистки исходного магистрального природного газа и криогенного разделения природного газа с извлечением гелия, метана и широкой фракции легких углеводородов, последующие стадии очистки широкой фракции легких углеводородов и извлечения товарных сжиженных углеводородных газов в виде пропана, бутана, фракции С5 и выше, третью часть отправляют на компаундирование с метаном, выделенным из второй части исходного магистрального природного газа.

Изобретение относится к криогенной технике. Способ сжижения природного газа включает очистку природного газа от тяжелых углеводородов, сернистых соединений и паров ртути, смешение с технологическим газом и сжатие компрессором с двигателем внутреннего сгорания в качестве привода.

Изобретение относится к комплексным технологиям и устройствам для сжижения природного газа и извлечения газоконденсатных жидкостей. Охлаждают и частично конденсируют поступающий поток, содержащий легкие углеводороды в одном или большем количестве теплообменников. Вводят частично конденсированный поток в холодный сепаратор газа/жидкости, производящий отбираемый сверху газообразный поток и поток кубовой жидкости, которые вводят во фракционирующую систему, содержащую (а) фракционирующую колонну легких фракций и фракционирующую колонну тяжелых фракций или (b) метаноотгонную колонну. Расширяют отобранный сверху газообразный поток и вводят его в (а) нижнюю зону фракционирующей колонны легких фракций или (b) верхнюю зону метаноотгонной колонны. Вводят поток кубовой жидкости в (а) фракционирующую колонну тяжелых фракций в ее промежуточной точке или (b) в метаноотгонную колонну в ее промежуточной точке. Удаляют поток жидких продуктов из нижней части (а) фракционирующей колонны тяжелых фракций или (b) нижней части метаноотгонной колонны. Удаляют отбираемый сверху газообразный поток из верхней части (а) фракционирующей колонны легких фракций или (b) метаноотгонной колонны. Удаляют поток кубовой жидкости из нижней зоны фракционирующей колонны легких фракций и вводят его в верхнюю зону фракционирующей колонны тяжелых фракций. Если система содержит фракционирующую колонну легких фракций и фракционирующую колонну тяжелых фракций, за счет косвенного теплообмена с первой частью отбираемого сверху газообразного потока из фракционирующей колонны легких фракций, охлаждают и частично конденсируют удаленный сверху фракционирующей колонны тяжелых фракций газообразный поток и вводят его во фракционирующую колонну легких фракций. Удаляют вторую часть отбираемого сверху газообразного потока из фракционирующей колонны легких фракций как бокового погона, и охлаждают и частично конденсируют его за счет косвенного теплообмена. Вводят частично сжиженный боковой погон в дополнительное устройство сепарации, извлекают жидкий продукт и вводят его во фракционирующую колонну легких фракций и/или во фракционирующую колонну тяжелых фракций в качестве потока жидкой флегмы. Извлекают верхний поток пара из дополнительного устройства сепарации, охлаждают и конденсируют его за счет косвенного теплообмена и подают полученный пар и конденсат к сепаратору LNG, где получают конечный продукт LNG. Извлекают верхний поток пара из дополнительного устройства сепарации, сжимают его для образования остаточного газа. Также предлагаются способ и устройство, где вместо колонны тяжелых фракций используется метаноотгонная колонна. Техническим результатом является снижение потребления энергии установкой сжиженного природного газа. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 27 ил.

Обеспечены способы и системы для производства сжиженного природного газа (СПГ) с одним замкнутым контуром охлаждения со смесью холодильных агентов. Установки для сжижения природного газа, выполненные согласно вариантам выполнения настоящего изобретения, включают в себя контуры охлаждения, оптимизированные для обеспечения повышенной эффективности и улучшенных эксплуатационных качеств с минимальными дополнительными оборудованием или расходами. 3 н. и 26 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области сжижения газов и их смесей и может быть применено для частичного сжижения в каскадных установках на газораспределительных станциях (ГРС) магистральных газопроводов. Отбирают поток природного газа из магистрального газопровода на ГРС, предварительно осушают, очищают и направляют его в многопоточный теплообменник. Затем в испаритель нижнего каскада двухкаскадной холодильной машины, где природный газ охлаждается до температуры начала его конденсации и, по крайней мере, частично конденсируется. В нижнем и верхнем каскадах холодильной машины циркулируют хладагент нижнего каскада и хладагент верхнего каскада, которые представляют собой чистый химический компонент или азеотропную смесь, кипящую при постоянной температуре в испарителе нижнего каскада и верхнего каскада соответственно. После испарителя нижнего каскада природный газ расширяют в расширительном устройстве, а затем подают в сборник-сепаратор. Его разделяют на поток сжиженного природного газа, отводимого в качестве товарного продукта, и обратный поток несжиженного природного газа. Обратный поток подают в многопоточный теплообменник в качестве среды, охлаждающей природный газ, после чего отводят в распределительный газопровод на ГРС. Часть паров хладагента нижнего каскада, отгоняемых из испарителя нижнего каскада, направляется для предварительного охлаждения природного газа в многопоточный теплообменник. Природный газ на выходе из испарителя нижнего каскада имеет температуру, равную сумме температуры кипения хладагента и температурной недорекуперации в испарителе нижнего каскада. При увеличении расхода газа через ГРС в холодный период года увеличивают величину расхода природного газа, поступающего на сжижение, относительно величины расхода, обеспечивающего максимально достижимый коэффициент сжижения природного газа. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технологии сжижения природного газа. Способ сжижения природного газа заключается в том, что подготовленный природный газ предварительно охлаждают, отделяют этан, переохлаждают сжижаемый газ с использованием охлажденного азота в качестве хладагента, снижают давление сжижаемого газа, отделяют несжиженный газ и отводят сжиженный природный газ. При этом перед предварительным охлаждением природный газ компримируют, отделение этана осуществляют в процессе многоступенчатого предварительного охлаждения сжижаемого газа с одновременным испарением этана с использованием охлажденного этана в качестве хладагента. Этан, полученный при испарении, компримируют, конденсируют и используют в качестве хладагента при охлаждении сжижаемого газа и азота, причем азот компримируют, охлаждают, расширяют и подают на стадию переохлаждения природного газа. Изобретение направлено на упрощение технологического процесса сжижения природного газа. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области криогенной техники. Способ заключается в том, что формируют воздушный поток атмосферного воздуха, осушают его в роторном адсорбционном осушителе воздуха низкого давления 1, направляют осушенный воздух в воздушный компрессор 2 для его сжатия, разделяют сжатый воздух с помощью разделителя воздуха 3 на два потока, один поток сжатого воздуха направляют потребителю кислорода, а другой - через азотный компрессор 4 в накопительный азотный ресивер 5 для последующего осуществления пневматического привода криогенной арматуры. Технический результат - повышается безопасность управления приводом криогенной арматуры. 1 ил.

Изобретение относится к газовой промышленности, конкретно к технологиям производства компримированного природного газа, и может найти применение на газораспределительных станциях. Способ производства компримированного природного газа на газораспределительной станции, при котором в месте поступления природного газа из магистральной сети в газораспределительную сеть устанавливают бустер-компрессор с газовым приводом, направляют в бустер-компрессор природный газ из магистральной сети и используют этот газ одновременно в качестве приводного и компримируемого газов. В процессе работы бустер-компрессора производят компримированный природный газ для технологических нужд и, одновременно с этим, отработанный природный газ из привода бустер-компрессора направляют потребителям в газораспределительную сеть. Изобретение направлено на повышение энергетической эффективности процессов производства компримированного природного газа на ГРС. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх