Газоперекачивающий агрегат

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<щ950957 (63) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 31,1280 (21) 3228233/25-06 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 150882. Бюллетень ¹ 30

Дата опубликования описания 15.0882

511М Кп з

F 04 0 25/02

Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК621. 515 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А.И. Гриценко, Ю.Н. Васильев, П.М. Мужили

С.П. Зарицкий, В.Н. Лось и В.С. Погорелы

Всесоюзный научно-исследовательский инст природных газов (ВНИИГАЗ) (71) Заявитель (54) ГАЗОПЕРЕКАЧИВАоцИЙ АГРЕГАТ

Изобретение относится к турбомаши-. ностроению, в частности к гаэоперекачивающим агрегатам, транспортирующим природный газ по.магистральным газопроводам.

Известен агрегат, содержащий приводндй,цвигатель, имеющий компрессор с коллектором воздуха собственных нужд, камеру сгорания и воздушный тракт, сообщающий с ней компрессор, и турбодетандер, соединенный через обгонную муфту с двигателем и сообщенный входной магистралью с газопроводом, а выходной с камерой сгорания (13.

Однако такое выполнение характеризуется относительно малой динамичностью из-за низкой температуры подводимого в камеру газа и увеличенно- . го расхода воздуха, собственных нужд.

При этом практически не используется хладопроизводительность расширяющегося в турбодетандере газа.

Известен также гаэоперекачивающий агрегат, содержащий приводной газо" турбинный двигатель, имеющий компрессор g êoëëåêòîðîì воздуха собственных нужд, камеру сгорания и воздушный тракт, сообщающий с ней компрессор, и турбодетандер, соединенный через обгонную муфту с двигателем и сообщенный входной магистралью с газопроводом, а выходной — через-- теплообменник — с камерой сгорания С23.

Однако при таком выполнении экономичность использования газа, выходящего из турбодетандера, недостаточно высока. Хладопроиэводительность расширяющегося в трубодетандере газа используется незначительно.

Целью изобретения ялвяется повышение экономичности использования газа, выходящего из турбодетандера. цель достигается тем, что в газоперекачивающем агрегате к турбодетандеру посредством сцепной муфты подсоединен вспомогательный воздушный компрессор, нагнетательная линия которого сообщена с коллектором возду-ха,собственных нужд и теплообменником, а последний установлен в воздушном тракте двигателя перед ка черой сгора25 ния

Обгонная и сцепная муфты могут быть снабжены поочередно включающкм их механизмом управления.

На чертеже представлена схема газоперекачивающего агрегата.

950957

Агрегат содержит приводной газо= турбинный двигатель, имеющий компрессор 1 с коллектором 2 воздуха собст" венных нужд, камеру сгорания 3 и воздушный тракт 4, сообщающий с ней компрессор. 1, и турбодетандер 5, соединенный через обгонную муфту 6 с двигателем и сообщенный входной магистралью 7 с газопроводом 8, а выходной 9 — через теплообменник 10 с камерой сгорания 3. К турбодетан жоу 5 10 посредством сцепной муфты 11 подсоединен вспомогательный воздушный компрессор 12, нагнетательная линия 13 которого сообщена с коллектором 2 воздуха собственных нужд и теплооб- 15 менником 10, а последний установлен в воздушном тракте 4 двигателя перед камерой сгорания 3. Если газоперекачивающий агрегат имеет приводной двигатель, выполненный с регенерацией тепла уходящих газов, то регенератор 14 размещен в воздушном тракте 4 между компрессором 1 и теплообменником 10. Обгонная 6 и сцепная

11 муфты снабжены поочередно включающим их механизмом управления (не показан). Теплообменник 10 может быть выполнен из двух последовательно расположенных секций, холодной частью которые подключены к выходной магистрали 9 турбодетандера 5, а горячей частью первая по ходу газа секция — к нагнетательной линии 13, а вторая — к воздушному тракту 4.

Возможно параллельное размещение секций теплообменника 10. В этом слу- 35 чае холодная часть подключена к выходной магистрали 9 и пагнетательной линии 13, а горячая часть — к воздушному тракту 4. Коллектор 2 соединен трубопроводом 15 с уплотнением 16 и 40 трубопроводом 17, снабженным заслонкой 18 с эжектором 19 отсоса паров масла. Участок 20 нагнетательной линии 13 на выходе из теплообменника )0 подключен к системе охлажде- 45 ния агрегата (при последовательном размещении секций теплообменника 10) или к системе обогрева элементов агрегата (при параллельном размещении). Системы охлаждения и обогрева (не показаны). При необходимости использования воздуха собственных нужд и для охлаждения, и для обогрева, теплообменник 10 может быть выполнен из четырех секций, попарно размещенных последовательно и параллельно, Выходная магистраль 9 снабжена сбросным отводом 21 с краном 22.

Турбодетандер 5 снабжен также байпасным каналом 23 с краном ?4. В входной магистрали 7 установлена 60 задвижка 25, в выходной магистрали

9 — кран 26.

На участке 20 нагнетательной линии

13 размещена заслонка 27, а трубопровода 15 — заслонка 28. 65

При запуске агрегата открывают задвижку 25, и природный газ из газопровода 8 поступает по входной магистрали 7 в турбодетандер 5, где, расширяясь, совершает работу по приводу двигателя (муфта 6 включена).

Газ иэ турбодетандера 5 по выходной магистрали 9 входит в теплообменник

10, где подогревается воздухом из-за компрессора 3 или из-за регенератора 14 (при регенеративном выполнении дви ателя), после чего поступает в камеру сгорания 3, При выходе двигателя на заданную частоту вращения муфту 6 отключают и одновременно включают муфту 11. При включении муфты 11 работа турбодетандера передается воздушному компрессору 12, сжатый воздух из которого по нагнетательной линии 13 поступает частично в коллектор 2, частично по участку 20 в теплообменник 10, где нагревается газ, расширившийся в турбодетандере 5, одновременно охлаждаясь, и охлажденный поступает в систему охлаждения двигателя. Описанный теплообмен осуществляется в первой секции теплообменника 10 (при последовательном размещении секций). Во второй секции газ подогревается теплом воздуха из-за компрессора 1 (или регенератора 14), и нагретый поступает в камеру 3. При параллельном размещении секций в теплообменнике 10 воздух из участка

20 и газ, постуйивший в теплообменник 10, нагреваются воздухом из-за компрессора 1 (или регенератора 14). В этом случае температура воздуха из-за компрессора 12 после нагрева в теплообменнике 10 выше, чем при последовательном размещении секций и имеет уровень, достаточный для использования в системе обогрева элементов агрегата. Воздух из коллектора 2 идет на надув уплотнения 16 для устранения попадания паров масла в проточную часть компрессора 1, которые являются причиной для образования отложений на лопатках компрессора 1, г риводящих к снижению КПД двигателя и агрегата в целом. Для отсоса паров масла используется эжектор 19, активным рабочим телом которого служит воздух, поступающий иэ коллектора 2 по трубопроводу 17 при открытии заслонки 18.

В отдельных случаях, например при запуске для регулирования компрессора 12, открывают кран 22, и частично выбрасывают через отвод 21 гаэ в атмосферу. Регулирование расходов воздуха на собственные нужды осуществляют заслонками 27 и 28, Регулирование мощности турбодетандера 5 осуществляют .кранами 24, 26 и 22 и задвижкой 25.

950957

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 5914/38 Тираж 678 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная; 4

Повышение экономичности использования газа выходящего из турбодетандера и агрегата в целом достигается тем, что устраняется отбор воздуха на собственные нужды от компрессора, а используется воздух, на сжатие которого затрачивается энергия природного газа, которая ранее не использовалась (газ дросселировался до давления подачи в камеру сгорания). При этом не только используется для получения работы перепад давлений, терявшийся в процессе дросселирования, но и уменьшается неблагоприятное с точки зрения экономичности понижение температуры газа, поступающего в камеру сгорания за счет его подогрева в ,теплообменнике.

1. Газоперекачивающий агрегат, содержащий приводной газотурбинный двигатель, имеющий компрессор с коллектором воздуха собственных нужд, камеру сгорания и воздушный тракт, сообщающий с ней компрессор, и турбодетандер, соединенный через обгонную муфту с двигателем и сообщенный входной магистралью с газопроводом, а выходной через теплообменник — с камерой сгорания, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения экономичности использования газа, выходящего из турбодетандера, к последнему посредством сцепной муфты подсоединен вспо—

10 могательный воздушный компрессор, нагнетательная линия которого сообщена с коллектором воздуха собственных нужд и теплообменником, а последний установлен в воздушном

)5 тракте двигателя перед камерой сгорания.

2. Агрегат по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что обгонная и сцепная муфты снабжены поочередно включающим их механизмом управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. ПатентСША Р 2599480, кл. 60-39.14, опублик. 1952.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 568734, кл. F 01 К 23/14, 1972.