RU2065089C1 - System of cooling compressed gas in compressor plant - Google Patents
System of cooling compressed gas in compressor plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2065089C1 RU2065089C1 RU93053620A RU93053620A RU2065089C1 RU 2065089 C1 RU2065089 C1 RU 2065089C1 RU 93053620 A RU93053620 A RU 93053620A RU 93053620 A RU93053620 A RU 93053620A RU 2065089 C1 RU2065089 C1 RU 2065089C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- compressor
- steam generator
- water
- compressed gas
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 208000018428 Eosinophilic granulomatosis with polyangiitis Diseases 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к компрессоростроению, и может быть использовано в компрессорных станциях для компримирования и транспорта углеводородных газов по магистральным газопроводам при степени повышения давления в компрессоре выше 2,2. The invention relates to mechanical engineering, namely to compressor engineering, and can be used in compressor stations for compressing and transporting hydrocarbon gases through gas pipelines with a degree of pressure increase in the compressor above 2.2.
Известна система охлаждения газа компрессорной станции с газоперекачивающими агрегатами ЭГПА-235 ([1] с.5, рис.1 и с.54, рис.23 и 24), содержащая воздухогазовые трубные секции, вентиляторы с электроприводом и диффузоры, подводящие воздух от вентиляторов к трубным секциям. A known gas cooling system of a compressor station with gas-pumping units EGPA-235 ([1] p. 5, fig. 1 and p. 54, fig. 23 and 24), containing air-gas pipe sections, electric fans and diffusers supplying air from the fans to pipe sections.
Недостатками этой системы охлаждения являются большие металлоемкость и расход электроэнергии на привод вентиляторов. The disadvantages of this cooling system are large metal consumption and power consumption for fan drive.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является комбинированная система охлаждения сжатого газа в компрессорной установке ([2] с.2 и 3, табл.1, схема 1), содержащая компрессор, установленный на линии нагнетания и соединенные с компрессором последовательно расположенный трубчатый газоохладитель и водяной кожухотрубный газоохладитель. The closest technical solution, selected as a prototype, is a combined cooling system for compressed gas in a compressor installation ([2] p.2 and 3, table 1, scheme 1), containing a compressor mounted on the discharge line and connected to the compressor in series tubular gas cooler and water shell-and-tube gas cooler.
Недостатками этой системы охлаждения являются большие металлоемкость, расход электроэнергии в воздушном газоохладителе и расход воды в водяном газоохладителе. The disadvantages of this cooling system are large metal consumption, power consumption in the air gas cooler and water consumption in the water gas cooler.
Задачей изобретения являются снижение массы и габаритов охлаждающего устройства, а также повышение экономичности путем уменьшения расхода электроэнергии и воды в процессе эксплуатации компрессорной установки. The objective of the invention is to reduce the mass and dimensions of the cooling device, as well as increasing efficiency by reducing the consumption of electricity and water during operation of the compressor unit.
Указанная задача решается в системе охлаждения, содержащей компрессор, установленный на линии нагнетания, и соединенные с компрессором последовательно расположенную первую и вторую ступени охлаждения сжатого газа. This problem is solved in a cooling system containing a compressor installed on the discharge line, and the first and second stages of cooling of the compressed gas connected in series with the compressor.
Согласно изобретению, первая ступень выполнена в виде парогенератора, соединенного с атмосферой и подключенного к потребителям пара, а вторая ступень выполнена в виде аппарата воздушного охлаждения. According to the invention, the first stage is made in the form of a steam generator connected to the atmosphere and connected to steam consumers, and the second stage is made in the form of an air cooling apparatus.
При осуществлении изобретения могут быть получены следующие технические результаты. In carrying out the invention, the following technical results can be obtained.
1. Уменьшение мощности (а следовательно, и массы) электродвигателей, приводящих в действие вентиляторы аппаратов воздушного охлаждения (по сравнению с широко распространенной системой, содержащей только аппараты воздушного охлаждения [1]). 1. A decrease in the power (and, consequently, the mass) of electric motors that drive the fans of the air coolers (in comparison with the widespread system containing only air coolers [1]).
Этот результат является следствием того, что система охлаждения выполнена двухступенчатой воздухом отводится теплота от сжатого газа только во второй ступени, поэтому расход воздуха через аппараты воздушного охлаждения сокращается примерно в два раза, что приводит к снижению мощности привода вентиляторов. This result is a consequence of the fact that the cooling system is made of two-stage air, heat is removed from the compressed gas only in the second stage, therefore, the air flow through air-cooling units is reduced by about half, which leads to a decrease in the fan drive power.
2. Устранение необходимости иметь на компрессорной станции мощный источник водоснабжения, обеспечивающий работу системы охлаждения сжатого газа ([2] с.1). 2. Elimination of the need to have a powerful source of water supply at the compressor station, ensuring the operation of the compressed gas cooling system ([2] p.1).
Этот результат является следствием того, что первая ступень охлаждения выполнена в виде водяного парогенератора, соединенного с атмосферой. В парогенераторе теплота отводится от сжатого газа и передается воде, которая нагревается до температуры кипения при атмосферном давлении и превращается в пар. При этом расход воды сокращается примерно в сто раз (по сравнению с водяной системой охлаждения). This result is a consequence of the fact that the first cooling stage is made in the form of a water steam generator connected to the atmosphere. In a steam generator, heat is removed from the compressed gas and transferred to water, which is heated to boiling point at atmospheric pressure and converted into steam. At the same time, water consumption is reduced by about a hundred times (compared with a water cooling system).
3. Устранение необходимости строить возле компрессорной станции котельную для отопления помещений станции. 3. Elimination of the need to build a boiler room near the compressor station for heating the station premises.
Этот результат обусловлен тем, что парогенератор системы охлаждения сжатого газа подключен к потребителям пара. Пар, вырабатываемый в парогенераторе за счет теплоты, отводимой от сжатого газа в первой ступени охлаждения, имеет температуру 100-105oС и может быть использован для отопления помещений компрессорной станции.This result is due to the fact that the steam generator of the compressed gas cooling system is connected to steam consumers. The steam generated in the steam generator due to the heat removed from the compressed gas in the first cooling stage has a temperature of 100-105 o C and can be used to heat the premises of the compressor station.
4. Возможность превращения компрессорной станции в производителя электроэнергии. Этот результат будет получен, если потребителем пара, вырабатываемого парогенератором, служит конденсационная паротурбинная установка, соединенная с электрогенератором. 4. The ability to turn the compressor station into a power producer. This result will be obtained if the consumer of the steam generated by the steam generator is a condensing steam turbine unit connected to an electric generator.
На чертеже изображена принципиальная схема системы охлаждения сжатого газа в компрессорной установке. The drawing shows a schematic diagram of a compressed gas cooling system in a compressor installation.
Система охлаждения содержит компрессор 1, установленный на линии нагнетания, первую 2 и вторую 3 ступени охлаждения сжатого газа, расположенные последовательно. The cooling system includes a compressor 1 mounted on the discharge line, the first 2 and second 3 stages of cooling the compressed gas arranged in series.
Ступень 2 охлаждения газа включает водогазовый кожухотрубный теплообменник, выполненный в виде парогенератора 4. Stage 2 of the gas cooling includes a gas-gas shell-and-tube heat exchanger, made in the form of a steam generator 4.
Ступень 3 охлаждения газа включает аппарат воздушного охлаждения (АВО) 5 в виде воздушно газового теплообменника, снабженный вентилятором 6 обдува воздухом. The gas cooling stage 3 includes an air cooling apparatus (ABO) 5 in the form of an air-gas heat exchanger equipped with an air blowing fan 6.
Парогенератор 4 по часовой стороне соединен трубопроводом 7 с компрессором 1 и трубопроводом 8 с АВО 5. По водяной стороне парогенератор 4 соединен трубопроводом 9 с водяным баком 10, а по паровой стороне трубопроводом 11 с атмосферой. The steam generator 4 is clockwise connected by a pipe 7 to the compressor 1 and the pipe 8 with ABO 5. On the water side, the steam generator 4 is connected by a pipe 9 to the water tank 10, and on the steam side by a pipe 11 with the atmosphere.
АВО 5 по газовой стороне соединен с парогенератором 4 и магистральным газопроводом (на чертеже не показан). ABO 5 on the gas side is connected to the steam generator 4 and the main gas pipeline (not shown in the drawing).
Парогенератор 4 снабжен датчиком 12 уровня воды. На трубопроводе 9 установлен управляемой запорный клапан 13. Датчик 12 уровня воды и управляемый запорный клапан 13 подключены к автоматическому органу управления (АОУ) 14. The steam generator 4 is equipped with a water level sensor 12. A controllable shut-off valve 13 is installed on the pipeline 9. A water level sensor 12 and a controllable shut-off valve 13 are connected to an automatic control element (AOU) 14.
Парогенератор 4 трубопроводами 15 и 16 подключен к потребителям пара в виде контура 17 отопления и контура 18 выработки электроэнергии. The steam generator 4 by pipelines 15 and 16 is connected to the steam consumers in the form of a heating circuit 17 and a power generation circuit 18.
Контур 17 отопления включает последовательно соединенные нагреватель 19 воды, отапливаемое помещение 20 и водяной насос 21. The heating circuit 17 includes a series-connected water heater 19, a heated room 20 and a water pump 21.
Контур 18 выработки электроэнергии включает последовательно соединенные паровую турбину 22 с электрогенератором 23 и конденсатор 24 водяного пара. The power generation circuit 18 includes a series-connected steam turbine 22 with an electric generator 23 and a steam condenser 24.
С парогенератором 4 соединены нагреватель 19 воды трубопроводами 25 и 26 через водяной насос 27 и конденсатор 24 трубопроводами 28 и 26 через водяной насос 29. A water heater 19 is connected to the steam generator 4 by pipelines 25 and 26 through a water pump 27 and a condenser 24 by pipelines 28 and 26 through a water pump 29.
На трубопроводах 11, 15, 16, 25 и 28 установлены запорные вентили 30, 31, 32, 33 и 34. On the pipelines 11, 15, 16, 25 and 28, shut-off valves 30, 31, 32, 33 and 34 are installed.
Система охлаждения работает следующим образом. The cooling system operates as follows.
Газ из магистрального газопровода (на чертеже не показан) после очистки поступает в компрессор 1, в котором давление и температура газа повышаются. По трубопроводу 7 сжатый газ компрессором 1 направляется в первую ступень охлаждения 2 в виде парогенератора 4, а затем по трубопроводу 8 во вторую ступень охлаждения 3 в виде АВО 5, откуда возвращается в магистральный газопровод. Gas from the main gas pipeline (not shown in the drawing) after purification enters the compressor 1, in which the pressure and temperature of the gas increase. Through pipeline 7, compressed gas is sent by compressor 1 to the first cooling stage 2 in the form of a steam generator 4, and then through pipeline 8 to the second cooling stage 3 in the form of ABO 5, from where it returns to the main gas pipeline.
В парогенераторе 4 по трубам проходит сжатый газ, а межтрубное пространство заполнено водой. Теплота от сжатого газа передается воде, которая нагревается до кипения и превращается в пар с давлением, равным атмосферному или несколько больше его. Образовавшийся пар выходит из парогенератора 4 по трубопроводу 11. In the steam generator 4, compressed gas passes through the pipes, and the annulus is filled with water. The heat from the compressed gas is transferred to water, which is heated to boiling and converted into steam with a pressure equal to atmospheric or slightly greater than it. The resulting steam leaves the steam generator 4 through the pipe 11.
Уровень воды в парогенераторе 4 поддерживают из водяного бака 10. При падении уровня воды датчик 12 уровня подает сигнала на АОУ 14, который открывает запорный клапан 13 на трубопроводе 9 и вода из бака 10 перетекает в водяную полость парогенератора 4 до установленного уровня. The water level in the steam generator 4 is maintained from the water tank 10. When the water level drops, the level sensor 12 sends a signal to the AOU 14, which opens the shut-off valve 13 on the pipe 9 and the water from the tank 10 flows into the water cavity of the steam generator 4 to the set level.
Сжатый га в парогенераторе 4 охлаждают до температуры 110oС, дальнейшее охлаждение до температуры 60oС осуществляют в АВО 5, в котором сжатый газ проходит по трубам, наружная поверхность которых омывается воздухом, подаваемым вентилятором 6.Compressed ha in the steam generator 4 is cooled to a temperature of 110 o C, further cooling to a temperature of 60 o C is carried out in ABO 5, in which the compressed gas passes through pipes, the outer surface of which is washed by the air supplied by the fan 6.
В зависимости от условий работы компрессорной установки возможны следующие варианты использования пара, получаемого в парогенераторе 4. Depending on the operating conditions of the compressor unit, the following options are possible for using the steam produced in the steam generator 4.
1. Работа компрессорной установки в летнее время. 1. The operation of the compressor unit in the summer.
К парогенератору подключают контур 18 выработки электроэнергии и отключают контур 17 отопления. Открывают запорные вентили 31 и 34 на трубопроводах 15 и 28 и закрывают запорные вентили 30, 32 и 33 на трубопроводах 11, 16 и 25. An electric power generation circuit 18 is connected to the steam generator and the heating circuit 17 is turned off. Open the shutoff valves 31 and 34 on the pipelines 15 and 28 and close the shutoff valves 30, 32 and 33 on the pipelines 11, 16 and 25.
Пар из парогенератора 4 по трубопроводу 15 поступает в турбину 22, вращающую ротор электрогенератора 23. В турбине 22 пар расширяется, снижая давление от 1 ат. до ≈ 0,1 ат. после чего поступает в конденсатор, в котором отдает теплоту парообразования воде, проходящей через конденсатор, и конденсируется. Конденсат из конденсатора 24 насосом 29 по трубопроводам 28 и 26 возвращается в парогенератор 4. Steam from the steam generator 4 through a pipe 15 enters the turbine 22, which rotates the rotor of the electric generator 23. In the turbine 22, the steam expands, reducing the pressure from 1 at. up to ≈ 0.1 at. after which it enters the condenser, in which it gives off the heat of vaporization to the water passing through the condenser, and condenses. The condensate from the condenser 24 by the pump 29 through pipelines 28 and 26 is returned to the steam generator 4.
2. Работа компрессорной установки в зимнее время. 2. The operation of the compressor unit in the winter.
К парогенератору 4 подключают контур 17 отопления и контур 18 выработки электроэнергии. Открывают запорные вентили 31, 32, 33 и 34 на трубопроводах 15, 16, 25 и 28 и закрывают запорный вентиль 30 на трубопроводе 11. To the steam generator 4 connect the heating circuit 17 and the circuit 18 of the generation of electricity. Open the shut-off valves 31, 32, 33 and 34 on the pipelines 15, 16, 25 and 28 and close the shut-off valve 30 on the pipe 11.
В контуре 17 отопления пар по трубопроводу 16 поступает в нагреватель 19 воды, в котором отдает теплоту парообразования воде и конденсируется при давлении ≈ 1 ат. Конденсат из нагревателя 19 по трубопроводу 25 водяным насосом 27 возвращается в парогенератор 4. Воду, нагретую в нагревателе 19 до температуры ≈ 90 o С насосом 21 направляют в систему отопления помещений 20, откуда возвращают в нагреватель 19.In the heating circuit 17, steam passes through a pipe 16 to a water heater 19, in which it gives off the heat of vaporization to water and condenses at a pressure of ≈ 1 atm. Condensate from the heater 19 through the pipeline 25 by the water pump 27 is returned to the steam generator 4. The water heated in the heater 19 to a temperature of ≈ 90 o With the pump 21 is sent to the heating system 20, from where it is returned to the heater 19.
Контур 18 выработки электроэнергии работает также, как и в летнее время, но при несколько меньшем количестве поступающего пара, другая часть которого используется в контуре 17 отопления. The power generation circuit 18 works the same as in the summer, but with a slightly smaller amount of incoming steam, the other part of which is used in the heating circuit 17.
3. Работа компрессорной установки в зимнее время в условиях ремонта агрегатов контура 18 выработки электроэнергии. 3. The operation of the compressor unit in the winter under conditions of repair of units of the circuit 18 of electricity generation.
К парогенератору 4 подключают только контур 17 отопления. Открывают вентили 32 и 33 на трубопроводах 16 и 25 и частично запорный вентиль 30 на трубопроводе 11, закрывают запорные вентили 31 и 34 на трубопроводах 15 и 28. Only 4 heating circuit 17 is connected to the steam generator 4. Open the valves 32 and 33 on the pipelines 16 and 25 and partially shut-off valve 30 on the pipe 11, close the shut-off valves 31 and 34 on the pipelines 15 and 28.
По трубопроводу 11 через вентиль 30 часть пара из парогенератора выходит в атмосферу. Регулированием открытия вентиля 30 обеспечивают требуемый режим отопления помещений 20. Through the pipe 11 through the valve 30, part of the steam from the steam generator goes into the atmosphere. By controlling the opening of the valve 30 provide the required mode of heating rooms 20.
4. Работа компрессорной установки в летнее время в условиях ремонта агрегатов контура 18 выработки электроэнергии. 4. The operation of the compressor unit in the summer in the conditions of repair of units of the circuit 18 of electricity generation.
Контур 17 отопления и контур 18 выработки электроэнергии отключают от парогенератора 4. Закрывают запорные вентили 31, 32, 33 и 34 на трубопроводах 15, 16, 25 и 28. Открывают запорный вентиль 30 на трубопроводе 11 и выпускают весь пар из парогенератора 4 в атмосферу. The heating circuit 17 and the power generation circuit 18 are disconnected from the steam generator 4. The shut-off valves 31, 32, 33 and 34 on the pipelines 15, 16, 25 and 28 are closed. The shut-off valve 30 on the pipe 11 is opened and all the steam is released from the steam generator 4 into the atmosphere.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93053620A RU2065089C1 (en) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | System of cooling compressed gas in compressor plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93053620A RU2065089C1 (en) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | System of cooling compressed gas in compressor plant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93053620A RU93053620A (en) | 1996-07-27 |
| RU2065089C1 true RU2065089C1 (en) | 1996-08-10 |
Family
ID=20149756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93053620A RU2065089C1 (en) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | System of cooling compressed gas in compressor plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2065089C1 (en) |
-
1993
- 1993-11-30 RU RU93053620A patent/RU2065089C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Аберков А.С., Ильин Л.В. Монтаж оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов. М., Недра, 1989, с. 160. 2. Парфенов В.П., Мильштейн П.А., Мышенко В.А. Комбинированные системы охлаждения компрессорных установок, Обзорная информация, М., ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, сер. ХМ-5, 1990, с. 48. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5622044A (en) | Apparatus for augmenting power produced from gas turbines | |
| CA2689086C (en) | Rankine cycle power plant heat source control | |
| US6422019B1 (en) | Apparatus for augmenting power produced from gas turbines | |
| US20080304954A1 (en) | Highly Supercharged Gas Turbine Generating System | |
| GB2280224A (en) | Method of and apparatus for augmenting power produced from gas turbines | |
| JPH11510578A (en) | Gas turbine combustion air cooling method and equipment | |
| US6119445A (en) | Method of and apparatus for augmenting power produced from gas turbines | |
| CN110486871A (en) | A kind of residual neat recovering system of central air-conditioning | |
| US7950214B2 (en) | Method of and apparatus for pressurizing gas flowing in a pipeline | |
| NZ581457A (en) | A control device for modulating the flow of a hot gas stream | |
| US6128901A (en) | Pressure control system to improve power plant efficiency | |
| JPS5870010A (en) | Waste heat utilizing plant of compression apparatus of gas pipeline | |
| US11815021B2 (en) | Boosting CCHP gas turbine system | |
| RU2065089C1 (en) | System of cooling compressed gas in compressor plant | |
| JP5511429B2 (en) | Heat utilization system | |
| DK0613518T3 (en) | Combined gas-steam turbine plant for the production of electrical energy | |
| CN110822464A (en) | Flue gas white elimination system | |
| RU2123608C1 (en) | Gas-turbine power plant | |
| RU2117173C1 (en) | Heat-recovery power plant | |
| IL107530A (en) | Method of and apparatus for augmenting power produced by gas turbines | |
| CN221071036U (en) | Automatic temperature control device for cooling water cooling capacity of ozone generator | |
| US20240271798A1 (en) | Heating apparatus | |
| RU2182290C2 (en) | Refrigerating plant | |
| SU1153170A1 (en) | Cryogenic liquid gasifier | |
| JP2002250234A (en) | Liquid air producing device |