Блочно-модульная энергоустановка
Блочно-модульная энергоустановка относится к области газотурбинных установок, а именно к комбинации газотурбинных установок с другими устройствами и к приспособлению газотурбинных установок для специальных целей и может использоваться при реконструкции компрессорных станций с агрегатами мощностью до 25 МВт. Задачей предлагаемого технического решения является энергонезависимость КС от внешних источников энергообеспечения. Задача решается за счет того, что энергоустановка включает агрегатный блок подготовки газа совмещенный с микротурбиной укрупненными узлами заводской готовности. Преимуществом данной энергоустановки является значительное снижение потерь в технологическом оборудовании, утилизация отработанных газов, энергонезависимость. 1 сп ф-лы, 1 илл.
Полезная модель относится к области газотурбинных установок, а именно к комбинации газотурбинных установок с другими устройствами и к приспособлению газотурбинных установок для специальных целей и может использоваться при реконструкции компрессорных станций с агрегатами мощностью до 25 МВт.
Известна газотурбинная установка привода газоперекачивающего агрегата (1) RU 44353 МПК7 F02C 6/02, содержащая газотурбинный двигатель, установленный в здании вместе с теплошумоизолирующим контейнером, внутри которого он помещен с возможностью перемещения по направляющим при выкате из него, например для замены, устройство воздухоподготовки, глушитель шума всасывания, камеру всасывания и трубопровод всасывания, формирующие в штатной установке
воздухозаборный тракт, другие системы и устройства, обеспечивающие работоспособность и управляемость агрегата, отличающаяся, тем, что трубопровод всасывания устанавливается одним концом на направляющие пути, предназначенные для размещения двигателя при выкате его из контейнера, с возможностью перемещения в направлении из здания для освобождения места под двигатель, а другим концом жестко крепится к стыковочному узлу камеры всасывания.
Недостатком данного технического решения являются большие затраты энергии на реализацию подготовки газа для транспортирования.
Известна компрессорная станция (2) RU 26818 от 05.03.2002 г., имеющая в своем составе газоперекачивающие агрегаты (далее ГПА), состоящие из газотурбинных приводов и центробежных нагнетателей. Газотурбинные двигатели (далее ГТД) выполнены в виде модульных блоков с узлами подключения как к оборудованию ГПА, так и к технологическим коммуникациям компрессорной станции. При этом, мощность каждого отдельного двигателя составляет не менее 16 МВт, а КПД каждого отдельного ГТД составляет не менее 34%. Приборы ГТД двигателей ГПА посредством электрических цепей соединяются с главным щитом управления компрессорной станции (далее КС).
Недостатком описанной выше КС являются низкие технико-экономические показатели из-за потерь в технологическом оборудовании и трубопроводах.
Известна компрессорная станция (3) RU 118375 от 03.10.2011 г., включающая ГПА, технологические газопроводы обвязки ГПА, систему энергообеспечения, систему автоматического управления, имеющая блочно-модульную компановку. В обвязке каждого ГПА имеется свой блок установки очистки и аппарат воздушного охлаждения, соединенные с ним укрупненными узлами заводской готовности.
Недостатком данного технического решения является то, что блок подготовки топливного газа - общий на все модульные блоки. Отсюда -большие потери тепловой энергии на подготовку топливного газа при малых расходах и на станции необходимо дополнительно ставить либо котельную, либо подогреватели газа.
Задачей предлагаемого технического решения является энергонезависимость от внешних источников электрообеспечения и улучшение технических характеристик КС.
Задача решается за счет реконструкции, заключающейся в том, что она имеет блочную энергоустановку, включающую в себя агрегатный блок подготовки газа и микротурбину, соединенные между собой укрупненными узлами заводской готовности, причем блок подготовки топливного газа включает: не менее 2-х теплообменников 4.5, циркуляционный насос 6, газовые фильтры 9, один на входе газа в БПТГ второй на выходе газа на микротурбине, регулятор давления 8 установленный после теплообменника 5 на выходном трубопроводе к ГПА, регулятор давления 8, установленный после точки отбора газа на микротурбину 7 перед фильтром 9, а микротурбина включает генератор 1, турбину 2, газовую горелку 3, компрессор 10 и рекуператор 11.
На фиг.1. представлена схема блока подготовки топливного газа (далее БПТГ) в комплекте с микротурбиной МТ 250 при блочно-модульной установке КС, которая состоит из:
I. Агрегатного блока подготовки топливного газа, состоящего из
1) насоса циркуляционного поз.6
2) теплообменника дымового газа-жидкости поз.4
3) теплообменника жидкость-газ поз.5
4) регулятора давления после себя поз.8 (снижение давления до 30 ата)
5) регулятора давления после себя поз.8.1 (снижение давления до 7-9 ата)
6) фильтра тонкой очистки поз.9.
II. Микротурбины 7, включающей
1) генератор поз.1
2) турбину поз.2
3) камеру сгорания газа поз.3
4) компрессор воздуха поз.10
5) рекуператор поз.11
Как видно из Фиг.1. предлагается в агрегатном БПТГ в качестве подогревателя газа использовать тепло, получаемое от отходящих газов газовой турбины МТ 250.
Работа блочно-модульной энергоустановки
Для работы микротурбины МТ250 используется газ, который отбирается из потока топливного газа, доводится до давления 6-7 ата в регуляторе 8. После этого газ проходит через фильтр 9, поступает в камеру сгорания 3, После камеры сгорания образовавшиеся газы поступают на турбину 2 которая вращает генератор 1 вырабатывая электроэнергию.
Выхлопные газы после турбины проходя через теплообменник 4 удаляются через газоотводящую трубу в атмосферу.
В качестве теплоносителя применяются антифриз, который циркулирует в замкнутом контуре при работе циркуляционного насоса 6. Антифриз отбирает тепло отходящих газов турбины в теплообменнике 4 и отдает его подводимому к БПТГ газу в теплообменнике 5.
Количество тепловой энергии получаемой при работе одной микротурбины МТ 250 достаточно для подогрева топливного газа агрегатов мощностью до 25 МВт и полностью удовлетворяют требованиям к температуре топливного газа на выходе из БПТГ.
Основным техническим результатом блочно-модульной энергоустановки является:
- энергонезависимость компрессорной установки от внешних источников энергообеспечения;
- утилизация энергии отработанных газов;
- подогрев топливного газа обеспечивает положительные характеристики работы привода ГПА.
Источники информации
1. RU 44353 МПК7 F02С 6/02 от 16.11.2004 г.
2. RU 26818 MПK7 F02C 6/02 от 05.03.2002 г.
3. RU 118375 МПК F04D 27/00 от 03.10.2011 г.(прототип).
Блочно-модульная энергоустановка, включающая ГПА, технологичные газопроводы обвязки, систему электрообеспечения, систему автоматического управления, отличающаяся тем, что она имеет блочную энергоустановку, включающую в себя агрегатный блок подготовки газа и микротурбину, соединенные между собой укрупненными узлами заводской готовности, причем блок подготовки топливного газа включает не менее 2-х теплообменников 4.5, циркуляционный насос 6, газовые фильтры 9: один - на входе газа в БПТГ, второй - на выходе газа на микротурбине, регулятор давления 8, установленный после теплообменника 5 на выходном трубопроводе к ГПА, регулятор давления 8, установленный после точки отбора газа на микротурбину 7 перед фильтром 9, а микротурбина включает генератор 1, турбину 2, газовую горелку 3, компрессор 10 и рекуператор 11.
