Газораспределительная станция
Полезная модель относится к газовой промышленности, а именно, к газораспределительным станциям с применением турбодетандерной технологии понижения давления природного газа, и может быть использована для комбинированной выработки электроэнергии, промышленного холода и конденсата в виде сжиженной фракции тяжелых углеводородов за счет использования энергии перепада давления природного газа на входе и выходе газораспределительной станции. Задачей полезной модели является повышение коэффициента полезного действия за счет использования низкотемпературного природного газа для охлаждения отработавших газов газотурбинной установки, исключение пиролиза природного газа, снижение вредных выбросов в окружающую среду за счет уменьшения удельного расхода топлива в газотурбинной установке, а также расширение функциональных возможностей за счет выработки конденсата в виде сжиженной фракции тяжелых углеводородов. Технический результат достигается тем, что газораспределительная станция, содержащая магистрали высокого и низкого давления природного газа, соединенные между собой при помощи редуцирующего устройства и через байпасный газопровод, в котором последовательно установлены газотурбинная установка и теплоутилизирующая турбодетандерная установка, каждая из которых имеет электрогенератор, соединенный с потребителем электроэнергии, согласно полезной модели, снабжена энергоутилизационной турбодетандерной установкой с электрогенератором, соединенным с потребителем электроэнергии, которая выполнена с возможностью выработки низкотемпературного природного газа и конденсата в виде сжиженной фракции тяжелых углеводородов, газотурбинная установка выполнена в виде газотурбинной установки с обращенным газогенератором с возможностью его охлаждения низкотемпературным природным газом, а теплоутилизирующая турбодетандерная установка выполнена с возможностью утилизации низкопотенциальной теплоты природного газа, нагретого отработавшими газами обращенного газогенератора, при этом энергоутилизационная турбодетандерная установка содержит теплообменник-охладитель природного газа высокого давления, первый вход которого соединен с магистралью высокого давления природного газа, а первый выход - с входом турбодетандера, выход которого соединен с сепаратором-отделителем жидкой фазы низкотемпературного природного газа, первый выход которого соединен с газотурбинной установкой, а второй выход - с сепаратором-отделителем жидкой фазы тяжелых углеводородных фракций, соединенным с вторым входом теплообменника-охладителя природного газа высокого давления, второй выход которого соединен с ресивером сжиженной фракции тяжелых углеводородов. При этом байпасный газопровод имеет первый байпасный трубопровод, соединяющий первый вход и первый выход теплообменника-охладителя природного газа высокого давления, сепаратор-отделитель жидкой фазы тяжелых углеводородных фракций соединен с ресивером сжиженной фракции тяжелых углеводородов при помощи второго байпасного трубопровода и выполнен с возможностью отвода твердых примесей. 1 с.п. ф-лы и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Полезная модель относится к газовой промышленности, а именно, к газораспределительным станциям с применением турбодетандерной технологии понижения давления природного газа, и может быть использована для комбинированной выработки электроэнергии, промышленного холода и конденсата в виде сжиженной фракции тяжелых углеводородов за счет использования энергии перепада давления природного газа на входе и выходе газораспределительной станции.
Наиболее близким техническим решением к настоящей полезной модели является газораспределительная станция, содержащая магистрали высокого и низкого давления природного газа, соединенные между собой при помощи редуцирующего устройства и через байпасный газопровод, в котором последовательно установлены газотурбинная установка и теплоутилизирующая турбодетандерная установка, которая имеет электрогенератор, соединенный с потребителем электроэнергии (Патент RU 
2009389, МПК F17D 1/04, 15.03.1994).
Основным недостатком известной газораспределительной станции является недостаточно высокий коэффициент полезного действия (до 45%), связанный с особенностями термодинамического цикла газотурбинной установки с регенерацией тепла.
Природный газ в теплообменнике-утилизаторе омывается высокотемпературным потоком продуктов сгорания (350
500°С) газотурбинного двигателя, что приводит к пиролизу природного газа и ухудшает его физические и термодинамические свойства.
Дросселирование газотурбинного двигателя за счет регулирования температуры в камере сгорания приводит (на режимах пониженной мощности) к повышению удельного расхода топлива и увеличению выбросов загрязняющих веществ с продуктами сгорания.
Кроме этого, недостатком известной газораспределительной станции являются ограниченные функциональные возможности, так как она не позволяет вырабатывать конденсат в виде сжиженной фракции тяжелых углеводородов.
Задачей полезной модели является повышение коэффициента полезного действия (КПД) за счет использования низкотемпературного природного газа для охлаждения отработавших газов газотурбинной установки, исключение пиролиза природного газа, снижение вредных выбросов в окружающую среду за счет уменьшения удельного расхода топлива в газотурбинной установке, а также расширение функциональных возможностей за счет выработки конденсата в виде сжиженной фракции тяжелых углеводородов.
Технический результат достигается тем, что газораспределительная станция, содержащая магистрали высокого и низкого давления природного газа, соединенные между собой при помощи редуцирующего устройства и через байпасный газопровод, в котором последовательно установлены газотурбинная установка и теплоутилизирующая турбодетандерная установка, каждая из которых имеет электрогенератор, соединенный с потребителем электроэнергии, согласно полезной модели, снабжена энергоутилизационной турбодетандерной установкой с электрогенератором, соединенным с потребителем электроэнергии, которая выполнена с возможностью выработки низкотемпературного природного газа и конденсата в виде сжиженной фракции тяжелых углеводородов, газотурбинная установка выполнена в виде газотурбинной установки с обращенным газогенератором с возможностью его охлаждения низкотемпературным природным газом, а теплоутилизирующая турбодетандерная установка выполнена с возможностью утилизации низкопотенциальной теплоты природного газа, нагретого отработавшими газами обращенного газогенератора, при этом энергоутилизационная турбодетандерная установка содержит теплообменник-охладитель природного газа высокого давления, первый вход которого соединен с магистралью высокого давления природного газа, а первый выход - с входом турбодетандера, выход которого соединен с сепаратором-отделителем жидкой фазы низкотемпературного природного газа, первый выход которого соединен с газотурбинной установкой, а второй выход - с сепаратором-отделителем жидкой фазы тяжелых углеводородных фракций, соединенным с вторым входом теплообменника-охладителя природного газа высокого давления, второй выход которого соединен с ресивером сжиженной фракции тяжелых углеводородов.
При этом байпасный газопровод имеет первый байпасный трубопровод, соединяющий первый вход и первый выход теплообменника-охладителя природного газа высокого давления, сепаратор-отделитель жидкой фазы тяжелых углеводородных фракций соединен с ресивером сжиженной фракции тяжелых углеводородов при помощи второго байпасного трубопровода и выполнен с возможностью отвода твердых примесей.
Таким образом, основным техническим результатом является повышение коэффициента полезного действия благодаря наличию энергоутилизационной турбодетандерной установки, вырабатывающей низкотемпературный природный газ, выполнению газотурбинной установки в виде газотурбинной установки с обращенным газогенератором, охлаждаемого низкотемпературным природным газом, и выполнению теплоутилизирующей турбодетандерной установки с возможностью утилизации низкопотенциальной теплоты природного газа, нагретого отработавшими газами обращенного газогенератора.
Кроме этого, техническим результатом является исключение пиролиза природного газа, а также снижение вредных выбросов в окружающую среду за счет использования обращенного газогенератора, расширение функциональных возможностей благодаря наличию энергоутилизационной турбодетандерной установки, выполненной с возможностью выработки конденсата в виде сжиженной фракции тяжелых углеводородов.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена укрупненная блок-схема предлагаемой газораспределительной станции, а на фиг.2 - предлагаемая газораспределительная станция с принципиальной схемой энергоутилизационной турбодетандерной установки.
На чертеже цифрами обозначены:
1 - магистраль высокого давления природного газа,
2 - магистраль низкого давления природного газа,
3 - редуцирующее устройство,
4 - байпасный газопровод,
5 - газотурбинная установка с обращенным газогенератором,
6 - электрогенератор газотурбинной установки,
7 - теплоутилизирующая турбодетандерная установка,
8 - электрогенератор теплоутилизирующей установки,
9 - энергоутилизационная турбодетандерная установка,
10 - электрогенератор энергоутилизационной установки,
11 - теплообменник-охладитель природного газа высокого давления,
12 - турбодетандер энергоутилизационной установки,
13 - сепаратор-отделитель жидкой фазы низкотемпературного природного газа,
14 - сепаратор-отделитель жидкой фазы тяжелых углеводородных фракций,
15 - ресивер сжиженной фракции тяжелых углеводородов,
16 - первый байпасный трубопровод,
17 - второй байпасный трубопровод.
Газораспределительная станция (фиг.1) содержит магистрали высокого 1 и низкого 2 давления природного газа, соединенные между собой при помощи редуцирующего устройства 3 и через байпасный газопровод 4.
В байпасном газопроводе 4 последовательно установлены газотурбинная установка 5, имеющая электрогенератор 6, и теплоутилизирующая турбодетандерная установка 7, имеющая электрогенератор 8. Электрогенераторы 6 и 8 соединены с потребителем электроэнергии, например с компрессорной станцией.
Отличием предлагаемой газораспределительной станции является то, что она снабжена энергоутилизационной турбодетандерной установкой 9 с электрогенератором 10, соединенным с потребителем электроэнергии (фиг.2).
Энергоутилизационная турбодетандерная установка 9 выполнена с возможностью выработки низкотемпературного природного газа и конденсата в виде сжиженной фракции тяжелых углеводородов.
Газотурбинная установка 5 выполнена в виде газотурбинной установки с обращенным газогенератором, который охлаждается низкотемпературным природным газом.
Теплоутилизирующая турбодетандерная установка 7 выполнена с возможностью утилизации низкопотенциальной теплоты природного газа, нагретого отработавшими газами обращенного газогенератора газотурбинной установки 5.
Энергоутилизационная турбодетандерная установка (фиг.2) содержит теплообменник-охладитель 11 природного газа высокого давления, турбодетандер 12 с электрогенератором 10, сепаратор-отделитель 13 жидкой фазы низкотемпературного природного газа, сепаратор-отделитель 14 жидкой фазы тяжелых углеводородных фракций и ресивер 15 сжиженной фракции тяжелых углеводородов.
Первый вход теплообменника-охладителя 11 природного газа высокого давления соединен с магистралью 1 высокого давления природного газа, а первый выход теплообменника-охладителя 11 - с входом турбодетандера 12.
Выход турбодетандера 12 соединен с сепаратором-отделителем 13 жидкой фазы низкотемпературного природного газа.
Первый выход сепаратора-отделителя 13 жидкой фазы низкотемпературного природного газа соединен с газотурбинной установкой 5 с обращенным газогенератором.
Второй выход сепаратора-отделителя 13 соединен с сепаратором-отделителем 14 жидкой фазы тяжелых углеводородных фракций.
Сепаратор-отделитель 14 жидкой фазы тяжелых углеводородных фракций соединен с вторым входом теплообменника-охладителя 11 природного газа высокого давления.
Второй выход теплообменника-охладителя 11 соединен с ресивером 15 сжиженной фракции тяжелых углеводородов.
Байпасный газопровод 4 имеет первый байпасный трубопровод 16, соединяющий первый вход и первый выход теплообменника-охладителя 11 природного газа высокого давления.
Сепаратор-отделитель 14 жидкой фазы тяжелых углеводородных фракций соединен с ресивером 15 сжиженной фракции тяжелых углеводородов при помощи второго байпасного трубопровода 17 и выполнен с возможностью отвода твердых примесей.
Предлагаемая газораспределительная станция работает следующим образом.
Природный газ забирают из магистрали 1 высокого давления перед редуцирующим устройством 3 и через байпасный газопровод 4 направляют в энергоутилизационную турбодетандерную установку 9 для выработки низкотемпературного природного газа и конденсата в виде сжиженной фракции тяжелых углеводородов при расширении в турбодетандере 12 установки 9.
При положительных температурах окружающей среды, забираемый природный газ из магистрали 1 высокого давления охлаждают в теплообменнике-охладителе 11 природного газа высокого давления с помощью выработанного конденсата в виде сжиженной фракции тяжелых углеводородов. При отрицательных температурах окружающей среды, забираемый природный газ из магистрали 1 высокого давления направляют непосредственно в турбодетандер 12 установки 9 через первый байпасный трубопровод 16.
Срабатывание избыточного давления природного газа в турбодетандере 12 установки 9 сопровождается резким снижением температуры газа, что становится причиной выпадения твердых гидратов воды, углекислого газа CO2 и конденсата в виде сжиженной фракции тяжелых углеводородов. Мощность турбодетандера 12 передается соединенному на одном валу электрогенератору 10. Низкотемпературный природный газ на выходе из турбодетандера 12 установки 9 направляют в сепаратор-отделитель 13 жидкой фазы низкотемпературного природного газа.
Отсепарированный конденсат в виде сжиженной фракции тяжелых углеводородов с примесью твердых частиц CO2 и гидратов воды направляют в сепаратор-отделитель 14 жидкой фазы тяжелых углеводородных фракций для извлечения твердых примесей и их удаления через имеющийся отвод твердых примесей.
Очищенный конденсат в виде сжиженной фракции тяжелых углеводородов может использоваться для охлаждения природного газа высокого давления в теплообменнике-охладителе 11 при положительных температурах окружающей среды, а при отрицательных температурах окружающей среды может непосредственно подаваться в ресивер 15 через второй байпасный 17 трубопровод.
Выработанный конденсат в виде сжиженной фракции тяжелых углеводородов может использоваться как моторное топливо, например для автотранспорта, сжигания в котлоагрегатах и камерах сгорания энергетических установок.
Отсепарированный низкотемпературный природный газ направляют в теплообменник-охладитель воздушного компрессора газотурбинной установки 5 с обращенным газогенератором, узлы и агрегаты которой на чертеже условно не показаны.
Теплообменник-охладитель воздушного компрессора используют при положительных температурах окружающей среды, для осушения наружного воздуха, при котором происходит конденсация влаги с дальнейшим дренажным сливом выделившейся влаги.
При отрицательных температурах окружающей среды отсепарированный низкотемпературный природный газ направляют непосредственно в теплообменник-охладитель обращенного газогенератора газотурбинной установки 5 через байпасный трубопровод.
Обращенный газогенератор газотурбинной установки 5 охлаждают низкотемпературным природным газом, вырабатываемым в энергоутилизационной турбодетандерной установке 9. В процессе теплообмена низкотемпературного природного газа с отработавшими газами обращенного газогенератора, происходит осушение отработавших газов обращенного газогенератора с дальнейшим дренажным сливом выделившейся влаги.
Низкотемпературный природный газ, нагретый полученной теплотой от отработавших газов обращенного газогенератора газотурбинной установки 5, направляют в теплоутилизирующую турбодетандерную установку 7 для утилизации низкопотенциальной теплоты природного газа высокого давления при его расширении в теплоутилизирующей турбодетандерной установке 7, который на выходе, через байпасный газопровод 4, соединен с магистралью 2 низкого давления природного газа. Мощность теплоутилизирующей турбодетандерной установки 7 передается соединенному на одном валу электрогенератору 8.
Работа газотурбинной установки 5 с обращенным газогенератором, узлы и агрегаты которой на чертеже условно не показаны, осуществляется по схеме:
всос наружного воздуха в проточную часть воздушного компрессора,
охлаждение и осушение в теплообменнике-охладителе воздушного компрессора,
сжатие его в многоступенчатом воздушном компрессоре,
подвод теплоты в камере сгорания,
расширение в компрессорной турбине и силовой турбине,
перерасширение в турбине обращенного газогенератора,
охлаждение и осушение в теплообменнике-охладителе,
сжатие в дожимающем компрессоре.
Мощность силовой турбины газотурбинной установки 5 передается соединенному на одном валу электрогенератору 6.
Пример 1 конкретного выполнения.
Предлагаемая газораспределительная станция, имеющая газотурбинную установку 5 на основе газотурбинного двигателя (ГТД) типа НК-16СТ с расчетным эффективным КПД 
е=0,277.
Газотурбинный двигатель типа НК-16СТ при использовании обращенного газогенератора, установленного в существующем газоходе за силовой турбиной ГТД, имеет следующие параметры термодинамического цикла:
температуру осушенного воздуха на входе в компрессор 273,15 К,
расход циклового воздуха 78,87 кг/с,
степень повышения давления в компрессоре 
к=9,5744,
температуру в камере сгорания Ткс=1100 К,
расход топливного газа в камере сгорания 0,8824 кг/с,
температуру продуктов сгорания перед силовой турбиной Тг=826,34 К,
температуру продуктов сгорания за турбиной перерасширения обращенного газогенератора на входе в теплообменник-охладитель Тг=522,3 К,
давление продуктов сгорания за турбиной перерасширения обращенного газогенератора на входе в теплообменник-охладитель Рг=0,0361 МПа,
температуру продуктов сгорания на входе в дожимающий компрессор за теплообменником-охладителем обращенного газогенератора Т г=273,15 К,
давление продуктов сгорания на входе в дожимающий компрессор за теплообменником-охладителем обращенного газогенератора Рг=0,0346 МПа,
эффективный КПД е=0,353,
температуру продуктов сгорания на выхлопе за дожимающим компрессором обращенного газогенератора 383,13 К.
Применение указанного ГТД с обращенным газогенератором позволяет получить эффективную мощность на валу силовой турбины для привода электрогенератора 6, равную 16 МВт.
При этом для понижения давления транспортируемого природного газа при начальном давлении 5,5 МПа и расходе в 100 кг/с, используются:
энергоутилизационная турбодетандерная установка 9, включающая следующие элементы:
теплообменник-охладитель 11 природного газа высокого давления с параметрами:
природный газ на входе Тпг=288,15 К, Рпг =5,5 МПа,
природный газ на выходе Tпг =285,15 К, Рпг=5,4 МПа,
очищенный конденсат на входе Ток=255,75 К, Рок=3,1 МПа,
очищенный конденсат на выходе Tок=275,91 К, Рок=3 МПа,
расход очищенного конденсата Goк=9,9 кг/с;
турбодетандер 12 энергоутилизационной установки, имеющий расчетный изоэнтропийный КПД=0,87 с параметрами:
природный газ на входе Тпг=285,15 К, Р пг=5,4 МПа,
низкотемпературный природный газ на выходе Тпг=254,54 К, Рпг=3,3 МПа,
мощность для привода электрогенератора 10, равна 4,782 МВт;
сепаратор-отделитель 13 жидкой фазы низкотемпературного природного газа с параметрами:
низкотемпературный природный газ на входе Тпг=254,54 К, Рпг=3,3 МПа,
отсепарированный низкотемпературный природный газ на выходе Тпг=255,15 К, Рпг =3,2МПа,
расход отсепарированного низкотемпературного природного газа на выходе Gпр=89,1 кг/с,
расход конденсата на выходе Gк=10,9 кг/с;
сепаратор-отделитель 14 жидкой фазы тяжелых углеводородных фракций с параметрами:
конденсат на входе Тпг =255,15 К, Рпг=3,2 МПа,
очищенный конденсат на выходе Ток=255,75 К, Рок=3,1 МПа,
расход очищенного конденсата Gок =9,9 кг/с,
расход примесей твердых частиц на выходе Gптч=1 кг/с;
ресивер 15 сжиженной фракции тяжелых углеводородов для хранения очищенного конденсата с параметрами:
очищенный конденсат на входе Т ок=275,91 К, Рок=3 МПа,
расход очищенного конденсата Gок=9,9 кг/с;
теплоутилизирующая турбодетандерная установка 7, имеющая расчетный изоэнтропийный КПД=0,87 с параметрами:
на входе Тпг=337,13 К, Рпг=3 МПа,
на выходе Тпг=281,07 К, Рпг=1,25 МПа,
мощность для привода электрогенератора 8, равна 10,175 МВт.
В целом, при расходе природного газа, равном 100 кг/с, и начальным давлением 5,5 МПа суммарная электрическая мощность предлагаемой газораспределительной станции, затрачиваемая на привод электрогенераторов 6, 8 и 10, составляет 30,649 МВт, а эффективный КПД предлагаемой газораспределительной станции системы распределения природного газа составляет 0,676.
Использование более экономичных ГТД, а также повышение начального давления транспортируемого природного газа, приведет к еще большому увеличению эффективного КПД предлагаемой газораспределительной станции.
Пример 2 конкретного выполнения.
Предлагаемая газораспределительная станция, имеющая газотурбинную установку 5 на основе ГТД типа ГТА-6РМ с расчетным эффективным КПД е=0,258.
Газотурбинный двигатель типа ГТА-6РМ при использовании обращенного газогенератора, установленного в существующем газоходе за силовой турбиной ГТД, имеет следующие параметры термодинамического цикла:
температуру осушенного воздуха на входе в компрессор 273,15 К,
расход циклового воздуха 40 кг/с,
степень повышения давления в компрессоре к=8,523,
температуру в камере сгорания Ткс=1050 К,
расход топливного газа в камере сгорания 0,4918 кг/с,
температуру продуктов сгорания перед силовой турбиной Тг=770,27 К,
температуру продуктов сгорания за турбиной перерасширения обращенного газогенератора на входе в теплообменник-охладитель Тг=507,75 К,
давление продуктов сгорания за турбиной перерасширения обращенного газогенератора на входе в теплообменник-охладитель Рг=0,0364 МПа,
температуру продуктов сгорания на входе в дожимающий компрессор за теплообменником-охладителем обращенного газогенератора Т г=273,15 К,
давление продуктов сгорания на входе в дожимающий компрессор за теплообменником-охладителем обращенного газогенератора Рг=0,0349 МПа,
эффективный КПД е=0,316,
температуру продуктов сгорания на выхлопе за дожимающим компрессором обращенного газогенератора 383,13 К.
Применение указанного ГТД с обращенным газогенератором позволяет получить эффективную мощность на валу силовой турбины для привода электрогенератора 6, равную 6,86 МВт.
При этом для понижения давления транспортируемого природного газа при начальном давлении 5,5 МПа и расходе в 50 кг/с, используются:
энергоутилизационная турбодетандерная установка 9, включающая следующие элементы:
теплообменник-охладитель 11 природного газа высокого давления с параметрами:
природный газ на входе Тпг=288,15 К, Рпг =5,5 МПа,
природный газ на выходе Тпг =285,15 К, Рпг=5,4 МПа,
очищенный конденсат на входе Ток=255,75 К, Рок=3,1 МПа,
очищенный конденсат на выходе Ток =275,91 К, Рок=3 МПа,
расход очищенного конденсата Gок=4,95 кг/с;
турбодетандер 12 энергоутилизационной установки, имеющий расчетный изоэнтропийный КПД=0,87 с параметрами:
природный газ на входе Тпг=285,15 К, Рпг=5,4 МПа,
низкотемпературный природный газ на выходе Тпг=254,54 К, Рпг=3,3 МПа,
мощность для привода электрогенератора 10, равна 2,3912 МВт;
сепаратор-отделитель 13 жидкой фазы низкотемпературного природного газа с параметрами:
низкотемпературный природный газ на входе Т пг=254,54 К, Рпг=3,3 МПа,
отсепарированный низкотемпературный природный газ на выходе Тпг=255,15 К, Рпг=3,2 МПа,
расход отсепарированного низкотемпературного природного газа на выходе Gпг=44,55 кг/с,
расход конденсата на выходе Gк =5,45 кг/с;
сепаратор-отделитель 14 жидкой фазы тяжелых углеводородных фракций с параметрами:
конденсат на входе Тпг=255,15 К, Рпг=3,2 МПа,
очищенный конденсат на выходе Ток =255,75 К, Рок=3,1 МПа,
расход очищенного конденсата Gок=4,95 кг/с,
расход примесей твердых частиц на выходе Gптч=0,5 кг/с;
ресивер 15 сжиженной фракции тяжелых углеводородов для хранения очищенного конденсата с параметрами:
очищенный конденсат на входе Ток=275,91 К, 
ок=3 МПа,
расход очищенного конденсата Gок=4,95 кг/с;
теплоутилизирующая турбодетандерная установка 7, имеющая расчетный изоэнтропийный КПД=0,87 с параметрами:
на входе Тпг =339,59 К, Рпг=3 МПа,
на выходе Т пг=283,29 К, Рпг=1,25 МПа,
мощность для привода электрогенератора 8, равна 5,1308 МВт.
В целом, при расходе природного газа, равном 50 кг/с, и начальным давлением 5,5 МПа суммарная электрическая мощность предлагаемой газораспределительной станции, затрачиваемая на привод электрогенераторов 6, 8 и 10, составляет 14,2368 МВт, а эффективный КПД предлагаемой газораспределительной станции системы распределения природного газа составляет 0,65.
Использование более экономичных ГТД, а также повышение начального давления транспортируемого природного газа, приведет к еще большому увеличению эффективного КПД предлагаемой газораспределительной станции.
Таким образом, по сравнению с прототипом, при сохранении надежности функционирования, возможность варьирования режимами газотурбинной установки 5 с обращенным газогенератором, а также использование низкотемпературного природного газа, вырабатываемого в энергоутилизационной турбодетандерной установке 9, приводит к повышению коэффициента полезного действия (до 76%) предлагаемой газораспределительной станции и снижению выбросов (до 60%) окислов азота в процессе конденсации паров влаги, содержащихся в выхлопных газах газотурбинной установки 5 с обращенным газогенератором, исключению пиролиза природного газа, расширению функциональных возможностей за счет получения конденсата в виде сжиженной фракции тяжелых углеводородов.
Предлагаемая газораспределительная станция позволяет повысить эффективность съема электрической энергии с одного килограмма природного газа, широко варьировать мощностями электрогенераторов в зависимости от запросов потребителя, обеспечить гарантийные значения давления и температуры газа, транспортируемого в системах газораспределительных пунктов, а также осуществить утилизацию: теплоты продуктов сгорания газотурбинного двигателя, физической эксергии природного газа, транспортируемого по магистральным трубопроводам под высоким давлением.
1. Газораспределительная станция, содержащая магистрали высокого и низкого давления природного газа, соединенные между собой при помощи редуцирующего устройства и через байпасный газопровод, в котором последовательно установлены газотурбинная установка и теплоутилизирующая турбодетандерная установка, каждая из которых имеет электрогенератор, соединенный с потребителем электроэнергии, отличающаяся тем, что она снабжена энергоутилизационной турбодетандерной установкой с электрогенератором, соединенным с потребителем электроэнергии, которая выполнена с возможностью выработки низкотемпературного природного газа и конденсата в виде сжиженной фракции тяжелых углеводородов, газотурбинная установка выполнена в виде газотурбинной установки с обращенным газогенератором с возможностью его охлаждения низкотемпературным природным газом, а теплоутилизирующая турбодетандерная установка выполнена с возможностью утилизации низкопотенциальной теплоты природного газа, нагретого отработавшими газами обращенного газогенератора, при этом энергоутилизационная турбодетандерная установка содержит теплообменник-охладитель природного газа высокого давления, первый вход которого соединен с магистралью высокого давления природного газа, а первый выход - с входом турбодетандера, выход которого соединен с сепаратором-отделителем жидкой фазы низкотемпературного природного газа, первый выход которого соединен с газотурбинной установкой, а второй выход - с сепаратором-отделителем жидкой фазы тяжелых углеводородных фракций, соединенным с вторым входом теплообменника-охладителя природного газа высокого давления, второй выход которого соединен с ресивером сжиженной фракции тяжелых углеводородов.
2. Газораспределительная станция по п.1, отличающаяся тем, что байпасный газопровод имеет первый байпасный трубопровод, соединяющий первый вход и первый выход теплообменника-охладителя природного газа высокого давления, а сепаратор-отделитель жидкой фазы тяжелых углеводородных фракций соединен с ресивером сжиженной фракции тяжелых углеводородов при помощи второго байпасного трубопровода.
3. Газораспределительная станция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что сепаратор-отделитель жидкой фазы тяжелых углеводородных фракций выполнен с возможностью отвода твердых примесей.
