Система компримирования и охлаждения газа
Использование: при транспортировании природного газа по магистральным газопроводам , проложенным в районах распространения многолетнемерзлых грунтов . Компрессор, конденсатор, ресивер и испаритель холодного агента соединены трубопроводами с запорной и регулирующей арматурой. Вход компрессора соединен трубопроводами ч ерез запорные органы с входом и выходом испарителя по газу. Компрессор выполнен со сменными проточными частями для сжатия газа и холодильного агента. Соотношение основных размеров сменных проточных частей определяют по заданным формулам. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (193 (11) (si)s F 17 0 1/07
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1„
«Яц «
° а
° Ю
ЪФ
ХС (2) К -АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4827173/29 (22) 21.05.90 (46) 07.08.92. Бюл. М 29 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов (72) В.П.Косачев, Н.И.Изотов и И.B.Áàðöåâ (56) Авторское свидетельство СССР
М 909404, кл. F t7 0 1/07, 1982, (54) СИСТЕМА КОМПРИМИРОВАНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗА (57) Использование: при транспортировании природного газа по магистральным газопроводам, проложенным в районах .
Изобретение относится к транспорту природного газа по магистральным газопроводам, проложенным в районах распространения. многолетнемерзлых грунтов. и предназначено для повышения экономичности процесса транспортирования газа, Известны системы компримирования и охлаждения газа, включающие компрессорные станции и устройства для охлаждения газа до температуры, близкой к температуре грунта, Недостатком этих систем являются высокие капитальные вложения, связанные с необходимостью установки компрессорного оборудования как для сжатия транспортируемого газа, так и для сжатия холодильного агента.
Цель изобретения -снижение капитальных затрат в систему транспорта газа.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве, включающем холодильнуюустановку с компрессором, конденсатором, ресивером и испарителем холодильного агента, соединенными трубопроводами с запорной и регулирующей арматурами, распространения многолетнемерзлых грунтов. Компрессор, конденсатор, ресивер и испаритель холодного агента соединены трубопроводами с запорной и регулирующей арматурой. Вход компрессора соединен трубопроводами через запорные органы с входом и выходом испарителя по газу, Компрессор выполнен со сменными проточными частями для сжатия газа и холодильного агента. Соотношение основных размеров сменных проточных частей определяют по заданным формулам. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл. вход компрессора соединяют трубопроводами через запорные органы с входом и выходом испарителя по газу. а компрессор выполняют со сменными проточными частями для сжатйя газа и холодильного агента, соотношение основных размеров которых определяют по формулам (« (b2 ) Ч ><
02 02 Ч q где 02 — диаметр рабочего колеса,м;
V — обьемная производительность при условиях всасывания, м /c; р- плотность при условиях всасывания, кг/м; х — число рабочих колес (ступеней сжатия);
g — число входов потока в компрессор;
Š— степень сжатия
bg/0г — относительная ширина рабочего колеса.
1753184
10
30
На чертеже приведена схема системы компримирования и охлаждения газа.
Система компримирования и охлаждения газа состоит из трубопровода 1, соединенного через запорный орган 2 с входом компрессора 3, приводимого в действие двигателем 4, Выход компрессора 3 через запорный орган 5 соединен с входом конденсатора 6, выход которого через запорные органы 7 и 8 соединен с входом испарителя 9 по газу, а выход испарителя 9 по газу соединен с магистралью газопроводом 10. Трубопровод 1 дополнительно соедийен трубопроводом 11 через запорные органы 12 и 8 с входом испарителя 9 по газу, трубопроводом. 13 через запорный орган 14 — с входом конденсатора 6. Вход компрессора 3 соединен трубопроводом 15 с выходом испарителя 9 по холодильному агенту через запорный орган 16. Выход конденсатора 6 дополнительно соединен через запорный орган 17 с ресивером 18 холодильного агрегата, который через дросселирующее устройство 19 соединен с входом испарителя 9 по холодильному агенту. Вход испарителя 9 по газу через запорные органы
8 и 20 трубопроводом 21 соединен с магистральнь м газопроводом 10, Вход конденсатора
6 снабжен трубопроводом 22, связывающим его через эапорный орган 23 со свечей или факелом, Система работает следующим образом, В летний период природный газ, поступающий по трубопроводу 1, направляется по трубопроводу 11 на вход испарителя 9, где охлаждается кипящим холодильным агентом, и затем направляется в магистральный газопровод 10. Компрессор 3 сжимает холодильный агент, поступающий иэ испарителя 9 по трубопроводу 15, который затем конденсируется в конденсаторе 6, выполненном в виде аппаратов воздушного охлаждения, и направляется в ресивер 18, из которого через дросселирующее устройство "..9 поступает в испаритель 9, При этом запсрные органы 2,7 и 20 закрыты, а остальные открыты.
В эймний период природный гаэ из трубопровода 1 сжимается в компрессоре 3, охлаждается в конденсаторе 6 и направляется по трубопроводу 21 в магистральный газопровод 10. При этом запорные органы
2,5,7 и 20 открыты, а остальные закрыты.
В ме хсезонные периоды, когда производится замена проточной части компрессора 3, природный газ из трубопровода 1 по трубопроводу 13 поступает в конденсатор 6 и затем по трубопроводу 21 в магистральный газопровод 10, При этом запорные органы 7,14 и 20 открыты, остальные закрыты, После замены проточной части компрессора 3 в весенний период открываются запорные органы 8 и 12, закрываются за- . порные органы 7,14 и 20, открывается запорный орган 23, После сброса остатков газа из конденсатора 6 на свечу или факел запорный орган 23 закрывается, открываются эапорные органы 17,16 и 5 и производится запуск компрессора 3 на холодильном агенте, затем осуществляется работа в летнем режиме.
После замены проточной части компрессора 3 в осенний период открываются запорные органы 2 и 5, производится запуск компрессора 3 и закрывается запорный орган 14, затем осуществляется работа в зимнем режиме.
Использование сменных проточных частей с геометрическими отличиями, определяемыми по формулам(1) и (2), обеспечивает компримирование либо природного газа, либо холодильного агента.
В качестве примера в таблице представлены результаты расчета проточных частей компрессора мощности 16000 кВт при работе на природном газе и холодильных агентах — пропане, аммиаке, пропан-бутановой смеси с содержанием пропана 60 мол. .
При наличии в системе нескольких компрессоров замена проточной части может производиться не на всех компрессорах. В этом случае система может работать по классической схеме — сжатие газа в компрессорах, охлаждение в аппаратах воздушного охлаждения и охлаждение в испарителях хОлодильных машин.
Формула изобретения
1. Система компримирования и охлаждения газа, включающая холодильную установку с компрессором, конденсатором, ресивером и испарителем холодильного агента, соединенными трубопроводами с запорной и регулирующей арматурами, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения капитальных затрат в систему транспорта путем использования для компримирования и охлаждения газа одних и тех же компрессорных агрегатов, вход компрессора соединен тр бопроводами через эапорные органы с входом и выходом испарителя по газу, а компрессор выполнен со сменными проточными частями для сжатия газа и холодильного агента, 2, Система по п.1, отличающаяся тем, что соотношения основных размеров сменных проточных частей определяют по формулам
2 = 1Я р. .Х.
1753184
Показатель
Аммиак
П опа ан
П и о ный газ П опан
16/!
16/1
4900/1
77/0,18
4.29/3 0
1/1
16/1. 4900
1,4!
4900/1
2,12/0.05 5,57/3.98
1/1
4900/1
4,38/0,104
5/3,57
2/2 г
5251,5
212
3/! .5
82!3/1,56
216 5/1,О
8/Я
28987/5,5
249.6/1.18
2/1
9531/1,8
285,7/1,35
39,06/5.27
1116,5/1,35
О 031/0.569
26.5/3,58
973,2/1.18
0,114/2,1
25,8/3,48 баа/!.02
0.13/2,38
7,41
827
О.0546 р и и е ч а н и е. В знаменателе дано отношение величины показателя к соответствующей для природного газа.
2т
Составитель H. Изотов
Редактор О. Юрковецкая Техред М.блоргентал Корректор Н. Слободяник
Заказ 2754 . Тираж . Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-Зб, Раушская наб., 4/6
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
5 к у г (,уР,Я х(„) где 02 — диаметр рабочего колеса, м;
V — объемная произзводительность при условиях всасывания, м /c; р- плотность при условиях всасывания, 3. кгlм;
Мощность привода компрессора N.
Мвт
Скорость вращения ротора компрессора п. об/мин
Плотность р, кг/мз
Степень сжатия Е
Число входов потока в компрессор 4
Число рабочих колес (ступеней сжатия) Х
Эффективный напор Нз. м
Окружнэя скорость th, и/с
Обьемная производительность Ч, м /с
Диаметр рабочего колеса От, мм
Относительная ши на колеса Ьт/Оз х — число рабочих колес (ступеней сжатия);
Š— степень сжатия; вх/02 — относительная ширина рабочего колеса;
g — число входов потока в компрессор, и"- индексы размеров проточных частей соответственно для газа и холодильного агента.