Газоперекачивающий агрегат

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик пн 950957(23) ПриоритетОпубликовано 150882, Бюллетень Йо 30Дата опубликования описания 150882 511 М.Кп з Г 04 0 25/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийаучно-исследовательский инстных газов (ВНИИГАЗ) 54) ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИЙ АГРЕГАТ относится к турбомаши частности к гаэоперек атам, транспортирующи по. магистральнымгазо прессо нных шный ессор, черезсообгазопр гораниевых Однако такое выполнение характери эуется относительно малой динамичностью из-за низкой температуры подводимого в камеру газа и увеличенного расхода воздуха, собственных нужд. При этом практически не используется хладопроизводительность расширяющегося в турбодетандере газа.Известен также гаэоперекачивающий агрегат, содержащий приводной газо"- турбинный двигатель, имеющий компрес сор а коллектором воздуха собственных нужд, камеру сгорания и воздушный тракт, сообщающий с ней компресИзобретениеностроению, вчивавщим агрегприродный газпроводам.Известен агрегат, содержащиводной двигатель, имеющий комс коллектором воздуха собственужд, камеру сгорания и воздутракт, сообщающий с ней компри турбодетандер, соединенныйобгонную муфту с двигателем ищенный входной магистралью сводом, а выходной с камерой сния 13. сор, и турбодетандер, соединенныйчерез обгонную муфту с двигателеми сообщенный входной магистралью сгазопроводом, а выходной - черезтеплообменник - с камерой сгорания 123Однако при таком выполнении экономичность использования газа, выходящего из турбодетандера, недостаточновысока. Хладопроиэводительность расширяющегося в трубодетандере газа используется незначительно,Целью изобретения ялвяется повышеэкономичности использования газа,одящего из турбодетандера.цель достигается тем, что в газоперекачивающем агрегате к турбодетандеру посредством сцепной муфты подсоединен вспомогательный воздушныйкомпрессор, нагнетательная линиякоторого сообщена с коллектором возду- .ха,собственных нужд и теплообменником,а последний установлен в воздушномтракте двигателя перед камерой сгора 25 нияОбгонная и сцепная муфты могут бытьснабжены поочередно включающкм ихмеханизмом управления.На чертеже представлена схема газоЗ 0 перекачивающего агрегата.Агрегат сбдержит приводной газотурбинный 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 турбодетанжоу 5 10 посредством сцепной муфты 11 подсоединен вспомогательный воздушный ко йрессор 12, нагнетательная линия 13 которого сообщена с коллектором 2 воздуха собственных нужд и теплооб 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 чае холодная часть подключена к выходной магистрали 9 и нагнетательной 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 10 подключен к системе охлажде 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 24. В входной магистрали 7 установлена 60 задвижка 25, в выходной магистрали 9 - кран 26.Научастке 20 нагнетательной линии 13 размещена заслонка 27, а трубопровода 15 - заслонка 28, 65 При запуске агрегата открываютзадвижку 25, и природный газ изгазопровода 8 поступает по входноймагистрали 7 в турбодетандер 5,где, расширяясь, совершает работу поприводу двигателя (муфта 6 включена).Газ иэ турбодетандера 5 по выходноймагистрали 9 входит в теплообменник10, где подогревается воздухом из-закомпрессора 3 или из-за регенератора 14 (при регенеративном выполнении двигателя), после чего поступает в камеру сгорания 3, При выходедвигателя на заданную частоту вращения муфту 6 отключают и одновременно включают муфту 11, При включениимуфты 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 всистему охлаждения двигателя, Описанный теплообмен осуществляетсяв 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 участка20 и газ, постуйивший в теплообменник 10, нагреваются воздухомиз-за компрессора 1 (или регенератора 14), В этом случае температура воздуха из-за компрессора 12после нагрева в теплообменнике 10выше, чем при последовательном размещении секций и имеет уровень,достаточный для использования всистеме обогрева элементов агрегата. Воздух из коллектора 2 идет нанадув уплотнения 16 для устранения попадания паров масла в проточную часть компрессора 1, которыеявляются причиной для образованияотложений на лопатках компрессора 1,приводящих к снижению КПД двигателя и агрегата в целом. Для отсосапаров масла используется эжектор 19,активным рабочим телом которого служит воздух, поступающий иэ коллектора 2 по трубопроводу 17 при открытии заслонки 18.В отдельных случаях, напримерпри запуске для регулирования компРессора 12, открывают кран 22, ичастично выбрасывают через отвод 21гаэ в атмосферу, Регулирование расходов воздуха на собственные нуждыосуществляют заслонками 27 и 28,Регулирование мощности турбодетандера 5 осуществляют кранами 24, 26и 22 и задвижкой 25,950957 Формула изобретения НИИПИ Заказ 5914/38 Тираж 678 Подписноеилиал 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 газотурбинныйдвигатель, имеющий компрессор сколлектором воздуха собственных нужд,камеру сгорания и воздушный тракт,сообщающий с ней компрессор, и турбодетандер, соединенный черезобгонную муфту с двигателем и сообщенный входной магистралью с газопроводом, а выходной через теплообменник - с камерой сгорания, о т -5 ли ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью 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, апоследний установлен в воздушном15 тракте двигателя перед камерой сгорания.2. Агрегат по п,1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что обгоннаяи сцепная муфты снабжены поочередно включающим их механизмом управления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. ПатентСША Р 2599480,кл. 60-39.14, опублик. 1952.2. Авторское свидетельство СССРР 568734, кл. Г 01 К 23/14, 1972.