Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РАБОТЫ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СТАНЦИИ

Изобретение относится к области транспорта газа по магистральным газопроводам, в частности к способам работы газораспределительной станции (ГРС).

Для предотвращения образования гидратов в дросселированном газе на ГРС при расширении газа высокого давления производят его предварительный подогрев в различных подогревателях.

Известны подогреватели прямого подогрева газа со сжиганием газа в подогревателях газа, выпускаемых ООО «Группа компаний «Лекс»» (www.lexprom.ru).

Недостатком подогревателей с прямым подогревом газа является их повышенная опасность с возможностью возникновения пожаров и взрывов.

Известны также подогреватели газа с промежуточным теплоносителем типа ПТМ-ПТПГ, выпускаемые, например, в Саратове (www.gazprommash.ru(factory/vestnik/vestnik1/vesmik_st4/).

Подогреватели с промежуточным теплоносителем достаточно сложны и дороги.

Известен способ работы газораспределительной станции, при котором за счет применения системы регулирования температуры газа за регулятором давления - на выходе из ГРС, предотвращают гидратообразование в дросселируемом природном газе и снижают расход газа сжигаемого в подогревателях газа (Патент RU №2180420. Способ редуцирования давления природного газа, F17D 1/04, 10.03.2002). Этот способ позволяет несколько уменьшить расход топливного газа, затрачиваемого для подогрева основного потока газа на ГРС, но требует применения специальной аппаратуры и не обеспечивает полного прекращения расхода газа.

Известен также способ работы газораспределительной станции, реализуемый устройством (полезная модель №77667. Устройство для предотвращения образования гидратов в природном газе, F24D 3/00, 28.10.2008), где образование гидратов в дросселируемом природном газе предотвращают путем подогрева газа перед регулятором давления в электрическом подогревателе газа, снабженном трубчатыми термоэлектрическими нагревательными элементами (ТЭНами). При этом температуру газа и оболочек ТЭНов контролируют датчиками температуры и по их показаниям системой управления производят регулирование температуры природного газа за дроссельным устройством, что предотвращает образование гидратов в природном газе при его редуцировании и позволяет отказаться от затрат на природный газ для подогревателей. Этот способ принят в качестве прототипа к предлагаемому изобретению.

Недостаток способа связан с тем, что для подогрева природного газа, перед его дросселированием, вместо газа в качестве энергоносителя применяют более дорогую электроэнергию.

Техническим результатом, достигаемый заявляемым изобретением, является экономия газа на собственные нужды за счет использования кинетической энергии газа высокого давления для предотвращения гидратообразования при дросселировании газа.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе работы газораспределительной станции (ГРС), снабженной средствами измерения давления и температуры газа в газопроводах высокого и среднего давления, фильтрации и регулирования давления газа, согласно которому природный газ из газопровода высокого давления дросселируют, очищают от примесей и подают в газопровод среднего давления для газоснабжения потребителей, причем ГРС дополнительно снабжают двумя аккумулирующими емкостями одинакового объема, регулятором давления газа, органом управления, средствами измерения давления и температуры газа в аккумулирующих емкостях, снабженных запорно-регулирующими органами на входе и запорными органами на выходе газа, при этом орган управления связан импульсными линиями с запорно-регулирующими и запорными органами в аккумулирующих емкостях и со средствами измерения в них давления и температуры газа; первую аккумулирующую емкость предварительно заполняют природным газом с давлением на 0,5-0,6 МПа выше, чем давление а газопроводе среднего давления; на первом этапе работы ГРС открывают запорно-регулирующий орган первой аккумулирующей емкости, подают в нее газ из газопровода высокого давления и повышают давление газа до 2,5-3 МПа и его температуру, затем закрывают запорно-регулирующий орган, открывают запорный орган, дросселируют и подают газ с положительной температурой в газопровод среднего давления, при этом давление газа в первой аккумулирующей емкости после закрытия запорного органа должно на 0,5-0,6 МПа превышать давление газа в газопроводе среднего давления; на втором этапе работы ГРС открывают запорно-регулирующий орган во второй аккумулирующей емкости и подают в нее газ из газопровода высокого давления, повышая давление газа до 2,5-3 МПа, затем закрывают запорно-регулирующий орган, открывают запорный орган, дросселируют и подают газ с положительной температурой в газопровод среднего давления, при этом давление газа во второй аккумулирующей емкости после закрытия запорного органа должно на 0,5-0,6 МПа превышать давление газа в газопроводе среднего давления, затем переходят к первому этапу работы ГРС; управление запорно-регулирующими и запорными органами первой и второй аккумулирующих емкостей производят на первом и втором этапах работы ГРС с помощью дополнительной системы управления, а время разрядки первой и второй аккумулирующих емкостей должно равняться времени их зарядки.

На Фиг. 1 показана схема ГРС, работающей в соответствии с заявленным способом. Она содержит газопровод высокого давления 1 с запорным органом 2, запорно-регулирующий орган 3 и запорный орган 5 первой аккумулирующей емкости 4, запорно-регулирующий орган 6 и запорный орган 8 второй аккумулирующей емкости 7, запорный орган 9, фильтры 10, дополнительный регулятор давления 11, регулятор давления 12, газопровод среднего давления 13, дополнительный орган управления 14 с импульсными линиями.

При ремонтных работах на первой 4 или второй 7 аккумулирующих емкостях подачу газа на ГРС из газопровода высокого давления 1 в газопровод среднего давления 13 производят через открытые запорные органы 2 и 9, фильтр 10 и регулятор давления 12. Способ работы ГРС с использованием аккумулирующих емкостей осуществляют следующим образом. Из газопровода высокого давления 1 на ГРС подают природный газ через открытый запорный орган 2, при этом запорный орган 9, запорно-регулирующий орган 3 и запорный орган 5 закрыты. Первую аккумулирующую емкость 4 предварительно заполняют природным газом из газопровода высокого давления 1 через открытые запорный орган 2 и запорно-регулирующий орган 3 при закрытом запорном органе 5, повышая при этом давление газа в ней до давления, которое на 0,5-0,6 МПа выше, чем давление в газопроводе среднего давления 13. Открытием и закрытием запорно-регулирующего органа 3 и запорного органа 5 первой аккумулирующей емкости 4, запорно-регулирующего органа 6 и запорного органа 8 второй аккумулирующей емкости 7 и запорного органа 9 управляют по сигналам, передаваемым к ним по импульсным линиям от дополнительного органа управления 14, который формирует управляющие сигналы, в соответствии с давлениями и температурами газа в газопроводе высокого давления, в аккумулирующих емкостях 4 и 7 и в газопроводе среднего давления 13.

Работу ГРС, согласно предлагаемому способу, с аккумулированием газа в аккумулирующих емкостях осуществляют последовательно в два этапа. На первом этапе газ из газопровода высокого давления 1 подают в первую аккумулирующую емкость 4, открывают запорно-регулирующий орган 3 и производят в нем дросселирование газа с повышением давления в первой аккумулирующей емкости 4 до 2,5-3 МПа. При этом за счет сжатия газа в ней повышается его температура. При повышении давления до 2,5-3 МПа производят одновременное закрытие запорно-регулирующего органа 3 и запорного органа 9, открытие запорного органа 5. При этом разряжают первую аккумулирующую емкость 4 и подают из нее газ в газопровод среднего давления 13, очищают его в фильтре 10 и дросселируют в дополнительном регуляторе давления 11. После того как давление газа в аккумулирующей емкости 4 понизится до давления, которое на 0,5-0,6 МПа выше, чем давление газа в газопроводе среднего давления 13, закрывают запорный орган 5 и переходят ко второму этапу работы ГРС. Открывают запорно-регулирующий орган 6, дросселируют в нем газ, поступающий из газопровода высокого давления 1 во вторую аккумулирующую емкость 7 и повышают его давление до 2,5-3 МПа. За счет сжатия в ней газа повышается его температура. Затем закрывают запорно-регулирующий орган 6, открывают запорный орган 8 и подают газ из этой аккумулирующей емкости в газопровод среднего давления 13, при этом в фильтре 10 его очищают от примесей и дросселируют в дополнительном регуляторе давления 11. После того как давление газа в аккумулирующей емкости 7 снизится до уровня давления, на 0,5-0,6 МПа выше, чем давление газа в газопроводе среднего давления 13, закрывают запорный орган 8 и переходят к первому этапу работы ГРС. Открытием и закрытием запорно-регулирующего органа 3 и запорного органа 5 первой аккумулирующей емкости 4, запорно-регулирующего органа 6 и запорного органа 8 второй аккумулирующей емкости 7 и запорного органа 9 управляют по сигналам, передаваемым к ним по импульсным линиям от дополнительного органа управления 14, который формирует управляющие сигналы, в соответствии с давлениями и температурами газа в газопроводе высокого давления, в аккумулирующих емкостях 4 и 7 и в газопроводе среднего давления 13. При этом время разрядки первой 4 и второй 7 аккумулирующих емкостей должно равняться времени их зарядки.

Предлагаемый способ работы газораспределительной станции позволяет:

- повысить до положительного значения температуру газа, поступающего в газопровод среднего давления за счет сжатия газа, подаваемого в аккумулирующие емкости из газопровода высокого давления;

- поддерживать положительную температуру газа в газопроводе среднего давления и исключить гидратообразование при изменении температур газа в газопроводе высокого давления в зимний и летний периоды работы ГРС;

- отказаться от установки на ГРС подогревателей газа и обеспечить экономию газа, расходуемого на собственные нужды.