компрессорная станция

Формула изобретения

Компрессорная станция, содержащая последовательно соединенные блок первичной обработки газа, компрессорный агрегат, блок осушки и регенерации, состоящий из линии входа газа в блок осушки и регенерации, линии подачи газа в адсорберы и линии отвода газа из адсорберов, линии подачи газа регенерации, линии входа газа регенерации в адсорберы, линии сброса газа регенерации, линии охлаждения газа с запорным вентилем, при этом в линии подачи газа регенерации установлены регулирующие дроссели и рекуперативный теплообменник, находящийся между ними, отличающаяся тем, что в линию подачи газа регенерации между дросселем и рекуперативным теплообменником дополнительно установлен запорный вентиль, линия охлаждения расположена между дросселями и параллельно указанным запорному вентилю и рекуперативному теплообменнику, на линии подачи газа в адсорберы и линии отвода газа из адсорберов, линии входа газа регенерации в адсорберы установлены запорные вентили, а на линии сброса газа регенерации установлены последовательно регулирующий и обратный клапаны, при этом рекуперативный теплообменник соединен с компрессорным агрегатом линией подвода тепла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано в АГНКС.

Известна компрессорная станция, содержащая последовательно соединенные блок первичной обработки газа, компрессорный агрегат, блок осушки и регенерации, линию подачи газа регенерации с последовательно установленными регулирующими дросселями и рекуперативным теплообменником, находящимся между ними, с теплообменником подогрева газа и с обратным клапаном, после которого расположены две параллельные линии с обратными клапанами, линию охлаждения газа с запорным вентилем и регулируемым дросселем, расположенную параллельно указанной выше линии подачи газа регенерации, запорную и регулирующую аппаратуру, выполненную в виде шаровых кранов с пневмоприводами, связанных с блоком управления.

Данная компрессорная станция имеет ряд недостатков. В блоке осушки и регенерации согласно схеме применена осушка с длительным циклом (4 часа и более) и высокотемпературной регенерации (не менее 180^oС) с применением подогревателя газа. Применение подогревателя в линии подачи газа регенерации необходимо для высокотемпературной десорбции адсорбента. Процесс нагрева и последующего охлаждения адсорбента инерционен и требует достаточно длительного времени. При этом на высокотемпературную десорбцию адсорбента расходуется большое количество энергии. Кроме того, линия охлаждения с запорным вентилем и регулирующим дросселем недостаточно эффективна и требует также дополнительного времени для охлаждения.

Вследствие вышеперечисленного блок осушки и регенерации имеет большие габариты (объем адсорберов зависит от длительности цикла осушки и охлаждения) и повышенные энергозатраты.

Задачей данного изобретения является упрощение конструкции станции, повышение ее надежности и снижение энергозатрат. Это достигается тем, что в известной компрессорной станции, содержащей последовательно соединенные блок первичной обработки газа, компрессорный агрегат, блок осушки и регенерации, состоящий из линии входа газа в блок осушки и регенерации, линии подачи газа в адсорберы и линии отвода газа из адсорберов, линии подачи газа регенерации, линии входа газа регенерации в адсорберы, линии сброса газа регенерации, линии охлаждения газа с запорным вентилем, при этом в линии подачи газа регенерации установлены регулирующие дроссели и рекуперативные теплообменники, находящиеся между ними, согласно изобретению в линию подачи газа регенерации между дросселем и рекуперативным теплообменником дополнительно установлен запорный вентиль, линия охлаждения расположена между дросселями и параллельно указанным запорного вентиля и рекуперативного теплообменника, на линии подачи газа в адсорберы и линии отвода газа из адсорберов, линии входа газа регенерации в адсорберы установлены запорные вентили, а на линии сброса газа регенерации установлены последовательно регулирующий и обратный клапаны, при этом рекуперативный теплообменник соединен с компрессорным агрегатом линией подвода тепла.

Отличительные признаки заявляемого технического решения имеют ряд позитивных показателей, а именно:

- в линию подачи газа регенерации между дросселем и рекуперативным теплообменником установлен запорный вентиль - это позволит отключать линию регенерации при переходе из режима регенерации в режим охлаждения адсорберов;

- линия охлаждения расположена между дросселями и параллельна запорному вентилю с рекуперативным теплообменником - это позволит соединить линии регенерации и охлаждения, тем самым упростить конструкцию станции и повысить ее эффективность за счет двойного дросселирования и более глубокого охлаждения адсорбента, что и приведет к значительному улучшению времени, необходимого для охлаждения адсорбента;

- на линии подачи газа в адсорбере, линии отвода газа из адсорбера и линии входа газа регенерации в адсорберы установлены запорные вентили - это позволит осуществлять своевременное управление процессами осушки газа, регенерации и охлаждения адсорбента, набора давления в адсорберах и сбросе давления из них, причем краны могут быть выполнены как в ручном, так и в приводном исполнении, тем самым повысить надежность работы всей станции;

- на линии сброса газа регенерации установлены последовательно регулирующие и обратные клапаны - это позволит осуществлять плавное снижение давления в адсорбере при переходе его из режима осушки в режим регенерации и не допустить обратного перетока газа, что значительно увеличит срок службы адсорбента и улучшит эксплуатационные показатели компрессорной станции;

- рекуперативный теплообменник соединен с компрессорным агрегатом линии подвода тепла - это позволит использовать в рекуперативном теплообменнике тепло, выделяемое при сжатии газа в компрессорном агрегате и тем самым снизить энергозатраты на процесс десорбции адсорбента.

Применение вышеперечисленных признаков заявляемого технического решения позволяет упростить обвязку линии регенерации, а также сократить время, необходимое на процесс осушки и регенерации, что дает возможность применить при той же производительности компрессорного агрегата адсорберы гораздо меньшего объема. При этом не требуется установка подогревателя газа регенерации, а температуру газа, который при дросселировании охлаждается, достаточно поддерживать путем использования в рекуперативном теплообменнике тепла, выделяемого при сжатии газа в компрессорном агрегате. Все это позволит снизить вес и габариты блока осушки и регенерации и устранить дополнительные энергозатраты на подогрев газа.

Сущность изобретения поясняется фиг.1 и 2, на которых представлена компрессорная станция в разных режимах положения адсорберов.

Компрессорная станция содержит блок первичной обработки газа 1, компрессорный агрегат 2, блок осушки и регенерации 3, состоящий из линии 4 входа газа в блок осушки и регенерации 3, линии 5 подачи газа и линии 6 отвода газа соответственно из адсорберов 7 и 8, линии 9 подачи газа регенерации, линии 10 входа газа регенерации в адсорберы 7 и 8, линии 11 сброса газа регенерации, линии 12 охлаждения газа с запорным вентилем 13, в линии 5 подачи газа регенерации установлены регулирующие дроссели 14, 15 и рекуперативный теплообменник 16, находящийся между дросселями 14 и 15, а перед дросселем 14 установлен запорный вентиль 17. В линию 5 подачи газа регенерации между дросселем 14 и рекуперативным теплообменником 16 установлен запорный вентиль 18, при этом линия 12 охлаждения газа расположена параллельно вентилю 18 и теплообменнику 16. На линии 5 подачи газа в адсорберы, линии 6 отвода газа из адсорберов и линии 10 входа газа регенерации в адсорберы 7, 8 установлены соответственно запорные вентили 19, 20, 21, 22, 23 и 24. В линии 11 сброса газа регенерации установлены последовательно регулирующий 25 и обратный 26 клапаны. Кроме этого, на линиях 27 и 28 выхода газа из блока осушки и регенерации 3 установлены обратные клапаны 29, 30, а рекуперативный теплообменник 16 соединен с компрессорным агрегатом 2 линией подвода тепла 31.

Компрессорная станция работает следующим образом. Вначале адсорбер 7 работает в режиме осушки, а адсорбер 8 в режиме регенерации (фиг.1). Затем по мере насыщения адсорбента влагой в адсорбере 7 его переводят в режим регенерации, а адсорбер 8 в режим осушки (фиг.2) при помощи вентилей 19, 20, 21, 22, 23 и 24. При этом станция может работать как в ручном, так и в автоматическом режиме в зависимости от исполнения запорных вентилей. В режиме регенерации станция работает следующим образом: через блок первичной обработки 1 газ поступает в компрессорный агрегат, где происходит процесс сжатия газа, затем в блок осушки и регенерации 3 и направляется потребителю. Процесс осушки газа происходит под высоким давлением, а процесс регенерации под низким. Когда адсорбер 7 находится в режиме осушки, а адсорбер 8 в режиме регенерации, вентили 17, 18, 19, 22 и 24 открыты, а вентили 13, 20, 21 и 23 закрыты. В таком положении вентилей сжатый газ после компрессорного агрегата 2 проходит в блок осушки и регенерации 3 по линии 4 входа газа и линии 5 подачи газа в адсорберы, через вентиль 19 поступает в адсорбер 7. Осушенный газ после адсорбера 7 через обратный клапан 29 поступает в линию 27 выхода газа из блока осушки и регенерации к потребителю. Регенерация газа в адсорбере 8 происходит следующим образом: осушенный газ поступает также в линию 9 подачи газа регенерации, где через вентиль 17 проходит через регулирующий дроссель 14, а затем через вентиль 18, рекуперативный теплообменник 16, регулирующий дроссель 15, линию 10 входа газа регенерации в адсорберы и вентиль 24 поступает в адсорбер 8. При этом обратный клапан 30 закрыт высоким давлением в линии 28 выхода газа из блока осушки и регенерации. На регулирующих дросселях 14 и 15 происходит снижение давления до рабочего, при котором производится десорбция адсорбента, при этом газ регенерации охлаждается, а для поддержания рабочей температуры регенерации между регулирующими дросселями 14, 15 установлен рекуперативный теплообменник 16, в котором используется тепло, выделяемое компрессорным агрегатом 2 в процессе сжатия газа. Для этого используется линия перевода тепла 31. После десорбции газ регенерации через вентиль 22 линии 6 отвода газа регенерации из адсорберов поступает в линию сброса газа регенерации 11 и через регулирующий 25 и обратный клапаны 26 направляется на вход станции. После регенерации адсорбента в адсорбере 8 его охлаждают. Для этого подключают линию охлаждения газа 12, вентиль 18 закрывают, а открывают вентиль 13 и газ, пройдя двойное дросселирование через дроссели 14 и 15, охлаждает адсорбент. После охлаждения адсорбента в адсорбере 8 вентиль 22 закрывают для набора давления в адсорбере до давления осушки, после этого адсорбер 8 переводят в режим осушки, а адсорбер 7 переводят в режим регенерации. Для этого вентили 13, 19, 22 и 24 закрывают, а вентили 18, 20, 21 и 23 открывают, при этом из адсорбера 7 плавно понижается давление до давления регенерации, так как газ под высоким давлением через вентиль 21 по линии 6 отвода газа из адсорберов поступает в линию 11 сброса газа регенерации, где под воздействием большого перепада давления регулирующий клапан 25 перекрывает полное сечение, тем самым обеспечивает плавное снижение давления и при выравнивании перепада давления регулирующий клапан 25 полностью открывается и газ через обратный клапан 26 поступает на вход станции. Плавное снижение и подъем давления в адсорбере при переключении как из режима осушки в режим регенерации и наоборот позволит избежать резких толчков в слоях адсорбента, которые приводят к быстрому износу адсорбента. Подача газа регенерации в адсорбер 7 происходит теперь через линию 10, вентиль 23, при этом обратный клапан 29 закрыт высоким давлением в линии 27 выхода газа из блока осушки и регенерации. Запорный вентиль 17, находящийся в линии 9 подачи газа регенерации, отсекает подачу газа во время остановки компрессорного агрегата 2.

Таким образом, технический результат заявляемой компрессорной станции достигается путем изменения схемы обвязки блока осушки и регенерации, это позволяет упростить конструкцию станции, снизить энергозатраты и улучшить эксплуатационные показатели станции.