RU2013615C1 - Gas-turbine expander unit operating on natural gas - Google Patents
Gas-turbine expander unit operating on natural gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2013615C1 RU2013615C1 SU5022697A RU2013615C1 RU 2013615 C1 RU2013615 C1 RU 2013615C1 SU 5022697 A SU5022697 A SU 5022697A RU 2013615 C1 RU2013615 C1 RU 2013615C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- heat exchanger
- natural gas
- compressor
- gas turbine
- Prior art date
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 10
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 abstract 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 abstract 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано для эффективного редуцирования давления природного газа на газораспределительных станциях (ГРС) и газорегуляторных пунктах (ГРП) с получением свободной механической энергии. The invention relates to power engineering and can be used to effectively reduce the pressure of natural gas at gas distribution stations (gas distribution stations) and gas control points (hydraulic fracturing) to obtain free mechanical energy.
Известна установка [1] , включающая магистраль природного газа высокого давления с последовательно установленными в ней турбодетандером, соединенным валом с компрессором, и теплообменником. Назначение теплообменника заключается в подогреве холодного природного газа после турбодетандера за счет тепла, переданного компрессором части природного газа. Часть механической энергии турбодетандера передается электрогенератору для выработки электроэнергии. A known installation [1], including a high-pressure natural gas pipeline with a turboexpander installed in series therein, connected by a shaft to a compressor, and a heat exchanger. The purpose of the heat exchanger is to heat cold natural gas after a turboexpander due to the heat transferred by the compressor to a portion of the natural gas. Part of the mechanical energy of the turboexpander is transmitted to the generator to generate electricity.
Однако недостатком данного технического решения является низкий удельный съем энергии с одного килограмма природного газа. However, the disadvantage of this technical solution is the low specific energy consumption per kilogram of natural gas.
Задачей изобретения является повышение удельного съема энергии с одного килограмма природного газа. The objective of the invention is to increase the specific removal of energy from one kilogram of natural gas.
Это достигается тем, что предлагаемая газотурбодетандерная установка для работы на природном газе снабжена регенеративной газотурбинной установкой, содержащей камеру сгорания, газовую турбину и теплообменник-регенератор, установленный на выходе газовой турбины, причем теплообменник установлен перед турбодетандером и сопряжен с теплообменником-регенератором, а газовая турбина механически соединена с валом, соединяющим турбодетандер с компрессором. При этом в качестве регенеративной газотурбинной установки и компрессора использован газогенератор авиационного двигателя, на валу которого размещен турбодетандер, и теплообменник соединен с теплообменником-регенератором посредством замкнутого контура с промежуточным теплоносителем. This is achieved by the fact that the proposed natural gas turbine expander is equipped with a regenerative gas turbine installation containing a combustion chamber, a gas turbine and a heat exchanger-regenerator installed at the outlet of the gas turbine, the heat exchanger being installed in front of the expander and interfaced with the heat exchanger-regenerator, and the gas turbine mechanically connected to the shaft connecting the turboexpander to the compressor. At the same time, an aircraft engine gas generator was used as a regenerative gas turbine unit and compressor, the turbine expander is located on its shaft, and the heat exchanger is connected to the heat exchanger-regenerator by means of a closed circuit with an intermediate heat carrier.
На фиг. 1 и 2 представлена газотурбодетандерная установка. Она содержит магистраль 1 природного газа высокого давления, теплообменник 2, турбодетандер 3, компрессор 4, камеру 5 сгорания, газовую турбину 6, теплообменник-регенератор 7, потребитель 8 мощности. Установка может содержать замкнутый контур 9 с промежуточным теплоносителем (см. фиг. 2). В качестве компрессора 4 используется воздушный компрессор. In FIG. 1 and 2 shows a gas turbine expander. It contains a high pressure natural gas line 1, a
Работа установки (фиг. 1) осуществляется следующим образом. Природный газ высокого давления из магистрали 1 поступает через теплообменник 2, где получает тепло в теплообменнике-регенераторе 7 от газа повышенной температуры, в турбодетандер 3. После расширения в турбодетандере природный газ с пониженным против исходного уровня давлением поступает к потребителю. Турбодетандер может быть снабжен регулируемым сопловым аппаратом (РСА), что позволяет поддерживать давление природного газа на выходе практически постоянным вне зависимости от изменения его давления в магистрали. The operation of the installation (Fig. 1) is as follows. High-pressure natural gas from line 1 enters through a
Часть получаемой в турбодетандере мощности передается воздушному компрессору 4, который, всасывая воздух из атмосферы, повышает его давление и направляет в камеру 5 сгорания, где происходит сгорания топлива в воздухе повышенного давления и температуры (по сравнению с атмосферными условиями). В результате газ высокой температуры и повышенного давления поступает из камеры сгорания 5 в газовую турбину 6, после которой поступает в атмосферу через теплообменник-регенератор 7, где нагревает природный газ. A part of the power received in the turboexpander is transferred to the air compressor 4, which, sucking air from the atmosphere, increases its pressure and directs it to the combustion chamber 5, where fuel is burned in air of elevated pressure and temperature (compared to atmospheric conditions). As a result, gas of high temperature and high pressure enters from the combustion chamber 5 into a gas turbine 6, after which it enters the atmosphere through a heat exchanger-
Мощность газовой турбины 6, в основном, передается потребителю 8 мощности, в качестве которого может быть использован электрогенератор с редуктором. Сопряжение теплообменника 2 и теплообменника-регенератора 7 может осуществляться посредством замкнутого контура 9 с промежуточным жидкостным теплоносителем (см. фиг. 2). Это повышает безопасность функционирования установки, так как исключает возможность контакта природного газа с воздухом при нарушении герметичности элементов теплообменников. Кроме того, в качестве газотурбинной установки может использоваться газогенератор авиационного двигателя, например АИ-25. The power of the gas turbine 6 is mainly transmitted to the consumer 8 power, which can be used as an electric generator with gear. The coupling of the
На фиг. 2 представлена схема газотурбодетандерной установки с замкнутым контуром 9 с промежуточным теплоносителем, с помощью которого (путем циркуляции по контуру 9) тепло передается от газа в теплообменнике-регенераторе 7 к природному газу в теплообменнике 2. На фиг. 2 показана также схема возможного подсоединения турбодетандера 3 в схему газогенератора двигателя АИ-25 взамен контура низкого давления. При этом штатная форсуночная головка камеры сгорания заменяется на форсуночную головку, предназначенную для работы на природном газе вместо керосина. In FIG. 2 is a diagram of a closed-loop gas turbine expander 9 with an intermediate heat transfer medium, by means of which (by circulation along the loop 9) heat is transferred from the gas in the heat exchanger-
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5022697 RU2013615C1 (en) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | Gas-turbine expander unit operating on natural gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5022697 RU2013615C1 (en) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | Gas-turbine expander unit operating on natural gas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013615C1 true RU2013615C1 (en) | 1994-05-30 |
Family
ID=21594664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5022697 RU2013615C1 (en) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | Gas-turbine expander unit operating on natural gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2013615C1 (en) |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2120466C1 (en) * | 1996-10-11 | 1998-10-20 | Научно-производственная корпорация "Сапфир" | Power-and-catalyst cogeneration plant |
| RU2145392C1 (en) * | 1995-11-30 | 2000-02-10 | Гуров Валерий Игнатьевич | Method for operation of turbo-expander plant |
| RU2158835C2 (en) * | 1995-07-17 | 2000-11-10 | Квернер Энерджи А.С. | Thermodynamic conversion device and method for maximizing its efficiency |
| RU2164315C2 (en) * | 1999-04-16 | 2001-03-20 | Закрытое акционерное общество Научно-технический центр газоперекачивающих агрегатов | Gas-transfer unit |
| RU2304725C1 (en) * | 2006-07-19 | 2007-08-20 | Владимир Владимирович Жабо | Gas turbine device |
| RU2338908C1 (en) * | 2007-02-09 | 2008-11-20 | Закрытое акционерное общество "ЭНТЭК" (ЗАО "ЭНТЭК") | Gas turbine unit |
| RU2374468C1 (en) * | 2008-06-24 | 2009-11-27 | Николай Борисович Болотин | Gas turbine for gas-compressor plant |
| RU2377427C1 (en) * | 2008-10-21 | 2009-12-27 | Вячеслав Александрович Богуслаев | Method to recover gas-compressor plant turbine drive heat and device to this end |
| RU2379533C1 (en) * | 2008-06-24 | 2010-01-20 | Николай Борисович Болотин | Gas turbine unit |
| RU2460891C1 (en) * | 2011-04-05 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Combined gas turbine compressor unit |
| RU2463462C1 (en) * | 2011-04-29 | 2012-10-10 | Валерий Игнатьевич Гуров | Combined gas turbo expander plant to run on natural gas |
| RU2541080C1 (en) * | 2013-09-12 | 2015-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Auxiliary power gas turbine expander unit for compressor stations of gas-main pipelines |
| RU2557834C2 (en) * | 2013-12-10 | 2015-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Gas turbine expansion power plant of gas-distributing station |
| RU2570296C1 (en) * | 2014-05-12 | 2015-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Regenerative gas turbine expander unit for compressor station |
| RU2576556C2 (en) * | 2014-07-15 | 2016-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Compressor station of main gas line with gas turbine expander power plant |
| US9885239B2 (en) | 2012-09-18 | 2018-02-06 | Basf Se | Method and system for generating energy during the expansion of natural process gas |
| RU2647742C2 (en) * | 2015-12-29 | 2018-03-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Operation method of a compressor station of main gas pipelines |
| RU2675427C1 (en) * | 2017-07-27 | 2018-12-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Combined utilizing gas turbine expander power plant of compressor station of main gas line |
| RU2699445C1 (en) * | 2018-04-06 | 2019-09-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Gas turbine expander power plant of thermal power plant |
| CN113309612A (en) * | 2021-06-15 | 2021-08-27 | 东北大学 | Combined cooling, heating and power system for coupling pressure energy, compressed air energy storage and solar energy |
| RU2778421C1 (en) * | 2021-05-31 | 2022-08-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Method for operation of a combined gas pumping set of the compressor station of a mains gas line |
-
1992
- 1992-01-16 RU SU5022697 patent/RU2013615C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2158835C2 (en) * | 1995-07-17 | 2000-11-10 | Квернер Энерджи А.С. | Thermodynamic conversion device and method for maximizing its efficiency |
| RU2145392C1 (en) * | 1995-11-30 | 2000-02-10 | Гуров Валерий Игнатьевич | Method for operation of turbo-expander plant |
| RU2120466C1 (en) * | 1996-10-11 | 1998-10-20 | Научно-производственная корпорация "Сапфир" | Power-and-catalyst cogeneration plant |
| RU2164315C2 (en) * | 1999-04-16 | 2001-03-20 | Закрытое акционерное общество Научно-технический центр газоперекачивающих агрегатов | Gas-transfer unit |
| RU2304725C1 (en) * | 2006-07-19 | 2007-08-20 | Владимир Владимирович Жабо | Gas turbine device |
| RU2338908C1 (en) * | 2007-02-09 | 2008-11-20 | Закрытое акционерное общество "ЭНТЭК" (ЗАО "ЭНТЭК") | Gas turbine unit |
| RU2374468C1 (en) * | 2008-06-24 | 2009-11-27 | Николай Борисович Болотин | Gas turbine for gas-compressor plant |
| RU2379533C1 (en) * | 2008-06-24 | 2010-01-20 | Николай Борисович Болотин | Gas turbine unit |
| RU2377427C1 (en) * | 2008-10-21 | 2009-12-27 | Вячеслав Александрович Богуслаев | Method to recover gas-compressor plant turbine drive heat and device to this end |
| RU2460891C1 (en) * | 2011-04-05 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Combined gas turbine compressor unit |
| RU2463462C1 (en) * | 2011-04-29 | 2012-10-10 | Валерий Игнатьевич Гуров | Combined gas turbo expander plant to run on natural gas |
| US9885239B2 (en) | 2012-09-18 | 2018-02-06 | Basf Se | Method and system for generating energy during the expansion of natural process gas |
| RU2672232C2 (en) * | 2012-09-18 | 2018-11-12 | Басф Се | Method and system for generating energy during the expansion of natural process gas |
| RU2541080C1 (en) * | 2013-09-12 | 2015-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Auxiliary power gas turbine expander unit for compressor stations of gas-main pipelines |
| RU2557834C2 (en) * | 2013-12-10 | 2015-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Gas turbine expansion power plant of gas-distributing station |
| RU2570296C1 (en) * | 2014-05-12 | 2015-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Regenerative gas turbine expander unit for compressor station |
| RU2576556C2 (en) * | 2014-07-15 | 2016-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Compressor station of main gas line with gas turbine expander power plant |
| RU2647742C2 (en) * | 2015-12-29 | 2018-03-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Operation method of a compressor station of main gas pipelines |
| RU2675427C1 (en) * | 2017-07-27 | 2018-12-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Combined utilizing gas turbine expander power plant of compressor station of main gas line |
| RU2699445C1 (en) * | 2018-04-06 | 2019-09-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Gas turbine expander power plant of thermal power plant |
| RU2778421C1 (en) * | 2021-05-31 | 2022-08-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Method for operation of a combined gas pumping set of the compressor station of a mains gas line |
| CN113309612A (en) * | 2021-06-15 | 2021-08-27 | 东北大学 | Combined cooling, heating and power system for coupling pressure energy, compressed air energy storage and solar energy |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2013615C1 (en) | Gas-turbine expander unit operating on natural gas | |
| CA1331522C (en) | Apparatus and method for optimizing the air inlet temperature of gas turbines | |
| EP0939202B1 (en) | Steam cooled gas turbine system | |
| US5425230A (en) | Gas distribution station with power plant | |
| US5083423A (en) | Apparatus and method for optimizing the air inlet temperature of gas turbines | |
| WO2000053907A8 (en) | Method of operation of a gas turbine engine power plant and a gas turbine engine power plant | |
| GR3021224T3 (en) | Natural gas expansion plant. | |
| SU1521284A3 (en) | Power plant | |
| EP1752618A3 (en) | Steam cooled system in combined cycle power plant | |
| RU2029119C1 (en) | Gas-turbine plant | |
| RU2031225C1 (en) | Method of converting heat energy to mechanical work in gas-turbine engine and gas-turbine engine | |
| DE59203249D1 (en) | COMBINED GAS-STEAM TURBINE SYSTEM FOR GENERATING ELECTRICAL ENERGY. | |
| JPH11270347A (en) | Gas turbine combined power generation device using LNG | |
| JPS55134716A (en) | Gas-turbine system | |
| RU2747704C1 (en) | Cogeneration gas turbine power plant | |
| SU1317174A1 (en) | Combination steam-gas turbine plant of gas-transferring station | |
| RU94027713A (en) | Economically efficient thermal power station and its operation | |
| JPS63215841A (en) | Gas turbine generating system | |
| JPH06330709A (en) | Power generation plant | |
| RU1822927C (en) | Natural gas-operated gas turbine expansion machine | |
| RU2056581C1 (en) | Blower plant | |
| SU1178909A1 (en) | Gas-steam plant | |
| RU2087734C1 (en) | Gas-turbine plant | |
| RU2674089C1 (en) | Method of forcing gas turbine plant | |
| CN1065702A (en) | The super expansion turbine unit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080117 |