CH643033A5

CH643033A5 - Verfahren und vorrichtung zum foerdern von erdoel oder erdgas in fernleitungen.

Info

Publication number: CH643033A5
Application number: CH951679A
Authority: CH
Inventors: Zoltan Vadas; Zoltan Belcsak; Erno Luptak; Gyoergy Palfalvi; Vilmos Vasvari; Bela G Wenzel
Original assignee: Energiagazdalkodasi Intezet
Priority date: 1978-10-31
Filing date: 1979-10-24
Publication date: 1984-05-15
Also published as: JPS626083B2; FR2440482A1; IT1166328B; GB2036879A; DE2924160A1; GB2036879B; JPS5560614A; HU182479B; US4321790A; DE2924160C2; NL7907906A; IT7983484A0; FR2440482B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fördern von Erdöl oder Erdgas in Fernleitungen mit Hilfe von Förderstationen, die mindestens ein von einer Gasturbine betriebenes Förderorgan in der Form eines Kompressors oder einer Pumpe aufweisen. Die Gasturbine wird mit Erdöl oder Erdgas aus der Fernleitung gespiesen.

Die Felder zur Gewinnung natürlicher Kohlenwasserstoffe (Erdöl, Erdgas) sind mit den Verbrauchsorten durch Rohrfernleitungen verbunden, um auf diese Weise grosse Kohlenwasserstoffmengen wirtschaftlich über weite Entfernungen transportieren zu können. Damit die Rohrfernleitungen wirtschaftlich arbeiten, werden in bestimmten Abständen (zum Beispiel alle 100-150 km) Kompressorstationen mit Vorrichtungen zur Drucksteigerung des geförderten Mediums eingeschaltet, die den Reibungswiderstand und die sonstigen Widerstände der Rohrleitung überwinden und - im Falle von Erdgas - durch Einhalten eines entsprechenden Druckes das Volumen des zu transportierenden Gases vermindern. Für eine mehrere tausend Kilometer lange Rohrfernleitung sind eine grosse Anzahl von derartigen Kompressorstationen erforderlich. Weltweit gesehen handelt es sich um Tausende derartiger Stationen.

In den Kompressorstationen werden Kompressoren oder Pumpen verwendet, die von mit dem transportierten Kohlenwasserstoffgespeisten Kraftmaschinen angetrieben werden. Der Betrieb einer grossen Anzahl von Kompressorstationen fuhrt demzufolge zu einem von der Länge der Rohrleitung abhängigen Eigenverbrauch, so dass die am Ende einer derartigen Fernleitung für den Verkauf noch verfügbare Menge an Kohlenwasserstoff beträchtlich kleiner als die ursprünglich eingespeiste Menge ist. Der Hauptgrund des hohen Eigenverbrauches liegt darin, dass gegenwärtig zum Antrieb der Kompressoren und Pumpen . fast ausschliesslich Gasturbinen mit offenem Kreislauf verwendet werden, deren Wirkungsgrad lediglich 20-30 % beträgt; 80-70 % des verbrauchten Kohlenwasserstoffes werden demnach nicht genutzt. Als Beispiel sei die bekannte Orenburger Erdgasfernleitung erwähnt, auf deren 2800 km Länge 22 Kompressorstationen arbeiten, deren gesamter Eigenverbrauch mehr als 15 % der gesamten transportierten Erdgasmenge beträgt (4,5 Milliarden m3/Jahr). Weltweit gesehen stellt somit dieser Eigenverbrauch einen beträchtlichen Energieverlust dar.

Durch die Erfindung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei denen die Leistung und/oder der Wirkungsgrad der Kompressorstationen verbessert ist, ohne dass sich jedoch die sonstigen Parameter, wie Betriebssicherheit, Unabhängigkeit von der Umgebung, spezifische Investitionskosten in ungünstiger Weise verändern.

Dies wird gemäss der Erfindung durch ein Verfahren erreicht, welches die im unabhängigen Anspruch 1 definierten Merkmale aufweist. Weitere alternative Verfahrensmerkmale sind in den Ansprüchen 2 bis 5 definiert.

Die Vorrichtung zum Fördern von Erdöl oder Erdgas in Fernleitungen zur Durchführung des Verfahrens weist die im Anspruch 6 aufgeführten Merkmale auf. Alternativmerkmale der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 7 bis 9 aufgeführt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein Schema des vorgeschlagenen Verfahrens und

Fig. 2 eine Kompressorstation, die in Draufsicht schematisch dargestellt ist.

Gemäss Fig. 1 sind eine Anzahl Kompressoren (1) zur Drucksteigerung und Förderung von Erdgas in einer Erdgasfernleitung 13 vorgesehen. Zwei Kompressoren 1 werden für den normalen Betrieb durch Gasturbinen 2 angetrieben und einer dient als Reserveeinheit, die ebenfalls von einer Gasturbine 2 angetrieben ist. Ein weiterer Kompressor 1 ist von einer Dampfturbine 3 angetrieben. Diese wird von drei den Gasturbinen 2 nachgeschalteten Dampfkesseln 4 mit Dampf versorgt. Von den Dampfkesseln 4 sind ebenfalls zwei für den normalen Betrieb vorgesehen und der dritte bildet eine Reserveeinheit. Die Dampfkessel 4 werden vom Rauchgas der zugeordneten Gasturbine 2 beheizt. Die Dampfkessel 4 können auch mit einer automatisch arbeitenden Erdgasersatzheizung oder einer zusätzlichen Erdgasheizung betrieben werden. Aus den Dampfkesseln 4 tritt das Rauchgas durch je einen Kamin 5 ins Freie aus. Ein indirektes, im geschlossenen Kreislauf arbeitenden Luftkondensationssystem der Dampfturbine 3 besteht aus einem Mischkondensator 6, einem atmosphärischen Wasserspeicher7, einem mit Ventilatoren ausgerüsteten, unter Wasserdruck stehenden Luftkühler 8 und einer Kühlwasserpumpe 9. Die Dampfkessel 4 werden

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mittels der Speisepumpe 10 aus dem geschlossenen Luftkühlsystem mit Speisewasser versorgt. Zum Kühlen des Erdgases nach der Kompression kann über eine zweckmässig ausgebildete Schaltung mittels eines Wärmetauschers 11 das Speisewasser verwendet werden. Auf diese Weise wird auch die Kühlwärme noch zur Speisewassererwärmung ausgenutzt. Mit einem kleinen Teil des erzeugten Dampfes wird das zur Feuerung der Gasturbinen und ggf. auch der Dampfkessel 4 verwendete Erdgas in einem Wärmetauscher 12 vor der Expansion erwärmt.

Die Fig. 2 veranschaulicht die Hauptteile einer vorgeschlagenen Kompressorstation. Die Erdgasfernleitung 13 ist an die Eingangs- und Ausgangsseite der zur Drucksteigerung des Erdgases vorgesehenen Kompressoren 1 angeschlossen. Drei der Kompressoren 1 werden von den Gasturbinen 2 angetrieben, der

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vierte von der Dampfturbine 3. Das Rauchgas der Gasturbinen 2 gelangt durch Rauchkanäle 14 zu den Dampfkesseln 4. Der erzeugte Dampf wird durch eine Dampfsammelleitung 15 der Dampfturbine 3 zugeführt. Ferner ist der Dampfturbine 3 der 5 Mischkondensator 6 und im Abstand davon der Luftkühler 8 mit Kühlwasserspeicher 16 zugeordnet. Das Pumpenhaus ist mit 17 bezeichnet.

Durch das beschriebene Verfahren und durch die Vorrichtung werden folgende wesentlichen Vorteile erzielt:

io 1. Der für'die Förderung aufgewendete Eigenverbrauch an Erdöl oder Erdgas wird um etwa einen Drittel gesenkt;

2. die Betriebssicherheit der Förderung wird verbpssert, wobei

3. das vorgeschlagene Verfahren auch bei bereits vorhandenen Kompressorstationen realisiert werden kann.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

643 033 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Fördern von Erdöl oder Erdgas in Fernleitungen mit Hilfe von Förderstationen, die mindestens ein von einer Gasturbine (2) betriebenes Förderorgan in der Form eines Kompressors (1) oder einer Pumpe aufweisen, welche Gasturbine (2) mit Erdöl bzw. Erdgas aus der Fernleitung gespiesen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Förderleistung und/oder des Wirkungsgrades der Förderung mit der Rauchgaswärme der Gasturbine Dampf erzeugt und mit dem Dampf mindestens ein weiteres Förderorgan (3) der Förderstation betrieben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Rauchgaswärme von Gasturbinen (2) Dampfkessel (4) betrieben werden, welche gemeinsam eine Dampfturbine (3) zum Antrieb eines zusätzlichen Kompressors (1) betreiben.

3. Verfahrennach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Erdgas durch Kompression erwärmt, über einen Wärmeaustauscher (11) geleitet und die Wärme zur Vorwärmung des Speisewassers benützt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager der Gas- und Dampfturbinen gekühlt und die gewonnene Wärme über Wärmeaustauscher an den Dampfkreislauf abgegeben wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderstationen mit Erdgas beheizt werden, wobei das Erdgas vor seiner Expansion mit einem Teil des in Dampfkesseln (4) erzeugten Dampfes vorgewärmt wird.

6. Vorrichtung zumFördern von Erdöl oder Erdgas in Fernleitungen, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei in einer Förderstation mindestens ein von einer Gasturbine (2) angetriebener Kompressor oder eine Pumpe (1) vorgesehen ist, welche Gasturbine mit Erdöl bzw. Erdgas aus der .Fernleitung (13) betrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Rauchgas der Gasturbine (2) beheizter Dampfkessel (4) und wenigstens eine vom Dampfkessel (4) mit Dampf versorgte Dampfturbine (3) vorgesehen sind, welche einen zusätzlichen Kompressor (1) oder eine zusätzliche Pumpe antreibt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer mit mehreren Gasturbinen (2) und Dampfturbinen (3) arbeitenden Kompressorstation das Verhältnis der Anzahl der gleichzeitig arbeitenden Gasturbinen (2) und Dampfturbinen (3) eins zu eins bis drei zu eins, insbesondere zwei zu eins beträgt.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gasturbine (2) rauchgasseitig an einen eigenen Dampfkessel (4) angeschlossen ist und die Dampfkessel (4) mit einer automatisch arbeitenden Zusatz- und/oder Ersatzfeuerungsvorrichtung ausgerüstet sind.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfturbinen (3) mit einer im geschlossenen Kreislauf arbeitenden Luftkondensationsvorrichtung ausgerüstetsind , die aus einem unter Wasserdruck stehenden Luftkühler (8), einem Mischkondensator (6) und einem atmosphärischen Wasserspeicher (7) besteht, der gleichzeitig als Speisewasserbehälter der Kesselanlage dient.