группы УЗНД 10.6
Онучин СЮ
Проверил:
Ижевск 2012г.
ГАЗОКОМПРЕССОРНЫЕ СТАНЦИИ., Основное оборудование и назначение
Компрессорные станции являются составной частью магистральных газопроводов, по которым осуществляется транспортировка природного газа от промыслов к потребителям. Они предназначены для увеличения производительности газопроводов, что достигается путём повышения давления газа на выходе из станции за счёт его сжатия. Кроме того, осуществляется очистка и охлаждение газа, так как при сжатии он нагревается. Транспортируемый через КС природный газ называется технологическим в отличие от импульсного, пускового и топливного, используемых для собственных нужд станции.
Основной объект КС – компрессорный цех, оснащённый газоперекачивающими агрегатами и рядом вспомогательных систем (агрегатных и общецеховых).
Эти системы обеспечивают эксплуатацию ГПА и другого оборудования КС, а также нормальные условия работы обслуживающего персонала. В состав КС может входить один или несколько компрессорных цехов. В состав головных КС, расположенных в районе промыслов, могут входить дожимные компрессорные цехи, предназначенные для повышения давления газа на входе в основной цех.
В комплекс КС входят: котельные, общестанционные системы и канализации с насосными станциями, электростанции собственных нужд или трансформаторные подстанции, узлы дальней и внутренней связи, автотранспортные парки, механические мастерские, различные административно-хозяйственные сооружения. Кроме того, в состав КС входит химическая лаборатория для периодического анализа масла, воды и, если необходимо, других рабочих веществ, систематически проверяет загазованность объектов и плотность транспортируемого газа. Головные КС оснащаются сооружениями и оборудованием для осушки, очистки от вредных примесей.
Транспортируемый газ через ответвления (шлейфы) поступает в компрессорные цехи КС. После очистительных устройств он попадает в газоперекачивающие агрегаты, где осуществляется процесс сжатия, после чего пропускается через газоохладители (АВО) и возвращается в газопровод для дальнейшей транспортировки.
Когда компрессорная станция не работает, газ транспортируется только по газопроводу, минуя КС, тогда запорная арматура на входе и выходе станции закрывается (кр.7, 8), а открывается проходной кран (кр. 20).Максимальное давление газа на входе в КС составляет 50кгс/см², а на выходе – 75кгс/см². Температура газа на выходе не должна превышать 70ºC. В настоящее время, для более эффективного транспорта газа температура на входе КС 10-20ºC, на выходе КС 35-40ºC, после АВО 25-30ºC. В зависимости от мощности и числа газоперекачивающих агрегатов КС способна перекачивать от 50 до 150млн. м³ газа в сутки.
Устройство и эксплуатация компрессорной станции магистрального газопровода
... энергии выполняется в специальных сооружениях газопровода - компрессорных станциях. Компрессорная станция - составная часть магистрального газопровода, предназначенная для обеспечения его расчетной пропускной способности за счет повышения давления газа на выходе КС с помощью различных типов ...
Основными производственными задачами КС заключаются в обеспечении надёжной, экономичной и бесперебойной работы турбокомпрессорного, теплоэлектросливного, технологического и вспомогательного оборудования в заданном технологическом режиме транспорта газа.
Компрессорный цех включает следующее основное оборудование и системы:
1) газоперекачивающие агрегаты;
2) систему оборотного водоснабжения и охлаждения масла;
3) систему маслоснабжения;
4) систему технологического газа;
5) систему топливного и пускового газа;
6) систему импульсного газа;
7) систему пожаробезопасности;
8) систему , кондиционирования и отопления;
9) комплекс средств контроля и автоматики;
10) систему электроснабжения;
11) систему сжатого воздуха для технических целей;
12) систему промышленной канализации;
13) грузоподъёмные механизмы.
Система оборотного водоснабжения и охлаждения масла
Данная система предназначена для охлаждения турбинного масла ГПА до температур, предусмотренных инструкциями по эксплуатации агрегатов (35-50ºC).
На компрессорных станциях турбинное масло охлаждается циркуляционной водой в водяных маслоохладителях или воздухом в аппаратах воздушного охлаждения (АВО).
Система состоит из градирни или АВО, циркуляционных насосов, системы трубопроводов, запорной и предохранительной арматуры, фильтров и других элементов.
Применяются градирни открытые капельные и капельные противоточные с искусственной вентиляцией, односекционные и многосекционные. В градирнях осуществляются охлаждение воздухом воды, поступающей от маслоохладителей, а также охлаждение водой технологического газа. Нагретая в маслоохладителях вода подаётся насосом в верхнюю часть градирни, где она разбрызгивается и стекает вниз, охлаждаясь при соприкосновении с окружающим воздухом, или может быть направлена на обогрев производственных и бытовых помещений КС. Для улучшения охлаждения в верхней части градирни могут быть установлены , обеспечивающие движение воздуха снизу вверх. Газовые охладители расположены в нижней части градирни. Они охлаждаются разбрызгиваемой и стекающей сверху водой, которая собирается в поддоне и бассейне, откуда забирается циркуляционными насосами для повторного использования.
Аппараты воздушного охлаждения (АВО) на КС используют как для прямого охлаждения турбинного масла, так и для охлаждения промежуточного теплоносителя – циркуляционной воды. При низких температурах окружающей среды в промежуточном контуре АВО вместо воды применяют антифриз. Электродвигатели соединены с вентиляторами через редукторы или ремённые передачи, лопасти вентилятора могут быть поворотными, кроме того, на входе и выходе из АВО установлены жалюзийные решётки для регулирования расхода воздуха. АВО располагаются на открытом воздухе или в специальном помещении, рядом с компрессорным цехом, в некоторых случаях АВО встраивают снизу в воздухозаборные камеры газоперекачивающих агрегатов.
Система охлаждения ГАЗ
... газов, что вызывает сильную коррозию деталей системы охлаждения. Такая вода обязательно нуждается в кипячении с последующим фильтрованием. Применение морской воды категорически запрещается. Воду при сливе из системы охлаждения ... Она портит окраску автомобиля. Необходимо избегать попадания в систему охлаждения двигателя нефтепродуктов (бензина, керосина, масла и т. п.), так как в присутствии их ...
Эксплуатация АВО должна осуществляться на режимах, определяемых технологическими требованиями, температурными условиями и в соответствии с требованиями завода-изготовителя, как правило, включение и выключение АВО на КС производится автоматизировано.
Система маслоснабжения
Система маслоснабжения компрессорного цеха обеспечивает:
- а) приём, хранение и контроль расхода турбинного масла;
- б) очистку и регенерацию (восстановление) масла;
- в) подачу турбинного масла к агрегатам;
- г) аварийный слив и перекачку масла из маслоблоков газоперекачивающих агрегатов на склад масел или из одного маслобака в другой.
В состав системы маслоснабжения входят:
- а) склад масел с запасом, рассчитанный не менее чем на трёхмесячный расход для всех потребителей КС;
- б) цех регенерации, оборудованный установками для очистки масел и насосами для подачи масла к потребителям;
- в) система маслопроводов чистого и отработанного масла цеха регенерации, а также система маслопроводов от склада масел до потребителей;
- г) система маслопроводов, арматура и ёмкости, обеспечивающие аварийный слив и перекачку масла из маслобаков всех ГПА.
Масло во время работы в машинах и аппаратах соприкасается с металлами, подвергается действию окружающей среды, а также насыщается различными посторонними примесями. Под влиянием этих факторов в масле происходят физико-химические изменения. Для очистки и предупреждения преждевременного старения масло необходимо подвергать профилактической непрерывной регенерации.
Регенерацией называется восстановление эксплуатационных качеств у отработанных масел с помощью комплекса физико-химических методов. Регенерация и очистка масла осуществляется в сепараторах и фильтр-прессах. Очистка масла в сепараторах основана на действии центробежной силы, развивающейся во вращающихся барабанах. Сепараторы работают двумя способами: кларификации и пурификации. Способ кларификации служит для отделения от масла механических примесей, воды, шлама и т. п., если их содержание не превышает 0,3%, т. е. их непрерывный отвод не требуется, грязь и вода собирается в грязевике барабана, и периодически удаляются, масло во время сепарации отводится всё время. Способ пурификации служит для отделения от масла больших количеств воды и механических примесей (более 0,3%).
Вода отделяется от масла и всё время удаляется. Вместе с водой уходит и часть механических примесей; остальная часть остаётся на стенках барабана, которые необходимо периодически очищать.
Отфильтрованное масло должно быть совершенно прозрачным.
Система технологического газа
Центробежные нагнетатели КС могут работать по следующим основным схемам: последовательная, последовательно – параллельная и коллекторная. Указанным схемам соответствует различная обвязка нагнетателей технологическими трубопроводами и запорной арматурой. Наиболее простая – последовательная. Недостаток последовательной схемы – ограниченная пропускная способность турбоагрегатов, а также неравномерная нагрузка их; последние по ходу газа работают в более напряжённом режиме.
Энергетические масла. Компрессорные
... в качестве рабочих жидкостей в системах регулирования турбоагрегатов, а также в циркуляционных и гидравлических системах различных промышленных механизмов. Компрессорные масла, используемые в поршневых и роторных ... типа. В этом виде компрессорных установок масло, предназначенное для смазки поршней и цилиндров, находится в непосредственном контакте со сжатым газом. Газ имеет высокую температуру, а ...
Этого недостатка в значительной степени лишена схема с последовательно – параллельно подключенными центробежными нагнетателями. В данной схеме турбоагрегаты разбиты на две группы, а средний выполняет роль резервного и может работать как в первой, так и во второй группах. В каждой группе центробежные нагнетатели работают последовательно, в то время как группы в целом подключены к газопроводу параллельно. Данная схема осуществляется и при большем числе турбоагрегатов. Недостатком параллельно – последовательной схемы можно считать то, что при ремонте среднего центробежного нагнетателя невозможна последовательная работа центробежных нагнетателей первой группы с нагнетателями второй группы и имеет ещё ряд существенных недостатков. Так, аварийный останов одного из турбоагрегатов группы влечёт за собой останов второго агрегата; затруднён оперативный ввод в работу резервных агрегатов, так как возникает необходимость перестройки всей схемы с переключением большого количества кранов. Наиболее прогрессивна технологическая схема с коллекторной обвязкой нагнетателей.
Основные преимущества коллекторной схемы обвязки нагнетателей:
1) полная взаимозаменяемость турбоагрегатов в пределах каждой ступени сжатия;
2) сокращение числа запорных кранов большого диаметра (при наличии коллекторов отпадает необходимость в установке полнорасходных кранов);
3) уменьшение числа резервных турбоагрегатов;
4) повышение степени оперативности ввода резервных агрегатов в работу;
5) пониженная чувствительность системы к аварийному останову одного из турбоагрегатов, особенно при большом их числе.
Система технологического газа обеспечивает:
- а) подачу газа к центробежным нагнетателям компрессорного цеха и его транспортировку в пределах КС;
- б) загрузку нагнетателей, переключение кранов для перестройки схемы работы, разгрузку нагнетателей, а также стравливание газа из технологических коммуникаций компрессорного цеха;
- в) очистку транспортируемого газа и удаление конденсата;
- г) охлаждение газа.
Система технологического газа включает в себя:
- а) трубопроводы и коллекторы;
- б) трубопроводную арматуру;
- в) пылеуловители и сепараторы с дренажными устройствами для удаления конденсата;
- г) продувочные свечи для стравливания газа;
- д) газовые холодильники;
- е) расходомерные устройства.
Система топливного и пускового газа
Система топливного и пускового газа предназначена для подачи газа с требуемым давлением и в необходимом количестве к газоперекачивающим агрегатам.
Эта система включает:
- а) трубопроводы и коллекторы с продувочными и дренажными устройствами;
- б) регуляторы давления;
- в) запорную и предохранительную арматуру;
- г) расходомерные устройства для контроля расхода топливного газа на каждый агрегат и в целом по цеху;
- д) свечи для стравливания газа;
- е) сепараторы и фильтры – адсорберы топливного газа с продувочными и дренажными устройствами.
Отбирается газ в систему обычно из трёх различных участков технологических коммуникаций компрессорного цеха:
Система автоматизированного управления компрессорным цехом компрессорной станции
... энергомеханического оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов, подземных хранилищ газа и т. Служба ... Акт МВИ утвержден начальником департамента автоматизации, информатизации, телекоммуникаций и метрологии ... СЦКУ компрессорных цехов, общестанционными кранами и вспомогательным оборудованием КС, включая системы ... для эксплуатации при температуре окружающего воздуха от +5 °С до ...
20
- из коллектора после пылеуловителей;
- из выходного шлейфа компрессорного цеха.
Система импульсного газа
Система импульсного газа обеспечивает его подачу к узлам управления и пневмоцилиндрам для перестановки кранов технологического, топливного и пускового газа, а также к контрольно-измерительным приборам и устройствам автоматического регулирования ГПА.
Она включает в себя:
- а) трубопроводы и коллектор импульсного газа;
- б) запорную и предохранительную арматуру, свечи для стравливания газа;
- в) адсорберы, фильтры-осушители и вымораживатели;
- г) узлы управления;
- д) трубные проводки и гибкие резиновые шланги.
Отбирается из системы топливного и пускового газа до пункта редуцирования.
Система пожаробезопасности
Система пожаробезопасности компрессорного цеха предназначена для сигнализации в случае появления очагов загорания и ликвидации их путём автоматической или управляемой подачи воды, пены или углекислого газа в очаг пожара.
Система пожаробезопасности включает:
- а) общецеховую систему пенного пожаротушения, в которую входят автоматические средства обнаружения загорания и система пожаротушения каждого агрегата в отдельности;
- б) систему пожарного водоснабжения, обеспечивающую в любое время года подачу воды для противопожарных нужд;
- в) щиты с установленным набором противопожарного инвентаря, пожарные краны со стволами и рукавами, пенные и углекислотные , ящики с песком и т.
п.
г) средства связи и сигнализации для вызова пожарной команды и сбора ДПД.
Система вентиляции, кондиционирования и отопления
Система вентиляции, кондиционирования и отопления предназначена для поддержания параметров воздушной среды в помещениях компрессорного цеха в соответствии с требованиями технологических и .
Включает в себя:
- а) естественную вентиляцию во всех помещениях компрессорного цеха, кроме аккумуляторной;
- б) приточно-вытяжную вентиляцию в аккумуляторной и химической лаборатории;
- в) приточно-отопительную вентиляцию в машинном зале и галерее нагнетателей;
- г) аварийно-вытяжную вентиляцию в галерее нагнетателей;
- д) вытяжную вентиляцию в помещениях регенерации масел, механической мастерской, диспетчерской;
- е) установки кондиционирования воздуха;
- ж) отопительно-рециркуляционные агрегаты;
- з) отопительные батареи с теплосетью.
Комплекс средств контроля и автоматики
Средства контроля и автоматики компрессорного цеха, являющиеся основной частью общестанционной автоматики, предназначены для оперативного управления, защиты и контроля за работой оборудования компрессорного цеха и его объектов. Управление технологическим оборудованием цеха осуществляется диспетчером или сменным инженером с щита управления.
Основы организации строительства систем вентиляции и кондиционирования ...
... вентиляции определяет удобство монтажа и эксплуатации систем вентиляции, доступность системы для ремонта, хороший внешний вид помещения и, главное, высокую эффективность воздухообмена. Решение вопроса подачи и удаления воздуха ... производственных помещениях при выделении паров и газов с различными плотностями и недопустимости их ... помещения. В горячих цехах (кухнях) и мойках воздух подают в рабочую ...
Система электроснабжения
Система электроснабжения предназначена для обеспечения электроэнергией основного и вспомогательного оборудования компрессорного цеха.
Система подразделяется:
а) на систему переменного тока, которая служит для привода электродвигателей, питания КИПиА, освещения и т. п.
б) на систему постоянного тока, которая служит для привода резервных маслонасосов турбины, для питания цепей релейной защиты и электроавтоматики, схемы КИПиА, приборов и аварийного освещения.
Система сжатого воздуха для технических целей
Система сжатого воздуха обеспечивает расход и давление воздуха, необходимые для обслуживания оборудования компрессорного цеха, настройки системы регулирования, проверки ГПА, ремонтных работ и подачи воздуха к пневмоустройствам и КИПиА.
Эта система включает компрессор собственных нужд и отбора воздуха за осевым компрессором каждого ГПА, коллектор и трубопроводы сжатого воздуха, запорную и предохранительную арматуру, ресиверы сжатого воздуха.
Система промышленной канализации
Система обеспечивает сток, перекачку и очистку промышленных вод от механических примесей, химических веществ и нефтепродуктов, образующихся при мойке оборудования компрессорного цеха.
Включает в себя канализационную насосную, отстойники с фильтрами и трубопроводы.
Сточные воды, содержащие горючие жидкости, взвешенные вещества, жиры, масла, кислоты, щёлочи и другие вредные вещества, нарушающие нормальную работу сетей и , очищаются до поступления в наружную канализационную сеть . Для их очистки предусмотрены линейные установки – решётки, отстойники, уловители горючих жидкостей и прочие сооружения. Спуск ядовитых веществ в канализацию запрещается. Эти продукты направляются в специальные технологические ёмкости для дальнейшей утилизации или обезвреживания.
Грузоподъёмные механизмы
Грузоподъёмные механизмы предназначены для подъёма и перемещения узлов и деталей оборудования компрессорного цеха при монтажных и ремонтных работах.
В цехе имеются:
- а) мостовой кран в машинном зале грузоподъёмностью, обеспечивающей подъём и перемещение всех крупных деталей и узлов ГПА;
- б) кран – балка в галерее нагнетателей цеха грузоподъёмностью, обеспечивающей подъём и перемещение всех крупных деталей и узлов нагнетателей;
- в) съёмные грузозахватные приспособления – тали, блоки со стропами и захватами для подъёма узлов и деталей оборудования компрессорного цеха;
- г) специальные заводские приспособления для подъёма крупных узлов ГПА, вспомогательные грузозахватные и приспособления.
Характеристика газоперекачивающего агрегата
В качестве газоперекачивающих агрегатов применяются поршневые газомотокомпрессоры или центробежные нагнетатели.
Поршневые газомотокомпрессоры представляют собой агрегат, в котором объединены силовая часть (привод) и компрессор для сжатия газа. Принцип работы поршневого компрессора такой же, как у поршневого насоса.
Разработка системы электроснабжения механического цеха тяжелого машиностроения
1 - Схема электроснабжения МЦТМ Тип установки Количество ЭП (N i ), шт ... Согласно заданию, необходимо учесть освещение в размере 10% от мощности цеха. Расчетная мощность цеха (см. таблицу 3.4) - 276,186 кВт. Следовательно, потребляемая мощность ... освещения Р осв = 0,1•276,186=27,6кВт Выполним расчет электрических нагрузок цеха с учетом мощности потребляемой на освещение и дополнительной мощности на ...
Наиболее распространёнными типами газомотокомпрессоров являются 10ГК, 10ГКН, МК-10 и ГПА-5000, имеющие подачу от 0,8 до 10,0 млн. м³/сут. и развивающие давление 5,5 МПа. Отличаются высокой эксплуатационной надёжностью, способностью работать в широком диапазоне рабочих давлений, возможностью регулировать подачу за счёт изменения «вредного» пространства и частоты вращения.
Преимущественно применяются на трубопроводах по перекачке нефтяного газа и на станциях подземного хранения газа.
Заводы – производители: УТМЗ – Уральский турбомоторный завод им. ; НЗЛ – Невский машиностроительный завод им. . Модели зарубежных фирм «Кларк», «Купер – Бессемер», «Вортингтон» и др.
центробежные нагнетатели с газотурбинным приводом или электроприводом.
Наиболее распространённым приводом является газотурбинный. В состав газотурбинной установки входят: турбодетандер, редуктор, воздушный компрессор, блок камер сгорания, турбины высокого и низкого давлений. Турбодетандер является пусковым двигателем установки, работающим на природном газе. Расчётная продолжительность пуска агрегата из холодного состояния – 15мин. Турбодетандер через редуктор запускает в работу воздушный компрессор. Атмосферный воздух засасывается компрессором и сжимается в нём до рабочего давления. Далее сжатый воздух направляется в блок камер сгорания, где он нагревается за счёт сжигания природного газа. Продукты сгорания направляются в газовую турбину (сначала высокого, затем низкого давления), где они расширяются. Процесс расширения сопровождается падением давления и температуры, но увеличением скорости потока газа, используемого для вращения ротора турбины. Отработавший газ через выхлопной патрубок выходит в окружающую среду.
На газопроводах применяются газовые турбины мощностью от 2500 до 25000 кВт.
Начиная с 1974 г. на отечественные магистральные газопроводы в качестве привода центробежных нагнетателей начали применять авиационные двигатели, отработавшие свой ресурс. После относительно небольшого числа работы их по соображениям безопасности полётов снимают с самолётов, однако они способны ещё длительное время с большой надёжностью работать на земле. В конце 90-х годов ХХ века начались совместные разработки новых газоперекачивающих агрегатов с использованием авиационных двигателей специально разработанных для привода центробежных нагнетателей. Такая разработка велась между и моторы», результатом стало создание ГПА 25Р ПС – 90 «Урал». Несколько данных установок находятся в опытной эксплуатации . Мощность ГПА составляет 25000 кВт.
В последние годы в качестве привода центробежных нагнетателей всё шире используются электродвигатели АЗ-4500-1500, СТМ-4000-2, СТД-4000-2, СДСЗ-4500-1500. Они подключаются к нагнетателям через повышающий редуктор.
Характеристикой центробежного компрессора называют зависимость отношения давлений (степени повышения давлений)ξ, политропического коэффициента мощности (к. п.д.) ηпол. и внутренней мощности Ni от расхода Q при различной частоте вращения ротора n. При уменьшении расхода давление, развиваемое нагнетателем, растёт до определённого предела, который называется критическим давлением pкр. По мере дальнейшего уменьшения расхода начинается зона неустойчивой работы, или зона помпажа. Помпаж сопровождается специфическим шумом, резким повышением вибрации и может привести к аварии.
Расчет нагнетателя природного газа на степень сжатия 1,
... зависит от давления и температуры газа и определяется по экспериментальным данным. Важнейшим параметром, определяющим технико-экономические показатели центробежного нагнетателя, является частота вращения. При проектировании ... энергии, но в сравнительно узком диапазоне расходов. Безлопаточные диффузоры более просты в изготовлении, их применяют при работе в широком диапазоне режимов. Если , ...
В реальных условиях нагнетатель, приводимый от ГТУ, работает в определённом диапазоне частоты вращения. Поэтому характеристики нагнетателя строят при различной частоте вращения. Заводы обычно приводят зависимость между его основными параметрами Q, p, N, η и n. Эти характеристики снимают при определённых параметрах рабочей среды, чаще всего – воздуха. Чтобы характеристики были пригодны для природных газов различного состава, их приводят к фиксированным, целесообразно выбранным условиям. Параметры приведения:
- газовая постоянная Rпр 490 Дж/кг·К;
- температура на входе нагнетателя Тв пр =288Кº;
- коэффициент сжимаемости Zв пр = 0,91;
- частота вращения nпр = nн (номинальная)
Обычно расчётные точки на характеристиках нагнетателя принимают с таким запасом по устойчивости, чтобы на всех рабочих режимах сохранялось 10%-ное удаление (по расходу) от границы помпажа.
