Оборудование, установки и устройства для получения холода
К установкам и устройствам для получения холода относятся: штуцера или дроссели адиабатического расширения газа; холодильные машины абсорбционного и парокомпрессионного типов; расширительные машины (детандеры поршневые или центробежные) для дросселирования газа с совершением внешней работы. Дросселирование или расширение газа на установках подготовки может осуществляться с помощью специальных сопел – эжекторов, которые позволяют одновременно дросселировать основной поток газа и утилизировать потоки низконапорных газов.
Дроссели, предназначены для регулирования режима работы скважин путем изменения площади кольцевого прохода. Для получения холода используют стандартные штуцера или дроссели, подбор размеров, которых основан на принципе критического истечения газа через них (адиабатическое расширение газа без совершения внешней работы).
Турбодетандерные агрегаты, предназначены для получения холода в установках НТС, с применением принципа политропического расширения газа с совершением внешней работы. Внешнюю работу газа можно использовать для вращения вала компрессора, в котором газ дожимается до давления, равного давлению в газопроводе. В газовой промышленности используют турбодетандерные агрегаты (рис. 7.16. []) (детандер – компрессор) ТДА-3 и ТДА-5 технические характеристики которых представлены в таблице 7.2.
Рис. 7.16
Таблица 7.2.
Эжекторы, (рис. 7.17. [3]) предназначены для эжектирования низконапорного газа высоконапорным. На установках НТС газа эжекторы применяют вместо штуцеров (дросселей) перед низкотемпературным сепаратором.
I — корпус; 2 — сопло; 3 — камера смешивания; 4 — кожух; 5 — диффузор; а — вход эжектирующего газа; б —- вход эжектируемого газа; в — выход смеси
Рис. 7.17.
Холодильные машины используют, когда хладопроизводительность дросселируемого газового потока перестаёт обеспечивать проектный температурный режим технологического процесса промысловой подготовки газа. В испарителе кипящий в межтрубном пространстве аппарата хладоагент (аммиак, пропан и т.д.) охлаждает природный газ, проходящий по трубкам. Пары хладоагента из испарителя направляются на конденсацию (снижение) компрессионным или абсорбционным методом. Охлажденный до необходимой температуры сепарации (обычно – 15оС) природный газ из испарителя направляется на сепарацию в НТС. Холодильные машины используют также для охлаждения газа на компрессорных станциях для увеличения подачи газа по магистральным газопроводам.
7.3. Расчет сосудов для сбора и подготовки газа и конденсата
Материалы, применяемые для изготовления оборудования газовой промышленности, должны обеспечивать надежную работу в течении расчетного срока службы с учетом заданных условий эксплуатации.
Основные углеродистые и низколегированные стали корпусной группы аппаратов применяются по ГОСТ 5520-79 «Прокат листовой из углеродистой и легированной стали для котлов и сосудов, работающих под давлением. Технические условия».
В зависимости от нормируемых механических свойств указанные стали, применяются при неограниченном давлении и температуре от -70оС до +475оС.
Для элементов сосудов, аппаратов и блоков технологических газовой промышленности применяются углеродистые и низколегированные бесшовные трубы по ГОСТ 550-75»Трубы стальные бесшовные для нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Технические условия», ГОСТ 8731-74»Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические условия», ТУ 14-3Р-55-01 «Трубы стальные бесшовные для паровых котлов и трубопроводов. Технические условия».
Для изготовления теплообменных аппаратов в зависимости от коррозионной активности среды или требований чистоты продукта применяются нержавеющие трубы по ГОСТ 9941-81 «Трубы бесшовные холодно – теплодеформированные из коррозионно-стойкой стали. Технические условия».
Фланцы, патрубки, штуцера сосудов, аппаратов и блоков технологических, изготавливаются из поковок по ГОСТ 8479-70 «Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия». Для элементов сосудов газовой промышленности по требованию Госгортехнадзора РФ установлена IV группа поковок с дополнительными испытаниями на ударную вязкость при отрицательных температурах.
Требования к материалам крепежных деталей, виды их испытаний, пределы применения, назначения и условия применения должны удовлетворять требованиям ОСТ 26-2043-91 «Болты, шпильки, гайки и шайбы для фланцевых соединений. Технические требования».
Программой РАО «Газпром» от 1992 года были предусмотрены и разработаны новые марки сталей: коррозионностойкая сталь марки 09ГСНБЦ и 09ХГН2АБ, как хладостойкая для условий Крайнего Севера.
Механические характеристики этих сталей на 15-20% выше традиционных марок сталей 20К, 16ГС, 09Г2С.
Новые стали повышенной категории прочности являются базой при замене оборудования, отработавшего на промыслах 20 и более лет.