2.2 Основні системи кс

Система підготовки технологічного газу служить для очистки газу від механічних домішок і рідини перед подачею його споживачу відповідно до вимог ГОСТ 5542-87.

При видобутку і транспортуванні в природному газі містяться різного роду домішки: пісок, зварної шлам, конденсат важких вуглеводнів, вода, масло і т.д. Джерелом забруднення природного газу є призабойная зона свердловини, поступово руйнується і забруднююча газ. Підготовка газу здійснюється на промислах, від ефективності роботи яких залежить і якість газу. Механічні домішки потрапляють в газопровід як в процесі його будівництва, так і при експлуатації.

Наявність механічних домішок і конденсату в газі призводить до передчасного зносу трубопроводу, запірної арматури, робочих коліс нагнітачів і, як наслідок, зниженню показників надійності і економічності роботи компресорних станцій і в цілому газопроводу.

Все це призводить до необхідності встановлювати на КС різні системи очищення технологічного газу. Перший час на КС для очистки газу широко використовували масляні пиловловлювачі (рис. 2.4), які забезпечували досить високу ступінь очищення (до 97-98%). Масляні пиловловлювачі працюють за принципом мокрого уловлювання різного роду сумішей, що знаходяться в газі. Домішки, змочені олією, сепаруються з потоку газу, саме масло очищається, регенерується і знову направляється в маслений пиловловлювач. Масляні пиловловлювачі частіше виконувалися у вигляді вертикальних судин, принцип дії яких добре ілюструється схемою рис. 2.4.

 

Рис. 2.4. Вертикальний масляний пиловловлювач:

1 - сепараторне пристрій; 2 - вихідний патрубок; 3, 4, 5 - контактні та дренажні трубки; 6 - люк; 7 - вхідний патрубок; 8 - відбійний козирок

     

    

 

Рис. 2.5. Циклонний пиловловлювач:

1 - верхня секція; 2 - вхідний патрубок; 3 - вихідний патрубок; 4 - циклони; 5 - нижня решітка; 6 - нижня секція; 7 - люк-лаз; 8 - дренажний штуцер; 9 - штуцери контролюючих приладів; 10 - штуцери зливу конденсату

Очищається газ надходить в нижню секцію пилоуловлювача, вдаряється в відбійний козирок 8 і, стикаючись з поверхнею масла, змінює напрямок свого руху. При цьому найбільш великі частки залишаються в маслі. З великою швидкістю газ проходить по контактним трубках 3 в осадительную секцію II, де швидкість газу різко знижується і частинки пилу по дренажним трубкам стікають в нижню частину пилоуловлювача I. Потім газ надходить в відбійну секцію III, де в Сепараторному влаштуванні 1 відбувається остаточне очищення газу.

Недоліками масляних пиловловлювачів є: наявність постійного безповоротного витрати масла, необхідність очищення масла, а також підігріву масла при зимових умовах експлуатації.

В даний час на КС в якості першого ступеня очищення широко застосовують циклонні пиловловлювачі, що працюють на принципі використання інерційних сил для уловлювання зважених частинок (рис. 2.5). Циклонні пиловловлювачі більш прості в обслуговуванні ніж масляні. Однак ефективність очищення в них залежить від кількості циклонів, а також від забезпечення експлуатаційним персоналом роботи цих пиловловлювачів відповідно до режиму, на який вони запроектовані. На рис. 2.6 показаний графік залежності продуктивності пиловловлювача при різних перепадах тиску на апараті. Найбільша очистка газу досягається при забезпеченні роботи цього пиловловлювача в зоні, обмеженій кривими і, а при виході робочої точки з цієї зони ефективність очищення різко падає.

Рис. 2.6. Графік залежності продуктивності пиловловлювача від тиску при різних перепадах тиску на апараті

Циклонний пиловловлювач (см. Рис. 2.5) являє собою посудину циліндричної форми, розрахований на робочий тиск в газопроводі, з вбудованими в нього циклонами 4.

Циклонний пиловловлювач складається з двох секцій: нижньої відбійною 6 і верхньої осадительной 1, де відбувається остаточне очищення газу від домішок. У нижній секції знаходяться циклонні труби 4.

Газ через вхідний патрубок 2 надходить в апарат до розподільника і привареним до нього звездообразно розташованим циклонам 4, які нерухомо закріплені в нижній решітці 5. В циліндричної частини циклонних труб газ, що підводиться по дотичній до поверхні, робить обертовий рух навколо внутрішньої осі труб циклону. Під дією відцентрової сили тверді частинки і краплі рідини відкидаються від центру до периферії і по стінці стікають в конічну частину циклонів і далі в нижню секцію 6 пилоуловлювача. Газ після циклонних трубок надходить у верхню осадительную секцію 1 пилоуловлювача, і потім, вже очищений, через патрубок 3 виходить з апарату.

В процесі експлуатації необхідно контролювати рівень отсепарирован рідини і мехпримесей з метою їх своєчасного видалення продуванням через дренажні штуцери. Контроль за рівнем здійснюється за допомогою оглядових стекол і датчиків, закріплених до штуцерів 9. Люк 7 використовується для ремонту та огляду пилоуловлювача при планових зупинках КС. Ефективність очищення газу циклонними пиловловлювачами становить не менше 100% для частинок розміром 40 мкм і більше, і 95% для частинок крапельної рідини.

У зв'язку з неможливістю досягти високого ступеня очищення газу в циклонних пиловловлювачах з'являється необхідність виконувати другу ступінь очищення, в якості якої використовують фільтр-сепаратори, що встановлюються послідовно після циклонних пиловловлювачів (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Фільтр-сепаратор:

1 - корпус фільтр-сепаратора; 2 - яка швидко затвор; 3 - фільтруючі елементи; 4 - напрямна фільтруючого елемента; 5 - трубна дошка камери фільтрів; 6 - Каплевідбійники; 7 - конденсатосборник

Робота фільтр-сепаратора здійснюється наступним чином: газ після вхідного патрубка за допомогою спеціального відбійного козирка направляється на вхід фільтрує секції 3, де відбувається коагуляція рідини і очистка від механічних домішок. Через перфоровані отвори в корпусі фільтруючих елементів газ надходить у другу фільтруючу секцію - секцію сепарації. У секції сепарації відбувається остаточне очищення газу від вологи, яка вловлюється за допомогою сітчастих пакетів. Через дренажні патрубки мехпримесей і рідина видаляються в нижній дренажний збірник і далі в підземні ємності.

Для роботи в зимових умовах фільтр-сепаратор забезпечений електрообігрівом його нижньої частини, конденсатосборник і контрольно-вимірювальною апаратурою. В процесі експлуатації відбувається уловлювання мехпримесей на поверхні фільтр-елемента, що призводить до збільшення перепаду тисків на фільтр-сепараторі. При досягненні перепаду, рівного 0,04 МПа, фільтр-сепаратор необхідно відключити і провести в ньому заміну фільтр-елементів на нові.

Як показує досвід експлуатації газотранспортних систем, наявність двох ступенів очищення обов'язково на станціях підземного зберігання газу (СПЗГ), а також і на першій по ходу лінійної компресорної станції, приймаючої газ з СПЗГ. Після очистки, вміст механічних домішок в газі не повинен перевищувати 5 мг / м.

Газ, що надходить на головні компресорні станції зі свердловин, як зазначалося, практично завжди в тому чи іншому кількості містить вологу в рідкої і парової фазах. Наявність вологи в газі викликає корозію обладнання, знижує пропускну здатність газопроводу. При взаємодії з газом за певних термодинамічних умовах утворюються тверді кристалічні речовини - гідрати, які порушують нормальну роботу газопроводу. Одним з найбільш раціональних і економічних методів боротьби з гідратами при великих обсягах перекачування є осушка газу. Осушка газу здійснюється сепараторами різної конструкції з використанням твердих (адсорбція) і рідких (абсорбція) поглиначів.

За допомогою установок осушення газу на головних спорудах зменшується вміст парів води в газі, знижується можливість випадання конденсату в трубопроводі і освіти гідратів.

Очищений природний газ не має ні кольору, ні запаху, тому для виявлення його витоків і визначення наявності в повітрі газ попередньо одоріруют, тобто додають в нього спеціальні речовини-одоранти, що володіють сильним специфічним запахом. В якості одорантів зазвичай використовують етилмеркаптан і тетрагідротіофен. Одоризація газу виробляється, як правило, на спеціальних спорудах магістрального газопроводу перед його роздачею споживачам, але іноді одоризацію виробляють і на газорозподільних станціях (ГРС).

Газ, що надходить до побутових споживачів, повинен бути обов'язково одорізірован. Одоризацію газу здійснюють за допомогою автоматизованих установок, регулюючих витрата одоранту в залежності від витрати природного газу. Зазвичай норма одоризації становить 16 г на 1000 нм.