теор / Эксплуатация компрессорных станций магистральных газопроводов

батарее, тока нагрузки, тока подзаряда, реле понижения и повышения напряжения, реле контроля земли и т.д.

При снижении изоляции любого из полюсов батареи ниже 20 кОм срабатывает реле контроля "ЗЕМЛЯ" и подает сигнал на ГЩУ. На ГЩУ также должны быть выведены сигналы отключения подзарядных агрегатов.

Снижение изоляции батареи ниже 20 кОм может привести к ложным срабатываниям соленоидов кранов и аварийным остановкам агрегатов и КС в целом.

Контроль изоляции батареи проводится по показаниям вольтметра, подключаемого полюсам батареи с помощью переключателя.

Емкость аккумуляторной батареи выбирается из условий обеспечения выбега и охлаждения ротора ГТУ при полном исчезновении напряжения за 2-3 ч.

От щита постоянного тока запитан блок аварийного освещения. В нормальном режиме светильники аварийного освещения запитаны от переменного напряжения ~220 В.

При исчезновении переменного напряжения ~220 В отключается контактор переменного тока и включается контактор постоянного тока от аккумуляторной батареи.

При восстановлении переменного напряжения ~220 В отпадает контактор постоянного тока и подтягивается снова контактор переменного тока.

2.16. Водоснабжение и канализация КС

Водоснабжение КС осуществляется от артезианских скважин, пробуренных на расстоянии 300-400 метров от забора промплощадки КС. Глубина скважин обычно 70-150 метров. Скважины оборудуются

насосами типа ЭЦВ или их аналогами производительностью 6-40 м 3 /сут в зависимости от дебита скважины. Как правило, пробуривается не менее 2 скважин: одна рабочая, другая - резервная. Часть КС получает воду от городских сетей. Вода, получаемая из артезианских скважин, в целом соответствует ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая" за исключением повышенного содержания железа и некоторых других компонентов. Для нейтрализации железа, нитратов, органики и т.д. на КС монтируются установки подготовки воды типа "Деферрит" или "Струя". Из артезианских скважин вода по напорному трубопроводу подается в хозяйственные противопожарные емкости. Объем емкостей

определяется проектом и составляет от 250 до 500 м 3 . Рядом с емкостями строят насосную 2-го подъема, блочную типа АНПУ-25 или стационарную из кирпича (железобетона). В насосной монтируют хозяйственно-питьевые насосы и пожарные насосы. Хозяйственно-питьевые насосы работают круглосуточно, обеспечивая рабочее давление в трубопроводах в пределах 0,15-0,3 МПа, пожарные насосы включаются при пожаре для повышения давления в сети до 0,6-0,8 МПа и тушения пожара от гидрантов.

Промплощадка КС оборудуется подземным кольцевым хозяйственным противопожарным

стальным водопроводом Ду = 100 Σ 200 мм. Кольцевой водопровод делится задвижками на несколько участков для возможности ремонта без отключения всего водопровода.

Типовая схема водоснабжения приведена на рис. 2.42, где 1 - артезианские скважины; 2 - напорный трубопровод; 3 - хозяйственно-противопожарные емкости; 4 - хозяйственные питьевые насосы; 5 - пожарные насосы; 6 - установка подготовки воды с обеззараживающей установкой; 7 - задвижки; 8 - кольцевой водопровод.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

промплощадки КС бывает подземной или надземной. Выполняется из стальной водогазопроводной

трубы Ду = 50 Σ 200 мм. В последнее время для увеличения срока службы теплотрассы чаще выполняют надземными.

Типовая схема теплоснабжения КС представлена на рис. 2.44, где 1 - утилизационный теплообменник; 2 - теплообменный модуль; 3 - блок-шибер; 4 - циркуляционный насос; 5 - подпиточный насос; 6 - обратный клапан; 7 - бак-аккумулятор (деаэратор); 8 - насос перекачивающий; 9 - подогреватель обратной воды; 10 - водоподогреватель; 11 - химводоочистка (Na - катионитовая); 12 - обратный клапан; 13 - циркуляционный насос системы ГВС; 14 - обезжелезивающий фильтр; 15 - водяной насос.

Рис. 2.44. Принципиальная тепловая схема теплоснабжения газотурбинных КС.

Условные обозначения: - выхлопные газы; - сетевая вода; - сырая вода; - умягченная и деаэрированная вода; - контур горячего водоснабжения

2.17. Организация связи на компрессорных станциях

Связь на компрессорной станции является неотъемлемой частью газотранспортного процесса и организуется в строгом соответствии с действующими общими требованиями к технологической связи магистральных газопроводов ОАО "Газпром".

Средства связи компрессорных станций входят в комплекс средств контроля и управления процессом транспортировки газа и образуют оперативно-технологическую и общетехнологическую связь.

Основой для организации всех видов связи КС является местная первичная сеть и внутризоновая первичная сеть связи предприятия.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Местная и междугородняя телефонная связь всех КС организованы на базе современных цифровых коммутационных станций семейства - "Харрис 20+20".Унификация коммутационного

оборудования дает существенные преимущества в вопросах послегарантийного обслуживания и обучения эксплуатационного персонала. Автоматические телефонные станции, обслуживающие КС, имеют 100 %-й резерв по центральному управляющему процессору и картам общего телефонного оборудования, а также аккумуляторную батарею на 6 ч работы.

Цифровые АТС имеют в своем составе цифровые карты и, следовательно, дают возможность пользоваться основным абонентам всеми услугами цифровой связи. В перечень основных абонентов КС входят руководящий состав, начальники эксплуатационных служб и диспетчер главного щита.

Автоматические телефонные станции КС имеют полноавтоматический выход на общегосударственную сеть телефонной связи общего пользования по пучку соединительных линий (СЛ), что, с одной стороны, обеспечивает качественную связь с потребителями газа, а с другой - дает

возможность использовать свободную емкость АТС для предоставления услуг местной телефонной связи физическим и юридическим лицам в пределах местной телефонной сети, и, в первую очередь, телефонизировать жилые поселки газовиков, находящиеся вблизи предприятия ОАО "Газпром".

Диспетчеры КС являются прямыми абонентами сети связи ручной коммутации, которая

существует параллельно сети автоматической телефонной связи и является ее резервом на случай отказа АТС.

Каждая компрессорная станция обеспечивается абонентским телеграфным терминалом сети автоматической телеграфной связи предприятия от центральной ТЛГ станции "Электроника МС- 12/12" на 64 номера. В качестве абонентского терминала используется PC (персональный компьютер) с модемом "Альфа-телекс".

Кроме технологической связи, промплощадки КС комплектуются громкоговорящими установками

для целей оповещения обслуживающего персонала в аварийных ситуациях и студийным оборудованием для проведения селекторных совещаний руководства и производственных отделов предприятия с использованием аппаратуры связь селекторных совещаний МСС-12.

Каждая компрессорная станция охвачена региональной сетью передачи данных "ГОФО-2" через маршрутизаторы "CISKO-4000" и "CISKO-2500" подсистемы СОМ, обслуживаемой персоналом служб связи.

Зоновая радиосвязь КС функционирует на оборудовании фирмы "Моторолла" в части базовых радиостанций и периферийного оборудования производства фирмы "Алинко" в носимом и автомобильном вариантах. С целью расширения зоны обслуживания антенны базовых станций устанавливаются на свободно стоящие башни высотою примерно 60 м. Зоновые сети радиосвязи сопряжены с сетью ручной коммутации, а при использовании телефонных модемов - с сетью автоматической телефонной связи.

На прилагаемой схеме организации связи диспетчера КС наглядно показаны все виды и направления связи, действующие на компрессорной станции.

Общее руководство технической политикой в области технологической связи предприятия и ее текущей эксплуатации возложено на Управление связи.

2.18. Электрохимзащита компрессорной станции

Защита трубопроводов компрессорных станций от подземной коррозии должна быть комплексной, в связи с чем применяются два метода защиты: пассивный и активный.

Пассивный метод защиты от коррозии предполагает создание непроницаемого барьера между металлом трубопровода и окружающим его грунтом. Это достигается нанесением на трубу специальных защитных покрытий. На территории компрессорных станций разрешается применять только усиленный тип изоляции. На предприятии "Мострансгаз" последние 3 года в качестве изоляционного покрытия применяется двухкомпонентная мастика "Фрусис-1000А" (импортного

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

производства). Мастика наносится в трассовых условиях и предназначена для антикоррозионной защиты горячих участков подземных коммуникаций КС. Толщина наносимого покрытия 2,5-3,0 мм. Эксплуатационная температура до 80 °С. Мастика может с успехом применяться как на прямолинейных участках газопроводов, так и на участках сложной конфигурации (запорная арматура, фланцы, отводы и т.д.).

Однако на практике не удается добиться полной сплошности изоляционного покрытия. Различные

виды покрытия имеют неодинаковую диффузионную проницаемость и поэтому обеспечивают разную степень изоляции трубы от окружающей среды. В процессе строительства и эксплуатации в изоляционном покрытии возникают трещины, задиры, вмятины.

Так как пассивным методом не удается осуществить полную защиту трубопровода от коррозии, одновременно применяется активная защита, связанная с управлением электрохимическими процессами, протекающими на границе металла трубы и грунтового электролита.

Для защиты подземных трубопроводов от коррозии сооружаются установки катодной защиты (УКЗ). В состав УКЗ входят источник постоянного тока, анодное заземление, контрольно- измерительный пункт, соединительные провода и кабели. Анодные заземления на КС выполняют, как правило, глубинные из стальных труб диаметром 220 мм, толщиной стенки 10 мм.

Глубина заложения этого типа заземлителей составляет от 50 до 200 м. Применяются также поверхностные аноды из железокремниевых сплавов (ферросилидов) типов АЗМ, "Менделеевец" или графитопластовые электроды типа ЭГТ.

В качестве источника постоянного тока используются преобразователи типов ПСК, ПАСК, ТДЕ-9, В-ОПЕ.

Главным критерием достижения катодной защиты является так называемый "поляризационный потенциал". Значением поляризационного потенциала, достаточного для катодной защиты, является минус 0,85 В. При наличии в грунте сульфатвосстанавливающих бактерий, значение защитного потенциала - 0,95В, на участках трубопроводов транспортируемого продукта - от 60 до 80 °С, поляризационный потенциал рекомендуется повышать до 1,00 В, а при температуре свыше 80 °С - до минус 1,05 В.

Эксплуатацией УКЗ занимается служба ЭХЗ. Контроль за работой УКЗ осуществляется ежедневно. Один раз в месяц проводится измерение потенциала "труба-земля" в точке дренажа УКЗ,

два раза в год измеряется потенциал по всей промплощадке в специально отведенных точках и раз в 5 лет проводится комплексное обследование коммуникаций КС.

Комплексное обследование включает в себя измерения потенциала через каждые 5 м, отыскание мест повреждений изоляции с помощью прибора искателя повреждений изоляции (ИПИ). По результатам комплексного обследования проводится шурфование трубопроводов. В шурфах определяется состояние металла трубы и изоляционного покрытия, после чего проводится необходимый ремонт.

2.19. Грозозащита компрессорной станции

Для защиты зданий и сооружений компрессорной станции и линейной части газопроводов от прямых ударов молнии, которая может вызвать пожар, взрыв и поражение людей, применяется молниезащита. Молниезащита выполняется в соответствии с "Инструкцией по устройству молниезащиты зданий и сооружений" РД 34.21.122-87 в зависимости от категорийности объекта по ПУЭ.

I категория - это здания и сооружения зон класса B-I и B-II.

II категория - это здания и сооружения зон плана B-Ia, B-Iб, B-Iг, B-IIa.

Ill категория - все остальные.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

В соответствии с этим объекты транспорта газа относятся к II и III категориям.

Молниезащита объектов КС и газопроводов по II категории выполняется в виде отдельно стоящих молниеотводов, наложением металлической сетки на неметаллическую кровлю или использованием в качестве молниеприемника металлической кровли здания. Для отвода молнии в землю применяется заземлитель в виде одного или нескольких металлических уголков или арматуры, толщиной не менее 10 мм, забитых на глубину 1,5 -2,5 м в зависимости от удельного сопротивления грунта.

Сопротивление растекания заземлителя молниеотвода должно быть не более 10 Ом, при высоком удельном сопротивлении грунта допускается до 50 Ом.

Количество молниеотводов выбирается таким образом, чтобы они перекрывали все здания и сооружения, подлежащие защите.

Кроме того, молния может привести к заносу высоких потенциалов по подземным трубопроводам и кабелям и электромагнитной индукции. Занос высоких потенциалов и электромагнитная индукция приводят к поражению людей, пожару и взрыву от искрения, выходу из строя электронного оборудования КИПиА и связи. Защита от заноса высоких потенциалов выполняется присоединением трубопроводов и оболочек кабеля к защитному заземлению с сопротивлением не менее 10 Ом.

Защита от электромагнитной индукции осуществляется привариванием металлических перемычек между трубопроводами в местах их сближения менее 10 см через каждые 25 м.

Глава 3

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ С ГАЗОТУРБИННЫМ ПРИВОДОМ

3.1. Организация эксплуатации цехов с газотурбинным приводом

Под понятием "техническая эксплуатация ГПА" понимается выполнение комплекса технических и организационных мероприятий, обеспечивающих эффективное использование и длительное

поддержание на высоком техническом уровне состояния газоперекачивающего и вспомогательного оборудования компрессорных станций. Это значит, что план транспорта газа при эксплуатации

газоперекачивающего оборудования необходимо выполнить с минимальными расходами топливного газа и смазочного масла, отсутствием вынужденных и аварийных остановок ГПА и обеспечением номинальной загрузки агрегатов.

Высокий уровень эксплуатации ГПА достигается прежде всего выполнением следующих основных положений:

-точным и неукоснительным знанием и выполнением эксплуатационным персоналом КС инструкций заводов-изготовителей, "Правил технической эксплуатации магистральных газопроводов"

идругих нормативных документов, действующих в системе ОАО "Газпром";

-соблюдением и выполнением установленных сроков проведения планово-предупредительных ремонтов (ППР) основного и вспомогательного оборудования, а также своевременным выполнением профилактических остановок компрессорных цехов;

-организацией работ по повышению надежности и эффективности работы газоперекачивающего и вспомогательного оборудования, а при необходимости и выполнения работ по реконструкции и техническому перевооружению компрессорной станции;

-создание условий для безопасной и безаварийной работы обслуживающего персонала.

Для обеспечения качественного уровня эксплуатации ГПА необходим постоянный и надежный

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

контроль за его работоспособностью как функционирования ГПА в целом, так и отдельных его элементов в соответствии с техническими условиями на всех режимах работы. Контроль проводится эксплуатационным персоналом по показателям, объем и точность измерений которых должны быть

достаточными для обоснованного вывода о соответствии фактических показателей агрегата нормативным. В соответствии с этим эксплуатационный (дежурный) персонал КС обязан поддерживать заданный оптимальный режим работы ГПА, осуществлять контроль и периодическую регистрацию эксплуатационных параметров, анализировать их отклонение от нормальных величин, принимать меры по предупреждению опасных режимов работы.

Организация эксплуатации осуществляется целым рядом эксплуатационных служб, входящих в состав линейных управлений. Среди них основными являются службы:

-газокомпрессорная, обеспечивающая организацию эксплуатации механической части основного технологического оборудования и трубных обвязок КС, а также всего вспомогательного оборудования, участвующего в транспорте газа;

-энерговодоснабжения, обеспечивающая эксплуатацию электротехнического оборудования КС, а также систем: тепловодоснабжения и промышленной канализации;

-контрольно-измерительных приборов и АСУ, обеспечивающая эксплуатацию средств автоматизации основного и вспомогательного оборудования КС и телемеханики.

Производственные задачи, права и обязанности инженерно-технических работников этих служб определяются положениями и должностными инструкциями. Непосредственное управление и

контроль за режимом работы КС осуществляется сменным персоналом и центральной диспетчерской службой (ЦДС) объединения.

Для обеспечения нормальной эксплуатации должны быть обязательно выполнены следующие условия:

-к эксплуатации ГПА должен допускаться только персонал, прошедший специальное обучение, сдавший экзамен и получивший разрешение на самостоятельную работу;

-эксплуатационный персонал должен быть обеспечен необходимой технической документацией: инструкциями заводов-изготовителей, проектно-исполнительной документацией, соответствующими инструкциями по обслуживанию оборудования КС, в которые своевременно должны вноситься изменения и дополнения;

-эксплуатационный персонал должен быть обеспечен необходимыми оборотными средствами и запасными частями и приспособлениями (ЗИП) для поддержания оборудования в соответствии с техническими условиями (ТУ) заводов-изготовителей.

3.2. Схемы и принцип работы газотурбинных установок

Термин турбина происходит от латинского слова turbineus - вихреобразный, или turbo - волчок. Турбина и есть двигатель, в котором механическая работа на валу силовой турбины получается за счет преобразования кинетической энергии газовой струи, которая, в свою очередь, получается в результате преобразования потенциальной энергии - энергии сгоревшего топлива, подведенного к камере сгорания, в поток воздуха.

В основе современных представлений о превращении теплоты в работу в двигателях внутреннего сгорания лежат два важнейших положения термодинамики: во-первых, невозможность создания вечного двигателя первого рода, т.е. такого двигателя, который без затраты какой-либо энергии может производить механическую работу (следствие первого начала термодинамики) и, во-вторых, невозможность создания вечного двигателя второго рода, в котором бы теплота полностью превращалась в работу (следствие второго начала термодинамики).

Поэтому непременным условием создания любого теплового двигателя является наличие материальной среды - рабочего тела и, по меньшей мере, двух тепловых источников: источника

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

высокой температуры (нагреватель), от которого получают теплоту для преобразования части ее в работу, и источника низкой температуры, которому отдается часть неиспользованной в двигателе теплоты.

Следовательно, каждый двигатель внутреннего сгорания должен состоять из нагревателя, расширительной машины, холодильника и компрессорной машины. Так как процесс превращения теплоты в работу происходит непрерывно, то необходимо непрерывно, наряду с расширением, осуществлять процесс сжатия рабочего тела, причем при таких условиях, чтобы работа сжатия была естественно меньше работы расширения. Получаемая полезная работа определяется как разность работ расширения и сжатия рабочего тела.

Характерной особенностью осуществления круговых процессов в газотурбинных двигателях является то, что все основные процессы цикла - сжатие, подвод теплоты, расширение непрерывно осуществляются в различных элементах двигателя (компрессор, камера сгорания, газовая турбина), расположенных последовательно по ходу рабочего тела.

В зависимости от способов подвода теплоты к рабочему телу, организации процессов сжатия и

расширения рабочего тела газотурбинные установки могут быть выполнены по различным схемам (рис. 3.1). ГТУ простейшего цикла в механическом отношении могут быть выполнены как одновальные (рис. 3.1,а), так и двухвальные (рис. 3.1,б).

В одновальных установках все элементы газоперекачивающего агрегата (ГПА) - осевой компрессор, газовая турбина и нагнетатель находятся на одном валу, что естественно приводит к тому, что при работе все они имеют одну и ту же частоту вращения. Различный закон изменения характеристик газопровода и одновальной ГТУ приводит к тому, что при снижении частоты вращения, одновальная ГТУ быстрее теряет мощность, чем снижается мощность, потребляемая нагнетателем. Это приводит к тому, что одновальная ГТУ будет обеспечивать режим работы нагнетателя только в ограниченном диапазоне изменения частоты вращения. При ухудшении КПД нагнетателя или

элементов ГТУ осуществить оптимальную работу ГПА с приводом от одновальной ГТУ без перепуска и дросселирования газа или без существенного повышения температуры газа перед ТВД будет уже трудно. Все это привело к тому, что в настоящее время одновальные ГТУ для перекачки газа на газопроводах не используются.

В установках с разрезным валом, или с независимой силовой турбиной, где вал полезной мощности выделен от турбокомпрессора, нет такой однозначной связи и нагнетатель может практически иметь любую частоту вращения, ему необходимую. Следовательно, у двухвальной ГТУ

каждому режиму работы системы ГТУ - нагнетатель, т.е. требованию N / N0 = idem, соответствует

ряд значений n / n0 по компрессору в границах изменения температуры наружного воздуха (при заданной температуре газов перед турбиной) или наоборот.

При постоянной частоте вращения вала осевого компрессора и переменной частоте вращения силового вала, температура перед газовой турбиной высокого давления может практически

оставаться постоянной в достаточно широком диапазоне изменения частоты вращения вала силовой турбины. Это значит, что полезная мощность ГТУ будет изменяться пропорционально изменению КПД силовой турбины.

Кроме того, двухвальные ГТУ имеют несколько лучшие экономические характеристики не только на частичных нагрузках, но и на расчетной, когда одновальная установка, имея некоторый запас по мощности, на номинальной нагрузке будет обеспечивать режим работы нагнетателя ниже расчетного.

Благодаря этим особенностям, двухвальные установки с регенерацией (3.1в) и без регенерации (3.1б) теплоты отходящих газов и получили широкое распространение на газопроводах.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com