Проектирование и эксплуатация насосных и компрессорных станций

Свечные краны № 17, 17а, 18 и 18а предназначены для страв­ ливания газа в атмосферу из технологических коммуникаций станции при производстве на них профилактических работ и при возникновении аварийных ситуаций на КС.

Краны № 7, 8, 17, 18, 18а имеют дистанционное управление и ав­ томатическое управление от ключа аварийной остановки станции.

Охладители газа подключаются к выходным шлейфам и вво­ дятся в работу закрытием разделительных кранов на шлейфах.

Обвязка полнонапорного центробежного нагнетателя включа­ ет в себя краны: № 1,2 — отсекающие, № 6 — для выхода на стан­ ционное кольцо (на контур), № 4 — для заполнения контура, через него проводится продувка газом контура нагнетателя перезаполнением через свечу краном № 5. Перед выходным краном № 2 противопомпажным краном N° 6 устанавливают обратные клапаны.

Все краны нагнетателя имеют автоматическое управление, ди­ станционное и ручное.

Газ на собственные нужды отбирается в четырех точках: до крана № 20 (через кран № 1т), после крана № 20 (через кран № 4т),

атакже от выходного коллектора пылеуловителей (через кран № 2т)

ивходного коллектора АВО газа (через кран № Зт). После прохож­ дения через блок подготовки пускового и топливного газа (БТПГ) газ направляется к газоперекачивающим агрегатам.

Вузле подключения КС к магистральному газопроводу пре­ дусмотрен транзитный пропуск очистного устройства при откры­ том кране № 20. Продукты очистки газопровода направляют на узел сбора жидкости, который разработан в проекте линейной ча­ сти газопровода. В технологической схеме КС-19а предусмотрено сооружение следующих трубопроводов между узлами подключе­ ния КС и самой КС-19а:

1)два всасывающих шлейфа из труб £>у 1000 мм, протяжен­ ность 1-го шлейфа — 420 м, 2-го — 420 м;

2)два нагнетательных шлейфа из труб Dy 1000 мм, протяжен­ ность 3-го шлейфа — 415 м, 4-го — 420 м;

3)трубопровод к установке подготовки газа из труб Dy 80 мм, протяженностью 380 м.

Конденсатопровод из труб Dy300 мм, протяженностью 250 м. Защиту подземных трубопроводов от почвенной коррозии осуществляют путем покрытия наружной поверхности труб изо­

ляционной пленкой "Поликен 955-25" в два слоя.

251

Согласно СНиП 2.05.06-85* все трубопроводы отнесены к пер­ вой категории участков.

В связи с тем что трассы шлейфов частично проходят по обвод­ ненным землям, предусматривают закрепление их винтовыми ан­ кернымиустройствами с лопастью диаметром 300 ммтипа АЛ-4п-30.

Для предотвращения температурных подвижек мест подклю­ чения к магистральному газопроводу и к КС предусматривают дополнительно горизонтальные углы поворотов из крутоизогну­ тых отводов (45 °), выполняющих роль компенсаторов.

Трубопроводы к установке подготовки газа и импульсного газа укладывают в одной траншее со всасывающим шлейфом диа­ метром 1020 мм.

3.4.3. Технологическая схема газотурбинного компрессорного цеха с неполнонапорными центробежными нагнетателями

Принципиальная технологическая схема КС-17 приведена на рис. 3.21.

КС-17 состоит из одного цеха, подключенного к магистрально­ му газопроводу "Уренгой-Петровск", Dy= 1400 мм, рпр=75кгс/см 2. Газ высокого давления из магистральных газопроводов через входные шаровые краны № 7,7А [Dy1000 мм) узла подключения по всасывающим газопроводам-шлейфам поступает через входные коллекторы на батареи циклонных пылеуловителей (шесть пыле­ уловителей производительностью 20 млн. м3/сут каждый), где очи­ щается от механических и жидких примесей. После очистки газ попадает во всасывающий коллектор (Dy 1000 мм) газоперекачива­ ющих агрегатов, из которого направляется в два последовательно работающих нагнетателя восьми агрегатов ГПА-10 (из них два в резерве), где сжимается до проектного избыточого давления (75 кгс/см2). Компримированный газ под давлением 75 кгс/см2 поступает в нагнетательный коллектор (£)у 1000 мм) и далее по тру­ бопроводам (Dy 1000 мм) направляется к батарее из 12 аппаратов воздушного охлаждения газа. О х лаж д ен н ы й до 28 °С газ по выход­ ным шлейфам (Dy 1000 мм) направляется к узлу подключения, по­ падая через краны № 8, 8а в магистральный газопровод.

Перемычки между всасывающим и нагнетательным шлейфа­ ми с кранами № 6 ,6а, 66,6в образуют пусковой контур цеха, кото-

252

ЭЭ2

рый предназначен для работы агрегатов на кольцо перед нагруз­ кой и разгрузкой, а также для регулирования производительности перепуском газа со стороны нагнетания на прием цеха.

Сжатие газа осуществляется с помощью газоперекачивающих агрегатов ГПА-10 с нагнетателями типа 370-18-1.

Газ на собственные нужды отбирается в четырех точках: до крана № 20, после крана № 20, а также от входного и выходного шлейфа через краны № 105, 106 и 107, 108. После прохождения че­ рез блок подготовки пускового и топливного газа (БТПГ) газ на­ правляется к газоперекачивающим агрегатам. Импульсный газ после осушки в адсорберах подводят к крановым узлам.

Отличительная особенность использования полнонапорных центробежных нагнетателей с параллельной схемой их обвязки по сравнению с неполнонапорными нагнетателями с параллельно­ последовательной схемой их соединения: схема с полнонапорны­ ми ЦБН значительно проще в управлении из-за меньшего количе­ ства запорной арматуры; она позволяет использовать в работе лю­ бые из имеющихся в резерве агрегаты; отпадает необходимость в кранах № 3 и 3-бис, а также в режимных кранах № 51-66. Следует также отметить, что остановка одного агрегата в схеме с неполно­ напорными нагнетателями вызывает необходимость выводить на режим "кольцо" и второй агрегат.

3.4.4.Технологическая схема компрессорного цеха

сгазомотокомпрессорами

На рис. 3.22 приведена технологическая схема головной КС, оборудованной газомотокомпрессорами. Предусмотрены следую­ щие основные операции: газ по газопроводу 1 проходит пылеуло­ вители 2 и поступает во всасывающий коллектор 3. После сжатия компрессорами 4 газ направляется в нагнетательный коллектор 5, из которого при необходимости поступает в охладители газа 6 или, минуя их, на установку для замера количества газа 7 и далее в ма­ гистральный газопровод. Установленные на всасывающем и на­ гнетательном коллекторах маслоуловители в улавливают часть масла, уносимого газом из пылеуловителей и компрессорных машин.

Особенность схемы одноступенчатого сжатия на КС — парал­ лельное подключение всех компрессоров к всасывающим и нагне-

254

Рис. 3.22. Технологическая схема компрессорной станции, оборудованной поршневыми газомоторными компрессорами:

1— магистральный газопровод; 2 — пылеуловители; 3 — всасывающий кол­ лектор; 4 — газомотокомпрессоры; 5 — нагнетательный коллектор; 6 — ох­ ладители газа; 7 — установка замера количества газа; 8 — маслоуловители

тательным коллекторам, благодаря чему каждый из них может быть резервным.

3.5.СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ГАЗА

Втранспортируемом по магистральным газопроводам природ­ ном газе содержатся различного рода примеси: песок, сварной шлам, конденсат тяжелых углеводородов, вода, масло и т. д. Меха­ нические примеси попадают в газопровод как в процессе его стро­ ительства, так и при эксплуатации.

Наличие механических примесей и конденсата в газе приво­ дит к преждевременному износу трубопровода, запорной армату­ ры, рабочих колес нагнетателей и, как следствие, к снижению по­ казателей надежности и экономичности работы компрессорных станций и в целом газопровода.

Для предотвращения загрязнения и эрозии оборудования

итрубопроводов на входе газа на компрессорную станцию пре­

255

дусматривают установки очистки газа от твердых и жидких при­ месей.

Количество твердых и жидких примесей после установки очи­ стки не должно превышать допустимое по техническим условиям на газоперекачивающие агрегаты.

Очистка газа предусматривается, как правило, в одну ступень — в пылеуловителях. В соответствии с ОНТП-51-1-85 вторую ступень очистки газа — в фильтрах-сепараторах, как правило, следует пре­ дусматривать на отдельных компрессорных станциях в среднем через три —пять КС с преимущественным применением фильт­ ров-сепараторов после участков с повышенной вероятностью ава­ рий линейной части и (или) сложными условиями ее восстановле­ ния, а также после подводных переходов длиной более 500 м.

Аппараты и трубопроводы установки очистки газа должны иметь обогрев для предотвращения замерзания жидкости.

Количество аппаратов очистки газа следует определять по ха­ рактеристикам заводов-изготовителей таким образом, чтобы при отключении одного из аппаратов нагрузка на оставшиеся в работе не выходила за пределы их максимальной производительности, а при работе всех аппаратов — не выходила за пределы минималь­ ной производительности. При этом в любом режиме работы об­ щие потери давления на стороне всасывания не должны превы­ шать величин, приведенных в табл. 3.9.

Для равномерного распределения потоков между отдельными аппаратами предусматривают кольцевание трубопроводов на вхо­ де и выходе каждой ступени очистки. На каждой ступени очистки следует предусматривать замеры потерь давления.

Для отключения аппаратов установки очистки газа от общего коллектора предусматривают краны с ручным приводом, как пра­ вило, с червячным редуктором.

Технологическая обвязка аппаратов очистки газа предназна­ чена для:

обеспечения доступа к обслуживаемым элементам установки (арматуре, люкам-лазам, фланцам, указателям уровня, маномет­ рам и др.);

исключения попадания газа внутрь аппаратов при проведении в них осмотров, ревизий и ремонтных работ;

установки силовых заглушек при проведении гидравлических испытаний аппаратов.

256

Жидкие и твердые примеси из установки очистки, как прави­ ло, направляют в резервуар на узле сбора продуктов очистки газо­ провода. Трубопроводы сброса жидких и твердых примесей из пылеуловителей и фильтров-сепараторов прокладывают:

из труб с увеличенной на 30 — 50 % по сравнению с другими участками толщиной стен;

надземно в пределах площадки установки очистки газа и под­ земно — вне ее пределов;

сминимальным количеством поворотов;

степловой изоляцией и обогревом (надземные участки). Тройники и отводы должны быть защищены от эрозии (навар­

кой отбойных пластин и т. п.).

Для заполнения аппаратов перед пуском на трубопроводе вхо­ да газа в каждый аппарат очистки предусматривается обвод Dy50 мм с краном.

Взависимости от конкретных условий установка включает

всебя одну или две последовательные ступени очистки. В качестве первой ступени используют масляные и циклонные пылеуловите­ ли (табл. 3.10); в качестве второй ступени — фильтры-сепараторы.

Расчетная работоспособность установок очистки обеспечива­ ется при следующих условиях на входе:

содержание твердых примесей для одноступенчатой очистки — до 5 мг/м3, для двухступенчатой очистки — до 200 мг/м3;

содержание жидкой фазы (расчетная удельная плотность 0,7 —1,0 г/м3) для одноступенчатой очистки — до 1 г/м3, для двух­ ступенчатой очистки — до 5 г/м3.

Суммарная остаточная запыленность газа на выходе из уста­ новки не должна быть более 1 мг/м3, из них с частицами более 20 мкм — не более 0,15 мг/м3; наличие капельной влаги в газовом потоке на выходе из установки не допускается.

Число пылеуловителей и фильтров-сепараторов выбирают из

условия, чтобы при отключении одного аппарата для техобслужи­ вания и ремонта оставшиеся в работе обеспечивали необходимую степень очистки газа и находились в пределах их рабочей зоны.

Для отключения аппаратов используются краны с ручным приводом. Предохранительные клапаны на аппаратах не преду­ сматриваются.

Для равномерного распределения потоков между отдельными аппаратами осуществляют кольцевание шлейфов на входе уста-

257

9-1 -164

Внижней секции находятся контактные трубки 4, вваренные

вразделительную перегородку 5. В верхней секции имеется скрубберная насадка, состоящая из швеллерковых или жалюзий­ ных секций 8 с волнообразными профилями. Патрубки 7 и 10 слу­ жат для входа и выхода газа, патрубки 1 и 2 — для подачи и удале­ ния масла. Контроль уровня масла осуществляется указателем уровня 3. Внутренний осмотр и очистка аппарата при техобслужи­ вании осуществляется через люки-лазы 12.

Очищаемый газ, поступающий через входной патрубок 10, ме­

няет направление за счет отбойного щитка 9, при этом выпадают в масло наиболее крупные частички. Далее он поступает в контак­ тные трубки, ниже которых на уровне 25 — 30 мм находится жид­ кость; проходя через них газ увлекает жидкость, которая смачива­ ет частицы мехпримесей и промывает газ. В осадительной секции, формируемой перегородками 5 и б, скорость газа резко снижает­ ся, выпадающие при этом частицы пыли и жидкости по дренаж­ ным трубкам 11 стекают в нижнюю часть аппарата. Дальнейшее улавливание капель происходит на осадительной насадке 8 и они также дренируются в нижнюю часть. Загрязненную жидкость пе­ риодически удаляют из пылеуловителя, заменяя или дополняя све­ жее или очищенное масло через патрубки 7 и 2.

Недостатками масляных пылеуловителей являются: наличие по­ стоянного безвозвратного расхода масла, необходимость очистки масла, а также подогрева масла при зимних условиях эксплуатации.

В настоящее время на КС в качестве первой ступени очистки широко применяют циклонные пылеуловители, работающие на принципе использования инерционных сил для улавливания взве­ шенных частиц. Циклонные пылеуловители более просты в обслу­ живании, чем масляные. Однако эффективность очистки в них за­ висит от количества циклонов, а также от обеспечения эксплуата­ ционным персоналом работы этих пылеуловителей в соответствии с режимом, на который их проектируют. На рис. 3.24 показан гра­ фик зависимости производительности пылеуловителя при различ­ ных перепадах давления Ар на аппарате. Наибольшая очистка газа достигается при обеспечении работы этого пылеуловителя в зоне, ограниченной кривыми и Qmaxr а при выходе рабочей точки из этой зоны эффективность очистки резко падает.

Циклонный пылеуловитель (рис. 3.25) представляет собой со­ суд цилиндрической формы, рассчитанный на рабочее давление

260