Проектирование и эксплуатация насосных и компрессорных станций

Блок БТПГ работает следующим образом:

Газ высокого давления (3,5 — 7,5 МПа) проходит через расходо­ мерную диафрагму, соединенную трубками с блоком датчиков за­ мера расхода газа, в котором установлен сильфонный дифманомстр ДСС-734, производящий замер расхода газа, поступающего на вход БТПГ.

Температуру газа на входе замеряют термосопротивлением ТСМ-507 И.После диафрагмы расходомерный газ распределяется на два потока: часть газа поступает в подогреватель, откуда подо­ гретый газ поступает на вход линии топливного газа блока редуци­ рования, а часть газа поступает непосредственно на вход линии пускового газа блока редуцирования.

Узел редуцирования топливного газа состоит из двух редуци­ рующих ниток: верхней и нижней. Редуцирующие нитки равно­ ценны как по составляющему их оборудованию, так и по пропуск­ ной способности.

Перед редуцированием газ очищается от механических при­ месей в фильтрах. Фильтрующим элементом является металличе­ ская сетка.

Между фильтрами и регуляторами давления газа установлены компенсаторы для облегчения разборки при проведении ремонт­ ных или профилактических работ на регуляторах.

Очищенный газ высокого давления поступает на вход регуля­ торов давления газа РДУ 80-01, в которых высокое давление газа Рвх= 3,5 —7,5 МПа снижается до рвых= 2,5 МПа. Регуляторы давле­ ния (РД) на каждой редуцирующей нитке настроены на одно и то же выходное давление.

После блока редуцирования топливный газ проходит через расходомерную диафрагму, связанную трубками с блоком датчи­ ков замера расхода газа.

Узел редуцирования пускового газа состоит из двух ниток: верхней и нижней. На входе нижней нитки установлен кран с пневмоприводом, управление которым осуществляется с помо­ щью блока БУЭП35 вручную по месту или дистанционно. Перед редуцированием газ очищается от механических примесей в фильтре, откуда газ поступает на вход регулятора давления РДУ 80-01 32, где высокое давление газа рвх= 3,5 —7,5 МПа снижа­ ется до Рвых=2,5 МПа. На входе верхней редуцирующей нитки уста­ новлен кран с ручным приводом и регулятор давления РДУ80-0131.

281

На обеих нитках перед РД установлены компенсаторыдля об­ легченияразборки припроведении ревизии и ремонтныхработ.

Защиталиний пускового и топливногогаза отповышениядав­ ленияосуществляется предохранительнымиклапанами.

Контрольза режимомработыосновныхузлов осуществляется с помощью датчиков, расположенных в блоках электроконтакгннт манометров, манометрических термометров и термометров

fOI IДМ->1М ИИРНИ1-

Систему подготовки импульсного газа также можно выпол­ нятьблочнов виде узла подготовки импульсного газа (УПИГ).

В состав УПИГ входит следующее оборудование: фильтрысепараторы, адсорберы, огневой подогреватель, газовый ресивер, запорная арматура, контрольно-измерительные приборы, трубо­ проводыи гибкие резиновыешланги

Фильтры-сепараторы предназначеныдля очистки импульсно­ го газа отмеханических примесей и влаги Адсорберы предназна­ ченыдля осушки импульсного газа путем поглощения воды, нахо­ дящейся в газе. Поглощение осуществляется адсорбентом, нахо­ дящимся в полости адсорберов. На компрессорной станции для осушки импульсногогаза в качестве адсорбенташирокоприменя­ ется гранулированный мелкопористый силикагель марки КСМ (ГОСТ 3966—54), который в зависимости от относительной влаж­ ностигаза поглощаетводяныхпаров притемпературе20 ®С от9 до 35% отсобственноговеса, чтоспособствуетпонижениюточкиросы газа на50—60 °С Из-за недостаточной степени очистки и осушки импульсного газа возможно заедание и обмерзание исполнитель­ ныхоргановпринизкихтемпературахнаружного воздуха.

Как правило, из двух адсорберов в рабочем режиме поглоще­ ния влаги находится один. Другой адсорбер находится в режиме восстановления адсорбента. Восстановление осуществляется пу­ тем пропускания части подогретого до высокой температуры газа (около 300 ®С) через увлажненный адсорбент. Дело в том, что при достижении предельной влажности, силикагель теряет способ­ ностьдальнейшего поглощения влаги и для возобновления его ад­ сорбционных свойств через него пропускаютгорячийтеплоноситель. Осушку силикагеля прп н г^ят г^и н pai R 7 —3 месяца.Для по-

При эксплуатации УПИГ с помощью котрпАци^ т м у ш рдь-

ных приборов осуществляется контроль за давлением и темпера­ турой газа, его расходом и точкой росы, которая должна состав­ лять —25 °С.

После УПИГ газ поступает ко всем общестанционным кранам на узел подключения, режимным и агрегатным кранам, а также на низкую сторону к кранам топливного и пускового газа.

3.8.СИСТЕМА МАСЛОСНАБЖЕНИЯ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ

ИГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ

Система маслоснабжения компрессорной станции включает в себя две маслосистемы: общецеховую и агрегатную.

Общецеховая маслосистема (рис. 3.32) предназначена для приема, хранения и предварительной очистки масла перед пода­ чей его в расходную емкость цеха. Эта система включает в себя: склад ГСМ 1и помещение маслорегенерации 3. На складе имеют­ ся в наличии емкости 2 для чистого и отработанного масла. Объем емкостей для чистого масла подбирают исходя из обеспечения ра­ боты агрегатов сроком не менее 3 месяцев. В помещении склада ГСМ устанавливают емкость для регенерированного масла и ем­ кость для отработанного масла, установку для очистки масла типа ПСМ-3000-1, насосы для подачи масла к потребителям, а также си­ стему маслопроводов с арматурой.

После подготовки масла на складе ГСМ и проверки его каче­ ства подготовленное масло поступает в расходную емкость. Объем расходной емкости выбирается равным объему маслосистемы ГПА, плюс 20 % для подпитки работающих агрегатов. Эта расход­ ная емкость, оборудованная замерной линейкой, используется для заправки агрегатов маслом. Для газотурбинных ГПА применяется масло марки ТП-22С или ТП-22Б. Для организации движения мас­ ла между складом ГСМ и расходной емкостью, а также для подачи к ГПА чистого масла и откачки из него отработанного масла их со­ единяют с помощью маслопроводов. Эта система должна обеспе­ чивать следующие возможности в подаче масла:

подачу чистого масла из расходного маслобака в маслобак ГПА, при этом линия чистого масла не должна соединяться с лини­ ей отработанного масла;

подачу отработанного масла из ГПА только в емкость отрабо-

283

to

00

.u-

Рис. 3.32. Общецеховая маслосистема:

1— склад ГСМ; 2 — емкости масляные; 3 — помещение маслорегенерации; 4 — газоперекачивающие агрегаты; 5 — маслобак ГПА; 6 — маслопроводы; 7 — аварийная емкость

тайного масла; аварийный слив и перелив масла из маслобака ГПА в аварий­

ную емкость. Для аварийного слива необходимо использовать электроприводные задвижки, включаемые в работу в автомати­ ческом режиме, например при пожаре.

На рис. 3.33 приведена схема маслосистемы для агрегата ГТК-25И фирмы "Нуово-Пиньоне", которая включает в себя: сма­ зочную систему, систему управления и гидравлическую систему, обеспечивающую подачу масла высокого давления на привод сто­ порного и регулирующего клапанов топливного газа, узла управ­ ления поворотными сопловыми лопатками ТНД, а также подачу масла в систему уплотнения центробежного нагнетателя.

Система смазки ГПА включает в себя три масляных насоса 6 (главный, вспомогательный и аварийный), маслобак 1 с напорны­ ми и сливными трубопроводами 9, предохранительный клапан 7, охладитель масла 2, два основных фильтра со сменными фильтру-

В систему

Рис. 3.33. Система смазки ГТК-25И:

1 — маслобак; 2 — охладитель масла; 3 — фильтры масляные; 4 — фильтры масляные муфт; 5 — регулятор давления; 6 — маслонасосы; 7— предохрани­ тельный клапан; 8 — подогреватель; 9 — маслопроводы

285

ющими элементами 3, электрический подогреватель 8, датчики давления, температуры и указателей уровня масла.

Работа смазочной системы осуществляется следующим обра­ зом: после включения вспомогательного масляного насоса масло под давлением начинает поступать из маслобака 1 в нагнетатель­ ные линии. Основной поток масла поступает к маслоохладителям 2, откуда после охлаждения оно подается к основным масляным фильтрам 3. Дифманометр, установленный на фильтрах, указывая на перепад давления до и после фильтров, характеризует степень их загрязнения. При достижении перепада давления масла на уровне примерно 0,8 МПа происходит переключение работы на резервный фильтр: фильтрующие элементы на работающем фильтре заменяют.

Очищенное масло после фильтров поступает на регуляторы давления 5, которые обеспечивают подачу масла на подшипники и соединительные муфты "турбина — редуктор" и "турбина — на­ гнетатель" с необходимым давлением.

Из подшипников масло по сливным трубопроводам поступает обратно в маслобак 1. Термосопротивления, установленные на сливных трубопроводах, позволяют контролировать температуру подшипников турбоагрегата и центробежного нагнетателя.

Количество масла в баке контролируют при помощи специаль­ ного уровнемера, соединенного с микровыключателем датчика минимального и максимального уровня. Сигналы датчика введены в предупредительную сигнализацию агрегатной автоматики. Кон­ троль за уровнем масла в маслобаке осуществляют и визуально с помощью уровнемерной линейки, установленной на маслобаке.

Для предотвращения утечек газа из нагнетателя в помещение компрессорной станции через опорно-уплотнительный подшип­ ник, а также для смазки подшипников нагнетатель снабжен масля­ ной системой уплотнения (рис. 3.34).

Работа системы уплотнения центробежного нагнетателя осно­ вана на использовании принципа гидравлического затвора, обес­ печивающего поддержание постоянного давления масла, на 0,1 — 0,3 МПа превышающего давление перекачиваемого газа.

Система уплотнения состоит из винтовых насосов 1, регулято­ ра перепада газ —масло 8, поплавковой камеры 13, аккумулятора масла 5, газоотделителя 11, одновременно служащего гидрозатво­ ром переключателя 2, инжектора с клапаном 12 и системы масло-

286

2

10

Рис. 3.34. Схема системы уплотнения центробежного нагнетателя

проводов. Масло забирается из бака 10 винтовыми насосами 1. Да­ лее через фильтр 2 масло поступает в аккумулятор масла 5 и на­ правляется в камеры уплотнений нагнетателя 6, откуда через регу­ лятор перепада давления 8 сливается в бак-дегазатор. Давление в камере уплотнений должно превышать рабочее давление газа на 0,02 — 0,04 МПа. Для улавливания масла, протекающего через уп­ лотнения, имеется промежуточная камера, расположенная между камерой всасывания нагнетателя и камерой уплотнения. Поплав­ ковая камера 13, куда сливается масло, снабжена регулятором уровня. При превышении уровня избыток сливается в бак-дегаза­ тор с помощью инжектора, работающего под давлением напора масла винтовых насосов 1. После дегазации масло сливается в от­ сек главного масляного бака 10, который снабжен эксгаустером 9 для отсасывания выделившегося газа и выброса его в атмосферу через свечу. В случае выхода из строя насосов или трубопровода высокого давления предусмотрена установка верхнего бака 5 на высоте 2,5 м от оси нагнетателя. При нормальной работе бак пол­ ностью заполнен, в случае аварийной ситуации при падении давле­ ния обратные клапаны 3 отсекают бак от масла системы. Масло будет поступать на уплотнение с избытком давления, пропорциональным высоте масляного бака над осью нагнетателя (р = 0,02 МПа).

Одним из важнейших элементов системы уплотнений являют­ ся масляные уплотнения. Различают в основном два типа уплотне-

287

ний: щелевые и торцевые. О качестве работы системы уплотнений судят по интенсивности поступления масла в поплавковую каме­ ру. Быстрое ее заполнение маслом при закрытом сливе свидетель­ ствует о повышенном расходе масла через уплотнения.

На компрессорных станциях для очистки турбинного масла применяются маслоочистительные машины типов ПСМ-1-3000, СМ-1-3000, НСМ-2, НСМ-3, СМ-1,5, которые могут работать в за­ висимости от степени загрязнения масла как по схеме очистки, так и по схеме осветления регенерируемого масла.

На современных компрессорных станциях используются сис­ темы охлаждения масла на базе аппаратов воздушного охлажде­ ния (АВО масла).

В системах АВО масла используют схемы с непосредственным охлаждением масла и схемы с использованием промежуточного теплоносителя. Как правило, схемы с использованием промежу­ точного теплоносителя применяются на установках импортного производства типов: ГТК-25И и ГТК-10И,

На КС широкое применение нашли аппараты отечественного и импортного производства типов АВГ, ЛФ, ПХ и ТЛФ с высоким оребрением трубок. Внутри трубок для увеличения теплоотдачи установлены турболизаторы потока.

Конструктивное исполнение таких аппаратов представлено на рис. 3.35. Секции аппаратов 3 состоят из горизонтально располо-

Рис. 3.35. Аппарат воздушного охлаждения типа ЛФ

288

женных элементов охлаждения 4, которые смонтированы совме­ стно с жалюзным механизмом 5 на стальной опорной конструк­ ции 6. Охладительные элементы 4 имеют в трубном пространстве два хода по маслу. Подвод и отвод масла к охладительным элемен­ там осуществляется по трубам 8. Над охладительной секцией 4 для прокачки воздуха установлены два вентилятора 2.

Как правило, все ГПА к системам АВО масла имеют электро­ подогреватели 7, которые используются для предварительного по­ догрева масла до 25 — 30 °С перед пуском агрегата в работу. Подо­ грев масла в охладительной секции необходим также для пред­ отвращения выхода из строя трубной доски, которая из-за повы­ шенного сопротивления может деформироваться, в результате в месте стыковки ее с секцией появляется утечка масла.

Перепад температур масла на входе и выходе ГПА, как прави­ ло, достигает величины 15 — 25 °С. Температура масла на сливе после подшипников должна составлять 65 —75 °С. При температу­ рах масла ниже 45 °С происходит срыв масляного клина и агрегат начинает работать неустойчиво. При температуре выше 85 °С сра­ батывает защита агрегата по высокой температуре масла.

3.9. ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДАИ КОЛИЧЕСТВАПРИРОДНОГО ГАЗА

Производительность является основным параметром, точ­ ность и надежность измерения которого определяет многие про­ изводственные, технические и экономические характеристики работы компрессорной станции. Точные измерения расхода газа лежат в основе системы учета и планирования доставок газа. Зна­ ние расхода топливного газа, затраченного на компримирование транспортируемого газа агрегатами компрессорного цеха при из­ вестной его производительности, позволяет оптимизировать заг­ рузку как отдельных ГПА, так и компрессорной станции в целом.

В нашей стране и за рубежом разработаны и выпускаются различные типы расходомеров для газа.

По принципу контактирования с рабочей средой различают контактные и неконтактные методы измерения производительно­ сти газопровода или расхода газа. К первым относят расходомеры переменного перепада давления с сужающими устройствами раз­ нообразного типа, расходомеры постоянного перепада давления

289

10- 1 -1 6 4

(ротаметры, поршневые, поплавковые), турбинные и гидродина­ мические расходомеры с использованием метода контрольных ме­ ток и др.; ко вторым — расходомеры на электромагнитном, ультра­ звуковом принципах действия, основанные на резонансе и др. Изза электрохимических процессов в потоке жидкости, различных помех, непостоянства напряжения питания и т. д. расходомеры на неконтактном принципе действия для чистого газа имеют боль­ шую погрешность, чем контактные.

Внастоящее время основным методом измерения расхода

иколичества природного газа на объектах его добычи, траспортировки и переработки является метод переменного перепада давле­ ния на сужающих устройствах, в качестве которых используют измерительные диафрагмы и сопла.

Метод переменного перепада давления основан на создании

иизмерении перепада давления на сужающем устройстве (сопле, диафрагме), установленном в измерительном трубопроводе, при протекании потока газа через это устройство. Перепад давления, по которому судят о расходе газа, измеряют с помощью диффе­ ренциальных манометров (дифманометров) — жидкостных, мемб­ ранных, сильфонных и др. — с механическими отсчетными уст­ ройствами или электрическими выходными сигналами.

Перепад давления на сужающем устройстве Ар зависит от рас­ хода газа и пропорционален его квадрату, т. е.

где с — постоянный коэффициент для данного расходомера.

Расчет сужающих устройств производят в соответствии с "Прави­ лами измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужаю­ щими устройствами. РД 50-213-80". Для расчета расхода газа реко­ мендуется формула

290