Проектирование и эксплуатация насосных и компрессорных станций

счет установки резервуара (бака) на определенной высоте (случай водонапорной башни), либо за счет давления воздуха в резервуа­ ре, создаваемого воздушным компрессором (случай пневматиче­ ской установки). Пневматические установки (водо-воздушные баки) применяют редко из-за больших эксплуатационных затрат. Их использование может быть целесообразным при малых расхо­ дах воды (до 10 м3/ч), например на КС магистральных газопрово­ дов. Устройство водонапорной башни показано на рис. 5.2, схема пневматической установки приведена на рис. 5.3.

Водонапорная башня состоит из водонапорного бака, поддер­ живающей его конструкции (ствола), отепляющего шатра вокруг бака, подводящих и отводящих трубопроводов, регулирующей ап­ паратуры и сигнализации. Вода в бак подается по трубе 10, которая заканчивается на уровне наибольшего наполнения. Для пре­ дотвращения перелива водонапорного бака на конце наполнитель­ ного трубопровода 10 установлен клапан 2, который перекрывает трубопровод при достижении водой максимального уровня.

Рис. 5.2. Схема водонапорной башни

351

Рис. 5.3. Схема пневматической установки

Вода из бака расходуется по тому же трубопроводу 10, называ­ емому подающе-разводящим. Но если при закачке воды в бак вода попадает в верхнюю часть емкости, то при отборе воду забирают из нижней части резервуара. Для этого трубопровод 10 соединен с трубопроводом 7, в котором установлен обратный клапан 8, а на конце специальная сетка 1. Для ремонта водонапорного бака или аппаратуры, а также для отключения от сети служит задвижка И. Если плохо работает клапан 2, то для избежания перелива воды

вбаке предназначена переливная труба 9 с воронкой 3. К перелив­ ной трубе 9 подсоединена сливная труба 4 с задвижкой 5. Сливная труба служит для периодической промывки водонапорного бака и удаления осадка, скапливающегося на дне бака. Уровень воды

вводонапорной башне контролируется уровнемером. Он может быть соединен с системой включения и выключения насосных аг­ регатов в зависимости от положения уровня воды в баке. На тру­ бопроводах 10 и 9 устанавливают компенсаторы для снятия темпе­ ратурных деформаций.

Пневматическая установка состоит из следующих основных элементов: двух герметических резервуаров — воздушного 1и во­ дяного 6, соединенных между собой перепускным трубопроводом 3 с вентилем 4. Для наполнения резервуара 1воздухом установлен компрессор 2. Вода подается в резервуар через задвижку 8 по тру-

352

ния; приема и хранения воды от НС первого подъема. Резервуары для хранения воды обычно строят железобетонными.

Типовой узел водопроводных сооружений, применяемых на головных и промежуточных станциях с резервуарным парком, по­ казан на рис. 5.4.

Типовой узел водопроводных сооружений на промежуточных станциях, не имеющих резервуарных парков, показан на рис. 5.5.

Рис. 5.5. Узел водопроводных сооружений площадки перекачивающей станции, не имеющей резервуарного парка:

1 — хозяйственно-производственные насосы; 2 — пожарный насос; 3 — погружной насос; 4 — запасной резервуар для воды; 5 — водо-воздушный бак; 6 — ресивер; 7 — труба от артезианской скважины № 2;fl — труба от артезианской скважины к запасному резервуару; 9 — труба от запасного резервуара к хозяйственно-производственным насосам; 10 — труба от за­ пасного резервуара к пожарномунасосу; 11— напорнаятруба в сеть перекачи­ вающей станции; 12— сжатый воздух; 13— сброс от артезианской скважины; 14 — электрощит; 15 — стояк укосины с талью для подъема обсадных труб

354

5.1.2. Источники водоснабжения и водозаборные сооружения

Большинство нефтеперекачивающих и компрессорных стан­ ций обеспечивают водой из подземных источников. В этом случае в качестве водозаборного сооружения чаще всего используют трубчатые буровые колодцы или скважины (рис. 5.6).

Нередко встречаются термины: артезианская скважина, арте­ зианский насос и т. д. Термин "артезианский" происходит от на­ звания французской провинции Артуа, где начали пользоваться такими сооружениями и устройствами.

В зависимости от типа применяемого насоса оборудование скважин представлено на рис. 5.7.

Рис. 5.6. Водозаборная скважина:

1 — фильтр скважины; 2 — эксплуатационная колонна труб; 3 — колонна обсадных труб; 4 — кондуктор; 5 — цементный или глиняный замок; 6 — устье скважины (оголовок); 7 — павильон (шатер); 8 — насосные (водоподъемные) трубы; 9 — насос с погружным электродвигателем; 10 — отстой­ ник; 11 — статический уровень грунтовых вод; 12 — водоносный слой

355

Рис. 5.7. Оборудование скважин насосами:

а и б — насосная установка с трансмиссионным валом и погружным элект­ родвигателем соответственно; в — схема оборудования скважины горизон­ тальным центробежным насосом; 1— насос; 2 — водоподъемный трубопро­ вод; 3 — опорное колено; 4 — пята привода; 5 — электродвигатель; 6 — манометр; 7 — задвижка; 8 — вакуумметр; 9 — приемный клапан

При использовании подземных вод следует, как правило, про­ ектировать не менее двух скважин, причем каждая скважина дол­ жна давать не менее 100 % расчетного расхода воды. При макси­ мальном расходе воды на хозяйственно-питьевые нужды не более 10 м3/ч допускается предусматривать одну скважину. В этом слу­ чае в резервуаре насосной станции второго подъема кроме проти­ вопожарного запаса воды дополнительно должен храниться ше­ стичасовой запас воды на хозяйственно-питьевые и производ­ ственные нужды и один резервный насос на складе.

Если забор воды осуществляется из мелкозернистых и пыле­ ватых пород, то количество скважин должно быть не менее двух.

Для забора воды из поверхностных источников используют береговые водоприемные сооружения раздельного и совмещен­ ного типа, русловые водозаборники.

356

При расположении перекачивающей станции в пределах го­ рода или вблизи промышленного предприятия можно использо­ вать существующий водопровод, что должно быть обосновано оценкой его мощности и качества воды.

Выбор источника водоснабжения определяется технико-эко­ номическими показателями и качеством воды.

5.1.3. Противопожарное водоснабжение

На перекачивающих станциях (особенно с резервуарным пар­ ком) самой мощной является противопожарная система водоснаб­ жения, характеризуемая значительными расходами и напорами воды, что приводит к необходимости проектировать отдельные противопожарные системы. По технико-экономическим сообра­ жениям противопожарные водопроводы могут быть объединены

схозяйственно-питьевыми и производственными водопроводами.

Врезервуарных парках НПС, на отдельно стоящих резервуа­ рах для нефтепродуктов компрессорных станций, в зданиях и по­ мещениях, в воздухе которых могут содержаться углеводороды, предусматривают системы пенного пожаротушения и водяного охлаждения. Тушение пожаров водой допускается только на объектах, не содержащих углеводороды. Так, например, если тушить пожар в резервуаре с нефтепродуктом водой, то она как

более плотная, опускается на днище резервуара, не изолируя очаг горения от кислорода атмосферы.

Пожаротушение в резервуарных парках производят воздуш­ но-механической пеной, получаемой с помощью пеногенераторов, средней и низкой кратности (соотношение объемов раствора пенообразователя и получаемой пены 1 : 70 и менее, т. е. 1 : 60, 1 :50 и т. д.). Огнетушители с химической пеной применяют в зданиях и отдельных помещениях при малых пожарах.

Противопожарные трубопроводы подразделяют на растворопроводы для подачи раствора пенообразователя в воде и водо­ проводы для подачи воды на охлаждение резервуаров. Они, как правило, должны быть кольцевыми. Тупиковые сети допускаются при длине тупиковых линий не более 200 м.

Конечным элементом растворопровода является пеногенератор, который устанавливают стационарно на резервуаре, в насос-

357

12-2-164

ном или компрессорном цехе и т. д. В пеногенераторе воздушно­ механическая пена образуется при дроблении на сетке струи ра­ створа пенообразователя, выходящей под напором из сопла, который находится на некотором расстоянии от сетки. Установка пеногенератора в верхнем поясе резервуара показана на рис. 5.8.

Для забора воды из противопожарного водопровода, который прокладывается подземно, используют пожарный гидрант и по­ жарную колонку (стендер). Гидрант установлен стационарно на трубопроводе, а стендер привозят и наворачивают на гидрант, обеспечивая открытие клапана гидранта и подсоединение пожар­ ных рукавов. Устройство пожарных гидранта и колонки показано на рис. 5.9, 5.10 соответственно.

Для увеличения полезного объема резервуара пеногенераторы устанавливают по нижнему краю его крыши.

Рис. 5.8. Схема установки генератора на резервуаре:

1— резервуар; 2 — труба; 3 — площадка для обслуживания генератора; 4 — фланец; 5 — уголок; 6 — генератор; 7 — короб с герметичным затвором

358

вития пожара, поскольку пену вводят в холодный нижний слой нефти в резервуаре.

СПТ представляет собой протяженную линию растворо- и пенопроводов со специальным оборудованием для получения и пода­ чи пены внутрь резервуара. В системе СПТ используют следую­ щее оборудование:

высоконапорные пеногенераторы (ВПГ) с соединительными фланцами и полугайками;

системы задвижек до и после обвалования; обратные клапаны;

пакеты с калиброванной разрывной мембраной внутри или снаружи резервуара;

внутреннюю разводку пенопровода с пенными насадками.

5.2.ВОДООТВЕДЕНИЕ

Врезультате использования воды на различные нужды на пло­ щадках НПС и КС образуется загрязненная вода, которую нужно собрать и отвести на очистку перед сбросом в естественные водо­ емы и водотоки. Эта вода поступает с нескольких объектов стан­ ции и стекается по трубам и непосредственно по территории чаще всего самотеком к очистным сооружениям, и поэтому ее называ­ ют сточной водой (сточными водами) или стоками.

При эксплуатации перекачивающих станций образуются сле­ дующие виды сточных вод:

производственные — в резервуарных парках, на сливно-на­ ливных эстакадах, в насосных, лабораториях ит.д.;

дождевые (атмосферные) — с территории промплощадок и обвалований;

бытовые — от хозяйственно-бытовых помещений, санузлов, душевых установок и т. п.

В данном разделе будут рассмотрены только нефтесодержа­ щие сточные воды: производственные и дождевые.

Производственные сточные воды (ПСВ) включают в себя не­ сколько разновидностей нефтесодержащих стоков.

Отстойные (подтоварные) воды поступают из резервуаров, где они образуются в результате отстаивания обводненных неф­ тей и нефтепродуктов.

360