Проектирование и эксплуатация насосных и компрессорных станций

ней зоны и механическая из нижней зоны с кратностью 8 обменов в час (периодического действия), приточная вентиляция — есте­ ственная. При площади камер до 3 м2 и глубине 1,5 м допускается устройство вентиляции через шахты с дефлекторами.

Во всех помещениях объектов транспорта нефти и нефтепро­ дуктов, заглубленных на 0,5 м и более ниже уровня спланирован­ ной поверхности земли, при наличии взрывоопасных газов и па­ ров плотностью более 0,8 по отношению к воздуху проектируют механическую вытяжку из нижней зоны не менее трехкратного воздухообмена в час по объему наземной и заглубленной частей с установкой вентиляционного агрегата во взрывобезопасном ис­ полнении выше уровня земли.

Для приямков глубиной более 0,5 м, расположенных в поме­ щениях или на участках с производствами категорий А, Б или Е, в которых обращаются горючие газы или пары плотностью более 0,8 по отношению к воздуху или легко воспламеняющиеся или го­ рючие жидкости, следует предусматривать приточную или вытяж­ ную вентиляцию с механическим побуждением кратностью не ме­ нее 20 воздухообменов в час.

В помещениях или на участках с производствами, в которых обращаются газы или пары плотностью 0,8 и менее по отношению к воздуху, для приямков глубиной 1 м и менее допускается венти­ ляцию не предусматривать.

Разрежение не следует предусматривать в тех случаях, когда примыкающие помещения не имеют дверных и других проемов.

Приемные отверстия (проемы) для наружного воздуха систем с механическим побуждением размещают на высоте не менее 2 м, а при размещении их в зеленой зоне — не менее 1 м от уровня зем­ ли до низа проема.

Подачу приточного воздуха в производственные помещения при естественной вентиляции предусматривают для теплого пери­ ода года на высоте не менее 0,3 м, но не выше 1,8 м, а для холодного периода года — не менее 4 м от уровня пола или рабочей площадки до низа вентиляционных проемов.

Для этого должны быть предусмотрены открываемые проемы в окнах (фрамуги, жалюзи и др.), обоснованные расчетом для по­ дачи воздуха на указанных уровнях, но площадью не менее 20 % общей площади световых проемов.

Независимо от плотности выделяющихся вредных и взрыво­

391

опасных газов при расчете количества воздуха, удаляемого из нижней зоны, учитывается работа местных отсосов на уровне до 2 м от пола и работа общеобменной вентиляции в проемы систе­ мы, расположенных на уровне 0,3 м от пола. Удаление из верхней зоны должно производиться не ниже 0,4 м от перекрытия (считая от верхнего края проема или отверстия) в размере не менее одно­ кратного воздухообмена в час.

Выброс воздуха в атмосферу под действием естественного (гравитационного) давления или избыточного давления в помеще­ нии, создаваемого системами вентиляции с механическим побуж­ дением, следует предусматривать через открывающиеся проемы окон и фонарей, дефлекторы и шахты, обеспечивающие устойчи­ вую вытяжку независимо от направления и силы ветра, исключая случаи, для которых технико-экономические расчеты подтвержда­ ют целесообразность применения вытяжки воздуха системами с механическим побуждением (крышными вентиляторами). Шах­ ты, дефлекторы и крышные вентиляторы при необходимости про­ ектируют с регулирующими клапанами с приводом, обеспечиваю­ щим управление из рабочей зоны.

Шахты и трубы для выброса воздуха в атмосферу системами местных отсосов от оборудования и воздуха общеобменной вы­ тяжной вентиляции, содержащего взрывоопасные или вредные вещества, как правило, проектируют с учетом беспрепятственного выброса воздуха вертикально вверх (без установки зонтов идр.).

Впомещениях объектов транспорта газа, где плотность газовыделений меньше по отношению к плотности воздуха в рабочей зоне, 2/3 объема воздуха удаляется из верхней зоны, т. е. выше 2 м от пола, причем из этого количества не менее объема однократно­ го воздухообмена за 1 ч — непосредственно под покрытием или перекрытием помещения (не ниже 0,4 м от них, считая от верхнего края приемника или отверстия); 1/3 объема — из нижней зоны че­ рез воздухоприемники, расположенные на уровне 0,3 м от пола.

На компрессорных станциях, компримирующих газ, содержа­ щий сероводород, должна быть устроена (преимущественно

внижней зоне) механическая общеобменная вентиляция, а в не­ обходимых случаях — и местная вентиляция непосредственно у очага выделения вредностей.

Вмашинных залах газовых турбин и электродвигателей

392

в нормальном исполнении, располагаемых за разделительной сте­ ной, следует предусматривать создание избыточного давления с подачей воздуха в размере не менее однократного воздухообме­ на в час. При наличии в этих залах значительных тепловыделений необходимо предусматривать аэрацию и поэтому подпор в них де­ лать не следует, но в смежном взрывоопасном помещении в этом слу­ чае вытяжка должна быть больше притока на 5 % производительно­ сти вытяжных систем, но не менее однократного воздухообмена.

Взаимное расположение вытяжных и воздухозаборных шахт должно исключать засасывание загрязненного воздуха. Прием­ ные устройства для наружного воздуха следует размещать в мес­ тах, где исключена возможность или предусмотрена защита от по­ падания в них искр, горючих газов и паров.

Например, на компрессорных станциях место забора приточ­ ного воздуха должно быть расположено со стороны воздушных фильтров на расстоянии не менее 16 м от выхлопных труб.

Для электрощитовых, расположенных смежно со взрыво- и пожароопасными помещениями, следует проектировать приточ­ ную вентиляцию с избыточным давлением порядка 10 Па, а для ка­ мер трансформаторных подстанций — приточную вентиляцию с пятикратным воздухообменом. При этом нужно предусматри­ вать две вентиляционные установки или одну с резервным венти­ лятором.

Вентиляционные установки производственных помещений должны работать по схемам автоматического управления и резер­ вирования.

Вентиляционные системы работают во все часы работы цеха в соответствии с графиком для каждого рабочего помещения, эффективность должна соответствовать указанной в приемо-сда­ точном акте. Необходимо периодически производить проверку эффективности системы и устранять обнаруженные дефекты.

В случае возникновения пожара в производственном помеще­ нии вентиляционную систему необходимо отключать.

При невозможности естественного проветривания бытовых помещений следует устраивать принудительную вентиляцию.

Общеобменную вентиляцию включают до начала работы.

393

13-3-164

5.5. ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ

Бесперебойное энергоснабжение (электроснабжение) пере­ качивающих станций — первоочередное условие их надежной ра­ боты в системе магистральных трубопроводов.

Существуют три категории потребителей электроэнергии. Компрессорные и головные нефтеперекачивающие станции маги­ стральных трубопроводов в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) являются потребителями категории I. Их необходимо обеспечивать электроэнергией от двух взаимно неза­ висимых резервирующих источников питания. Перерыв в их электроснабжении при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустим лишь на время автоматического восстановления питания. Исключением являются КС на подзем­ ных хранилищах газа и промежуточные НПС для одного нефте­ провода. Это потребители категории II, которые обеспечивают электроэнергией, как и потребителей категории I, но при наруше­ нии электроснабжения от одного из источников питания допусти­ мы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выезд­ ной оперативной бригадой (но не более 1 сут).

Электроснабжение компрессорных станций, мощность кото­ рых достигает 100 МВт и более, осуществляют от энергосистемы при помощи воздушных линий электропередачи напряжением 110 или 220 кВ. К КС подводят две линии, проложенные на отдельных опорах и питающиеся от разных независящих друг от друга сек­ ций распределительного устройства или от различных распреде­ лительных устройств энергосистемы. Потребители компрессор­ ной станции получают электроэнергию от понизительной под­ станции напряжением 110 или 220 кВ, сооружаемой вблизи КС.

Понизительные подстанции КС сооружают двух типов: тупи­ кового и районного.

Подстанция тупикового типа, схема которой приведена на рис. 5.23, рассчитана в основном на электроснабжение потребите­ лей компрессорной станции и эксплуатируется персоналом КС. Закрытое распределительное устройство (ЗРУ) низшего напряже­ ние ЗРУ-6(10) кВ подстанции имеет только ячейки, необходимые для питания потребителей КС. Зачастую блок щитов управления ту­ пиковой подстанции совмещают с главным щитом управления КС.

394

Рис. 5.23.Принципиальная схема подстанции тупикового типа:

В Л —воздушнаялинияэлектропередачи; I, II—секциишинопроводов; Тр — понизительныйтрансформатор; ТН —трансформаторнапряжения

Подстанция районного типа рассчитана на нагрузки не только КС, но и других потребителей данной местности (района). На рай­ онной подстанции закрытое распределительное устройство ЗРУ-6(10) кВ разделяют на две части: устройство подстанции,

скоторым совмещен блок щитов управления подстанции, и уст­ ройство, в котором расположены только секции шин и ячейки для нужд КС. Первое закрытое распределительное устройство вместе

соткрытой частью подстанции эксплуатируется персоналом энер­ госистемы, а второе — персоналом КС.

На подстанции тупикового типа (рис. 5.23) открытое распреде­ лительное устройство (ОРУ) должно иметь два ввода 110 или 220 кВ и две секции шин этого напряжения, соединяемых выклю­ чателем. На подстанции необходимо устанавливать не менее двух трансформаторов напряжением 110(220)/6(10) кВ, обеспечиваю­ щих номинальную нагрузку КС и 100 % резерва. Эта схема позво­ ляет переводить питание КС без отключения с одной линии на

395

другую через любой трансформатор.

Для КС с газотурбинным приводом газоперекачивающих аг­ регатов (исключая районы севера и Сибири) применяют схемы электроснабжения блочного типа линия — трансформатор с присо­ единением через разъединитель и отделитель и защитой короткозамыкателями.

Трансформаторы подстанции могут работать как раздельно друг от друга, так и параллельно. При раздельной работе один трансформатор питает всю нагрузку, а другой находится в резер­ ве. При параллельной работе оба трансформатора нагружены на 50 — 70 % от номинальной мощности, а при выходе из работы одно­ го трансформатора второй обеспечивает полностью питание всех потребителей КС. На практике трансформаторы и линии таких подстанций работают раздельно, а с помощью средств автоматики и релейной защиты предусмотрено автоматическое включение ре­ зервной линии или трансформатора при отключении основных.

На понижающей подстанции районного типа можно устанав­ ливать как двух-, так и трехобмоточные трансформаторы, напри­ мер 110/35/6 кВ. Районные потребители питаются на напряжении 35 и 6 кВ, а от РУ-6 кВ энергосистемы питается РУ-6 кВ КС. В зда­ нии РУ-6 кВ КС устанавливают реакторы для ограничения пуско­ вых токов двигателей, если они предусмотрены схемой. На всех напряжениях следует применять двойную систему шин.

Современные головные НПС имеют мощность 40 — 60 МВт, а промежуточные НПС — несколько меньше, так как на них отсут­ ствует подпорная насосная, резервуарный парк, ремонтно-эксп­ луатационный блок. Схемы электроснабжения НПС от энергоси­ стемы аналогичны схемам электроснабжения КС на напряжение 110, 220 кВ. Электроснабжение НПС возможно и на напряжение 6 —10 кВ (т. е. без сооружения головной подстанции), если они расположены в непосредственной близости от районных подстан­ ций энергосистемы. В случае размещения на общей промплощадке нескольких НПС разных нефтепроводов для НПС каждого нефтепровода следует предусматривать отдельное РУ-6(10) кВ.

С учетом однотипности НПС разработаны типовые проекты двухтрансформаторных подстанций 35 —110/6(10) кВ без выклю­ чателей на стороне высшего напряжения с трансформаторами от 4 до 63 МВт для применения во всех районах кроме Западной Сибири. Питание подстанции осуществляют по двум воздушным

396

линиям электропередачи 110 кВ по блочной схеме линия —транс­ форматор. На стороне высшего напряжения может находиться или отсутствовать перемычка. Разъединители в цепи перемычки нормально отключены и оба блока линия — трансформатор работа­ ют раздельно на стороне 110 кВ. Каждый блок обеспечивает пол­ ную мощность, необходимую для НПС. В схемах автоматики и ре­ лейной защиты предусматривают отключение одного из транс­ форматоров, автоматическое включение перемычки на стороне 110 кВ при отключении одной из линий 110 кВ, автоматическое включение секционного выключателя в РУ-6(10) кВ при отключе­ нии одного из трансформаторов и при исчезновении напряжения на питающей линии 110 кВ.

При отсутствии источников электропитания энергосистемы электроснабжение КС с газотурбинным приводом газоперекачи­ вающих агрегатов можно осуществлять от передвижных или ста­ ционарных электростанций. Собственные электростанции КС имеют привод синхронных генераторов от двигателя и турбины, работающих на газе или дизельном топливе. Такие электростан­ ции можно использовать и в качестве резервного источника элек­ троэнергии для нагрузок особой группы потребителей КС и НПС. Широкое применение для этих целей нашли мобильные автомати­ зированные газотурбинные электростанции типа ПАЭС мощно­ стью 1250, 1600 и 2500 кВт. Оборудование ПАЭС размещают в од­ ном фургоне, где устанавливают газотурбинный двигатель, гене­ ратор, блок маслотопливных коммуникаций, распределительное устройство РУ-6 кВ, пульт управления и топливный бак. Распреде­ лительное устройство Ру-6 кВ состоит из 5 ячеек — ввода, отходя­ щего фидера, трансформатора напряжения, разрядника и транс­ форматора для собственных нужд. В электростанциях применены шестиполюсные синхронные генераторы трехфазного тока часто­ той 50 Гц и номинальным напряжением 6 кВ.

Потребители на компрессорных и насосных станциях получа­ ют электроэнергию на напряжение 6 —10 и 0,4/0,23 кВ. К потреби­ телям на напряжение 6 —10 кВ относят электродвигатели привода нагнетателей на электроприводных КС и магистральных и подпор­ ных насосов на НПС. Силовые потребители на напряжение 0,4 кВ — это различные электродвигатели механизмов и аппара­ тов, обеспечивающих нормальную работу газоперекачивающих агрегатов и магистральных насосов, электродвигатели вспомога­

397

тельных механизмов КС и НПС, щиты контрольно-измеритель­ ных приборов и автоматики (КИПиА). На напряжении 0,4/0,23 кВ работают все осветительные сети в зданиях и сооружениях КС и НПС, устройства электрохимзащиты и наружного освещения.

Если в целом КС и НПС по надежности электроснабжения от­ носят к категории I, то отдельные их электроустановки — к категориям I, II и III. Так, для газотурбинных КС по надежности электроснабжения электроприемники классифицируют следую­ щим образом.

К категории I принадлежат ответственные потребители меха­ низмов, обеспечивающих непосредственную работу газоперека­ чивающего агрегата (ГПА), и от которых зависят живучесть КС и продолжение технологического процесса (т. е. перекачка газа) — электродвигатели насосов маслоуплотнения, циркуляци­ онных насосов охлаждения ГПА, маслонасосов смазки, аппаратов воздушного охлаждения (АВО) масла турбин и воды, потребители КИПиА. К категории I относят и ответственные потребители, не связанные с работой ГПА и перекачкой газа — пожарные насосы, аварийные вентиляторы взрывоопасных помещений и цехов, освещение основных цехов. В группе потребителей категории I выделяются "особо ответственные" потребители, перерыв пита­ ния которых вызывает опасность аварийной остановки ГПА, а так­ же те, которые обеспечивают остановку ГПА без повреждений или ликвидацию последствий аварий. К особо ответственным по­ требителям относят электродвигатели насосов маслоуплотнения, вентиляторов охлаждения масла, циркуляционных насосов, ава­ рийных вентиляторов, пожарных насосов, аварийных маслонасо­ сов смазки, аварийное освещение, потребители КИПиА.

Категория II включает ответственных потребителей, перерыв питания которых вызывает ограничение подачи станции — вспо­ могательные механизмы ГПА, вентиляторы АВО газа, вентилято­ ры охлаждения градирен, наружное освещение и др.

К категории III относят остальные вспомогательные и неответ­ ственные потребители.

Аналогична классификация потребителей по надежности электроснабжения и на НПС. Категория I включает потребителей ответственных механизмов, обеспечивающих нормальный режим насосных агрегатов — маслонасосы, насосы уплотнения и смазки, вентиляторы продувки электродвигателей магистральных и под­

398

порных насосов. При блочно-комплектном исполнении зданий и помещений, кроме упомянутых, к группам I и "особо ответствен­ ных" потребителей относят и часть электроотопления блок-боксов для создания теплового режима технологического оборудования, оборудования связи, КИПиА и т. п.

Категория надежности потребителей определяет их схему электроснабжения. Потребители категории I должны иметь два независимых источника питания с устройством автоматического включения резерва (АВР) между ними и две рабочие линии пита­ ния. Практически это достигается секционированием шин на сто­ роне 6(10) кВ (закрытое распределительное устройство (ЗРУ), так и на стороне 0,4 кВ (щитовое силовое устройство (ЩСУ). Каждая система шин в этих случаях является независимым источником питания, причем секции шин 0,4 кВ запитываются через отдель­ ные трансформаторы (6)10/0,4 кВ. При такой схеме потребители могут работать либо раздельно, либо параллельно с автоматиче­ ским разделением секционным выключателем в случае аварии в сети одной из секций шин. Кроме того, двигатели привода ответ­ ственных механизмов одного назначения обычно дублируют и также делят на две независимые группы. Такие двигатели снаб­ жают технологическим АВР.

Для питания особо ответственных потребителей в схемах электроснабжения газотурбинных КС и НПС, кроме двух незави­ симых источников питания, предусматривают аварийные дизель - генераторы (дизельные электростанции) с автоматическим запус­ ком и включением при исчезновении напряжения. Практически "особо ответственные" потребители получают питание от специ­ альных щитов, одна секция которых запитана двумя линиями от источника (секции шин), оборудованного АВР, а вторая — от щита аварийной дизельной электростанции. На случай полного или про­ должительного отключения от сети переменного тока часть особо ответственных потребителей, от которых зависит безаварийная остановка оборудования (маслонасосы смазки, аварийное освеще­ ние, щиты КИПиА), получает электропитание от аккумуляторной батареи.

Потребители категории II запитываются от двух независимых источников (разных секций шин ЩСУ), оборудованных АВР, по двум рабочим линиям.

Потребители категории III получают питание по одной линии от любой из секций шин.

399

ЛИТЕРАТУРА

1.Аберков А. С., Ильин Л. В. Монтаж оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов: Справочное пособие.— М.: Недра, 1989.— 156 с.: ил.

2.Автоматизация газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом/ К. А Тельнов, А. А. Файнштейн, С. 3. Шабашов идр.—А.: Недра, 1983.— 280 с.

3.Автоматизированный учет нефти и нефтепродуктов при добыче, транспорте и переработке / А. Ш. Фатхутдинов, М. А Слепян,

Н.И. Ханов идр.— М.: Недра, 2002.— 417 с.

4.АксеновД. Г. Нормирование и экономия энергоресурсов в газовой промышленности.— М.: Недра, 1989.—224 с.: ил.

5.Бронштейн Л. С. Ремонт стационарной газотурбинной установки.— А: Недра, 1987.— 143 с. (Библиотека эксплуатационника магистраль­ ногогазопровода).

6.Газовое оборудование. Приборы и арматура: Справочное пособие / Подред. Н. И. Рябцева.— 3-е изд., перераб. идоп.— М.: Недра, 1985.— 527 с.

7.Галеев В. Б., Карпачев М. 3., Харламенко В. И. Магистральные нефгепродуктопроводы.— М.: Недра, 1988.— 296 с.

8.ГумеровА Г., ГумеровР. С. и др. Эксплуатацияоборудования нефтепе­ рекачивающихстанций.— М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2001.

9.ГумеровА Г., КолпаковЛ. Г.г Бажайкин С. Г., Векишейн М. Г. Центро­ бежные насосы в системах сбора, подготовки и магистрального транспорта нефти / Под ред. А Г. Гумерова.— М.: ООО "Недра-Биз­ несцентр", 1999.— 295 с.

10.ГуревичД Ф-/ Заринский О. Н., Кузьмин Ю. К. Справочник по армату­ редля газоинефтепроводов.— М.: Недра, 1988.— 463 с.

11.Дятлов В. А, Михайлов В. М., Яковлев Е. И. Оборудование, эксплуата­ ция и ремонт магистральных газопроводов: Учебник для технику­ мов.— М.: Недра, 1990.— 222 с.

12.Зайцев Л. А Ясинский Г. С. Регулирование режимов магистральных нефтепроводов.— М.: Недра, 1980.— 187 с.

13.Зарицкий С. П. Диагностика газоперекачивающих агрегатов с газо­ турбиннымприводом.— М.: Недра, 1987.— 198 с.

14.КачаловА А, Воротьшец Ю. П., ВласовА В. Противопожарное водо­ снабжение.— М.: Стройиздат, 1985.— 286 с.

15.Козаченко А. Н. Эксплуатация компрессорных станций магистраль­ ных газопроводов.— М.: Нефтьи газ, 1999.— 463 с.

16.КозаченкоА Н., Никишин В. И., Поршков Б. П. Энергетика трубопро­

400