книги из ГПНТБ / Строительство и монтаж насосных и компрессорных станций учеб. пособие

Рис. 6. Генплан промежуточной насосной станции

1 — нефтеловушка; 2 — площадка с фильтрами-грязеуловителями; S — помещение регуля торов давления; 4 — площадка с задвижками; 5 — перекачивающая насосная; в — камера воздушного охлаждения; 7 — резервуары вместимостью 100 м’; & — автозаправочные колон­ ки; 9 — резервуар противопожарного запаса воды; 10 — водопроводная насосная; 11 — постамент с резервуаром для топлива; 12 — производственный блок; 13 — узел связи; и — склад масел; i s — закрытое распределительное устройство; 1в — открытая подстанция;

17 — устройство приема и пуска скребка

Рнс. 8. К расчету расстановки НС при

"Р > п

не только в его концевой части. Можно сделать даже несколько лупингов, но общая длина их горизонтальной проекции должна быть равна длине горизонтальной проекции лупинга ЬВ.

Расстановка компрессорных станций

Расчет газопроводов имеет существенные отличия от расчета нефтепроводов, хотя решаются одни и те же задачи: определение диаметра, расстояний между перекачивающими станциями и мест их установки. Отличия определяются в основном тем, что газ при изме­ нении его давления сжимается (повышение давления) или расши­ ряется (снижение давления). Поэтому при движении газа по трубо­ проводу его давление изменяется по длине трубопровода не по линейному закону, как при движении нефти, а по криволинейному. Установлено, что давление газа изменяется в трубопроводе по параболическому закону. Давление в любой точке х газопровода

можно найти из уравнения

pi = p \ - c i - ^ x ,

где £ — коэффициент гидравлического сопротивления; D — диаметр трубы; Q — объемный расход газа; С — \itd/K 2; ц — коэффициент сжимаемости газа; t — температура перекачиваемого газа; d —

Таким образом, используя уравнение изменения давления газа по длине газопровода, можно определить точки, где необходимо ставить компрессорные станции, с учетом того, что давление на входе в последующую компрессорную станцию не должно быть меньше величины, определенной для конкретного вида компрессорных установок.

§ 4. УСТРОЙСТВО КОМПРЕССОРНЫХ ЦЕХОВ КС

Основное сооружение головных и промежуточных компрессорных станций — компрессорный цех, в котором располагаются компрес­ сорные установки. В компрессорном цехе газ подготовляют к даль­ ней транспортировке и создают необходимое его давление (компри­ мируют). Полный цикл компримирования осуществляется в не­ скольких (или в одном) компрессорах, соединенных последовательно (или параллельно).

В зависимости от типа привода компрессорных агрегатов, его единичной мощности, числа установленных на КС рабочих и резерв­ ных агрегатов компрессорные цехи классифицируются следующим образом:

14

На КС с приводом нагнетателей от газотурбинных и электриче­ ских двигателей используют преимущественно последовательное соединение компрессорных агрегатов. Это дает возможность иметь на КС минимальное число резервных агрегатов, а схема подключе­ ния обеспечивает работу на газопроводе любой пары агрегатов — рабочих или резервных. Число резервных агрегатов и схемы их вклю­ чения приведены в табл. 1.

Компримирование газа производится с помощью центробежных и поршневых нагнетателей (компрессоров).

Центробежные нагнетатели выполняются, как правило, в виде одноступенчатой турбомашины с осевым подводом газа к консольно расположенному рабочему колесу.

В СССР наибольшее распространение получили нагнетатели кон­ струкции Невского машиностроительного завода им. В. И. Ленина (НЗЛ) и турбомоторного завода им. Ворошилова (ТМЗ). Техниче­ ские характеристики их приведены в табл. 2.

Приводом для центробежных нагнетателей являются газотур­ бинные установки (ГТУ) или электрические двигатели.

Топливом для ГТУ служит газ, перекачиваемый по магистраль­ ному газопроводу. Часть газа из газопровода через пункт редуциро­ вания попадает в камеру сгорания ГТУ. Туда же поступает сжатый

* Римскими цифрами обозначено число установленных в цехе агрегатов, включая резервный.

15

повышенным давлением (до 5 кгс/см*2) поступает в газовую турбину, затем в регенератор-воздухоподогреватель, где воздух, засасываемый из атмосферы, подогревается теплом отходящих газов *. Из системы регенерации отходящие газы через трубу выходят в атмосферу.

ГТУ — высокоэкономичный агрегат, ее коэффициент полезного действия приближается к 30%, и благодаря низкой стоимости 1 кВт установленной мощности этот тип привода весьма перспективен. Техническая характеристика ГТУ приведена в табл. 3.

Маркировка ГТУ, например ГТ-750-6, расшифровывается сле­ дующим образом: буквы ГТ — газовая турбина, цифра 750 — тем­ пература газов перед входом в турбину (°С), вторая цифра G — по­ лезная мощность газотурбинной установки; буква К в обозначе­ нии ГТК характеризует установку, предназначенную для привода компрессора. В новой маркировке ГТНР буква Н обозначает, что установка служит для привода нагнетателей; Р — установка с си­ стемой регенерации.

На КС магистральных газопроводов применяют, главным обра­ зом, синхронные электродвигатели переменного тока СТМ-4000-2 и СТД-4000-2. Техническая характеристика их приведена в табл. 4.

Синхронные двигатели, несмотря на невозможность регулирова­ ния частоты вращения ротора, заменили менее экономичные элек­ тродвигатели асинхронного типа. Производительность газопровода регулируют путем включения или отключения нагнетателей на КС.

На КС магистральных газопроводов, кроме центробежных, при­ меняются поршневые нагнетатели с приводом от газового двигателя внутреннего сгорания.

Т а б л и ц а 3

*В скобках указана новая маркировка.

**В числителе—характеристики блока высокого давления, в знаменателе —блока

низкого давления.

укрепленными на нем продувочным 6 и компрессорным 5 поршнями

к нижней мертвой точке (н. м. т.) происходят нагнетание воздуха в продувочный коллектор 8, продувка силовых цилиндров 1, сжатие газа в цилиндре компрессора 2 и нагнетание его в нагнетательный коллектор 3, а также засасывание газа из всасывающего коллек­ тора 4 в заднюю полость компрессорного цилиндра.

При движении силового поршня к верхней мертвой точке (в. м. т.) компрессорный и продувочный поршни совершают поступательное

18

движение в сторону мертвой точки; при этом происходит засасывание газа из всасывающего коллектора в переднюю полость компрессора, сжатие газа в задней полости компрессорного цилиндра и нагнета­ ние его в коллектор, а также засасывание воздуха из атмосферы для продувки силовых цилиндров.

При последующем возвратно-поступательном движении поршней процессы в компрессорном и продувочном цилиндрах повторяются.

Как и ГТУ, газомотокомпрессоры (ГМК) используют газ, пере­ качиваемый по магистральному газопроводу. ГМК обладают высо­ ким к. п. д. при сравнительно невысоких мощностях и поэтому

Рис. 10. Принципиальная схема двухтактного газомоторного компрессора

являются лучшим типом привода для КС магистральных газопро­ водов небольших диаметров (менее 700 мм).

Техническая характеристика газомотокомпрессоров, применяе­ мых на КС магистральных газопроводов и КС подземных газовых хранилищ, приведена в табл. 5.

Нормальная работа основного компрессорного оборудования и приводных двигателей на КС обеспечивается системой смазки и ох­ лаждения движущихся частей агрегатов.

Система смазки объединяется с системой уплотнения в общую систему масляного хозяйства КС. Система маслохозяйства включает в себя склад масел, установки регенерации масел, станционные маслопроводы и индивидуальные маслосистемы каждого агрегата, состоящие из маслобака, маслоохладителей, маслонасосов. Сюда же входят насосы, газоотделитель, переключатель и поплавковая ка­ мера системы масляного уплотнения нагнетателя, предупрежда­ ющие проникновение компримируемого газа через зазоры между корпусом и ротором нагнетателя.

Система охлаждения предназначена для снижения температуры масла в движущихся частях газомотокомпрессора и охлаждения стенок его цилиндров. В качестве рабочего агента в системе охлажде­ ния применяют воду или воздух.

При водяном охлаждении необходимо устраивать оборотное водоснабжение с насосами и градирней для охлаждения воды. При воздушном охлаждении надобность в сооружении градирен отпадает, но требуется устройство воздушных теплообменников.

§ 5. УСТРОЙСТВО НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

Сбор и подготовка нефти к дальней транспортировке осуще­ ствляется на промыслах. Головная насосная станция получает нефть с промыслов и закачивает ее в магистральный трубопровод под необходимым рабочим давлением. На головной НС устанавливают фильтры для улавливания механических примесей. Одним из основ­ ных объектов, играющих важную роль в технологическом процессе работы ГНС, является резервуарный парк. Здесь создается необхо­ димый запас нефти, поступающей с промыслов, или нефтепродуктов, поступающих с нефтеперерабатывающего завода. Из резервуарного парка нефть поступает в подпорную насосную станцию, где создается давление, необходимое для нормальной работы насосов основной перекачивающей станции. Из основной насосной нефть под рабочим давлением поступает в магистральный трубопровод.

20