
База книг в электронке для ЭНН УТЭК / 1petrov_s_v_birillo_i_n_ekspluatatsiya_i_remont_oborudovaniya
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Ухтинский государственный технический университет» (УГТУ)
С. В. Петров, И. Н. Бирилло
ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ОБОРУДОВАНИЯ НАСОСНЫХ И КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ
Учебное пособие
Ухта, УГТУ, 2014
УДК 622.691.4.052-843.8(075.8) ББК 39.76 я7+31.373 я7
П 30
Петров, С. В.
П 30 Эксплуатация и ремонт оборудования насосных и компрессорных станций [Текст] : учеб. пособие / С. В. Петров, И. Н. Бирилло. – Ухта :
УГТУ, 2014. – 115 с.
ISBN 978-5-88179-854-3
Учебное пособие предназначено для освоения дисциплины «Эксплуатация и ремонт оборудования насосных и компрессорных станций» по направлению подготовки «Нефтегазовое дело» (академический бакалавриат). Пособие составлено по основной учебно-методической литературе в данной области, содержит необходимый минимум по эксплуатации компрессорных станций с газотурбинным приводом. Содержание соответствует рабочей программе.
Работа выполнена в рамках реализации проекта по подготовке высококвалифицированных кадров для предприятий и организаций регионов (Программа «Кадры для регионов»).
УДК 622.691.4.052-843.8(075.8) ББК 39.76 я7+31.373 я7
Содержание издания согласовано с техническим отделом АО «ТранснефтьСевер» (начальник отдела – В. Т. Фёдоров).
Учебное пособие рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом Ухтинского государственного технического университета.
Рецензенты: М. М. Гареев, зам. зав. кафедрой ТХНГ УГНТУ, профессор, д.т.н.; В. И. Кучерявый, профессор кафедры СМиДМ УГТУ, д.т.н.; В. Т. Фёдоров, начальник технического отдела АО «Транснефть-Север», к.т.н.
Научно-методический редактор: В. Е. Кулешов, проректор по научной работе и инновационной деятельности УГТУ, доцент, к.т.н.
©Ухтинский государственный технический университет, 2014
©Петров С. В., Бирилло И. Н., 2014
ISBN 978-5-88179-854-3
Содержание |
|
Глоссарий...................................................................................................................... |
4 |
ВВЕДЕНИЕ................................................................................................................. |
13 |
1 НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ.............. |
14 |
1.1. Особенности дальнего транспорта природных газов...................................... |
14 |
1.2. Назначение и описание компрессорной станции............................................. |
19 |
1.3. Системы очистки технологического газа на КС.............................................. |
22 |
1.4. Технологические схемы компрессорных станций........................................... |
28 |
1.5. Назначение запорной арматуры в технологических обвязках КС................. |
32 |
1.6. Схемы технологической обвязки центробежного нагнетателя КС................ |
37 |
1.7. Конструкции и назначения опор, люк-лазов и защитных |
|
решёток в обвязке ГПА.............................................................................................. |
39 |
1.8. Системы охлаждения транспортируемого газа на компрессорных |
|
станциях....................................................................................................................... |
44 |
1.9. Компоновка газоперекачивающих агрегатов на станции............................... |
47 |
1.10. Система импульсного газа................................................................................ |
49 |
1.11. Система топливного и пускового газа на станции ........................................ |
51 |
1.12. Система маслоснабжения КС и ГПА, маслоочистительные машины и |
|
аппараты воздушного охлаждения масла................................................................ |
53 |
1.13. Типы газоперекачивающих агрегатов, применяемых на КС........................ |
59 |
2 ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ С |
|
ГАЗОТУРБИННЫМ ПРИВОДОМ........................................................................... |
67 |
2.1. Организация эксплуатации цехов с газотурбинным приводом ..................... |
67 |
2.2. Схемы и принцип работы газотурбинных установок...................................... |
69 |
2.3. Подготовка ГПА к пуску.................................................................................... |
78 |
2.4 Пуск ГПА и его загрузка ..................................................................................... |
80 |
2.5 Противопомпажная защита ЦБН........................................................................ |
84 |
2.6 Нормальная и аварийная остановка агрегатов.................................................. |
88 |
2.7 Остановка компрессорной станции ключом аварийной остановки |
|
станции (КАОС) ......................................................................................................... |
91 |
3 Расчёт режимов работы компрессорных станций ............................................... |
93 |
3.1 Расчёт располагаемой мощности ГПА............................................................... |
93 |
3.2 Расчёт параметров газовых компрессоров ........................................................ |
95 |
3.3 Расчёт расхода топливного газа.......................................................................... |
98 |
3.4 Определение параметров установки охлаждения (АВО) газа......................... |
99 |
3.5.1 Расчёт первого ГПА в группе ........................................................................ |
101 |
3.5.2 Расчёт второго ГПА в группе......................................................................... |
105 |
3.5.3 Расчёт пылеуловителей КС «Ухтинская»..................................................... |
109 |
3.5.4 Расчёт АВО газа КС Ухтинская..................................................................... |
110 |
3.5.6 Темы курсовых работ и проектов.................................................................. |
112 |
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ................................................ |
114 |
3
Глоссарий
В настоящее время согласно [1] используются следующие термины, определения и аббревиатуры в области эксплуатации компрессорных станций с газотурбинным приводом:
Баланс газа в газопроводе (в системе газоснабжения): сравнительный итог поступлений газа, отборов, затрат на собственные нужды и потерь, а также изменений объёмов газа в трубопроводах.
Газоперекачивающий агрегат (ГПА): установка, включающая в себя газовый компрессор (нагнетатель), привод (газотурбинный, электрический, поршневой или другого типа) и оборудование, необходимое для их функционирования.
Газопровод: трубопровод, предназначенный для транспорта газа. Газопровод магистральный: комплекс производственных объектов,
обеспечивающих транспорт природного или попутного нефтяного газа, в состав которого входят однониточный газопровод, компрессорные станции, установки дополнительной подготовки газа (например, перед морским участком), участки с лупингами, переходы через водные преграды, запорная арматура, камеры приёма и запуска очистных устройств, газораспределительные станции, газоизмерительные станции, станции охлаждения газа.
Газопровод-отвод: газопровод, предназначенный для подачи газа от распределительных или магистральных газопроводов до газораспределительных станций (ГРС) городов, населённых пунктов или отдельных потребителей.
Газопровод-перемычка: газопровод, соединяющий между собой магистральные газопроводы или системы и предназначенный для обеспечения межсистемных перетоков.
Газопровод подключения: газопровод, обеспечивающий подачу подготовленного к дальнему транспорту природного газа от производителя (поставщика) до магистрального газопровода (системы магистральных газопроводов) в соответствии с действующими отраслевыми стандартами или ТУ.
Газопровод распределительный высокого давления: газопровод,
обеспечивающий некомпримируемую подачу газа от магистрального газопровода или других объектов ЕСГ (ПХГ, месторождения) в отводы или до ГРС крупных потребителей.
Давление рабочее (нормативное): устанавливаемое проектом наибольшее избыточное внутреннее давление, при котором обеспечивается заданный режим эксплуатации газопровода (СНиП 2.05.06 [1]); определяется по сечению на выходном трубопроводе газового компрессора.
4
Давлениерабочеемаксимальноразрешённое: устанавливаемаябезопасная величина внутреннего избыточного давления, вводимая на объектах магистрального газопровода после завершения строительства или реконструкции, проведения аварийно-восстановительных или ремонтных работ на основании результатов испытаний, дефектоскопии, обследованийирасчётовнапрочность.
Единая система газоснабжения: имущественный производственный комплекс, состоящий из технологически, организационно и экономически взаимосвязанных и централизованно управляемых производственных и иных объектов, предназначенных для добычи, транспортировки, хранения, поставок газа и находящийся в собственности организации, образованной в установленных гражданским законодательством организационно-правовой форме и порядке, получившей объекты указанного комплекса в собственность в процессе приватизации либо создавшей или приобретшей их на других основаниях, предусмотренных законодательством Российской Федерации.
Изоляция газопровода антикоррозионная: наружное покрытие трубы,
предназначенное для защиты от почвенной коррозии.
Коридор магистральных газопроводов технический: Совокупность магистральных газопроводов (или участков) и систем магистральных газопроводов (в том числе, с различным рабочим давлением), обеспечивающих транспорт газа в едином направлении (транспортном потоке), проложенных параллельно по одной трассе.
К.п.д. ГТУ номинальный в станционных условиях: к.п.д., рассчитан-
ный для условий по ГОСТ 28775: при температуре и давлении атмосферного воздуха – плюс 15°С и 0,1013 МПа, без отборов сжатого воздуха и с учётом гидравлических сопротивлений трактов (входного и выхлопного), при отсутствии утилизационного теплообменника.
Компрессор газовый: компрессорная машина, преобразующая механическую энергию привода в энергию сжатого газа; различаются по способу преобразования энергии: центробежные (нагнетатели – ЦБН), поршневые, винтовые и другие.
К.п.д. газового компрессора (нагнетателя) политропный: отношение удельной полезной политропной работы (политропного напора) к разности энтальпий (полному напору), определяемым по параметрам газа, измеренным в сечениях входного и выходного патрубков (фланцев).
Лупинг: трубопровод, проложенный на отдельных участках газопровода параллельно основному, для увеличения производительности и/или давления, а также надёжности его работы.
5
Мощность ГТУ (ГПА) номинальная в станционных условиях: мощ-
ность на муфте ГТУ в условиях по ГОСТ 28775: при температуре и давлении атмосферного воздуха – плюс 15°С и 0,1013 МПа, без отборов сжатого воздуха и с учётом гидравлических сопротивлений трактов (входного и выхлопного), при отсутствии утилизационного теплообменника.
Мощность КС (КЦ) установленная (рабочая): сумма мощностей ГПА,
установленных (работающих) на КС (КЦ), измеряемых на муфтах газовых компрессоров (нагнетателей).
Мощность располагаемая: максимальная рабочая мощность на муфте газового компрессора (нагнетателя), которую может развивать привод в конкретных станционных условиях.
Надёжность проектируемого газопровода магистрального: свойство проектируемого магистрального газопровода транспортировать газ в заданных объёмах, не допуская ситуаций, опасных для людей и окружающей среды; является комплексным свойством, включающим безотказность, долговечность, ремонтопригодность, режимную управляемость, живучесть и безопасность.
Надёжность проектируемого газопровода магистрального системная:
свойства проектируемого магистрального газопровода, отражающие его влияние (после ввода в эксплуатацию) на режимы эксплуатации и надёжность (участка газотранспортной системы) Единой системы газоснабжения.
Надёжность Единой системы газоснабжения: свойство Единой системы газоснабжения осуществлять бесперебойное снабжение потребителей газом требуемого качества, не допуская ситуаций, опасных для людей и окружающей среды; является комплексным свойством, включающим безотказность, долговечность, ремонтопригодность, режимнуюуправляемость, живучестьибезопасность.
Переход надземный: газопровод, сооружаемый над естественным или искусственным препятствиями.
Переход подземный: газопровод, сооружаемый под естественным или искусственным препятствиями.
Потенциально-опасные участки: участки магистральных газопроводов, расположенные в слабонесущих, пучинистых, вечномёрзлых грунтах, на территориях с эндогенными и экзогенными процессами (оползни, эрозия, тектонические разломы, сейсмические явления, сели, лавины), с условиями, способствующими возникновению коррозионного растрескивания труб под напряжением (КРН), а также особо ответственные участки магистральных газопроводов, такие как переходы через автомобильные и железные дороги, подводные переходы, надземные переходы и др.
6
Производительность газопровода: количество газа м3 при условиях по ГОСТ 2939: 293,15 К и 0,1013 МПа, транспортируемого по газопроводу за расчётный период (год, сезон, квартал, месяц).
Производительность проектная: производительность газопровода, принятая в проекте.
Пропускная способность газопровода (участка газопровода): расчёт-
ное суточное количество газа, которое может быть передано по газопроводу при стационарном режиме, максимальном использовании располагаемой мощности газоперекачивающих агрегатов и заданных расчётных параметрах: граничных условиях в начале и в конце газопровода, рабочем давлении по трассе, гидравлической эффективности, температуре окружающего воздуха и грунта, температуре охлаждения газа и т. п.
Пропускная способность проектная: пропускная способность, принятая в проекте.
Реконструкция магистрального газопровода: совокупность мер по полному или частичному переустройству магистрального газопровода с целью повышения его полезных свойств и технико-экономических показателей.
Система газотранспортная: совокупность взаимосвязанных газотранспортных объектов региональной или/и территориально-производственной подсистемы ЕСГ, обладающая возможностями автономного управления внутренними потоками и регулирования газоснабжения.
Система магистральных газопроводов: совокупность магистральных газопроводов, состоящая из двух и более ниток или участков магистральных газопроводов с одинаковым рабочим давлением, связанных внутрисистемными перемычками и допускающими эксплуатацию (и, как правило, работающих) в совместном гидравлическом режиме (или с различными уровнями рабочего давления, если элементы системы соединены через узлы редуцирования).
Средства охраны инженерные: конструкции, сооружения, ограждения, запорные устройства и механизмы, препятствующие несанкционированному проникновению на охраняемые объекты, а также, предназначенные для повышения эффективности применения технических средств охраны и действий сотрудников службы безопасности.
Средства охраны технические: охранная, охранно-пожарная, тревожная сигнализация, периметральная охранная сигнализация, средства оповещения, системы охранные телевизионные, средства и системы контроля и управления доступом, средства охранного освещения, интегрированные комплексные системы, программное обеспечение и другие средства, предназначенные для защиты личности и имущества.
7
Станция газоизмерительная: совокупность технологического оборудования, средств и систем для измерения расхода и качественных показателей и коммерческого учёта количества природного газа, транспортируемого по магистральным газопроводам и поставляемого потребителям.
Станция газораспределительная: совокупность технологического оборудования для снижения давления, очистки, одоризации и учёта количества газа перед подачей его потребителю.
Станция компрессорная: комплекс сооружений газопровода (магистрального), предназначенный для компримирования газа.
Степень повышения давления (степень сжатия): отношение абсолют-
ных давлений газа, измеренных в сечениях выходного и входного патрубков (фланцев) компрессора.
Степень повышения температуры: отношение абсолютных температур газа на выходе и входе компрессора.
Технически возможная производительность (ТВП) эксплуатируемого магистрального газопровода: способность магистрального газопровода обеспечить в конкретный временной период транспортировку объёмов газа от пункта приёмки газа до пункта его сдачи, определенных исходя из технического состояния газопровода и допустимых технологических режимов транспортировки газа, с учётом плановых остановок для проведения ремонтных и диагностических работ, закладываемых в проекте.
Транспорт газа: технологический процесс подачи газа из пункта его добычи, получения или хранения в пункт доставки.
Трубопроводы технологические основного назначения: трубопроводы,
предназначенныедлятранспортировки газав пределах промплощадкиобъекта(КС, СОГ, ГИС, ГРС) для выполнения основных технологических процессов (очистки, компримирования, охлаждения, измерения, редуцированияит. д.).
Трубопроводы технологические вспомогательного назначения
(вспомогательные): трубопроводы, предназначенные для транспортировки в пределах промплощадки объекта (КС, СОГ, ГИС, ГРС) различных веществ (масел, воды, пара, горючего и т. д.), используемых для обеспечения технологических процессов.
Узел редуцирования газа: совокупность оборудования, предназначенного для непрерывного снижения и автоматического поддержания заданного давления газа.
«Узкое место»: объект газотранспортной системы (магистральный газопровод, газопровод-отвод, газопровод-перемычка, распределительный газопро-
8
вод или их участок, компрессорная станция, ГПА, станция подземного хранения газа, ГИС, узел редуцирования газа, ГРС и т.д.), техническое состояние которого не позволяет обеспечить поддержание проектных параметров по пропускной способности участка или в целом ГТС;
Цех компрессорный: составная часть компрессорной станции, выполняющая основные технологические функции (очистку, компримирование и охлаждение газа) [1].
|
Сокращения |
ААЗК |
автоматы аварийного закрытия кранов; |
АБП |
агрегат бесперебойного питания; |
АВО |
аппарат воздушного охлаждения; |
АВР |
автоматическое включение резерва; |
АДЭС |
аварийная дизельная электростанция; |
АЗ |
анодное заземление; |
АКТС |
автоматическая коммутируемая телефонная сеть; |
АПВ |
автоматическое повторное включение; |
АРМ |
автоматизация рабочих мест; |
АСКУЭ |
автоматизированные системы контроля и учёта электроэнергии; |
АСУ ТП |
автоматизированная система управления технологическими про- |
|
цессами; |
АСУ Э |
автоматизированная система управления энергоснабжением; |
АТП |
автоматизация технологических процессов; |
АТС |
автоматическая телефонная станция; |
АУПС |
автоматическая установка пожарной сигнализации; |
АУПТ |
автоматическая установка пожаротушения; |
ВКО |
высокая коррозионная опасность; |
ВКС |
Видеоконференцсвязь; |
ВЛ |
воздушная линия электропередач; |
ВРД |
ведомственный руководящий документ; |
ГИС |
газоизмерительная станция; |
ГМК |
газомотокомпрессор; |
ГОСТ |
государственный общероссийский стандарт; |
ГПА |
газоперекачивающий агрегат; |
ГПП |
главная понижающая подстанция; |
ГРС |
газораспределительная станция; |
|
9 |
ГС |
головные сооружения; |
ГСИ |
государственная система обеспечения единства измерений; |
ГСМ |
горючесмазочные материалы; |
ГТС |
газотранспортная система; |
ГТУ |
газотурбинная установка; |
ДКС |
дожимная компрессорная станция; |
ДЛО |
дома линейных обходчиков; |
ДО |
дом оператора; |
ДП |
диспетчерский пункт; |
ЕВСПДВУ Единая Ведомственная Сеть Передачи Данных Верхнего Уровня;
ЕСГ |
единая система газоснабжения; |
|
|
|
ЕСЗКС |
единая система защиты от коррозии и старения материалов |
|||
|
и изделий; |
|
|
|
ЗРУ |
закрытое распределительное устройство; |
|
||
ИСО |
инженерные средства охраны; |
|
|
|
ИТ |
измерительный трубопровод; |
|
|
|
ИТСО |
инженерно-технические средства охраны; |
|
||
КИП и А контрольно-измерительные приборы и автоматика; |
|
|||
КПП |
контрольно-пропускной пункт; |
|
|
|
КПТМ |
контрольные пункты телемеханики; |
|
||
КРН |
коррозионное растрескивание труб под напряжением; |
|||
КС |
компрессорная станция; |
|
|
|
КТП |
комплексные трансформаторные подстанции; |
|
||
КТС |
комплекс технических средств; |
|
|
|
КЦ |
компрессорный цех; |
|
|
|
ЛВС |
локальные вычислительные сети; |
|
|
|
ЛПУ МГ |
линейное |
производственное |
управление |
магистральных |
|
газопроводов; |
|
|
|
ЛЧ |
линейная часть; |
|
|
|
ЛЭП |
линия электропередачи; |
|
|
|
ЛЭС |
линейная эксплуатационная служба; |
|
||
МГ |
магистральный газопровод; |
|
|
|
НД |
нормативная документация; |
|
|
|
НДС |
напряжённо-деформированное состояние; |
|
||
ННБ |
наклонно-направленное бурение; |
|
|
|
НПБ |
нормы пожарной безопасности; |
|
|
|
НПВ |
нижний концентрационный предел воспламенения; |
|||
|
|
10 |
|
|