База книг в электронке для ЭНН УТЭК / трубопроводы / krets_v_g_shadrina_a_v_antropova_n_a_sooruzhenie_i_ekspluata
.pdfВыбор типа насоса определяется:
1)свойствами перекачиваемого нефтепродукта (вязкость, давление насыщенных паров);
2)необходимой подачей нефтепродукта;
3)необходимым напором;
4)обеспеченностью нефтебазы электроэнергией и паром. Центробежные насосы используются для перекачки маловязких
нефтепродуктов. Область применения поршневых и шестеренных насосов — перекачка высоковязких нефтепродуктов. Кроме того, их используют там, где требуются самовсасывающие насосы (например, при операциях по зачистке вагонов-цистерн и барж).
Количество и марку насосов выбирают в соответствии с необходимыми подачей и напором.
Насосные станции делят на стационарные и передвижные. В стационарных насосных (наземных, полуподземных и подземных) станциях оборудование смонтировано на неподвижных фундаментах и связано с емкостями постоянными жесткими соединениями трубопроводов. Оборудование передвижных насосных станций устанавливается на автомашинах, прицепах, баржах или понтонах (плавучие станции). Передвижные насосные станции служат для перекачки нефтепродуктов там, где нецелесообразно строить стационарную насосную станцию (на временных складах, на судоходных реках и т. д.).
По роду перекачиваемых нефтепродуктов имеются насосные станции для перекачки светлых и темных нефтепродуктов и смешанные.
Насосные станции, предназначенные для перекачки легковоспламеняющихся нефтепродуктов, оборудуются естественной вентиляцией с применением дефлекторов или искусственной вентиляцией с применением вентиляционных установок.
3.1.5. Подземное хранение нефтепродуктов
Подземное хранение нефтепродуктов в горных выработках получило довольно широкое распространение за рубежом (1). Достоинствами подземного хранения являются: 1) небольшая занимаемая территория (исключается площадь самой большой зоны — зоны хранения); 2) низкая пожаро- и взрывоопасность; 3) меньшие капиталовложения, эксплуатационные расходы и металлоемкость по сравнению с наземными стальными резервуарами.
Различают следующие типы подземных хранилищ:
• хранилища в отложениях каменной соли, сооружаемые методом выщелачивания (размыва);
191
•хранилища в пластичных породах, сооружаемые методом глубинных взрывов;
•шахтные хранилища;
•льдогрунтовые хранилища.
Выбор типа хранилища определяется геологической характеристикой горных пород, климатическими условиями и их технико-экономическими показателями.
3.2. Хранение и распределение газа
3.2.1. Газораспределительные сети
Газораспределительной сетью называют систему трубопроводов и оборудования, служащую для транспорта и распределения газа в населенных пунктах.
Газ в газораспределительную сеть поступает из магистрального газопровода через газораспределительную станцию. В зависимости от давления различают следующие типы газопроводов систем газоснабжения:
•высокого давления (0,3...1,2 МПа);
•среднего давления (0,005...0,3 МПа);
•низкого давления (менее 0,005 МПа).
В зависимости от числа ступеней понижения давления в газопроводах системы газоснабжения населенных пунктов бывают одно-, двух- и трехступенчатые (рис. 3.1.20):
1)одноступенчатая — это система газоснабжения, при которой распределение и подача газа потребителям осуществляются по газопроводам только одного давления (как правило, низкого); она применяется в небольших населенных пунктах;
2)двухступенчатая система обеспечивает распределение и подачу газа потребителям по газопроводам двух категорий: среднего и низкого или высокого и низкого давлений; она рекомендуется для населенных пунктов с большим числом потребителей, размещенных на значительной территории;
3)трехступенчатая — это система газоснабжения, где подача и распределение газа потребителям осуществляются по газопроводам и низкого, и среднего и высокого давлений; она рекомендуется для больших городов.
При применении двух- и трехступенчатых систем газоснабжения дополнительное редуцирование газа производится на газорегуляторных пунктах (ГРП).
192
Рис. 3.2.1. Принципиальная схема газоснабжения населенных пунктов: а — одноступенчатая; б - двухступенчатая; в - трехступенчатая; I _ отвод от магистрального газопровода; 2 — ГРС; 3 — газопровод низкого давления; 4 — газопровод среднего давления; 5, 6 -газорегуляторный пункт; 7 — газопровод высокого давления
Газопроводы низкого давления в основном используют для газоснабжения жилых домов, общественных зданий и коммунально-бытовых предприятий. Газопроводы среднего и высокого (до 0,6 МПа) давлений предназначены для подачи газа в газопроводы низкого давления через городские ГРП, а также для газоснабжения промышленных и крупных коммунальных предприятий. По газопроводам высокого (более 0,6 МПа) давления газ подается к промышленным потребителям, для которых это условие необходимо по технологическим требованиям.
193
По назначению в системе газоснабжения различают распределительные газопроводы, газопроводы-вводы и внутренние газопроводы. Распределительные газопроводы обеспечивают подачу газа от источников газоснабжения до газопроводов-вводов. Газопроводы-вводы соединяют распределительные газопроводы с внутренними газопроводами зданий. Внутренним называют газопровод, идущий от газопровода-ввода до места подключения газового прибора, теплоагрегата и т. п.
По расположению в населенных пунктах различают наружные
(уличные, внутриквартальные, дворовые, межцеховые, межпоселковые) и внутренние (внутрицеховые, внутридомовые) газопроводы.
По местоположению относительно поверхности земли различают подземные и надземные газопроводы.
По материалу труб различают газопроводы металлические (стальные, медные) и неметаллические (полиэтиленовые, асбоцементные и др.).
Подключение и отключение отдельных участков газопроводов и потребителей газа осуществляют с помощью запорной арматуры — задвижек, кранов, вентилей. Кроме того, газопроводы оборудуют следующими устройствами: конденсатосборниками, линзовыми или гибкими компенсаторами, контрольно-измерительными пунктами и т. п.
3.2.2. Газорегуляторные пункты
Газорегуляторные пункты (ГРП) устанавливаются в местах соединения газопроводов различного давления. ГРП предназначены для снижения давления и автоматического поддержания его на заданном уровне.
Схема ГРП приведена на рис. 3.1.21. Она включает в себя входной газопровод (1), задвижки (2), фильтр (3), предохранительный клапан (4), регулятор давления (5), выходной (6) газопровод, манометры (7). Газ, поступающий на ГРП, сначала очищается в фильтре (3) от механических примесей. Затем проходит через предохранительный клапан (4), который служит для автоматического перекрытия трубопровода в случае повышения выходного давления сверх заданного, что свидетельствует о неисправности регулятора давления (5). Контроль за работой регулятора (5) ведется также с помощью манометров (7).
194
Рис. 3.2.2. Технологическая схема ГРП: 1 — входной газопровод;
2 — отключающие устройства; 3 — фильтр; 4 — предохранительный запорный клапан; 5 — регулятор давления; 6 — выходной газопровод; 7 — манометр; 8 — предохранительный сбросной клапан; 9 — байпас; 10 — регулирующая задвижка на байпасе
Некоторые ГРП оборудуются приборами для измерения количества газа: диафрагмами в комплекте с дифференциальными манометрами или ротационными счетчиками.
3.2.3. Cжиженные углеводородные газы в системе газоснабжения
Наряду с природным газом в системе газоснабжения широко используются сжиженные газы (пропан, бутан и др.).
В зависимости от расхода газа, климатических условий и вида потребителей системы их снабжения сжиженными газами подразделяются на следующие типы:
1)индивидуальные и групповые баллонные;
2)групповые резервуарные с естественным или искусственным испарением;
3)групповые резервуарные установки по получению взрывобезопасных смесей газа с воздухом.
Индивидуальной баллонной установкой называют установку,
имеющую не более 2-х баллонов со сжиженным газом. Данные установки предназначены, в основном, для газоснабжения потребителей с небольшим расходом газа, например, отдельных квартир, садовых домиков и т. п. Сжиженный газ в данном случае хранится в баллонах объемом 5,27 или 50 л, которые размещаются либо на улице (в специальных шкафах), либо в помещении.
Групповые баллонные установки используются для газоснабжения жилых малоквартирных зданий, мелких коммунально-бытовых и промышленных предприятий. В их состав входит более 2-х баллонов сжиженного газа. Суммарный объем баллонов не должен превышать 600 л
195
при расположении шкафа с ними около зданий и 1000 л — при размещении шкафа вдали от зданий.
Групповые баллонные установки оснащаются регулятором давления газа, общим отключающим устройством, показывающим манометром, сбросным предохранительным клапаном.
4. ОБЬЕКТЫ И СООРУЖЕНИЯ ТРАНСПОРТА И ХРАНЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА
4.1. Магистральные компрессорные станции (КС).
4.1.1. Принципиальная технологическая схема КС
Компрессорные станции предназначены для транспортирования газа от месторождений или подземных хранилищ до потребителя. Компрессорные станции (КС) располагаются по трассе газопровода в соответствии с гидравлическим расчетом при соблюдении нормативных разрывов от границ КС до зданий и сооружений населенных пунктов, вахтенных поселков и промышленных предприятий.
Технологической схемой КС предусматриваются следующие технологические процессы:
•очистка газа;
•сжатие (компримирование) газа;
•охлаждение газа после сжатия.
Всостав КС входят следующие основные и вспомогательные установки
исистемы:
•блок очистки газа;
•компрессорный цех/система блок-контейнеров;
•системы охлаждения газа, масла и воды;
•система подготовки топливного, пускового, импульсного газа и газа на собственные нужды;
•система сбора и утилизации конденсата;
•маслохозяйство;
•система тепло- и электроснабжения;
•система контроля и управления;
•система водоснабжения, канализации и очистки сточных вод;
•система связи;
•система пожаротушения;
•служебно-эксплуатационный и ремонтный блок;
•открытая стоянка техники с воздухоподогревом; складские помещения;
•узел приема и пуска средств очистки и диагностики.
196
На компрессорных станциях газопроводов в качестве нагнетателей применяют
-поршневые газомотокомпрессоры (ГМК);
-центробежные нагнетатели;
Поршневые газомотокомпрессоры (ГМК) представляют собой газоперекачивающий агрегат (ГПА) в котором объединены привод и компрессор для сжатия газа. Производительность составляет 0,5- 8 млн. м3 в сутки, давление сжатия газа достигает 1,5-12,5 МПа (30). Область преимущественного применения ГМК – трубопроводы для перекачки нефтяного газа и станции подземного хранения газа (ПХГ). Применяются агрегаты: 10ГК, 8ГК, 10ГКН1, 84ГКР1, ГПА5000 и др.
На магистральных газопроводах пропускной способностью более 10 м3/сут. применяют центробежные нагнетатели с газотурбинным приводом или электроприводом с потребляемой мощностью до 10 000 кВт (2,30).
Применяемые центробежные нагнетатели: 280-11, 370-13-1, НГ-280-9, Н-300-1,23 и др. Применяется асинхронные электродвигатели типа АФ3- 4500—1500 и синхронные электродвигатели типа СТМ—4000-2 (30).
Выпускаются газотурбинные установки (ГТУ): ГТ-700-4, ГТК-5, ГТК-10, ГТН-9-750 и др.
4.1.1.1. Установка очистки газа
В установке очистки газа компримируемый газ очищается от жидкостных и механических примесей для предотвращения загрязнения и эрозии оборудования и трубопроводов КС. Блоки установки состоят из пылеуловителя, технологических трубопроводов с запорной арматурой, контрольно-измерительных приборов и трубных проводок к ним, металлоконструкций. Схемы пылеуловителей приведены ниже (рис. 4.1.1. и
4.1.2.).
197
Рис. 4.1.1. Принципиальная схема вертикального масляного пылеуловителя: 1 — трубка для слива загрязненного масла; 2 — трубка для долива свежего масла; 3 — указатель уровня; 4 — контактные трубки; 5, 6 — перегородки; 7 — патрубок для вывода газа; 8 — скруббер; 9 — козырек; 10 — патрубок для ввода газа; 11 — дренажные трубки; 12 — люк для удаления шлама
Очищаемый газ входит в аппарат через патрубок (10) и упираясь в козырек (9), он меняет направление своего движения. Крупные же частицы механических примесей, пыли и жидкости по инерции продолжают двигаться горизонтально. При ударе о козырек их скорость гасится, и под действием силы тяжести они выпадают в масло. Далее газ направляется в контактные трубки (4), нижний конец которых расположен в 20...50 мм над, поверхностью масла. При этом газ увлекает за собой в контактные трубки масло, где оно обволакивает взвешенные частицы пыли.
В осадительной секции скорость газа резко снижается. Выпадающие при этом крупные частицы пыли и жидкости по дренажным трубкам (11) стекают вниз. Наиболее легкие частицы из осадительной секции увлекаются газовым потоком в верхнюю скрубберную секцию В. Основной элемент — скруббер, состоящий из нескольких рядов перегородок (8), расположенных в шахматном порядке. Проходя через лабиринт перегородок, газ многократно меняет направление движения, а частицы масла по инерции ударяются о перегородки и стекают сначала на дно скрубберной секции, а затем по дренажным трубкам (11) в нижнюю часть пылеуловителя.
Очищенный газ выходит из аппарата через газоотводящий патрубок (7).
198
Осевший на дно пылеуловителя шлам периодически (раз в 2...3 месяца) удаляют через люк (12). Загрязненное масло через трубку (1) сливают в отстойник. Взамен загрязненного в пылеуловитель по трубе (2) доливается очищенное масло. Контроль за его уровнем ведется по шкале указателя уровня (3).
Наряду с «мокрым» для очистки газов от твердой и жидкой взвеси применяют и «сухое» пылеулавливание. Наибольшее распространение получили циклонные пылеуловители
Рис. 4.1.2. Принципиальная схема циклонного пылеуловителя: 1 — корпус; 2 — патрубок для ввода газа; 3 — циклон; 4,5 — перегородки; 6 — патрубок для удаления шлама; 7 — патрубок для вывода газа; 8 — винтовые лопасти
Схема циклонного пылеуловителя, приведена на рис. 4.5.6. Газ входит в аппарат через патрубок (2) и попадает в батарею циклонов (3). Под действием центробежной силы твердые и жидкие частицы отбрасываются к периферии, затормаживаются о стенку циклона и выпадают в нижнюю часть аппарата, откуда выводятся через патрубок (6). А очищенный газ, изменяя направление движения, попадает в верхнюю часть аппарата, откуда выводится через патрубок (7).
В товарном газе содержание мехпримесей не должно превышать 0,05 мг/м3.
Для осушки газа используются следующие методы:
•охлаждение;
•абсорбция;
•адсорбция.
199
4.1.1.2 Установка охлаждения газа
Установка охлаждения газа состоит из аппаратов воздушного охлаждения (АВО) . Охлаждение газа после компримирования положительно влияет на устойчивость газопровода, увеличение его производительности, улучшение условий работы антикоррозийной изоляции.
Число аппаратов воздушного охлаждения определяется в каждом конкретном случае по тепловым и гидравлическим расчетам газопровода, исходя из температуры наружного воздуха и оптимальной температуры транспорта газа. Рабочая температура среды: на входе в aппарат — до 70 °С , на выходе из аппарата — не более 45°С. Каждый аппарат имеет отключающую арматуру.
4.2. Газораспределительные станции (ГРС)
Газораспределительные станции (ГРС) предназначены для подачи газа потребителю в обусловленных количествах, с определенным давлением, степенью очистки и одоризации. В настоящее время в основном применяются блочно-комплектные автоматизированные газораспределительные станции(1).
Блочно-комплектные автоматизированные ГРС (БК АГРС) комплектуются и собираются на заводах и после испытаний в виде крупных транспортабельных блоков, состоящих из оборудования, ограждающих конструкций, систем управления и защиты, поставляются на строительные площадки. После установки блоков на проектные отметки, сборки внутренних соединительных трубопроводов, присоединения к внешним коммуникациям вводятся в эксплуатацию без разборки и ревизии.
Параметрический ряд БК АГРС включает в себя следующие типоразмеры:
•на входное давление 5,6 МПа производительностью (тыс. м3/ч): 1; 3; 10;
40; 80; 40/80; 160; 80/80; 200; 40/160; 300; 100/20; 600; 40/40;
•на входное давление 7,5 МПа производительностью: 3; 5; 2540- 8040/40; 40/80; 100; 80/80.
4.2.1. Газорегуляторные пункты и установки.
Принципиальная схема газорегуляторного пункта
Газорегуляторные пункты предназначены для снижения давления газа, поступающего к потребителю, до необходимого и автоматического его поддержания постоянным независимо от расхода газа и колебания его давления до ГРП. Принципиальная схема ГРП приведена на рис. 4.3.2. Кроме того, на ГРП осуществляют очистку газа от механических примесей, контроль за входным и выходным давлением и температурой, учет расхода (в случае отсутствия специального пункта измерения расхода), предохранение от
200