1.4 Охлаждение газа на кс.

Компремирование газа на КС приводит к повышению его температуры на выходе станции. Численное значение этой температуры определяется ее начальным значением на входе КС и степенью сжатия газа.

Излишне высокая температура газа на выходе станции, с одной стороны, может привести к разрушению изоляционного покрытия трубопровода, а с другой стороны - к снижению подачи технологического газа и увеличению энергозатрат на его компремирование (из-за увеличения его объемного расхода).

Определенные специфические требования к охлаждению газа предъявляются в северных районах страны, где газопроводы проходят в зоне вечномерзлых грунтов. В этих районах газ в целом ряде случаев необходимо охлаждать до отрицательных температур с целью недопущения протаивания грунтов вокруг трубопровода. В противном случае это может привести к вспучиванию грунтов, смещению трубопровода и, как следствие, возникновению аварийной ситуации.

Охлаждение газа производят между ступенями сжатия компрессорных агрегатов и на выходе из компрессорной станции. Межступенчатые холодильники для охлаждения газа обеспечивают определённую температуру газа на входе в последующую ступень компримирования, массовая производительность которой будет тем выше, чем ниже температура всасываемого газа.

Энергия, необходимая для охлаждения газа, зависит от количества отводимого от газа тепла и способа охлаждения. Охлаждение газа производят до температуры, превышающей на 10-15° температуру атмосферного воздуха, с помощью теплообменных агрегатов водяного или воздушного охлаждения газа или до температуры 271° К с помощью аппаратов воздушного охлаждения газа (ABO), холодильных установок, рекуперативной системы охлаждения газа, а также системы охлаждения газа с дополнительным сжатием перед ABO и турбодентандером после ABO.

Для охлаждения газа до положительных температур в качестве охлаждающего теплоносителя могут использоваться вода и воздух. Применение воздушного охлаждения резко сокращает потребление воды, исключает обмерзание и разрушение градирен при низкой температуре окружающей среды, уменьшает загрязнение теплообменной аппаратуры (рис.2).

Схемы внешней трубопроводной обвязки систем охлаждения газа с ABO бывают параллельные, параллельно-последовательные и комбинированные, в которых наряду с ABO используются рекуперативные теплообменники обычного типа. Совместная эксплуатация ABO и холодильных установок экономически целесообразна при разности температур на выходе из ABO и воздуха на входе в ABO более 12-15°К. При охлаждении газа до температур ниже нуля применяются парокомпрессионные и абсорбционные холодильные установки. При рекуперативной системе охлаждения газа из магистрального газопровода очищенный от механических примесей в пылеуловителях транспортируемый газ поступает вначале в рекуперативные теплообменники, где подогревается газом обратного потока, и после этого направляется на сжатие в нагнетателях. После сжатия газ охлаждается в ABO, затем поступает в рекуперативные теплообменники, охлаждается и подаётся в газопровод. Использование рекуперативной системы охлаждения газа ограничено в период пуска или остановки газопровода, т.к. уровень и интенсивность охлаждения газа зависят от пропускной способности газопровода. Целесообразно устанавливать станции охлаждения газа с холодильными машинами через 2-3 станции, на которых предусмотрена рекуперативная система охлаждения газа.

В системах охлаждения газа с дополнительным сжатием газа перед ABO транспортируемый газ после сжатия в основных нагнетателях поступает в 2 ступени дополнительного сжатия и далее через ABO в турбодетандер, после чего охлаждённый до необходимой температуры газ направляется в магистральный газопровод.

Круглогодичное охлаждение газа обеспечивает ограничение теплового воздействия газопроводов на окружающую среду, улучшает условия работы противокоррозионной изоляции, повышает надёжность, эффективность работы магистрального газопровода. Выбор уровня охлаждения газа на компрессорных станциях определяется комплексом гидравлических и тепловых режимов работы газопровода, компрессорных станций и станций охлаждения газа с учётом теплового взаимодействия трубопроводов с грунтом.