Файл: Компрессорные станции магистральных газопро водов назначение, расстановка и типовые технологические схемы.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.03.2024
Просмотров: 10
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Глава 1. КОМПРЕССОРНЫЕ СТАНЦИИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРО-
ВОДОВ
НАЗНАЧЕНИЕ, РАССТАНОВКА И ТИПОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИИ
Наиболее крупные месторождения природного газа, эксплуатируе-
мые в настоящее время в Советском Союзе, располагаются в районах
либо Крайнего Севера и Западной Сибири, либо Средней Азии, в связи с
чем/для доставки природного газа потребителям европейской части
ССЕР, Урала и других промышленных-районов строят магистральные
газопроводы большой протяженности. Магистральные газопроводы
берут начало у источника газа (газового промысла) и заканчиваются в
крупных газопотребляющих районах (городах, населенных пунктах,
крупных промышленных и сельскохозяйственных предприятиях).
Система дальнего транспорта газа включает промысловую газоре-
гулирующую станцию (ПГРС), устанавливаемую вблизи источника газа,
и магистральный газопровод (МГ), берущий начало на выходе устано-
вок подготовки газа к транспорту (точкаА.)) и заканчивающийся у круп-
ных потребителей газа (точка В) (рис. 1.1).
В конце МГ строят газораспределительные станции (ГРС), иногда
особо крупные ГРС называют контрольно-распределительными пункта-
ми (КРП). ГРС служат для дополнительной подготовки газа и снижения
его давления до требуемого значения. ГРС является конечным пунктом
МГ. Для надежного газоснабжения городские газопроводы вокруг круп-
ных городов-газопотребителей объединяются рядом кольцевых газо-
проводов высокого давления до 1,2 МПа, среднего до 0,3 МПа и низкого
до 0,005 МПа. Для снижения давления после ГРС в системе городских
газопроводов сооружают газорегуляторные пункты (ГРП). 1
В процессе движения газа по магистральному газопроводу за счет
трения и отбора газа потребителями давление газа постепенно пони-
жается. Для повышения давления газа в газопроводе и поддержания
требуемой пропускной способности по трассе через каждые 80-120 км
устанавливают компрессорные станции (КС). При выборе расположения
КС учитывают местные условия: рельеф местности, источники энерго-
и водоснабжения, наличие населенных пунктов и др. Потери давления на
участке между КС определяют необходимое значение повышения
давления в газоперекачивающих агрегатах (ГПА). Для закачки газа в
подземные хранилища газа (ПХГ) строят специальные КС, обеспечи-
вающие закачку как в ПХГ, так и в газопровод. От надежной работы КС
зависит бесперебойная работа МГ.
Различные араметры МГ (диаметр и толщина стенок труб, пропуск-
ная способность, протяженность всей магистрали, расстояние между
КС, потери давления на участках газопровода, давление на входах и
Рис. 1.1. Структурная схема системы дальнего транспорта и распределения
газа
выходах КС, типы ГПА на КС и др.) определяют при проектировании МГ.
В настоящее время принято два основных значения расчетного условно-
го максимального давления газа ру, в крупных МГ, на которые рассчи-
тывают трубопроводы и арматуру газопровода - 6,4 и 7,5 МПа. В пер-
спективе возможно создание газопроводов с более высоким давлени-
ем - до 12 МПа.
Головную КС, находящуюся в начале магистрального газопровода,
обычно сооружают в непосредственной близости от установок по
комплексной подготовке газа газовых месторождений. Поэтому на
головную КС газ поступает практически полностью подготовленным к
дальнему трубопроводному транспорту. В связи с этим на самой КС
подготовка газа перед подачей в магистральный трубопровод значи-
тельно упрощается. Поступающий на головную КС газ очищают от пыли
1945 и механических примесей. В результате компримирования в компрес-
и. | сорном цехе температура газа повышается до 50-80 °С. При удалении
газа по магистральному трубопроводу от КС температура его снижает-
ся. При этом в металле трубопровода возникают достаточно большие
температурные напряжения, нарушающие нормальную работу трубо-
провода и приводящие в ряде случаев к выпучиванию его отдельных
участков вблизи КС. Высокие температуры также приводят к наруше-
нию противокоррозионной изоляции трубопровода. Кроме того, при
‚ Повышении температуры газа снижается пропускная способность
газопровода. В связи с этим температура газа на выходе из КС не
должна превышать допустимой по условиям устойчивости газопровода
_ и сохранности его противокоррозионной изоляции и не должна быть
ниже допустимой по условиям хладостойкости металла труб газопро-
вода. Охлаждение газа ведется в специальных аппаратах воздушного
охлаждения (АВО). На участках с многолетнемерзлыми грунтами
охлаждение газа до температуры грунта ведется на станциях охлажде-
ния газа. Предельные температуры газа устанавливаются проектом.
Таким образом, задачи головной КС сводятся к приему газа от устанб-
вок комплексной подготовки, очистке его от механических примесей,
компримированию до необходимого давления, охлаждению газа и
подаче его в МГ. $
Промежуточные КС предназначены для поддержания режимов
транспортировки газа по всему МГ. Состав сооружений на них аналоги-
чен составу сооружений на головных КС. На промежуточных КС может
быть несколько меньший объем установок по подготовке газа. Кроме
того, предусмотрены возможность отключения промежуточных КС и
транспортировка газа по газопроводу, минуя эти станции.
На промежуточных КС осуществляются следующие основные
технологические процессы; очистка транспортируемого газа от меха-
нических и жидких примесей, сжатие газа в центробежных нагнетате-
лях или поршневых машинах, охлаждение газа после сжатия в спе-
циальных охладительных устройствах, измерение и контроль техноло-
гических параметров, управление режимом работы газопровода путем
изменения числа работающих ГПА и режимного состояния самих ГПА. 4
Вид основного газоперекачивающего оборудования КС в основном Г
определяется пропускной способностью газопровода. Для газопроводов
небольшой пропускной способности (менее 12 млн. м3/сут) на КС целе-
сообразно использовать поршневые компрессоры, а для газопроводов с
пропускной способностью более 12 млн. мз/сут эффективными оказы-
ваются центробежные нагнетатели с приводом от газотурбинных
установок или электродвигателей. В зависимости от типа устанавливае-
мого газоперекачивающего оборудовачия выбирают технологическую
схему КС и устанавливают вспомогательное оборудование. Я
Со временем месторождение природного газа истощается, давле-
ние на устье скважин газового промысла падает. Для его поддержания
на головной КС (первой от промысла) строят дополнительные (дожим-
_ные) компрессорные цеха. При истощении месторождения дебит сква-
жин начинает снижаться, что приводит к уменьшению объемов транс- С
портируемого по газопроводу газа и соответствующей перестройке к
режимов работы КС. При полном прекращении добычи газа на промыс-
ле (в среднем через 20-30 лет) и сооружёнии на его базе ПХГ возмож-
но даже использование для перекачки газа в обратном направлении
{к ПХГ от других месторождений) с соответствующим переоборудова-
нием КС. Таким образом, КС магистрального газопровода следует
рассматривать как объект, постоянно изменяющийся в процессе эк-
сплуатации: одноцеховая КС со временем может стать многоцеховой
состоящей из двух или более цехов, а также подвергнуться реконструк-
ции или демонтажу.
Режим работы МГ определяется параметрами на выходе из КС,
обеспечиваемыми ГПА. Необходимые параметры ГПА зависят в первую
очередь от диаметра трубы 0, давления перекачиваемого газа р, степе-
ни повышения давления =„с (отношение давлений на выходе и входе
КС), технологической схемы компримирования. По данным ряда иссле-
дований для КС газопроводов предпочтительны следующие единичные
мощности ГПА: при Э = 1000 мм ир = 5,5 МПа - 4 и 6 МВт, при б=
= 1200 мм ир = 5,5 МПа — би 10 МВт, при О = 1200 мм ир= 7,46 МПа -
10 МВт, при 2 = 1400 мм ир = 7,46 МПа - 16 и 25 МВт. Ранее наиболее
часто применяли Екс = 1,4 -- 1,5, сейчас в практике проектирования и
эксплуатации газопроводов используют более широкий диапазон кс =
= 1,3 + 1,7. Оптимальное значение Екс зависит от пропускной способ-
ности газопровода. Чем выше пропускная способность газопровода,
тем ниже значение кс.
Режим работы газопровода в общем случае является переменным.
Это вызвано в первую очередь сезонной неравномерностью потребле-
ния газа в течение года. Степень этой неравномерности зависит от
доли газа, расходуемого для выработки электроэнергии, и отопления.
Кроме этого, имеет место недельная и суточная неравномерности газо-
потребления, но последняя обычно сглаживается за счет аккумулирующей
способности трубы. Недельная неравномерность зависит от количества
газа, используемого в обрабатывающих отраслях промышленности,
предприятия которых обычно не работают в выходные и праздничные
дни. Другими факторами, вызывающими изменение режима работы
газопровода, являются сезонные и суточные колебания температуры
перекачиваемого газа, зависящие от атмосферных условий; возможны
также колебания химического состава газа
, поступающего от разных
промыслов в различных соотношениях, и другие причины. Переменной
является и располагаемая мощность КС при’ изменении атмосферных
условий, особенно оборудованных газотурбинными ГПА. Изменение
режима работы газопровода происходит и в течение длительного
периода: появляются новые потребители по трассе и развиваются или
исчезают старые. Иногда возникает возможность подпитки от вновь
вводимых близ трассы промыслов.
Соединенные в определенной последовательности и по определен-
ным правилам ГПА, трубопроводы, пылеуловители, аппараты воздуш-
ного охлаждения, технологические краны различных диаметров образу-
ют технологическую схему КС.
Упрощенная_принципиальная технологическая схема КС с центро-
бежными нагнетателями, изображенная на рис. 1.2, характерна для КС,
на которых используют новое поколение ГПА. Эти агрегаты устанавли-
вакт в специальном индивидуальном укрытии 5. Масло ГПА охлаждает-
ся в воздушном охладителе масла 6. В традиционном варианте КС
агрегаты любого типа размещались в общем здании, которое газонеп-
роницаемой стеной делилось на два функциональных помещения:
машинный зал и галерею (зал) нагнетателей. Как в традиционной схеме
КС, так и в схеме с индивидуальными укрытиями для ГПА функциональ-
ное назначение технологических элементов осталось прежним. Блок
аппаратов воздушного охлаждения 8 обеспечивает снижение темпера-
туры газа до расчетной на выходе из КС и устанавливается, как прави-
ло, перед подачей газа непосредственно в магистральный газопровод.
Охранные краны КС (входной 1 и выходной 9), камеры запуска 11 и
приема 12 поршня, кран 13 обводной линии, а также входной кран 2 ГПА
и выходной кран 10 КС входят в узел подключения КС к магистральному
газопроводу. По входному шлейфу 7 газ через пылеуловитель 4 и вса-
сывающий кран поступает на вход полнонапорного нагнетателя. После
компримирования в нагнетателе газ через обратный клапан и кран по
выходному шлейфу 3 поступает в АВО. После охлаждения газ через
выходной кран 10 ГПА поступает в газопровод.
В рассматриваемой схеме условно не показаны так нызываемые
> обводные м рециркуляционные свечные краны. Через свечные краны