close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

;docx

код для вставкиСкачать
(ГТК-10-4, ГТК-10-2, ГТ-750-6, ГПА-Ц-6,3, ГТН-6, ГПА-10-01, ГПА-10РК). Из них 75 % составляют стационарные, 13 % – авиаприводные, 12 % – с судовым приводом. На КС Опорная ТКЦ №4
после реконструкции установлены ГПА-10РК : газовая турбина серии ТНМ и газовый компрессор
серии RV фирмы «MAN TURBO» в количестве семи единиц. Мощность одного ГПА составляет
11,2 МВт (Рн=7,257 МПа, Qлетний=24,27млн м3/сут, Qзимний=25,95млн м3/сут).
На компрессорных станциях установлено значительное количество емкостного оборудования
(пылеуловители, фильтр-сепараторы, буферные емкости). Срок службы по многим из них составляет свыше 30 лет. На 10-ти компрессорных станциях установлено 347 единиц различных СВД и
СНД. Из них отработали установленный срок эксплуатации 241 единица, что порядка 70 %.
Кроме того, ранее установленные агрегатные и станционные системы средств измерений не
соответствуют современным требованиям точности измерений.
Таким образом, основное оборудование:
• работает с мощностями ниже номинала ;
• имеет расход топлива на 20 – 35 % выше уровня современных образцов;
• требует существенных ремонтных затрат на поддержание рабочего состояния;
• как правило, не обеспечивает требуемых характеристик по эмиссии оксидов азота и уровням шума;
• не соответствует современным требованиям по дистанционности управления.
Основные направления развития ГТС, которые должны учитываться при проектировании:
- оптимизация работы, снижение эксплуатационных расходов;
- улучшение технического состояния компрессорных цехов в виду превышения ресурсов (наработки), назначенных заводами-изготовителями;
- снижение гидравлических потерь при работе всей системы газопроводов «САЦ»;
- обеспечение условий промышленной и экологической безопасности МГ с исключением неблагоприятных воздействий на население и окружающую среду.
Современная тенденция проектирования новых и реконструкции компрессорных станций ориентирована на следующие положения:
• применение энергосберегающего оборудования нового поколения, что одновременно позволит решить и некоторые вопросы по снижению выбросов в атмосферу NOx и СО2;
• сокращение эмиссии NOx, в т.ч. технология RQQL. Однако, дополнительная стоимость малоэмиссионных конструкций составляет от 300 до 1000 долл.
• применение типовых технических решений с сохранением гибкости применения;
• технологически обоснованное укрупнение единичных мощностей ГПА;
• перевод цехов с неполнонапорным сжатием на полнонапорную схему;
• оптимизация работы КС в комплексе с работой газотранспортной системой;
• применение ГПА с последовательно-параллельным включением и сменными проточными
частями (для ПХГ);
• оценка возможности эксплуатации газопровода с повышенным давлением и применение
ГПА со степенью сжатия 1,5…2 без промежуточного охлаждения.
• применение магнитного подвеса роторов и «сухих» уплотнений;
• повышение качества газа, подаваемого в газопроводы, с целью повышения надёжности оборудования КС;
• создание современных систем управления КС на базе унифицированных агрегатных и цеховых САУ;
• применение технических решений по снижению шума и выбросов загрязняющих веществ,
и как следствие – сокращение санитарно-защитных зон КС;
• применение оборудования производства предприятий РК (при условии их конкурентоспособности).
Основным требованием проектирования новых и реконструируемых объектов транспорта
газа, а затем и строительства, является полная заводская готовность, применение блочно-комплектных и модульных конструкций.
Завод-изготовитель должен поставлять на площадку строительства оборудование в блочном
28
и блочно-комплектном исполнении в объемах не требующих доработки. При проектировании на
площадке предусматривается место и фундамент для установки блок-боксов и стыковка с другими установками КС. Размеры составных частей должны соответствовать транспортным габаритам подвижного состава при доставке на площадку железнодорожным или автомобильным транспортом.
Основные поставщики газотурбинных установок: ОАО “Пермский моторный завод”, НПО
“Искра”, ЗАО “Искра-Авигаз”, ЗАО “Искра-Энергетика”, ОАО “Уфимское Моторостроительное
Производственное объединение”, г. Уфа, ОАО “Моторостроитель”, “СНТК им. Н.Д. Кузнецова”
Самара, ОАО НПО “Сатурн”. Рыбинск, “Сумское МНПО им. М.В. Фрунзе” (г. Сумы, Украина), ГП
НПКГ “Заря”-“Машпроект”, Украина. Николаев, ОАО “Мотор Сич”. ЗМКБ “Прогресс” Украина.
Запорожье, Siemens AG, Solar Turbines, Inc, General Electric, MAN Turbo AG.
Все конкуренты обладают примерно одинаковым уровнем качества, основные различия – в
возможностях производства, технических параметрах производимой продукции (в первую очередь к.п.д. приводов), объемах производства и опыте сотрудничества с заказчиком.
По данным анализа ОАО «Газпром» из номенклатуры ГПА производства стран бывшего Союза по степени освоенности производства, соответствия требованиям нового строительства (полная заводская готовность, блочно-комплектность и модульность конструкции и т.д.) приоритет
принадлежит следующим типам ГПА:
- класс мощности 4-8 МВт: ГПА-Ц-6,3А, ГПА-Ц-6,3Б, ГПА-Ц-6,3С, ГПА-Ц-6,3С, АГПУ-8
Волга, ГПА-4РМ, ГПА-4 Урал;
- класс мощности 10-12 МВт: ГПА-Ц-10Б, ГПА-10 МН70, ГТК-10А, ГТК-10ИА, ГТК-10ИС,
ГПА-10 Урал, ГПА-12 Урал;
- класс мощности 16 МВт: ГПА-16 Урал, ГПА-Ц-16С, ГПА-16 Нева, ГПА-16 Волга; ПЖТ-21С
- класс мощности 25 МВт: ГПА-25Р Днепр, Балтика 25, ГПА-Ц-25.
Новое газоперекачивающее оборудование приспособлено для применения при новом строительстве и реконструкции КС и имеет высокую степень унификации.
Это позволяет применять при проектировании следующие технические решения реконструкции КС:
а) модернизация ГПА (поузловая реновация и продление ресурса, повышение параметров в
процессе заводского ремонта и др.);
б) замена ГПА в общем или индивидуальном здании: замена привода, замена привода с использованием новой проточной части в старом корпусе нагнетателя, замена ГПА;
в) замена двигателя в существующем контейнере;
г) замена ГПА на существующих фундаментах;
д) строительство одного нового цеха взамен двух-трёх старых.
В настоящее время в составе оборудования установок очистки газа эксплуатируются пылеуловители (ПУ) и фильтр-сепараторы (ФС), разработанные и поставленные в основной массе
в 60-80-е годы.
В таблице приведены параметры применяемых в настоящее время ПУ ГП 628 и ФС ГП 835.
Наименование показателей, размерность
Производительность, млн. м3/сут.
Расчетное давление, МПа
Гидравлическое сопротивление, не более, МПа
Масса пустого, не более, кг
Габаритные размеры (высота х диаметр, длина х диаметр),
мм
Степень очистки от твердых частиц размером, мкм, %
Серийный ПУ
типа ГП 628
25,0
7,5
0,045
28800
Величина
Серийный ФС
типа ГП 835
25,0
7,5
0,02
29600
9400х2100
10550х1690
от 10 до 20 – 83
от 20 до 40 – 90
более 40 - 100
более 5 - 100
29
Массовая концентрация мехпримесей, г/м
на входе
на выходе
Массовая концентрация жидкости в газе , г/м3
на входе
на выходе
3
Срок службы, не менее, лет
размер ‹ 40 мкм
‹ 5 мкм
до 0,05
до 0,015
до 0,005
до 0,003
0,02
до 0,01
до 5
до 0,750
до 0,2
до 0,1
30
30
Основная масса эксплуатируемых и серийно выпускаемых в настоящее время ПУ типа ГП-628
по параметрам эффективности, гидравлическим потерям уступают предлагаемым типам новых
устройств. Кроме того, практически все оборудование неблочное.
Ближайшей задачей в данном направлении является доработка опытных образцов и подготовка
серийного производства ПУ и ФС нового поколения в блочном исполнении.
Например, на КС СКЦ (в частности, КС Привольная) предусматривается очистка газа в блоках
фильтров-пылеуловителей. К установке на КС приняты 6 шт. блоков фильтров-пылеуловителей
типа ГП 2362.01.00.000 ЦКБН DN 2000, PN 5,4 МПа.
Характеристики блока фильтра-пылеуловителя указаны таблице:
Наименование показателей
Давление расчетное
Номинальная производительность при рабочем давлении 3,9 МПа
Гидравлическое сопротивление аппарата с чистыми фильтрующими элементами, не более
Массовая концентрация механических примесей на входе
Массовая концентрация жидкости на входе
Массовая концентрация механических примесей на выходе,
частиц более 20мкм
Массовая концентрация аэрозольной жидкости в газе на выходе
Размерность
МПа (кгс/см2)
млн.м3/сут
Величина
5,4 (55)
21
МПа
0,04
мг/м3
мг/м3
мг/м3
мг/м3
мг/м3
до 20
до 100
до 3
0
до 1,0
На КС Опорная ТКЦ №4 установлены блоки фильтров-сепараторов ГПУ 263.00.000 ВО Ру=7,5
МПa Двн=1900 мм производства ООО “МАШЗАВОД” г.Черновцы.
Блок является законченным элементом технологической установки и состоит из аппарата,
размещенного на раме и снабженного площадками для обслуживания. Блок включает запорную
арматуру на линии дренажа, приборы КИПиА. Блок снабжен системой контроля верхнего предельного уровня жидкости и мехпримесей с датчиком уровня, имеющим выход на главный щит
управления. Для опрессовки и проведения гидравлических испытаний в блоке предусмотрены
съемные заглушки для отсечения аппарата от технологических трубопроводов. Блок включает в
себя систему электрообогрева для предотвращения гидратообразования в нижнем корпусе и трубопроводах выхода жидкости и дренажа.
Охлаждение транспортируемого газа в АВО является энергоемким процессом. Расход электроэнергии на охлаждение компримированного газа может составлять 60-70% и более общего
электропотребления на транспорт газа. Таким образом, повышение эффективности работы установок, осуществляющих охлаждение компримированного газа, является важным фактором экономии топливно-энергетических ресурсов и снижения себестоимости транспорта газа. Колебания
температуры наружного воздуха (суточные и сезонные) являются основным фактором, непосредственно влияющим на процесс охлаждения газа. Блочно-модульное исполнение позволяет ускорить и упростить процессы транспортировки и монтажа аппарата.
Оптимизация режима работы АВО газа может быть достигнута за счет частотного регулирования производительности вентиляторов.
К технологическим задачам в области создания АВО относятся:
• организация равномерного распределения газа по АВО в установках охлаждения газа;
• установка сепараторов на выходе АВО;
• переход к модульной компоновке АВО в составе ГПА.
30
• Установку подготовки газа топливного, пускового, импульсного и собственных нужд (УПТПИГ)
необходимо применять полной заводской готовности в блочно-комплектном исполнении.
• Разработаны новые устройства подготовки газа на КС:
• ЗАО «Уромгаз» (блок подготовки топливного и пускового газа; установка подготовки импульсного газа; установка подготовки топливного, пускового и импульсного газа);
• ОАО «Компрессор» - УПИГ (КС СКЦ, ДКС ПХГ Касимовское, ДКС ПХГ Совхозное);
• ДОАО «ЦКБН» (КС СКЦ, ДКС ПХГ Касимовское, ДКС ПХГ Калужское ).
• ООО Саратовгазавтоматика (УПТГ – КС Опорная).
• ООО Гарантия (Киев), ООО «Машзавод» (Черновцы) (КС Рогатин, ДКС ПХГ Угерское).
• ООО «Космос- Нефть- ГАЗ», ОАО «Газстройдеталь», ООО «Факел» – подогреватели топливного газа.
Задачей данного направления является доработка предложенных устройств, организация их
производства (типоразмеры по расходам от 10 до 30 тыс. нм3 и давлениям до 12,0 МПа). Перспективным является и применение теплообмеников газ-газ при проектировании КС магистральных
газопроводов для подогрева природного газа в установке УПТПИГ (подогрев ведется за счет тепла компримированного газа, поступающего в межтрубное пространство). Теплообменник может
поставляться в блочном исполнении. Блок является конструктивно законченным элементом УПТПИГ, и будет состоять из теплообменника, технологических трубопроводов с запорной арматурой и будет смонтирован на общей раме. Такое решение реализовано в проекте КС Привольное,
Изобильное (СКЦ), КС Кировоградская (Украина).
Компрессорная сжатого воздуха должна поставляться заводом-изготовителем в блочном исполнении.
Компрессорная установка сжатого воздуха должна комплектоваться микропроцессорным пультом управления с контроллером, который обеспечит контроль, управление и защиту установки.
На КС сжатый воздух применяется для КИП и А и для ремонтных работ. На новых КС сжатый
воздух может применяться для запуска ГПА.
• ДКС Совхозного ПХГ-модульная винтовая компрессорная станция Рнаг.=0,75 МПа; Q=4,7
м3/мин; N=48 кВт (суммарная) производства ООО «Борец» (г.Москва);
• КС Опорная – модульная воздушная компрессорная станция Рнаг.=0,8 МПа поставки НПФ
Мунайгазинжиниринг.
Установка снабжения азотом должна поставляться на КС в блочном исполнении.
Установка снабжения азотом необходима для продувки газовых коммуникаций и оборудования
при проведении ремонтных работ. Также с целью экономии природного газа в качестве импульсного газа в настоящее время используется азот. В этом случае установка снабжения азотом должна
выполняться в стационарном исполнении. При использовании азота только для продувки оборудования, установка снабжения азотом как правило применяется передвижной.
• КС Опорная – установка получения азота Рнаг.=4,5 МПа максимально производства СНПП
«Технокомпрессормаш» г. Сумы для управления приводной арматурой и продувки коммуникаций и аппаратов;
• ДКС ПХГ Калужское – передвижная азотная компрессорная станция ПКСА-5/101 производства ООО «Компрессормашсервис» г. Воронеж.
• ДКС ПХГ Касимовское - мобильная азотная станция производства «Грасис» г. Москва.
Технологические схемы обвязки КС.
До настоящего времени при проектировании и строительстве КС (ДКС) как правило, применялась коллекторная схема обвязки для полнонапорных ГПА (общая установка очистки газа, общая
установка охлаждения). В последнее время в проектах КС все чаще предусматривается модульная
схему обвязки полнонапорных ГПА, где аппараты очистки и охлаждения газа включены в обвязку
каждого газоперекачивающего агрегата.
Модульная схема обвязки ГПА обладает рядом существенных преимуществ:
- максимально сокращены горячие участки газопроводов от ГПА до АВО, что минимизирует
надземную (на эстакадах) прокладку изолированных труб и соответственно, загромождение территории КС;
31
- минимальное количество запорной арматуры;
- нет необходимости в коллекторе пускового контура и
свече опорожнения коллектора;
- при коллекторной схеме на пусковом контуре каждого ГПА дополнительно устанавливается пневмоприводной
кран после антипомпажного клапана-регулятора и обратный
клапан до него;
- при коллекторной схеме дополнительно предусматривается АВО газа для запуска одного ГПА в связи с ограничением по температуре газа на входе;
- гибкость в работе на изменяющихся режимах перекачки
газа;
- возможность независимого от работы соседних агрегатов пуска и останова любого компрессора и вывода его в рабочий режим перекачки;
- возможность длительной работы «на кольцо» любым агрегатом с исключением перегрева потока газа и аварийной остановки;
- возможность автономной обкатки ГПА любой продолжительности после плановых и внеплановых техобслуживаний и ремонтов;
- возможность легкого и безопасного в строительстве расширения компрессорной станции с
добавлением ГПА и увеличением производительности КС.
Недостатки модульной схемы:
- увеличение выбросов природного газа при останове ГПА (за счет увеличения объема контура
обвязки ГПА между кранами №1 и №2, за счет АВО и увеличения количества АВО);
- при коллекторной схеме количество АВО газа в целом будет меньше.
На ГПА, введенного в эксплуатацию турбокомпрессорного цеха № 4 КС «Опорная», применена
модульная схема обвязки.
По проекту строительства газопровода Бейнеу-Шымкент газоперекачивающие агрегаты, аппараты очистки газа и охладители скомпонованы в виде индивидуальных модулей ГПА. Двухступенчатая система очистки входящего газа применяется только для КС-1 Бозой.
Решения по утилизации газа продувок. Одной из важнейших задач при проектировании является повышение эффективности существующего производства, одним из путей которого является сокращение затрат. Ещё одним важнейшим моментом рассматриваемой проблемы является
влияние выбросов и утечек газа, а также продуктов его сгорания на состояние экологической обстановки, а, как известно, экологическая безопасность, снижение негативного влияния производства на окружающую среду является одним из приоритетов при развитии объектов транспорта
газа в Республике Казахстан.
К наиболее эффективным мероприятиям, направленным на снижение выбросов парниковых
газов при транспортировке природного газа, можно отнести:
- мероприятия, направленные на оптимизацию работы ГТС;
- применение новых экономичных ГПА с высоким КПД;
- оптимизация эксплуатационных режимов ГТС;
- применение современных методов обслуживания и ремонтов ГТС;
- выпуск газа в низконапорные сети при ремонтах;
- применение электростартера при пуске ГПА;
- продувка азотом технологического оборудования;
- использование азота в качестве газа для управления.
Одним из основных направлений проектирования КС является утилизация газа, сбрасываемого в
атмосферу при эксплуатации. Учитывая, что утилизация газа в систему топливного газа и собственных нужд промплощадки возможна только частично, т.к. в момент проведения утилизации могут быть
отключены технологические потребители топливного газа, а летом отключена и котельная на обогрев
зданий и помещений, а также учитывая, что потребность ГРС с подачей газа местным потребителям
ограничена, может быть предусмотрена система утилизации газа, состоящая из двух этапов:
32
I этап – утилизация газа из аппаратов и коммуникаций методом перетоков по технологической
схеме с использованием проектных дросселирующих устройств.
II этап – освобождение оборудования и коммуникаций от газа с помощью передвижной компрессорной установки с подачей газа в газопровод.
Газопроводы низкого давления и буферные емкости. Простым в осуществлении представляется вариант использования газопровода низкого давления, находящегося в непосредственной близости от компрессорной станции. Это позволит сбрасывать большую часть газа. Таким
образом удастся добиться частичной экономии газа путем предотвращения его потерь при проведении различных технологических операций на площадке КС – продувка, опорожнение оборудования, газопроводов, находящихся под давлением выше, чем в низконапорной сети. В среднем,
при пуске ГПА в атмосферу выбрасывается порядка 600 м3 газа, а при его останове – 950 м3. В
год на станции осуществляется 60-70 операций пуска – останова ГПА, а это составит около 100
тыс. м3 газа. Для того чтобы предотвратить выбросы газа практически полностью, необходимо
проектирование установки оборудования, позволяющего использовать газ низкого давления. В
этом случае для сброса газа необходимо использовать буферную ёмкость, в качестве которой
может быть использован и локальный участок газопровода внутренних коммуникаций компрессорной станции. Например, на КС Рогатин (Украина) запроектирована буферная емкость из труб
Ø1020х16 общей длиной порядка 300м. При давлении утилизации газа 3,6 … 5,4 МПа установка
такой емкости позволит сократить сброс в атмосферу и использовать для технологических нужд
от 8 400 до 12 700 нм3 газа. Среди возможных направлений использования газа из буферной ёмкости можно выделить следующие:
- использование на нужды компрессорной станции (при давлении газа в ёмкости более 3 – 5 кгс
/см2 – в качестве пускового газа). Полностью исключить затраты газа на пуск агрегатов можно,
используя для работы воздушных стартеров сжатый воздух, что требует обновления и расширения парка воздушных компрессоров на станции.
- возвращать газ в технологический процесс, повысив его давление сжатием в компрессоре или
с помощью газ-газового эжектора с использованием энергии газа высокого давления.
При проведении работ на тру­бопроводах утилизацию газа при опорожнении ремонтируемого
участка газопровода можно осуществить следующими способами:
• перепуском газа из подлежащего ремонту участка газопровода с повышенным давлением
через существующие или временно проложенные технологические перемычки в газопровод с более низким давлением газа;
• подключением к ремонтируемому участку потребителей газа через газопроводы-отводы;
• перекачкой газа из ремонтируемого участка газопровода в соседний прилегающий участок
данного газопровода или в параллельно проложенный газопровод передвижными компрессорными установками.
Первые два способа применимы в тех случаях, когда режим работы и технологическая схема газопровода позволяют провести соответствующие переключения. Чаще всего провести их не
представляется возможным.
Наиболее приемлемым вариантом является использование передвижной мобильной компрессорной установки (МКС или МГПА),
которая позволяет в корот­кие сроки, произвести перекачку значительного количества газа из изолированного для ремонта участка трубопровода в дейс­твующий
участок трубы, находящийся за
запорным краном или в параллельно проходящий действующий
трубопровод.
33
МКС имеют целый ряд достоинств:
• автономны, способны передвигать­ся к месту проведения работ;
• не требуется дополнительное оборудование для осу­ществления работ по откачке газа;
• в качестве топлива используют перекачиваемый газ;
• не требуют для работы подготовки рабо­чей площадки;
• подключение осуществляется к штатным узлам байпасного участка;
• позволяют снизить давление газа внутри отделенного участка трубы с 75 до 10 кг/см2 приблизительно за 60 ч.
Комплекс МКС (5-7 МКС) имеет высокую степень надежности и, что немаловажно, в случае
выхода из строя одного из компрес­соров остальные компрессоры берут на себя его функции, что
является гарантией выполнения планируемых работ.
Что требуется для работы установки извне:
• подключение к газопроводам всасывающей и нагнетательной линии и обеспечение топливным и пусковым газом;
• внешнее электроснабжение не требуется (при работе газового двигателя – питание
внутриблочных систем и генератора).
Учитывая то, что использование указанной компрессорной
установки является периодическим, для уменьшения срока
окупаемости возможно использование данной мобильной компрессорной установки для утилизации природного газа при
проведении плановых ремонтных работ на линейной части
магистральных газопроводов,
на других КС, ДКС и т.д.
Альтернатива применению
импульсного газа. Для снижения потерь природного газа, повышения пожаробезопасности
производства и сокращения капиталовложений при проектировании КС может быть рассмотрен
вопрос о применении вместо управляющего импульсного газа – инертного – азотом. При проектировании (на стадии технического задания) необходимо обосновать применение азотной установки, концентрацию азота, рабочее давление, объем ресиверов.
В случае применения азота как управляющего газа (КС опорная) следует применять стационарную азотную установку в блочно-контейнерном исполнении:
• потребляемая мощность УПА – не более 25 кВт;
• предназначена для получения из атмосферного воздуха азотно-воздушной смеси с концентрацией азота 96±1%;
• в качестве агрегата для сжатия азотно-воздушной смеси использован компрессор, обеспечивающий на выходе давление азотной смеси не менее 4,5 МПа (изб), производительность не
менее 1м3/мин.;
• ресивер 10 м3 PN 1,0 МПа для потребностей в продувке газопроводов;
• ресивер 6,3 м3 PN 4,5 МПа для потребностей в управляющем газе.
Для одноразовой двухкратной перестановки управляемой арматуры КЦ при Ра = 4,5 МПа потребуется порядка 34,88 м3 (1569,6 нм3) азота. В течение года эта величина составит около 79 000
нм3. Кроме того, управляющий азот подается к узлам подключения КС на управление арматурой
и в ресиверы. Учитывая, что привода арматуры негерметичны, и постоянно происходит утечка
управляющего газа, эта цифра возрастает.
34
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа