7. Эксплуатация перекачивающих станций для обучающихся 3 курса специальности 21. 02. 03 Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ
 Скачать 0.76 Mb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Югорский государственный университет» НИЖНЕВАРТОВСКИЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИКУМ (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Югорский государственный университет» МДК.02.02 ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ И ГАЗОНЕФТЕХРАНИЛИЩ Курс лекций к рабочей тетради по теме 7. Эксплуатация перекачивающих станций для обучающихся 3 курса специальности 21.02.03 Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ Нижневартовск 2017 2 ББК 39.7 Э41 Курс лекций к рабочей тетради по теме 7. Эксплуатация перекачи- вающих станций для обучающихся 3 курса специальности 21.02.03 Соору- жение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ по МДК. 02.02 Эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ разработан в соответствии с: 1. Федеральным государственным образовательным стандартом (да- лее – ФГОС) по специальности среднего профессионального образования (далее – СПО) 21.02.03 Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ, утв. 12.05.2014г. 2. Рабочей программой профессионального модуля ПМ. 02 Сооруже- ние и эксплуатация объектов транспорта, хранения, распределения газа, нефти, нефтепродуктов, утв. 13.09.2016г. Разработчик: Скобелева Ирина Ефимовна, преподаватель высшей категории Ниж- невартовского нефтяного техникума (филиала) ФГБОУ ВО «ЮГУ». Рецензенты: 1. Драницына Е.Г., преподаватель высшей квалификационной катего- рии ННТ (филиала) ФГБОУ ВО «ЮГУ». 2. Кошкин О.А., начальник ПТО ООО «Пылинское». Замечания, предложения и пожелания направлять в Нижневартовский нефтяной техникум (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Югорский государ- ственный университет» по адресу: 628615, Тюменская обл., Ханты- Мансийский автономный округ, г. Нижневартовск, ул. Мира, 37. ©Нижневартовский нефтяной техникум (филиал) ФГБОУ ВО «ЮГУ», 2017 3 ВВЕДЕНИЕ Цель курса лекций: организация самостоятельной работы студентов по овладению теоретическим материалом темы 7. Эксплуатация перекачи- вающих станций МДК. 02.02 Эксплуатация газонефтепроводов и газонеф- техранилищ. Задачи курса лекций: - раскрытие содержания темы 7. Эксплуатация перекачивающих стан- ций; - обеспечение обучающихся наиболее информацией по теме 7. Экс- плуатация перекачивающих станций для качественного выполнения зада- ний рабочей тетради. Рабочая тетрадь предназначена для самостоятельной работы обучаю- щихся на занятиях и при выполнении домашней работы. Содержание курса лекций соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионально- го образования. Материал курса лекций направлен на формирование у обучающихся соответствующих профессиональных компетенций (ПК) в рамках профес- сионального модуля ПМ. 02. Сооружение и эксплуатация объектов транс- порта, хранения, распределения газа, нефти, нефтепродуктов: ПК 2.3. Обеспечивать проведение технологического процесса транс- порта, хранения и распределения газонефтепродуктов. ПК 2.4. Вести техническую и технологическую документацию. 4 ТЕМА 1.1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ ПО ПРАВИЛАМ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ И КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ Перечень технической документации технологического оборудования нефтеперекачивающей станции 1. Насосы, компрессоры, сварочное оборудование: 1.1. Паспорт завода-изготовителя. 1.2. Инструкция по эксплуатации. 1.3. План-график ремонта оборудования (годовой). 1.4. План-график ремонта оборудования (месячный). 1.5. Отчет о выполнении план-графика ППР (месячный) до второго числа следующего месяца. 1.6. Разрешение на изменение графика ППР оборудования (в случае необходимости). 1.7. Журнал учета работы оборудования. 1.8. Журнал учета технического обслуживания и ремонта оборудова- ния (или эксплуатационный паспорт). 1.9. Журнал учета преждевременных отказов (некатегорийных аварий). 1.10. Инструкции по охране труд и технике безопасности при экс- плуатации оборудования. 1.11. дефектные ведомости на капитальный ремонт (насосно- компрессорное оборудование). 1.12. Графики диагностирования (насосы, компрессоры) с истекшим сроком эксплуатации. 1.13. Заключения по диагностике (насосы, компрессоры). 2. Технологические трубопроводы: 2.1. Перечень ответственных технологических трубопроводов. 2.2. Паспорта трубопроводов. 2.3. Акты периодического наружного осмотра трубопроводов. 2.4. Акты испытания технологических трубопроводов на прочность и плотность. 2.5. Акты на ремонт и испытание арматуры. 2.6. График ревизии и осмотра технологических трубопроводов. 2.7. Журнал установки и снятия заглушек. 3. Вентиляционные установки: 3.1. Документация по п.п. 1.1., 1.2. 3.2. Журнал по эксплуатации и ремонту вентиляционных установок. 3.3. План-график ремонта вентиляционных установок (годовой). 3.4. График испытания вентустановок и санитарную эффективность. 5 4. Резервуары: 4.1. Документация на изготовление и монтаж резервуаров. 4.1.1. Паспорт резервуара. 4.1.2. Заводские сертификаты на изготовление стальных инструкций. 4.1.3. Документы, удостоверяющие качество металла, электродов, сва- рочной проволоки, флюсов и прочих материалов, применяемых при монтаже. 4.1.4. Заключение по качеству сварочных соединений физическим ме- тодом контроля со схемами расположения мест контроля. 4.1.5. Копии удостоверений (дипломов) о квалификации сварщиков, выполнявших сварку с указанием присвоенных им цифровых или буквен- ных знаков. 4.1.6. Акт на испытание сварных соединений днища резервуара. 4.1.7. Акт на испытание резервуара наливом воды. 4.1.8. Акт на испытание сварных соединений кровли резервуара на герметичность. 4.1.9. Схемы и акты испытания заземления резервуара. 4.1.10. Схема нивелирования основания резервуара. 4.1.11. Акт приемки резервуара в эксплуатацию. 4.2. Эксплуатационная документация. 4.2.1. Технический паспорт. 4.2.2. Калибровочная таблица резервуара. 4.2.3. технологическая карта резервуара. 4.2.4. Журнал текущего обслуживания. 4.2.5. Схема нивелирования основания. 4.2.6. Схема молниезащиты и защиты резервуаров от проявлений ста- тического электричества. 4.2.7. Технологические карты производственных ремонтов. 4.2.8. Акты готовности резервуаров к зачистным работам. 4.2.9. Акты на выполнение зачистки резервуаров. 4.3. Ремонтная документация. 4.3.1. Дефектная ведомость. 4.3.2. Чертежи, необходимые при ремонте. 4.3.3. Проект производства работ по ремонту резервуара или техниче- ская карта на ремонт. 4.3.4. Документы, удостоверяющие качество металла, электродов, электродной проволоки и прочих материалов, применяемых при ремонте. 4.3.5. Копии удостоверений о квалиификации сварщиков, произво- дивших сварку конструкции при ремонте, с указанием присвоенных им цифровых или буквенных знаков. 4.3.6. Акты испытания сварных соединений днища, стенки на герме- тичность. 4.3.7. Заключение по качеству сварных соединений стенки и окрайков днища со схемами расположения мест контроля при физических методах контроля. 6 4.3.8. журнал производства ремонтных работ и журнал сварочных ра- бот или другие документы, указывающие атмосферные условия в период ремонта. 4.3.9. Результаты нивелирной съемки по наружному контуру днища и самого днища, результаты измерений геометриченской формы стенки, в том числе и местных отклонений. 4.3.10. Результаты измерений местных отклонений кровли (для РВС повышенного давления). 4.3.11. Акт на устройство антикоррозионного покрытия анкерных болтов в случае их ремонта. 4.3.12. Акт опробывания оборудования. 4.3.13. Акт проверки омического сопротивления заземления. 4.4. Графики диагностирования с истекшим сроком. 4.5. Заключение по диагностике. ТЕМА 1.2. РАБОТА ПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ СТАНЦИЙ НА ТРУБОПРОВОД. СИСТЕМЫ ПЕРЕКАЧКИ НЕФТИ Под совместной работой понимают одновременную работу несколь- ких насосов на общий трубопровод (сеть). При этом они соединяются ме- жду собою параллельно или последовательно. Параллельная работа насосов. При па- раллельной работе, на- пример, двух насосов (Рисунок 1) очевидно, что общая подача Q = Q 1 + Q 2 , а развиваемый напор Н=Н 1 =Н 2 . целью такого соединения является уве- личение подачи. Рисунок 1 – Параллельное соединение насосов Последовательная работа насосов. Последо- вательной называется ра- бота насосов, при которой один насос (I ступень) по- дает перекачиваемую жид- кость во всасывающий патрубок другого насоса (II ступень), а последний по- дает ее в напорный трубо- провод (сеть) (рис. 2). Рисунок 2. – Последовательное соединение насосов 7 В условиях проектирования и строительства насосных станций после- довательную работу центробежных насосов применяют в тех случаях, ко- гда жидкость подается по трубам на большие расстояния или на большую высоту. Такое соединение применяют и в тех случаях, когда необходимо при постоянном (или почти постоянном) расходе увеличить напор, что невоз- можно сделать одним насосом. В таких случаях суммарные подача и напор: Q=Q 1 =Q 2 , H=H 1 +H 2 Гидравлической характеристикой трубопровода называется зависи- мость напора, который необходимо создать в трубопроводе для пропуска по нему определенного расхода, т.е. Н=f(Q). Перекачка – это процесс перемещения нефти по трубопроводу с по- мощью насосных установок по заданной схеме. Под схемой перекачки по- нимается движение нефти через сооружения и оборудование НПС и со- единяющие их нефтепровод. В зависимости от оснащенности НПС выде- ляют три схемы перекачки: постанционная, с подключением резервуаров и из насоса в насос. Для технологической схемы перекачки с подключением резервуаров возможны два варианта: перекачка через резервуар и минуя резервуар (с подключенным резервуаром). Рисунок 3 – Постанционная перекачка При постанционной схеме перекачки (рис. 3) нефть поочередно при- нимают в один из резервуаров НПС, а откачивают из другого. Эта схема позволяет достаточно точно учитывать перекачиваемую нефть по замерам уровня в резервуарах, при такой схеме осуществляется разгазирование нефти и удаление излишка воды, а также обеспечивается большая надёж- ность и бесперебойность поставок нефти потребителю за счёт того, что участки могут функционировать отдельно друг от друга. Основной недостаток системы – большие потери от испарения при за- полнении-опорожнении резервуаров (потери от «больших дыханий»), а также значительная металлоемкость: сооружение как минимум двух резер- вуаров и необходимость сооружения подпорной насосной. 8 Рисунок 4 – Перекачка через резервуар При перекачке через резервуар НПС (рис. 4) нефть от предыдущей станции поступает в резервуар и одновременно из него откачивается. При не синхронной работе соседних НПС резервуар служит буферной емко- стью. Данная схема позволяет удалять из трубопровода попавший в него при производстве ремонтных работ воздух, а также частично освободиться от воды и механических примесей за счёт значительного уменьшения ско- рости потока в резервуаре по сравнению с трубопроводом. Вследствие перемешивания нефти в резервуаре интенсифицируются потери от «малых дыханий», а при несинхронной работе соседних НПС возможны потери и от «больших дыханий». Кроме того, необходимо со- оружение как минимум одного резервуара и подпорной насосной. Рисунок 5 – Перекачка с подключенным резервуаром При перекачке с подключенным резервуаром (рис. 5) нефть через ре- зервуар не проходит, поскольку он соединен с отводом от всасывающей линии станции. Уровень в резервуаре изменяется незначительно в зависи- мости от величины разности расходов, которые обеспечивают данная и предыдущая НПС. При равенстве этих расходов уровень нефти остается практически неизменным. По сравнению с предыдущими схемами сокращаются потери в ре- зультате испарения нефти, которые будут определяться суточными коле- 9 баниями температур (потери от «малых дыханий»). Рисунок 6 – Перекачка из насоса в насос Система перекачки из насоса в насос (рис. 6) осуществляется при от- ключении резервуаров промежуточных НПС. Их используют только для приема нефти из трубопровода в случае аварий или ремонта. При отклю- ченных резервуарах исключаются потери от испарения и полностью ис- пользуется подпор, передаваемый от предыдущей НПС. На МН большой протяженности должна предусматриваться организа- ция эксплуатационных участков длиной 400–600 км и до 800 км на магист- ральных нефтепродуктопроводах каждый, в пределах которых перекачка ведётся по схеме «из насоса в насос», являющейся наиболее предпочти- тельной в связи с достижением полной синхронизации работы НПС. На границах эксплуатационных участков располагаются промежуточных НПС с емкостью, которые работают по схеме «с подключенным резервуаром» или «через резервуар» при выполнении ремонтных работ для выпуска воз- духа. Таким образом, обеспечивается независимая работа НПС одного экс- плуатационного участка, от других (в течении некоторого времени, обу- словленного вместимостью резервуарного парка и производительностью МН). ГНПС МН всегда работает по схеме «постанционной перекачки» (рис. 7). Рисунок 7 – Схема прохождения нефти по МН 10 ТЕМА 1.3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПЕРЕКАЧИВАЮЩЕЙ СТАНЦИИ Нефтеперекачивающие станции предназначены для транспорти- рования нефти от месторождений до потребителя. НПС магистральных нефтепроводов разделяются на головные и промежуточные. Головные НПС предназначены для приёма нефти с установок по её подготовке, замера и перекачки ее из резервуаров в магистральный трубо- провод. Принципиальная технологическая схема головной НПС приведена на рис. 8. Она включает в себя подпорную насосную 1, площадку фильтров и счетчиков 2, магистральную насосную 3, площадку регуляторов давления 4, площадку пуска скребков 5 и резервуарный парк 6. Нефть с промысла направляется на площадку 2, где сначала очищается в фильтрах- грязеуловителях от посторонних предметов, а затем проходит через тур- бинные расходомеры, служащие для оперативного контроля за её количе- ством. Далее она направляется в резервуарный парк 6, где проводится ее отстаивание от воды и механических примесей, а также осуществляется коммерческий учет. Для закачки нефти в трубопровод используется под- порная 1 и магистральная 3 насосные. По пути нефть проходит через пло- щадку фильтров и счетчиков 2 с целью оперативного учета, а также пло- щадку регуляторов давления 4 с целью установления в магистральном нефтепроводе требуемого расхода. Площадка 5 служит для запуска в неф- тепровод очистных устройств - скребков. Промежуточные НПС предназначены для повышения давления пе- рекачиваемой нефти в магистральном трубопроводе. Промежуточные НПС размещают по трассе нефтепровода в соответствии с гидравлическим рас- чётом через 50—200 км. Технологическая схема промежуточной НПС приведена на рис. 9. Для обеспечения достаточно надежного уровня синхронной работы смежных НПС магистральные трубопроводы разбивают на эксплуатаци- онные участки, среднюю длину которых принимают в пределах 400 - 500 км. Расстояния между НПС определяются гидравлическим расчетом в за- висимости от рабочего давления и пропускной способности нефтепровода при соблюдении нормативных разрывов от границ НПС до зданий и со- оружений населенных пунктов, вахтенных поселков и промышленных предприятий. 11 Рисунок 8 – Технологическая схема головной нефтеперекачивающей станции: 1 - подпорная насосная; 2 - площадка фильтров и счетчиков; 3 - основная насосная; 4 - площадка регуляторов; 5 -площадка пуска скребков; 6 - резервуарный парк. Рисунок 9 – Технологическая схема промежуточной перекачивающей станции 1 - основная насосная; 2 - помещение с регулирующими клапанами; 3 - устройство приема и пуска скребка; 4 - площадка с фильтрами-грязеуловителями. Основные технологические процессы на НПС Технологической схемой НПС предусматриваются следующие техно- логические процессы: 12 • перекачка нефти по схеме «из насоса в насос»; • автоматический переход на перекачку нефти по магистральному нефтепроводу мимо станции в случае ее остановки; • обратная перекачка нефти по магистральному нефтепроводу; • прием и пуск средств диагностики без остановки станции; • сброс нефти от ударной волны в резервуар-сборник нефти; • сбор утечек от насосов, опорожнение самотеком фильтров- грязеуловителей и приемных трубопроводов блока системы сглаживания волн в резервуар-сборник нефти; • откачка нефти из резервуара-сборника вертикальным насосным аг- регатом в приемный трубопровод основных насосов; • опорожнение наземных участков трубопроводов нефтеперекачи- вающей станции от нефти при ремонтных работах; • при достижении аварийного уровня нефти в резервуарах-сборниках нефти предусматривается отключение насосных агрегатов, а затем отклю- чение от магистрального трубопровода; • размыв парафина в резервуаре-сборнике нефтью при помощи вер- тикального насосного агрегата; • оперативный учет нефти, поступающей на НПС, а также контроль крупных утечек с помощью ультразвукового счетчика. На НПС предусмотрены следующие основные функциональные системы: • технологическая; • электроснабжения; • водоснабжения; • канализации; • вентиляции; • теплоснабжения; • пожаротушения; • технологической связи, автоматизации; • ремонтообеспечения; • жизнеобеспечения вахтенного персонала. Состав объектов и сооружений НПС В состав НПС входят следующие основные и вспомогательные уста- новки и сооружения: • магистральная насосная; • маслохозяйство; • сборник нефти сброса ударной волны утечек и дренажа; • емкость для аварийного сбора нефти; • насосы погружные высоконапорные; • регуляторы давления; • система сбора и утилизации нефтеутечек; • система тепло- и электроснабжения; 13 • 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; • септик с насосной установкой; • канализационная насосная станция нефтесодержащих стоков; • канализационная насосная станция очищенных сточных вод; • станция биологической очистки сточных вод со сборниками отсто- янных сточных вод; • сборник уловленной нефти с насосной установкой; • узел приема и пуска средств очистки и диагностики. Территория НПС разделена на две зоны: производственную и слу- жебно-производственного комплекса. К производственной зоне НПС, расположенной со стороны магист- рального нефтепровода, относятся здания и сооружения технологического назначения: • узел подключения; • магистральная насосная; • регуляторы давления; • емкость для сбора утечек нефти и дренажа с погружными насосами; • сборник нефти сброса от системы сглаживания волн давления и дренажа; • маслохозяйство; • фильтры-грязеуловители; • производственно-эксплуатационный блок - ПЭБ (КТП - комплект- ная трансформаторная подстанция, ЩСУ - щит станции управления, опе- раторная); • компрессорная сжатого воздуха; • резервная электростанция, установка пожаротушения. К зоне служебно-производственного комплекса, расположенной со стороны подъездной автодороги, относятся объекты инженерного обеспе- чения: • узел связи; • котельная; • блоки водоснабжения и канализации; • очистные сооружения; • служебно-вспомогательный и ремонтный блоки; • стоянки механизмов; • складские сооружения; 14 • трансформаторные подстанции для зданий и сооружений второй зоны (зона служебно-производственного комплекса); • установки пожаротушения. На НПС предусмотрены следующие технологические сооружения: • магистральная насосная с насосами и электродвигателями. Число насосов с электродвигателями определяется расчетом в зависимости от производительности будущей насосной станции; • узел регуляторов давления с регулирующими заслонками. Число за- слонок зависит от производительности НПС. Параметры заслонок позволяют производить регулирование давления при отключении одной из заслонок; • фильтры-грязеуловители (рабочие и резервный) с патрубками; • блок системы гашения ударной волны с устройствами сглаживания волн давления; • резервуар-сборник нефти системы сглаживания волн давления и дренажа, предназначенный для сброса нефти из системы защиты нефте- провода от повышения давления; • блок с вертикальными погружными насосами с электродвигателями. Насосные агрегаты и сопутствующее оборудование В качестве привода насосов используются электродвигатели синхрон- ного и асинхронного типа. В зависимости от исполнения электродвигатели устанавливаются в общем зале с насосами или в помещении, отделенном от насосного зала стеной, не пропускающей паров нефти. Взрывозащи- щенное исполнение электродвигателей, устанавливаемых в общих залах насосных, достигается продувкой корпуса электродвигателя воздухом под избыточным давлением. При обычном исполнении электродвигатели устанавливаются в от- дельном зале, герметично изолированном от насосного зала специальной стеной. В этом случае место прохождения вала, соединяющего; электро- двигатель и насос, через разделительную стену имеет конструкцию, пре- пятствующую проникновению через него паров нефти. |