ВАР. Газопровода
 Скачать 2.21 Mb.
|
1.2. Технологическая схема КЦВ состав компрессорного цеха входят следующие объекты и сооружения: узел подключения, пылеуловители (см. п.1.5.1.), фильтры – сепараторы (см. п.1.5.2.), блок подготовки пускового и топливного газа, газоперекачивающие агрегаты, аппараты воздушного охлаждения газа (см. п.1.6) и трубопроводы. 1.2.1. Узел подключения Узел подключения современной компрессорной станции представляет собой достаточно сложный комплекс технологических сооружений, от которых зависят эксплуатационные показатели всего магистрального газопровода. Узел подключения обеспечивает поступление газа в компрессорный цех по входному газопроводу и подачу газа в газопровод после компримирования по выходному шлейфу. Узел подключения включает в себя краны №7; 8; 17; 18; 20 и ряд режимных. Кран №7-входной кран, предназначенный для подачи технологического газа в цех и его постоянное положение открытое. Кран №8-выходной кран, предназначенный для подачи технологического газа в магистральный газопровод после его компримирования и охлаждения. Краны №17; 18-свечные краны, предназначенные для сброса газа из всех технологических коммуникаций компрессорного цеха в атмосферу при любых аварийных остановах цеха (при этом краны №7; 8 закрываются). Их также используют для продувки технологических коммуникаций и заполнения их газом. Кран №20-отсекающий кран, обеспечивающий нормальную работу цеха при компримировании газа. При работе компрессорного цеха кран №20 всегда закрыт. Для диагностики и очистки магистрального газопровода в КЦ на узле подключения установлены камеры приема и запуска диагностических, очистных устройств (КП и КЗ). КП и КЗ оборудованы системой байпасов (Ду=1000мм), которая служит для запуска или приема поршней. 1.2.2. Путь прохождения технологического газа через КЦ Газ из магистрального газопровода (Ду=1400мм) через кран №19 поступает на узел подключения компрессорного цеха и через кран №7 попадает во всасывающий коллектор (Ду=700мм) блока очистки технологического газа от механических примесей. ПУ обвязаны системой трубопроводов (Ду=200мм). Краны №7а и №7б, расположенные на байпасной линии крана №7, предназначены для выравнивания давления газа перед и после крана во время его работы на открытие для исключения гидроудара. После очистки от механических примесей и жидкости в пылеуловителях газ поступает в нагнетательный коллектор ПУ (Ду=1000мм) и далее он поступает в блок фильтров-сепараторов для тонкой очистки от механических примесей и влаги. Свечи, расположенные на трубопроводах входа и выхода газа из ПУ и ФС предназначены для стравливания газа из контуров ПУ и ФС. В работе одновременно могут находиться не более пяти пылеуловителей и не более шести фильтров-сепараторов, т.е. при выходе пылеуловителя или фильтра-сепаратора из строя по каким-либо причинам в резерве должны находиться не менее одного ПУ и двух ФС. Пылеуловители должны быть в работе всегда, независимо на каком режиме работает компрессорный цех (“кольцо” или “магистраль”), а фильтры-сепараторы могут быть отключены при работе цеха в режиме “кольцо”. Для беспрепятственного прохождения газа через отключенные ФС предусмотрен кран №70. После очистки газ поступает в общецеховой всасывающий коллектор, где поток газа разделяется на две части. Часть газа идет в БПТПГ, где производится подготовка топливного, пускового и импульсного газа на собственные нужды КЦ. Другая часть газа (технологический газ) поступает во всасывающий коллектор (Ду=1000мм) газоперекачивающих агрегатов (ГПА). Во всасывающий коллектор нагнетателя технологический газ попадает через кран №1. Краны №4 и №4р, расположенные на байпасной линии крана №1, предназначены для выравнивания давления перед и после крана №1 при его работе на открытие для исключения гидроудара. В нагнетателе производится компримирование газа до расчетного давления. После компримирования газ поступает в нагнетательный коллектор ГПА (Ду=1000мм) и через кран №6 или №6р, в зависимости от того на каком режиме работает агрегат (“кольцо” или “магистраль”) газ поступает во всасывающий коллектор аппаратов воздушного охлаждения. На нагнетательном коллекторе ГПА установлен обратный клапан для того, чтобы в случае остановки агрегата (нормальной или аварийной) или при понижении оборотов двигателя газ из области высокого давления не перетекал в область низкого давления. Из всасывающего коллектора ГПА, газ подается на секции АВО, где подвергается охлаждению до заданной температуры. Кран №16 на байпасной линии АВО служит для заполнения контура аппаратов после ремонта или при вводе аппаратов в работу. После охлаждения технологический газ, пройдя через обратные клапаны, попадает в выходной коллектор компрессорного цеха и через кран №8 попадает в магистральный газопровод. Если по каким-то причинам давление газа в коллекторе перед АВО (нагнетательная линия) меньше чем давление перед ГПА (всасывающая линия), то газ через обратный клапан и кран №78 попадает во всасывающий коллектор перед ГПА. На трубопроводах диаметром до 500 мм устанавливаются механические обратные клапана, а на трубопроводах диаметром более 500 мм – гидравлические обратные клапана. В обвязке малого контура ГПА имеется узел шестых кранов, выполняющий следующие функции: - обеспечивает загрузку группы ГПА в трассу, после их запуска; - осуществляет антипомпажное регулирование, для защиты ЦН от помпажа при различных технологических режимах работы цеха. При заполнении малого контура происходит вывод ГПА на начальный режим работы. При достижении ГПА заданных параметров газ выводится на большой контур, блок АВО, блок пылеуловителей, всасывающий коллектор ГПА. После достижения давления газа в большом контуре равного давлению в магистрали, открывают краны: №7 и №8, перекрывается кран №20. Станция начинает работать на магистраль, с последующим увеличением давления до заданного. Если газ необходимо сжать больше чем это возможно при одном цикле сжатия (если газ не доохладили на предыдущей КС и он попал во всасывающий коллектор ГПА “горячим”), то открывают краны №36 и №36Д, газ через них будет попадать во всасывающий коллектор перед пылеуловителями, и будут повторяться все операции описанные выше. При открытых кранах №36 и №36Д весь компрессорный цех будет работать на режиме “кольцо”, при этом кран №8 закрывать не обязательно. Если основное оборудование компрессорного цеха (ГПА, ПУ, ФС, АВО, всасывающий или нагнетательный трубопровод, узел подключения) находятся на ремонте, т.е. цех не может работать ни при каких условиях, а краны №7 и №8 не могут обеспечить полное перекрывания потока газа, то тогда закрывают северный и южный охранные клапана (СОК и ЮОК соответственно) и открывают межцеховые перемычки. Если на КЦ не работают ГПА (находятся в ремонте) или они не могут обеспечить необходимый режим перекачки, то газ из входного магистрального трубопровода, после прохождения пылеуловителей и фильтров-сепараторов, через межцеховой кран №71 подается на соседний компрессорный цех. После компримирования на агрегатах соседнего цеха, газ через межцеховой кран №81 подается в аппараты воздушного охлаждения и затем в выходящий магистральный газопровод стоячего компрессорного цеха. Возможно также прохождение газа мимо КЦ без компримирования. При этом краны №№19; 20; 21-открыты; краны №№7; 8-закрыты. Краны №17 и №18 предназначены для стравливания контура компрессорного цеха, а кран №201 предназначен для стравливания контура крана №20. Из всасывающего и нагнетательного коллекторов ГПА отводятся специальные трубопроводы для отбора газа на собственные нужды. Этот газ поступает в блок подготовки топливного и пускового газа, где происходит его преобразование (более тонкая очистка, понижение давления и подогрев) в топливный, пусковой и импульсный газ. Топливный газ необходим для работы газотурбинного двигателя, а пусковой для его запуска. Импульсный газ выходит из БПТПГ через два трубопровода с разными давлениями: 7,5МПа и 2,5МПа. Импульсный газ с давлением 7,5МПа необходим для обеспечения нормальной работы (открытие, закрытие) “больших” кранов-№№ 1, 2, 6, 7, 8, 16, 17, 18, 20, 36, 71, 78, 81, а импульсный газ с давлением 25кг необходим для обеспечения нормальной работы “малых” кранов на трубопроводах топливного и пускового газа-9, 10, 11, 12. Это сделано для того, чтобы маленькие краны не разорвало слишком большим давлением. На узле подключения для быстрого бесперебойного (аварийного) открытия и закрытия кранов №№ 7, 8, 20 установлена аварийная емкость с импульсным газом, который закачивается в нее под давлением из БПТПГ. 1.2.3. Компрессорный цех Компрессорный цех предназначен для компримирования технологического газа и его дальнейшего транспорта по магистральному газопроводу. КЦ-4 газопровода “Ямбург-Елец 1” оборудован пятью газоперекачивающими агрегатами типа ГПА-Ц-16. ГПА-Ц-16 представляют собой комплектно блочные автоматизированные установки с газотурбинным приводом НК-16 СТ мощностью 16МВт, предназначенные для транспортирования природного газа по магистральному газопроводу. Агрегаты ГПА-Ц-16 обеспечивают нормальную работоспособность при температуре окружающего воздуха от 218 К (минус 55 0С) до 318 К (+45 0С) и относительной влажности 100%, а также при наличии осадков (дождь, снег, туман). 1.2.4. Основные параметры и размеры агрегата ГПА-Ц-16 Основные параметры и размеры агрегата ГПА-Ц-16 представлены в табл. 1.1 на основании [2]. Таблица 1.1.
Примечание: Станционные условия для определения мощности, номинальные: атмосферное давление, МПа(кгс/см2) - 0,101 (1,03) температура на входе в двигатель, К(С) - 288 (+15) частота вращения ротора, с-1(об/мин) - 81,7-88,3(4900-5300) гидравлические потери полного давления на всасывании (от атмосферного давления до входного конфузора компрессора), Па(кгс/см2) - 981(0,01) гидравлические потери полного давления на выхлопе (от входа в диффузор выхлопной шахты до атмосферного), Па(кгс/см2) - 981(0,01) отбор воздуха за КНД, кг/с - 2 суммарные гидравлические потери полного давления, Па: в системе всасывания - 1960 в выхлопном устройстве - 5640 Станционные условия для определения к.п.д.: условия по пункту 1 настоящего примечания, кроме отбора воздуха за КНД. 1.2.4.1. Характеристики агрегата ГПА-Ц-16 Тип нагнетателя: двухступенчатый центробежный с вертикальным разъемом корпуса НЦ-16/76. Тип приводного двигателя: НК-16СТ, газотурбинный, авиационный со свободной турбиной. Сжимаемый газ – не коррозионный, взрывоопасный (природный газ). Максимальная влажность газа на всасывании – состояние насыщения при отсутствии капельной влаги. Запыленность газа, поступающего в нагнетатель, не должна превышать 5 мг/м3 (при температуре +20 С и атмосферном давлении 0,101 МПа), размер механических частиц не более 40 мкм (4·105 м). Температура газа на всасывании от 243 до 333 К (от минус 30С до +60 С). Низшая теплотворная способность газа 33906·103 Дж/м3. Система смазки двигателя и система смазки и уплотнений нагнетателя автономны: система смазки двигателя – циркуляционная, под давлением, с воздушным охлаждением. Марка масла – турбинное Тп-22, допускается использование масел: МК-8П, МС-8П, Тп-22С. система смазки нагнетателя – циркуляционная, под давлением, с воздушным охлаждением. система уплотнений нагнетателя – гидравлическая, масляная, щелевая с плавающими кольцами. Марка масла – турбинное Тп-22, Тп-22С. Отборы воздуха от двигателя НК-16СТ: для обогрева блоков агрегата и в систему подогрева циклового воздуха от КВД, кг/с (кг/ч) 2 (7200) давление воздуха, отбираемого от КВД, МПа(кгс/см2) 0,98 (10) температура воздуха, отбираемого от КВД, К(С) 553(280) на эжектор системы подогрева циклового воздуха от КНД, кг/с (кг/ч) 2(7200) давление воздуха, отбираемого от КНД, МПа (кгс/см2) 0235(2,4) температура воздуха, отбираемого от КНД, К(С) 378(105) 1.2.4.2. Состав агрегата ГПА-Ц-16 Перечень входящих в состав агрегата основных блоков приведен в таблице 1.2. Таблица 1.2. Основные блоки, входящие в состав агрегата
1.2.4.3. Устройство агрегата ГПА-Ц-16 Агрегат ГПА-Ц-16 (см. рис. 1.1.) представляет собой установку, состоящую из стыкуемых между собой на месте эксплуатации отдельных блоков. Базовой сборочной единицей агрегата является турбоблок 3, в контейнере которого размещается нагнетатель Н-16/76 с газотурбинным двигателем НК-16СТ авиационного типа. На опоре 5 над турбоблоком установлено выхлопное устройство: диффузор 4 и шумоглушитель 6, предназначенное для выброса выхлопных газов от приводного двигателя и глушения шума выхлопа. Забор атмосферного воздуха и очистка его от пыли для приводного двигателя осуществляется через ВОУ 8, шумоглушитель 9, камеру всасывания 10 и патрубок в блоке системы обеспечения 1 на вход осевого компрессора приводного двигателя. Для повышения надежности приводного двигателя в состав агрегата введен блок фильтров топливного газа 11. Для удобства обслуживания агрегата и выполнения требований техники безопасности вспомогательное оборудование (маслобаки, маслоагрегаты, установка автоматического пожаротушения и пр.) размещены в отдельных отсеках блока систем обеспечения. Для охлаждения масла, циркулирующего в системе маслоснабжения агрегата и вентиляции отсека двигателя, предназначен блок маслоохладителей 2, установленный на блоке систем обеспечения. Для обогрева блоков и отсеков агрегата во время проведения пусконаладочных и регламентных работ в холодное время года агрегат снабжен системой обогрева 12. Система подогрева циклового воздуха 7 обеспечивает защиту воздухоочистительного устройства от обледенения. Слив отработанного масла с поддонов агрегата осуществляется через коллектор дренажа 13. Стыковка блоков осуществляется через гибкие переходники, позволяющие компенсировать неточности установки агрегата при монтаже. Автоматизированная система управления агрегатом обеспечивает работу агрегата на всех режимах без постоянного присутствия обслуживающего персонала возле агрегата. 1.2.4.4. Принцип работы агрегата Перекачиваемый газ по газопроводу через всасывающий патрубок “А” поступает в центробежный нагнетатель, где происходит его сжатие и подача через нагнетательный патрубок “Б” в магистральный газопровод. В качестве привода нагнетателя используется газотурбинный двухвальный двигатель НК-16 СТ авиационного типа, работающий на перекачиваемом газе, в котором свободная энергия преобразуется в мощность на выводном валу с помощью свободной силовой турбины. 1.2.4.5. Принцип работы двигателя Очищенный в воздухоочистительном устройстве агрегата воздух поступает в осевой компрессор двигателя, где происходит его сжатие, и поступает в камеру сгорания. Одновременно, через рабочие форсунки, в камеру сгорания подается топливный (при пуске – пусковой) газ. Из камеры горячие газы направляются на лопатки турбины компрессора, а затем – на силовую турбину. Механическая связь между силовой турбиной и ротором нагнетателя осуществляется через муфту. Отработанные газы через улитку, выхлопное устройство и шумоглушитель выхлопа выбрасываются в атмосферу. 1.2.5. Блок подготовки топливного и пускового газа 1.2.5.1. Общие положения и состав блокаБПТПГ предназначен для снабжения агрегатов ГПА-Ц-16 топливным газом давлением 25 кгс/см2, пусковым газом давлением 3,5-4 кгс/см2 и импульсным газом давлением 25 и 75 кгс/см2 для работы кранов обвязки ГПА и коллекторов технологического газ. |