ва. Методические указания для выполнения практических работ по мдк. 02. 01
 Скачать 6.14 Mb.
|
|
Тема : Изучение перекачивающих и компрессорных станций в блочно-комплектном исполнении (БКНС и БККС) Цель : Изучить состав сооружений и принцип работы перекачивающих и компрессорных станций в блочно-комплектном исполнении. Теоретические часть: Основные особенности конструктивных и объёмно-планировочных решений. Блочно- комплектных насосных и компрессорных станций. Генеральное направление развития строительства насосных и компрессорных станций – дальнейшее расширение блочности перекачивающих агрегатов, основного и вспомогательного технологического оборудования, и технологических трубопроводов. В связи с этим существенно изменяются как конструктивные, так и объёмно-планировочные решения насосных и компрессорных станций. На блочно-комплектных насосных и компрессорных станциях отсутствуют капитальные производственные здания тяжёлого типа с железобетонными каркасами и ограждающими конструкциями из железобетона. Всю или большую часть технологического оборудования насосных и компрессорных станций размещают в лёгких общих или индивидуальных зданиях, транспортабельных боксах или на открытом воздухе (открытая компоновка). Большую часть основного и вспомогательного оборудования блочно-комплектных насосов и компрессорных станций поставляют с заводов-изготовителей в виде полностью подготовленных блоков. Подобные блоки перед монтажом не вскрывают и не подвергают ревизии, что значительно сокращает сроки монтажа оборудования. Для примера можно привести турбоблоки газоперекачивающих агрегатов ГНП-25, ГТН-16, ГПА-Ц-16, ГПА-Ц-6,3; ГПУ-10; блоки трубопроводов; блоки энергетического оборудования и т.д. Терминология, относящаяся к комплектно-блочному методу строительства, в системе Миннефтегазстроя стандартизована отраслевым стандартом ОСТ 102-82–83 «Комплектно- блочный метод строительства. Термины и определения». Рассмотрим основные термины. Комплектно-блочный метод строительства – метод организации строительства объектов из изделия высокой степени заводской готовности в виде блочно-комплектных устройств (БКУ), укрупнённых монтажных узлов и заготовок инженерных коммуникаций, поставляемых на объект специализированными предприятиями, основанный на принципах агрегирования ресурсов и организационных структур. Когда говорят, что объект выполнен в комплектно-блочном исполнении, это значит, что этот объект состоит из БКУ. Блочно-комплектное устройство – объект одноцелевого назначения, собираемых на специализированном предприятии или месте монтажа из комплекта блоков, боксов, блок- контейнеров, блок-боксов, суперблоков или их различных сочетаний и заготовок межблочных коммуникаций. Блок, строительно-технологический блок – транспортабельное устройство, вписывающееся в габариты погрузки, в виде совокупности оборудования и строительных конструкций, смонтированных на общем основании. Для примера можно привести блок газотурбинной установки (турбоблок), блок насосного агрегата, блок трансформатора. Бокс – транспортабельное здание из лёгких строительных конструкций, вписывающееся в габариты погрузки. Блок-бокс – блок с технологическим оборудованием и инженерными системами, внутри которого создают микроклимат, необходимый для надёжной работы установленного оборудования и длительной работы в нём обслуживающего персонала. Блок-контейнер – блок с индивидуальным укрытия (контейнером), внутри которого создают микроклимат, необходимый для работы установленного оборудования и приборов. Доступ к оборудованию и приборам для обслуживания и ремонта осуществляется, как правило, извне. Суперблок – блочно-комплектное устройство или его часть, размеры которого превышают габариты погрузки. Сотовая компоновка – компоновка здания, предусматривающая стыковку боксов продольными или торцевыми сторонами с установкой их рядами или ярусами над коммуникационным этажом. Транспортабельные блоки, боксы, блок-боксы и блок-контейнеры по своим поперечным размерам должны вписываться в габариты погрузки. Наиболее жёсткие требования к габаритам погрузки существуют на железнодорожном транспорте (рис.3). Габариты погрузки – предельные внешние (боковые и высотные) очертания груза, расположенного на платформе или в полувагоне. Согласно действующим правилам допускаются некоторые отклонения от габаритов погрузки (негабаритность), за исключением зоны высотой 1230 мм от уровня верха головки рельса, где никаких отклонений от габаритов погрузки во внешнюю сторону не допускается. В зависимости от превышения пределов габарита погрузки негабаритность подразделяют на пять (0–IV) степени. Перевозка негабаритных грузовпо железным дорогам, особенно степеней IIIи IV, связана с большими трудностями и дополнительными расходами. Поэтому перевозку негабаритных грузов осуществляют лишь в необходимых случаях. Проведена большая работа по унифицированию оборудования, сооружений , зданий и объёмно- планировочных решений блочно-комплектных насосных и компрессорных станций. Это способствовало дальнейшему повышению уровня индустриализации их строительства. Спроектированы и сооружаются унифицированные блочно-комплектные насосные станции с различной пропускной способностью по нефти или нефтепродуктам. Нормальный ряд унифицированных блочно-комплектных насосных станций включает четыре типа: БКНС01,25: БКНС-2,5; БКНС-3,6; БКНС-12,5 БКНС – блочно-комплектная насосная станция; числа 1,25; 2.5; 3,6; 12,5 обозначают пропускную способность станции (в тыс. м 3 ч). Кроме того, спроектированы блочно-модульные насосные станции, например БМПНС-12,5, что означает блочно-модульная промежуточная насосная станция с пропускной способностью 12,5 тыс. м 3 ч. Из компрессорных станций наиболее перспективными являются блочно-комплектные станции, оборудованные ГПА сприводом от: стационарных газотурбинных установок ГТН-25 и ГТН-16; авиационных газовых турбин ГПА-Ц-16 и ГПА-Ц-6,3. Судовых газовых турбин ГПУ-10, а также с электроприводом СТД-12500. Требования индустриализации строительства в наибольшей степени отвечают компрессорные станции, оснащённые газоперекачивающими агрегатами с приводом от авиационных газовых турбин ГПФ-Ц-16. Дальнейшее развитие блочно-комплектных насосных и компрессорных станций – применение блочно-модульных устройств (БМУ), которые представляют собой модуль, содержащий оборудование одного назначения. Для примера БМУ компрессорной станции можно привести модуль, состоящий из газоперекачивающего агрегата, аппарата по очистке газа от пыли и обвязочной трубопроводов. Блочно-модульные устройства используют при проектировании насосных станций. На практике широко применяют блочно-модульную промежуточную насосную станцию БМПНС-12,5, в состав которой входят два модуля. Первый модуль – здания, составленное из боксов, в котором размещено оборудование одного назначения: энергетическое, связи, КИП и А, телемеханики и системы водоснабжения. Второй модуль – такое же здание, в котором размещены объекты обслуживания насосной станции: мастерские, склад оборудования и помещение для обогрева вахтенного персонала. Применение подобных модулей позволяет уменьшить площадь насосной или компрессорной станции и протяжённость обвязочных трубопроводов, снизить стоимость станции. Значительному уменьшению площади насосной или компрессорной станции способствует применение сотовой компоновки боксов с размещенным в них оборудованием (блок- боксов и блок-контейнеров). При сотовой компоновке блок-боксов и блок-контейнеров боксы стыкают по длинным или коротким сторонам в один или два ряда приодно- и двухэтажном их расположении. Большое значение придают унифицированию генеральных планов (генпланов) насосных и компрессорных станций. Широко применяют зонирование генпланов. При этом всю площадь насосной или компрессорной станции делят на две зоны: производственную и служебно- вспомогательного комплекса. В первой зоне размещают перекачивающие агрегаты и оборудование, не посредственно связанное с транспортом нефти или газа (например, установки для очистки и охлаждения газа на компрессорных станциях, оборудование по непосредственному обслуживанию насосного цеха); во второй зоне – объекты, обслуживающие в целом насосную или компрессорную станцию (водопроводные сооружения, сооружения канализации, склады, стоянки автомашин, столовую, служебно-эксплуатационный и ремонтный блоки и др.). Производственную зону располагают со стороны магистрального трубопровода, а зону служебно-вспо-могательного комплекса – со стороны подъездной автодороги. При проектировании насосных и компрессорных станций широко используют принцип блокировки. Для компрессорной станции широка используют принцип блокировки. Для компрессорной станции этот принцип выглядит следующим образом. Производственные службы, обеспечивающие управление и энергоснабжение (операторная, аппаратная, комплектная трансформаторная подстанция – КТП с щитовой, закрытое распределительное устройство – ЗРУ, аккумуляторная и др.), сблокированы в одном здании, которое называют производственно- энергетическим блоком (ПЭБ). В другом здании – служебно-эксплуатационном и ремонтном блоке (СЭРБ) – размещают такие вспомогательные службы, как ремонтно-механические мастерские, гараж, узел связи, лаборатории химическую и КИП и А, административно-бытовые помещения. Применяют также блокировку технологического оборудования. Например, на компрессорной станции монтируют одну групповую (централизованную) установку по очистке газа и одну установку по охлаждению газа. Рассмотрим состав сооружений и принцип работы насосных и компрессорных станций. Для этого воспользуемся генпланами (рис. 4) и технологическими схемами (рис. 5). Головная насосная станция магистрального нефте- или нефтепродуктопровода предназначена для приёма нефти от нефтяных промыслов или нефтепродукта – от нефтеперерабатывающих завода и подачи необходимых объёмов нефти или нефтепродукта в магистральный трубопровод с давлением до 6,4 Мпа. Основные объекты головной насосной станции – основной насосный цех, цех подпорных насосов, резервуарный парк для нефти или нефтепродуктов, площадки расходомеров и фильтров- грязеуловителей, установка откачки и сбора утечек нефти или нефтепродукта, предохранительные устройства, узел подключения насосной станции к магистральному трубопроводу с камерой пуска очистных устройств (скребков) и разделителей. В состав головной насосной станции входят системы водоснабжения, канализации, энергоснабжения, технологической связи и административно-хозяйственные здания. Питание электроэнергией электродвигателей насосных агрегатов осуществляется трансформаторной подстанции на напряжение 1106 или 11010 кВ. Нефть с нефтепромысла или нефтепродукт с нефтеперерабатывающего завода под определённым давлением через предохранительные устройства поступает на площадку фильтров- грязеуловителей 4 и затем в камеру расходометров 3 (см. рис. 5). Из расходометров нефть или нефтепродукт поступает в камеру переключения резервуаров 2 и затем по трубопроводной обвязке направляется в резервуары 1. Трубопроводная обвязка позволяет обеспечить закачку нефти или нефтепродукта в любой резервуар и откачку из него. Из резервуаров нефть или нефтепродукт откачивают подпорными насосами 5 и через расходомеры подают на приём насосов основного насосного цеха 7. Подпорные насосы – центробежные насосы, предназначенные для подачи нефти или нефтепродукта к основным и создание во всасывающих трубопроводах постоянного давления всасывания (подпора), примерно равного 0,2–1 Мпа. Подпор на всасывающем трубопроводе основных насосов необходим во избежание возникновения опасного явления кавитации и для обеспечения бескавитационных режимов их работы. Всасывание нефти или нефтепродукта подпорными насосами из резервуаров и бескавитационный режим работы горизонтальных насосов обеспечиваются расположением подпорной насосной на отметке ниже нулевой. Из основного насосного цеха нефть или нефтепродукт через камеру регулирующих клапанов 8, а при необходимости через камеру пуска скребков или разделителей 9 поступает в магистральный нефтепровод или нефтепродуктопровод 10. Охлаждение масла системы смазки насосных агрегатов осуществляют в специальных установках 6. Резервуарный парк на головной насосной станции играет важную роль в обеспечении её бесперебойной работы. Он предназначен для создания определённого резервуара нефти или нефтепродукта, позволяющего непрерывно подавать их в магистральный трубопровод при временных перерывах в поступлении нефти с нефтяных промыслов или нефтепродукта с нефтеперерабатывающего завода. При проектировании головных насосных станций вместимость резервуарного парка обычно принимают равной трёхкратному объёму суточной перекачки. Например, если пропускная способность магистрального трубопровода составляет 100 тыс. т сут, то вместимость резервуарного парка в зависимости от плотности нефти или нефтепродукта составит примерно 330–430 тыс.м 3 . Резервуарные парки насосных станций обычно комплектуют вертикальными стальными цилиндрическими резервуарами вместимостью 5, 10, 20 тыс. м 3 . В ближней перспективе намечено использовать резервуары вместимостью 50 и 100 тыс. м 3. На территории резервуарного парка резервуары размещают отдельными группами. Число резервуаров в каждой группе определяется как вместимостью отдельного резервуара, так и допустимой вместимостью всей группы резервуаров по действующим нормам проектирования (таб.7). Резервуар Вместимость одного резервуара тыс. м 3 Допустимая общая вместимость одной группы резервуаров тыс. м 3 С плавающей крышей 50 и более 200 С понтоном Менее 50 120 Со стационарной крышей при температуре вспышки хранимой нефти или нефтепродукта, С: выше 45, 45 и ниже Не регламентируется 120 80 Таблица 7. Допустимая вместимость отдельных групп резервуаров по СНиП 11-106–79 «Склады нефти и нефтепродуктов. Нормы проектирования» Каждую группу резервуаров по внешнему контуру защищают сплошным земляным валом или стенкой из железобетонных плит. При последовательной перекачке по одному магистральному нефтепродуктопроводу нескольких видов нефтепродуктов общая вместимость резервуарного парка головной насосной станции определяется цикличностью перекачки и графиком поступления различных нефтепродуктов от нефтеперерабатывающего завода. Промежуточные насосные станции имеют практически такой же состав сооружений и такую же схему работы, как и головные насосные станции. Однако промежуточные насосные станции имеют две отличительные особенности. Во-первых, промежуточные насосные станции имеют резервуарный парк значительно меньшей вместимости (обычно не более 20 тыс. м 3 или два-четыре резервуара вместимостью по 5–10 тыс. м 3 .) Однако, когда промежуточная насосная станция является узловой, т.е. пунктом разветвления различных нефте или нефтепродуктопроводов, или вблизи станции имеется пункт налива нефти или нефтепродуктов, общий объём резервуарного парка может быть значительно больше указанного и приближаться к общему объёму резервуарного парка головной насосной станции. При проектировании новых промежуточных насосных станций сооружения на них резервуарных парков вообще не предусматривают, а перекачку нефти или нефтепродуктов проводят по схеме «из насоса в насос». Во-вторых, на промежуточных насосных станциях узел подключения их к магистральному трубопроводу позволяет при необходимости отключать станцию и проводить перекачку, минуя её. Узел подключения промежуточной насосной станции к магистральному трубопроводу имеет камеру не только пуска, но и приёма скребков или разделителей. Каждый насосный агрегат насосной станции устанавливают на собственном фундаменте. При этом расположение агрегатов должно обеспечить свободный доступ к ним для проведения обслуживания и ремонта. В связи с этим расстояние между агрегатами должно быть не менее 1,2 м при электродвигателях высокого напряжения и не менее 1 м при электродвигателях низкого напряжения, а расстояние между выступающими частями – не менее 0,7 м. Головную компрессорную станцию, находящуюся в начале магистрального газопровода, обычно сооружают в непосредственной близости от установок по комплектной подготовке газа газовых месторождений. Поэтому на головную компрессорную станцию газ поступает практически полностью подготовленным к дальнейшему трубопроводному транспорту. В связи с этим на самой компрессорной станции подготовка газа перед подачей в магистральный трубопровод значительно упрощается. Поступающий на головную компрессорную станцию газ очищают от пыли и механических примесей. В результате компримирования в компрессорном цехе температура газа повышается до 50–80 С. При удалении газа по магистральному трубопроводу от компрессорной станции температура его снижается. При этом в металле трубопровода возникает достаточно большие температурные напряжения, нарушающие нормальную работу трубопровода и приводящие в ряде случаев к выпучиванию его отдельных участков, вблизи компрессорной станции. Кроме того, при повышении температуры газа снижается пропускная способность газопровода. В связи с этим после компримирования газ охлаждают в специальных аппаратах до температуры примерно 5–15 С (особенно в летнее время). Таким образом, задачи головной компрессорной станции сводятся к приёму газа от установок комплектной подготовки, очистке его от механических примесей, компримированию до необходимого давления, охлаждению газа и подачи его в магистральный газопровод. Промежуточные компрессорные станции предназначены для поддержания режимов транспортировки газа по всему магистральному газопроводу. Состав сооружений на них аналогичен составу сооружений на головных компрессорных станциях. На промежуточных компрессорных станциях может быть несколько меньше объём установок по подготовке газа. Кроме того, предусмотрены отключение промежуточных компрессорных станций и транспортировка газа по газопроводу, минуя эти станции. Основа головной компрессорной станции–компрессорный цех с газоперекачивающими агрегатами, которые состоят из центробежного нагнетателя (одно- или двухступенчатого) и привода (газотурбинной установки или электродвигателя). Газоперекачивающие агрегаты размещают в индивидуальных зданиях (рис. 6), общих зданиях для всех агрегатов (рис. 7) и в блок- контейнерах (для агрегатов с приводом от авиационных газовых турбин). Поступающий газ очищают в аппаратах по очистке от пыли и механических примесей, в качестве которых применяют вертикальные масляные и циклонные сепараторы-пылеуловители. Используют также установки с двухступенчатой очисткой газа, состоящие из вертикальных пылеуловителей и горизонтальных фильтров тонкой очистки. Компримированный газ охлаждают в аппаратах воздушного охлаждения газа (АВО газа). На головных компрессорных станциях, оснащённых ГПА с приводом от газовых турбин, в качестве топлива последних применяют природный (топливный) газ из магистрального газопровода. Перед подачей в газовые турбины его очищают от пыли, механических примесей и влаги в специальной установке подготовки топливного, пускового и импульсного газа. Пусковой газ–газ, применяемый в системе КИП и А и системах управления компрессорной станцией. Нормальную работу газоперекачивающих установок обеспечивают системы смазки, уплотнения и управления обслуживают с помощью оборудования, сосредоточенного в блоке маслохозяйства. Производственные службы, обеспечивающие управление и энергоснабжение головной компрессорной станции с газотурбинным приводом (операторная, КТП, ЗРУ, аккумуляторная и др.), размещают в производственно-энергетическом блоке. На компрессорной станции с электроприводом ЗРУ и КТП располагают в отдельных блоках. Рассмотренные объекты головной компрессорной станции входят в производственную зону. В состав компрессорной станции также входит служебно-производственная зона, важным объектом которой являются служебно-эксплуатационный и ремонтный блок. В этом блоке размещают различные вспомогательные службы, обеспечивающие нормальную работу компрессорной станции: ремонтно-механические мастерские, гараж, узел связи, лаборатории, административно- бытовые помещения. В служебно-производственной зоне расположены также водопроводные сооружения, резервуары противопожарного запаса воды, подстанция, различные склады и стеллажи, очистные сооружения хозяйственно-бытовой канализации и др. Отличительная особенность компрессорной станции с электроприводом–наличие в её составе мощных энергетических подстанций напряжением 110 6 кВ, предназначенных для питания электродвигателей газоперекачивающих агрегатов. Компрессорная станция работает следующим образом. Газ от установок комплексной подготовки газа на головных станциях или магистрального газопровода на промежуточных станциях через узел подключения 1 поступает в установку очистки его от пыли и механических примесей 6 (рис. 8). В состав этой установки обычно входит шесть вертикальных аппаратов- пылеуловителей. Исключение составляет установка компрессорной станции, оборудованной газоперекачивающими агрегатами с приводом от авиационных газовых турбин ГПА-6,3 в состав которой входят пять аппаратов. Из установки очистки газ по всасывающему коллектору поступает в нагнетатели газоперекачивающих агрегатов 3, а после компримирования – на установку охлаждения газа 2. Эта установка состоит из 14 АВО газа 2АВГ-75. Исключение составляют установки компрессорных станций с агрегатами ГПА-Ц6,3 и ГТН-6, в состав которых входят соответственно десять и семь АВО газа. После установки охлаждения газ под давлением до 7,5 Мпа через узел подключения поступает в магистральный газопровод. Часть газа, поступающего на компрессорную станцию, используют для собственных нужд (топливный, пусковой, импульсный газ), его отбирают от всасывающего коллектора и направляют на установку подготовки топливного, пускового и импульсного газа 4. Перед установкой 4 газ предварительно редуцируется для снижения давления. На этой установке топливный, пусковой и импульсный газ очищают от пыли и капельной влаги. Подготовленный топливный газ под давлением от 0,9 до 2,5 Мпа поступает камеры сгорания газовых турбин. Подготовленный пусковой газ под давлением от 0,3 до 2,5 Мпа (в зависимости от типа агрегата) направляют в пусковые турбины, а подготовленный импульсный газ–в системы контроля и управления. Рис. 8. Технологическая схема головной компрессорной станции В состав компрессорной станции входят также вспомогательная система сбора жидкостей (конденсата) и механических примесей, предназначенная для удаления конденсата и механических примесей из аппаратов очистки газа и установки подготовки топливного, пускового и импульсного газа 5. Это система состоит из дренажных коллекторов, ёмкости для сбора конденсата и системы автоматического и ручного сбора конденсата из аппаратов очистки газа и подготовки топливного пускового и импульсного газа. Газоперекачивающие агрегаты и технологическое оборудование компрессорной станции имеют трубопроводную обвязку: Г–для транспортируемого (технологического) газа; ГП–для пускового газа; ГТ–для топливного газа; ГИ– для импульсного газа; К–трубопроводы для сбора конденсата. Цифры после буквенного обозначения показывают диаметр труб обвязки. Система обвязки совместно с кранами обеспечивает подключение газоперекачивающих агрегатов и включение резервного агрегата. Принципиальная технологическая схема компрессорной станции с электроприводом аналогично схеме компрессорной станции, оснащенной газоперекачивающих агрегатами с газотурбинным приводом, только в ней отсутствует установка для подготовки топливного газа и трубопроводы для его подачи. Практическая часть: Начертить схему перекачивающей и компрессорной станции в блочно-комплектном исполнении. Перечислить состав сооружений и описать принцип работы БКНС и БККС. |