обслуживание и эксплуатация мокрого газгольдера. Назначение оборудования 5 Основное оборудование и его размещение 5
 Скачать 0.51 Mb.
|
|
Содержание Введение Назначение оборудования 5 Основное оборудование и его размещение 5 Комплекс средств контроля 8 Технологический расчет 10 Порядок эксплуатации 12 Характерные неисправности и способы их устранения 15 Техника безопасности при обслуживании технологического оборудования 19 Заключение 21 Библиографический список. 22 Введение Номенклатура оборудования, входящего в комплексы, составляет сотни наименований, а высокие темпы развития нефтегазодобывающей промышленности приводят к его быстрому обновлению, созданию совершенно новых типов, размеров и конструкций. Изучение этого многообразия технических средств делает необходимым их систематизацию, основу которой составляет классификация. Оборудование и сооружения для сбора продукции скважин, ее разделения – сепарации на нефть, газ, воду и примеси, измерения и первичной подготовки нефти, газа, газового конденсата. Оборудование этой группы расположено на поверхности, в основном на территории промысла. В группу входит следующее оборудование. 1) Оборудование и сооружения для разделения пластовой газированной жидкости на нефть, газ и воду. К ним относятся комплексы, состоящие из отстойников, сепараторов с обвязкой и средствами регулирования, перекачивания и запорной арматуры для первичного разделения продукции скважины. 2) Подгруппы оборудования и сооружений для подготовки товарной нефти, к которым относятся установки для обезвоживания нефти после предварительного отделения от нее основной доли воды, установки обессоливания, деэмульгаторы. 3) Перекачивающее оборудование состоит из промысловых, насосных и компрессорных перекачивающих установок и станции для перекачки продукции скважин, подготовленной нефти, газа, воды с центробежными или поршневыми, иногда винтовыми насосами, компрессорами и электроприводом с соответствующей обвязкой, КИП, запорной и регулирующей арматурой и средствами автоматизации. 4) Оборудование для хранения нефти. Подготовленная товарная нефть хранится в товарных парках, основными сооружениями в которых являются резервуары необходимой емкости, оснащенные системой замера, перекачки, улавливания легких фракций. 5) Трубопроводные коммуникации, связывающие в единую систему скважины, насосные и компрессорные установки с остальным оборудованием группы. По трубопроводам перекачивается продукция скважины: нефть, газ, конденсат, вода. 6) Подгруппы оборудования для подготовки и первичной переработки газа на газоконденсатных и чисто газовых месторождениях. К этим подгруппам относится большое число установок с оборудованием и аппаратами для технологических процессов, в результате которых получаются углеводороды, являющиеся товарным сырьем для химической переработки, и сухой газ. В курсовой работе будет рассматриваться мокрый газгольдер. Целью курсовой работы является анализ применения мокрого газголдера в настоящее время. Задачи: Изучить классификацию газголдеров; Изучить назначение и принцип действия мокрого газголдера Выявить область применения мокрого газголдера Выполнить расчет Выполнить чертеж Назначение оборудования Основное оборудование и его размещение Газгольдеры (англ. gasholder, от gas - газ и holder - держатель), сооружения для хранения газов под избыточным давлением. По его величине различают газгольдеры низкого (до 4-5 кПа) и высокого (до 3 МПа) давления, по способу герметизации газового пространства - мокрые и сухие. Мокрый газгольдер служит для хранения различных промышленных газов под давлением 140 — 400 мм водяного столба. Газгольдер представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд, изготовленный из листовой стали марки Ст. 3 Газгольдеры изготовляются емкостью от 100 м3 до 32000 м3 и имеют размеры по диаметру 6544 мм и по высоте 4131 мм — для емкости в 100 м3; по диаметру 45100 мм и высоте 11500 мм — для емкости в 32000 м3. Мокрый газгольдер состоит из наружного металлического резервуара для заполнения воды. Этот резервуар представляет собой сосуд с открытым верхом, внутрь которого вставлен второй — подвижный резервуар с герметической крышкой, но без дна, называемый колоколом. Кроме того, имеется третий резервуар, не имеющий дна и крышки, вставляемым между корпусом и колпаком. Этот резервуар носит название телескопа. Для создания герметичного соединения колпак и телескоп снабжены затворами, препятствующими утечке газа через воду в воздух. Мокрый газгольдер принцип работы. [1]  Рисунок 1- Мокрый двухзвенный газгольдер ГМ-32000 Таблица 1- Технические характеристики мокрого газгольдера
Один из важных элементов сооружения газгольдеров - устройство оснований и фундаментов, которые должны обеспечивать осадку газгольдера в допустимых пределах. В случае сооружения газгольдера на макропористых просадочных грунтах необходимо принимать меры по его усилению, используя следующие методы: - тщательную гидроизоляцию грунта для предотвращения увлажнения и появления дополнительной просадки из-за потери несущей способности; - длительное уплотнение грунта трамбовками с применением предварительного замачивания; - искусственное закрепление грунта при помощи силикатизации или цементации; - сооружение свайных фундаментов и др. Для более равномерной передачи нагрузки от резервуара на основание под стенкой сооружают кольцевой железобетонный фундамент. Под днищем резервуара устраивают искусственное основание, состоящее из грунтовой подсыпки, песчаной подушки и гидроизоляционного слоя с защитным песчаным покрытием. После приемки основания и фундамента газгольдера приступают к монтажу элементов. Разметку фундамента, монтаж, сварку и испытания днища мокрых газгольдеров ведут аналогично монтажу вертикальных цилиндрических резервуаров. После приемки днища выполняют его разметку, для этого в центре днища приваривают штырь и циркулем проводят окружности, соответствующие расположению стенки резервуара, двутавровых подкладок, колокола и телескопов, опорного кольца корпуса и гидрозатвора. Окружность телескопа размечают на смонтированном опорном кольце, а окружность колокола - на смонтированном дне гидрозатвора. Расположение направляющих отмечают с учетом проектных осей газовых вводов. До разворачивания рулонов проводят контрольную сборку опорного кольца, гидрозатворов и их укрупнение в секции и блоки.[2] Разворачивание рулонов резервуара, телескопов и колокола осуществляют последовательно или одновременно. Последний способ, являясь наиболее прогрессивным, позволяет ускорить сооружение резервуара, но требует высокой квалификации монтажников. При его проведении каждый из рулонов разворачивают с опережением на 10-15 м. При разворачивании рулона корпуса его нижний край совмещают с размеченной окружностью и подтягивают к ограничителям из отрезков уголков, прихваченным по намеченной на днище риске. Затем корпус приваривают к днищу с внутренней стороны прерывистым швом и напротив мест установки подкладок колокола.[1] 1.2 Комплекс средств контроля Газгольдеры испытывают аналогично испытанию цилиндрических резервуаров. Отличительные особенности заключаются в следующем. Сварные швы на периферийной части днища, проверка которых после монтажа телескопа и колокола вакуум-камерой становится невозможной, должны быть проверены до монтажа этих конструкций. Днища резервуаров, газгольдеров, понтонов, корпусов резервуаров, телескопов и колоколов, настила кровли, затворов, коробов испытывают на плотность до гидравлического испытания сооружения. Днища резервуаров, газгольдеров, а также плавающих крыш и понтонов проверяют вакуум-камерой, монтажные вертикальные швы резервуаров, сваренные внахлестку,— керосином. При сварке вертикального монтажного стыка в стык его проверяют, просвечивая рентгеном или радиоактивными изотопами. Все обнаруженные в процессе испытаний дефектные участки сварных швов вырубают, заваривают и повторно испытывают.[4] Гидравлическое испытание производят, наливая воду на полную высоту ступенями, по поясам, с промежутками времени, необходимыми для осмотра. Испытание мокрых газгольдеров на прочность и устойчивость - заключительная операция перед сдачей их в эксплуатацию. Ее проводят только после: - испытания отдельных узлов и элементов (днища, настила кровли, затворов колокола и телескопов); - испытания резервуара газгольдеров и газовых вводов; - полной антикоррозионной окраски наружных и внутренних поверхностей колокола, телескопов и резервуара; - покрытия днища слоем праймера и битумным составом.[3] Испытание газгольдеров па прочность наливом водой производят аналогично испытанию металлических вертикальных. До гидравлического испытания резервуара, газгольдера, бака водонапорной башни должны быть выполнены врезки и приварка всех патрубков оборудования и лазов, устанавливаемых на днище, понтоне, плавающей и стационарной крышах, стенке резервуара, телескопа, колокола, крыше колокола и водонапорного бака. На все время испытаний должны быть установлены границы опасной зоны с радиусом не менее двух диаметров резервуара, а для водонапорных башен - не менее двух высот башни. Во время повышения давления или нагрузки допуск к осмотру конструкций разрешается не ранее чем через 10 мин после достижения установленных испытательных нагрузок. Для предотвращения превышения испытательной нагрузки при избыточном давлении и вакууме должны быть предусмотрены специальные гидрозатворы, соединенные с резервуаром трубопроводами расчетного сечения.[5] Технологический расчет Механический расчет мокрых газгольдеров Толщину верхних поясов резервуара мокрых газгольдеров объемом 1000 и 3000 м3 принимают равной 5 мм, а для газгольдеров объемом 6000-30000 м3 принимают равной 6 мм. Толщину стенки нижних листов определяют по формуле:  (1) где р - избыточное давление газа в газгольдере; h-расстояние от поверхности продукта до точки, отстоящей от нижней образующей пояса на 1/3 его высоты; р - плотность воды (ρ = 1000 кг/м3); g- ускорение силы тяжести; а -радиус резервуара; R- расчетное сопротивление стали; п - коэффициент перегрузки (принимается п = 1,1); φ- коэффициент сварного шва (при хорошем контроле сварки φ = 1); т- коэффициент условной работы (принимается т=0,8). Днище резервуара сооружается из листов толщиной 6 мм для газгольдеров объемом 1000 мэ и толщиной 6 мм в центральной части и 8 мм по окрайкам для газгольдеров объемом 3000 м3 и более. Колокол газгольдера состоит из несущего каркаса и оболочки. Каркас образуется из стропил, стоек и поясов жесткости стенки. К окрайке кровли приваривается кровельный настил из листовой стали толщиной 2,5-3 мм. Кровельный настил не приваривается к стропилам, а лежит на них свободно. Обшивка стенки колокола выполняется из стальных листов толщиной 3-4 мм. Оболочка стенки приваривается к верхнему и нижнему поясам жесткости. Радиус сферы купола   где  – диаметр колокола. Телескопы мокрого газгольдера состоят из несущего каркаса и обшивки из листовой стали толщиной 3-4 мм. Высота стенки телескопа принимается равной высоте стенки колокола. Толщина стенки телескопа рассчитывается на избыточное давление газа в газгольдере:   ммГде а - радиус телескопа.[5] 3 Порядок эксплуатации Пуск газгольдера производится по специальной инструкции, разрабатываемой заводом. В данных инструкциях должны быть учтены положения, связанные с обслуживанием, ремонтом и безопасными условиями работы. Результаты осмотра и испытания газгольдера должны быть оформлены актами, констатирующими готовность газгольдера к пуску и эксплуатации. Допуск на площадку расположения газгольдера разрешается только рабочим и инженерно-техническим работникам, ответственным за эксплуатацию газгольдера. Другим работникам цеха допуск запрещен. Во время грозы находиться на газгольдере и соприкасаться с его металлическими частями и трубопроводами - запрещается. Продувку газгольдера газом должен проводить квалифицированный персонал под наблюдением ответственного лица в следующем порядке: - открывают задвижку на перепускном устройстве между стояком газопровода и колоколом; - медленно приоткрывают задвижку в узле управления на трубопроводе, подающем азот. Узел управления расположен вблизи газгольдера на внешних газопроводах; - подают в газгольдер азот так, что поднятия колокола при этом не происходит; азот из газгольдера сбрасывают в атмосферу через открытую задвижку продувочной трубы, установленной в центре крыши колокола; - пробу на содержание кислорода в продувочном газе берут через 1 ч от начала продувки и далее через каждые 30 мин. После получения в двух последних пробах концентрации кислорода не более 2-3%, задвижку на продувочной трубе закрывают, увеличивают подачу азота и газгольдер наполняют до 30% емкости. При наполнении газгольдера азотом наблюдается поднятие колокола. Как только начнется подъем колокола, необходимо: - задвижку на перепускном устройстве закрыть; - открыть задвижку на продувочной трубе газгольдера и одновременно уменьшить подачу азота (наполнение газгольдера азотом при этом снижается до 10% емкости); - подъем колокола и его спуск производить до получения допустимой концентрации кислорода в газе; - закрыть задвижку на продувочной трубе и наполнять газгольдер азотом до 60% емкости. После продувки газгольдер считается подготовленным для эксплуатации, т.е. возможно его заполнение производственным газом в соответствии с инструкцией, разрабатываемой заводом. Продувка и наполнение газом газгольдеров азота, кислорода, двуокиси углерода может производиться тем же газом, для которого газгольдер предназначен. В газгольдерах с газосбросной трубой сброс газа в атмосферу производится через задвижку, установленную в камере газового ввода на перемычке, соединяющей газопровод с трубой сброса газа и открываемую вручную. Мокрые газгольдеры для горючих газов и газовые сети, подходящие к ним, обслуживаются (в соответствии с инструкцией) посменно или только в дневное время. В соответствии со своим назначением газгольдеры могут выполнять одну или несколько функций. Основными из них являются: - длительное или кратковременное хранение газа; - смешивание и перемешивание газов различных составов или одного газа различных концентраций; - аккумулирование энергии давления хранимого газа; - измерение количества вырабатываемого или добываемого газа; - распределение газа при наполнении баллонов, цистерн и др. или при подаче его в несколько цехов; - выравнивание давления газа в замкнутой газораспределительной системе; - сигнализирование о стабильности установленного технологического процесса или его нарушении. При эксплуатации резервуар мокрого газгольдера наполнен водой, ею наполнены также и гидрозатворы. В зимнее время воду в резервуаре и гидрозатворах необходимо подогревать до 5 °С. В мокрых газгольдерах вследствие испарения воды в резервуаре газы несколько увлажняются, что не позволяет использовать мокрые газгольдеры для хранения обезвоженных газов и газов с высокой концентрацией. Мокрые газгольдеры работают в тяжёлых коррозийных условиях, поэтому необходимо предусматривать надёжную антикоррозионную защиту их стальных конструкций.[6] Характерные неисправности и способы их устранения Проблема 1: замерзание редуктора Описание проблемы: Замерзание редуктора подземного газгольдера, случающееся при попадании вод от таяния снега и последующих заморозков. Детализированное описание и причины: Редуктор емкости для хранения сжиженных углеводородов предназначен для контроля и понижения давления между газгольдером и газопроводом. С его помощью величина номинального давления 1.5-16 бар понижается до 22-100 мбар. Его исправная работа является залогом безошибочной работы котла и безопасности всего комплекса газоснабжения дома. Конструкция редуктора содержит подвижную мембрану, упираемую при помощи пружины. Эта мембрана регулирует величины выходного давления, реагируя при этом на входное. В корпусе редуктора также имеется «дыхательное» отверстие, при помощи которого обеспечивается перемещение мембраны. Через это отверстие вода может попасть внутрь устройства и при морозах превратиться в лед. Замерзание воды в редукторе нарушает или полностью блокирует работу редуктора газового хранилища. Это может случиться в силу различных причин: - Неверный выбор газгольдера. Покупатель из-за экономии или по другим соображениями выбрал модель с низкими патрубками. А уровень грунтовых вод или величина осадков обеспечивают их интенсивность куда в больших объемах, чем прогнозировалось; - Ошибки в монтаже емкости. Подземная установка емкости была выполнена с большей глубиной погружения, чем требовалось. - Образования льда из водяных паров в составе углеводородов, которыми был заправлен газовый резервуар. Решение проблемы: Очевидно, что решение проблемы с обмерзанием редуктора напрямую связано с его причиной. Выявив ее, стоит предпринять соответствующие действия: - Если Вы знаете, что участок нередко топит, при покупке газгольдера стоит выбирать модели с высокими патрубками. Если емкость уже куплена, можно заменить редуктор на версию с высокой трубкой. Она дороже, но при этом надежнее в эксплуатации. Если нет возможности это сделать оперативно (обогревать жилье зимой все-таки необходимо практически постоянно), стоит вернуть в строй текущий редуктор. Для этого его необходимо снять, прогреть, слить остатки влаги и просушить. Можно аккуратно прогреть кипятком, следя, чтобы это не стало новым источником воды в арматуре. Но эффективнее обмотать обогревающим кабелем и греть арматуру до наступления весны; - Контролируйте процесс монтажа. Если же проблема уже выявлена, стоит поднять емкость по гарантии, которую предоставляют фирма-исполнитель монтажных работ; -Применяйте качественные СУГ от надежных поставщиков с хорошими отзывами. Также выполняйте откачку конденсата своевременно, с рекомендованными специалистами регулярностью. Проблема 2: затопление заправочной горловины газового резервуара Описание проблемы: При проверке уровня оставшегося топлива выясняется, что заправочная горловина и редуктор оказались затоплены. Детализированное описание и причины: Если такое случается в теплое время года без дальнейших заморозков, то скорее всего, арматура и остальное оборудование будут работать исправно. Про последствия замерзания редуктора мы говорили ранее. А вот если замерзла вода над заправочной горловиной, это приводит к невозможности пополнения уровня СУГ в резервуаре автономной системы газоснабжения. Решение проблемы: Причины и решения аналогичны предыдущему пункту. Кроме того, для исключения вероятностей затопления арматуры в результате таяния снегов рекомендуется соорудить дополнительную преграду осадкам. Например, поместить ее в железобетонное кольцо с крышкой. Проблема 3: недостаточный уровень давления Описание проблемы: Недостаточный уровень давления проявляется в выдаче котловым агрегатом различных ошибок. Нередко это случается при падении температуры окружающего воздуха ниже значений в -18°С. Детализированное описание и причины: Нередко столкнувшийся с такой проблемой владелец первым делом пытается тем или иным способом обогреть редуктор. Но прежде, чем предпринимать такие действия, стоит измерить выходное давление из прибора. Если оно в норме, проблему стоит искать в газопроводе. Если же ниже нормы, редуктор стоит укутать греющим кабелем или матом. Если говорить о вероятных причинах проблемы, то они, скорее всего, таковы: -Ошибки в установке резервуара СУГ. При заглублении газгольдера в широтах Московской области необходимо прокладывать коммуникации на глубине минимум 70-80 см. Хотя на практике промерзание грунта в отдельные зимы превышает отметку в 1 м. - Накопление бутана в емкости. При общей концентрации бутана в газгольдере в 25% от общего остатка углеводородов начинается эффект забутанивания. Это случается при недостаточной интенсивности выработки «летнего» топлива или низком качестве заправленной пропан-бутановой смеси. Решение проблемы: В зависимости от причины нарушения нормального газоснабжения объекта необходимо: - Вызвать специалистов, которые проведут диагностику системы. Если проблема в обмерзании коммуникаций, они выполнят прогрев газопровода. С наступлением теплого времени года необходимо провести монтаж коммуникаций на большей глубине. - Оперативно восстановить газоснабжение возможно только дозаправкой «зимним» топливом, содержание пропана в котором ощутимо выше, чем в летнем. Альтернативным решением является покупка испарителя. С помощью этого устройства бутан принудительно переводится в паровую фазу, что восстанавливает нормальное газоснабжение котла. Проблема 4: перелив топлива Описание проблемы: Максимальный объем заливаемого топлива не должен превышать 85% вместимости емкости для хранения СУГ. Но иногда такое случается. Как итог, газовая фаза испарения углеводородов не формируется, а в клапан отбора попадает жидкая смесь газов. Уровнемер обычно заклинивает, котел не загорается. Детализированное описание и причины: Обозначенное ограничение в 85% установлено специально для того, чтобы в емкости было свободное пространство для испарения углеводородов. Кипящий газ при этом не попадает в трубопроводы. Поэтому такой ситуации допускать нельзя. Решение проблемы: При переливе топлива могут решение довольно однозначное. Необходимо прежде всего с запасом откачать лишнее топливо. Это выполняется через клапан отбора жидкой фазы. Кроме того, часть топлива можно удалить вместе с водой через клапан вывода конденсата. Постоянно стравливать газа через клапан сброса давления не рекомендуется. Емкость не взорвется, но при излишках СУГ в резервуаре это довольно пожароопасная процедура. При незначительном переливе (до 3%) есть вероятность, что топливо успокоится самостоятельно и работа газового оборудования нормализуется самостоятельно без дополнительных манипуляций извне.[7] 5 Техника безопасности при обслуживании технологического оборудования При установке на заводах мокрых газгольдеров, предназначенных для хранения ацетилена и ацетилен-содержащих газов, необходимо руководствоваться «Правилами и нормами техники безопасности и промышленной санитарии для проектирования и эксплуатации производств ацетилена окислительным пиролизом метана и электрокрекингом метана для целей переработки, а также производства ацетилена из карбида кальция для газосварочных работ». При отключении газгольдера, содержащего ацетилен, на ремонт или осмотр выпуск из него ацетилена в атмосферу недопустим, прежде всего для обеспечения безопасной работы цеха разделения воздуха. При отключении газгольдера следует: - сработать ацетилен или газовую смесь из газгольдера до положения «минимум»; - заполнить газгольдер и подключенные к нему ацетиленопроводы из отделения концентрирования или из перерабатывающих цехов природным газом; - выпустить из газгольдера смесь природного газа с содержанием ацетилена на свечу для сжигания, расположенную при отделении концентрирования ацетилена, а также предусмотреть возможность сжигать этот газ на свечах в перерабатывающих цехах; - освободить газгольдер от остатков смеси природного газа и ацетилена, продувая ацетиленопроводы и газгольдер азотом (азотную продувку можно проводить через перепускные устройства и центральную свечу колокола непосредственно в атмосферу); - слить воду из газгольдера, не прекращая азотную продувку, при открытой центральной свече на колоколе; - при этом строго соблюдать правила и нормы техники безопасности и промышленной санитарии. В целях безопасной работы газгольдера, содержащего ацетилен, необходимо обеспечить непрерывную азотную продувку сливных баков, соединенных воздушниками с атмосферой. Поверхность воды в резервуаре должна быть залита авиационным маслом или маслом «Нигрол», толщина слоя должна быть не менее 4-5 см. В газгольдерах, предназначенных для хранения аммиака, поверхность воды в резервуаре заливают отработанным машинным маслом, толщиной слоя не менее 3-5 см.[8] Заключение В курсовой работе рассматривалась тема «Обслуживание и эксплуатация мокрого газгольдера», а также принцип работы мокрого газгольдера . Был проведён анализ оборудования, в который вошли: ⎯ Назначение мокрого газгольдера и его расположение ⎯ Принцип действия и назначение мокрого газгольдера. ⎯ Область применения мокрого газгольдера. ⎯ Испытания перед эксплуатацией мокрого газгольдера. ⎯ Был произведен механический расчет Так же был выполнен чертеж оборудования Все поставленные задачи были выполнены, цель достигнута Библиографический список: 1) https://znaytovar.ru/gost/2/Rukovodstvo_po_bezopasnoj_eksp.html 2) https://mechanicinfo.ru/mokryj-gazgolder/ 3) https://studbooks.net/2551687/tovarovedenie/mokrye_gazgoldery 4) https://www.chem21.info/info/69531/ 5) https://mechanicinfo.ru/mokryj-gazgolder/ 6) https://www.chem21.info/pics/283020/ 7) https://files.stroyinf.ru/Data1/9/9237/ 8) https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=553585  | ||||||||||||||||||||||||||||||