Устройство и расчет линейной части магистрального газопровода

• Название: Устройство и расчет линейной части магистрального газопровода
• Дата: 22.12.2022
• Размер: 5.38 Mb.
• Имя файла: Kursovaya_Mengilyov_D_R_isprav_2.docx
• Тип: Пояснительная записка; #858139
• страница: 3 из 5

Газораспределительная станция (ГРС)

Газораспределительная станция служит для понижения давления газа до уровня, необходимого по условиям его безопасного потребления и обеспечивает также подачу газа обусловленного количества с определённой степенью очистки и одоризации рис.17.



Рис.17. Газораспределительная станция.


На ГРС осуществляются следующие основные технологические процессы:

1. 
   очистка газа от твёрдых и жидких примесей;
   
2. 
   снижение давления (редуцирование);
   
3. 
   одоризация;
   
4. 
   учёт количества (расхода) газа перед подачей его потребителю.
   

По назначению различают несколько типов ГРС:

1. 
   станции на ответвлении магистрального газопровода (на конечном участке его ответвления к населённому пункту или промышленному объекту) производительностью от 5-10 до 300-500 тыс м³/час;
   
2. 
   промысловая ГРС для подготовки газа (удаление пыли, влаги), добытого на промысле, а также для снабжения газом близлежащего к промыслу населённого пункта;
   
3. 
   контрольно-распределительные пункты, размещаемые на ответвлениях от МГП к промышленным или сельскохозяйственным объектам, а также для питания кольцевой системы газопроводов вокруг города, производительностью от 2-3 до 10-12 тыс м³/час;
   
4. 
   автоматическая ГРС для снабжения газом небольших населённых пунктов на ответвлениях от МГП, производительностью 1-3 тыс м³/час;
   
5. 
   газорегуляторные пункты (ГРП) , производительностью от 1 до 30 тыс м³/час, для снижения давления газа и поддержания его на заданном уровне на городских газовых сетях высокого и среднего давления;
   
6. 
   газорегуляторные установки для питания газовых сетей или целиком объектов с расходом газа до 1,5 тыс м³/час.
   

Основные узлы ГРС:


1. Узел переключения;
2. Узел очистки газа и сбора конденсата;
3. Узел предотвращения гидратообразования;
4. Узел подготовки газа для собственных нужд;
5. Узел редуцирования;
6 узел подготовки теплоносителя;
7. Узел отопления;
8. Узел учёта газа;
9. Узел одоризации газа.

Узел переключения ГРС предназначен для переключения потока газа высокого давления с автоматического на ручное регулирование давления по обводной линии, а также для предотвращения повышения давления в линии подачи газа с помощью предохранительной арматуры.

Узел очистки газа ГРС предназначен для предотвращения попадания механических (твёрдых и жидких) примесей в технологическое и газорегуляторное оборудование и средства контроля и автоматики.


Узел предотвращения гидратообразований предназначен для предотвращения обмерзания арматуры и образования кристаллогидратов в газопроводных коммуникациях и арматуре.


Узел редуцирования газа предназначен для снижения и автоматического поддержания заданного давления подаваемого газа.


Узел учёта газа предназначен для учёта количества расхода газа с помощью различных расходомеров и счётчиков.

Узел одоризации газа предназначен для добавления в газ веществ с резким неприятным запахом (одорантов). Это позволяет своевременно обнаруживать утечки газа по запаху без специального оборудования.[9]

1.5. Автоматизация ГПА
Общая характеристика средств автоматизации компрессорных цехов с:

- А705-15-09. Назначение, состав, краткая характеристика стоек.

- SpeedTronik Mark II. Назначение, состав, краткая характеристика стоек.

А705-15-09. Назначение. Автоматизированная система управления газоперекачивающим агрегатом ГПА-Ц-16 компрессорной станции предназначена для автоматического управления и защиты агрегата, состоящего из газотурбинного двигателя авиационного типа, соединённого с нагнетателем природного газа, и вспомогательного оборудования. Автоматизированная система управления АСУ ГПА-Ц-16 представляет собой газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-16 совместно со средствами сбора, обработки информации. Обработка и выдача информации и формирование команд управления агрегатом ГПА-Ц-16 производиться установкой централизованного контроля и управления А-705-15-09, являющейся центральной частью технических средств АСУ ГПА-Ц-16.

Установка предназначена для выполнения следующих функций:

1. 
    предупредительная и аварийная световая сигнализация отклонений контролируемых параметров от значений уставок с представлением информации на групповых и индивидуальных сигнальных индикаторов;
   
2. 
      автоматическая выдача команд на включение внешней звуковой сигнализации при отклонении параметров от предупредительных или аварийных уставок сигнализации;
   
3. 
       индикация прохождения этапов пуска, нормального и аварийного останова, а также нормального режима агрегата на табло или индикации;
   
4. 
       индикация положения запорной арматуры и устройств агрегата на мнемосхеме объекта или табло индикации;
   
5. 
       регистрация событий, связанных с действиями оператора, изменениями режимов работы агрегата или положения исполнительных механизмов, отклонениями значений параметров за значения аварийных уставок
   

сигнализации;

6. 
       непрерывное представление и регистрация в аналоговой форме текущих значений наиболее важных контролируемых параметров;
   
7. 
        непрерывное представление в аналоговой форме по вызову оператора текущих значений контролируемых параметров с помощью многошкального показывающего прибора;
   
8. 
       расчет в аналоговой форме значений ряда контролируемых параметров;
   
9. 
       автоматическое управление пуском, нормальных или аварийным остановом и аварийной защитой агрегата;
   
10. 
        формирование команд управления исполнительными механизмами, а также режимами пуска, нормального и аварийного останова с пульта управления;
    
11. 
        выдача ряда сигналов в аналоговой и дискретной форме в цеховую систему контроля и управления;
    

12.    автоматический контроль исправности устройств, входящих в установку, контроль цепей питания, целостности датчиков и линий связи с исполнительными механизмами с соответствующей световой и звуковой сигнализацией неисправности.

А705-15-09. Состав. Установка централизованного контроля и управления А-705-15-09 (центральная часть) размещается в помещении ГЩУ (пультовая и аппаратная) компрессорной станции, которая включает в себя:

1. 
   устройство представления информации А690-05-09 (УПИ);
   
2. 
   устройство нормализации и непрерывной сигнализации А323-31 (УНС);
   
3. 
   устройство логической обработки информации А356-32 (УЛО);
   
4. 
   стойка монтажного оборудования (СМО);
   
5. 
   стойка коммутационная Б-13.176.19 (СК);
   
6. 
   комплект кабелей (жгутов) межстоечных соединений.
   

А690-05-09 (УПИ). Устройство представления информации УПИ предназначено для:

-    сигнализации отклонений контролируемых параметров от заданных значений уставок на групповых и индивидуальных табло сигнализации;

-    индикации положения запорной арматуры и устройств объекта контроля и управления с представлением информации на мнемосхеме или табло индикации;

-    непрерывного представления в записи значений ряда параметров в аналоговой форме;

-    выборочного представления контролируемых параметров в аналоговой форме;

-   формирования команд управления режимами автоматического пуска, нормального останова, аварийного останова и дистанционного управления отдельными агрегатами объекта контроля и управления;

-  формирования команд на включение предупредительной звуковой и аварийной сигнализации отклонений;

-  регистрации фактов изменения режимов работы, пуска и останова объекта контроля и управления;

-  получение информации о параметрах объекта путем математического преобразования аналоговой форме параметров по заданным алгоритмам.

Устройство обеспечивает возможность организации автоматического и полуавтоматического контроля исправности основных устройств и блоков с формированием команды на включение звуковой сигнализации неисправности.

Входными сигналами устройства являются:

-   аналоговые сигналы напряжения постоянного тока 0 ±10В - не более 80;

-   дискретные сигналы состояния арматуры объекта не боле 130;

-   дискретные сигналы состояния контролируемых параметров не более 128;

-   дискретные сигналы индикации этапов логического управления не более 60;

-   дискретные сигналы регистрации изменения режимов работы объекта, пуска, останова не более 50;

-   аналоговые сигналы напряжения постоянного тока 0 = - 10В, предназначенные для математического преобразования не более 12;

-   сигналы управления формированием программы автоматического пуска и останова не более 4;

-   дискретные сигналы неисправности устройств не более 4.

 

А356-32 (УЛО). Устройства логической обработки информации УЛОИ предназначены для решения систем временных логических уравнений. Устройства используются для управления двухпозиционными исполнительными механизмами в режимах автоматического пуска, нормального и аварийного останова агрегата, аварийной защиты и других операций, заданных алгоритмом управления. УЛОИ являются универсальными.

Логические схемы реализуются в устройствах путем соединения контактов реле в последовательные и параллельные цепи. Последовательное соединение контактов образует логическую схему И, параллельное – ИЛИ. Реле ячеек ЯРМ имеют перекидные контакты. Нормально-замкнутые контакты реле используются для реализации схемы НЕ.

Число ячеек и блоков в составе УЛО определяется сложностью алгоритма управления и числом формируемых команд управления для конкретного типа агрегата.

Универсальность устройств обеспечивается перестраиваемыми многофункциональными ЯРМ, ЯВЗ, ЯРР и коммутационным полем устройства КПУ, служащим для связи между этими ячейками и остальными составными частями устройств ЯП, ЯД, реле БВР, блоками питания и входными и выходными разъемами. При реализации устройствами систем временных логических функций ячейки ЯРМ, ЯД используются для выполнения логических операций «И» (конъюнкция), «ИЛИ» (дизъюнкция), и «НЕ» (инверсия); ячейка ЯВЗ – для осуществления заданных временных задержек, ЯП – для хранения значений логических переменных, ЯРР – для перемены полярности входных и выходных сигналов. Система временных логических функций реализуется устройствами после выполнения электрического монтажа (на коммутационном поле КПУ и коммутационных настроечных полях КПН ячеек многофункциональных) и настройки ЯВЗ. Выходные сигналы управления двухпозиционными исполнительными механизмами формируются блоками выходных реле (БВР).

А323-31 (УНС). Устройство нормализации и сигнализации УНС - предназначено для преобразования сигналов датчиков в электрический непрерывный сигнал 0÷-10В и выдачи сигналов во внешней цепи при отклонении контролируемых параметров за установленные значения (уставки).

Максимальное количество каналов преобразования – 64, в том числе до 32 канала преобразования сигналов ТП, ТС, 0÷-10 и 0÷100 mU и до 32 каналов преобразования сигналов 0÷5 и 0÷20 mА. Максимальное количество каналов сигнализации – 80. Выходной сигнал канала сигнализации – изменение состояния трех контактных групп при отклонении контролируемого параметра за установленное значение. Значение уставок может регулироваться от 5 до 100% диапазона изменения параметра.

УНС содержит:

- блоки преобразования сигналов постоянного тока с обычными (БА.02-016) или искробезопасными (БА.02-017) входами – до 32 штук;

- модули преобразования МА.02-017 (на 4 канала каждый) унифицированных сигналов 0÷5мА в напряжение 0÷-10В - до 8 штук;

-блоки непрерывной сигнализации (БА.15-009) на 40 каналов сигнализации.

SpeedTronik Mark II. Назначение, состав, краткая характеристика стойки.

Система управления газовой турбины состоит из блоков, смонтированных на турбине, и компонентов, присоединённых к узлу панели управления. Блок управления «SpeedTronik» снабжен аналоговыми и вычислительными компонентами, необходимыми для:

1. 
   Управления газовой турбины;
   
2. 
   Защиты и обеспечения рабочих операций логических систем.
   

Система управления газовой турбины выполняет следующие функции:

1. 
   автоматический пуск и останов агрегата;
   
2. 
   регулирование параметров агрегата;
   
3. 
   защита агрегата от аварийных ситуаций;
   
4. 
   измерение и регистрации параметров агрегата;
   
5. 
   технологическая сигнализация;
   
6. 
   предупредительная сигнализация о выходе параметров за допустимые пределы.
   

Функция регулирования – Эта функция обеспечивается подсистемой регулирования и является основной в системе «SpeedTronik». В ней имеются устройства, предназначенные для контроля и регулирования основных параметров ГПА во время работы.

Регулируемые параметры:

1.     ускорение валов ТВД и ТНД.

2.     скорости валов ТВД и ТНД.

3.     температуру газа на выхлопе.

Во всех случаях управляющие воздействие на поддержание перечисленных параметров работы ГПА происходит за счет регулирования подачи ТГ в КС и изменения положения поворотных сопел второй ступени ТНД.

Контуры управления по температуре, оборотам ТНД, ускорение ТВД и пуску связаны между собой в вентильную схему минимального значения, т.е. в схему, в которой контур запрашивающий min количество топлива будет управляющим.

Схема работает в условиях ассоциативной избыточности, т.е., например регулирование происходит по оборотам ТНД, управление по температуре будет выполнять функцию защиты или страховки.

Функция защиты - это автономная функцияреализуется на двух уровнях;

1.     по основным параметрам работы ГПА.

      Скорость, температура продуктов сгорания, вибрация подшипников и контроля пламени КС.

2.     обеспечивает предупредительную и аварийную сигнализацию по дополнительным параметрам.

3.      Давление ТГ, температура масла, положение кранов, сервоклапанов и т.д., а также в случае нарушения алгоритма пусковой последовательности.
Функция управления последовательностью пуска и останова - работает автоматически от кнопки пуск, платы и элементы системы контролируют правильность прохождения команд и последовательность пуска.

Реализует следующие режимы; Пуск, НО, АО.

При этом контролируется:

1. Нулевая скорость ТВД, скорость зажигания (минимальная) ТВД = 20%, разгон и рабочая скорость ТВД – 99%. На всем протяжении пуска идет контроль работы центра управления двигателями (маслонасосы, генератор собственных нужд и перестановка кранов).

2. Имеется возможность остановки ГПА в случае возникновения отклонения от заданного алгоритма пуска.

3.  Предусмотрены отключение и пуск агрегата по сигналу автоматики. Все управление сигнализацией расположено на передней панели щита управления.

 Функция энергопитания – эта функция предусматривает питание электронных плат, устройств, соленоидов кранов, системы зажигания.

С точки зрения повышения надежности постоянное напряжение от сетевых выпрямителей или аккумуляторных батарей инвертируется в переменное с последующим преобразованием, выпрямлением и стабилизацией до значений;

1.  28В. для питания плат и реле.

2.  +12/-12В для питания плат и аналоговых цепей.

3.  5.3В для питания цифровых логических цепей.

4.  110В постоянного тока для питания соленоидов – от аккумуляторных батарей, работающих на постоянном подзаряде или от сетевых выпрямителей.

5. 220В переменного тока для катушек зажигания и различных приборов поступает непосредственно от инвертора.

Устойчивая работа системы энергопитания «SpeedTronik» возможна при входном напряжении 95 - 140В постоянного тока.

Функция регулирования и управления.

Контур пуска устанавливает максимальное и минимальное значение VCE, осуществляет связь VCE с цепями АО ГПА. Минимальное значение VCE необходимое для поддержания пламени в КС составляет 3.4В /6.8 ед. VCE/, при этом скорость ТВД не возрастает. Команда зажигания 3.75В /7.5 ед. VCE/. Контуры скорости ТНД и ТВД обеспечивают формирование управляющего напряжения VCE в зависимости от уставок по оборотам, т.е. определяют загрузку ГПА и контролируют ускорение валов ТВД и ТНД. При увеличении ускорения понижается величина VCE

Контуры скорости ТВД и ТНД обеспечивают формирование управляющего напряжения VCE в зависимости от уставок по оборотам, т.е. определяют загрузку агрегата и контролируют ускорение валов ТВД и ТНД. При увеличении ускорения понижается величина VCE.

Контур ограничения ускорения ТВД и ТНД ограничивает рост ускорения ТНД и ТВД – 1% рабочей скорости в секунду, о чем сигнализирует табло «ускорение ТНД и ТВД».

Контур температуры выполняет защитную функцию во время пуска, он обеспечивает возрастание VCE таким образом, чтобы рост температуры на выхлопе проходил постепенно, а не скачком - ограничивает рост температуры на выхлопе до 2.78^° в секунду – о работе контура сигнализирует табло «температура – топливо». Во время работы ГПА контур поддерживает максимальный уровень температуры на выхлопе, но, не допуская его превышения. Контур температуры единственный контур, который может понизить VCE до 0 В, т.е. прекратить подачу ТГ.