6 практика Компрессорные станции на магистральных газопроводах сооружают с целью достижения проектной или плановой производительности повышением давления транспортируемого газа, при этом осуществляют следующие основные технологические процессы: очистку газа от жидких и твердых примесей; компримирование газа; охлаждение газа. На КС газопроводов транспортируемый газ компримируют до давления, обеспечивающего его подачу от источников газа до газораспределительных станций потребителей. Основными параметрами, контролируемыми на КС, являются количество транспортируемого газа, его давление и температура на входе и выходе. Комплекс компрессорной станции включает, как правило, следующие объекты, системы и сооружения: один или несколько компрессорных цехов; узлы пуска и приема очистных устройств; систему сбора, удаления и обезвреживания твердых и жидких примесей, извлеченных из транспортируемого газа; систему электроснабжения; систему производственно-хозяйственного и пожарного водоснабжения; систему теплоснабжения и утилизации теплоты; систему канализации и очистные сооружения; систему молниезащиты; систему ЭХЗ объектов КС; систему связи; диспетчерский пункт (ДП) КС; административно-хозяйственные помещения; склады для хранения материалов, реагентов и оборудования; оборудование и средства технического обслуживания и ремонта линейной части и КС; вспомогательные объекты. 1 Компрессорный цех включает в себя группу ГПА, установленных в общем или индивидуальных зданиях (укрытиях) и следующие системы, установки и сооружения, обеспечивающие его функционирование: узел подключения к магистральному газопроводу; технологические коммуникации с запорной арматурой; установку очистки газа; установки воздушного охлаждения газа; станцию охлаждения газа (СОГ); системы топливного, пускового и импульсного газа; систему охлаждения смазочного масла; электрические устройства цеха; систему автоматического управления и КИП; вспомогательные системы и устройства (маслоснабжения, пожаротушения, отопления, контроля загазованности, пожарной и охранной сигнализации, автоматического пожаротушения, вентиляции и кондиционирования воздуха, канализации, сжатого воздуха и др.). Технологическая обвязка компрессорного цеха предназначена для: - приема на КС 3 технологического газа из магистрального газопровода «Челябинск Петровск»; - очистки технологического газа от механических примесей и капельной влаги в циклонных пылеуловителях; - распределение потоков для последующего сжатия и регулирования схемы загрузки ГПА; - охлаждение газа после компримирования в АВО газа; - вывода КЦ на станционное «кольцо» при пуске и остановке; - подачи газа в магистральный газопровод «Челябинск Петровск»; -транзитного прохода газа по магистральному газопроводу через станционный кран №20, минуя КС 3 Аркаулово; - при необходимости сброса газа в атмосферу из всех технологических 2 газопроводов компрессорного цеха через свечные краны ст.№ №17, 17а, 18, 18а УП КС 3. В зависимости от типа центробежных нагнетателей, используемых на КС, различают - схема две с принципиальные последовательной схемы обвязкой, характерная обвязок для ГПА: неполнонапорных нагнетателей; - схема с параллельной коллекторной обвязкой, характерная для полнонапорных нагнетателей. Неполнонапорные нагнетатели. Проточная часть этих нагнетателей рассчитана на степень сжатия 1,23-1,25. В эксплуатации бывает необходимость в двух- или трехступенчатом сжатии, т.е. в обеспечении степени сжатия 1,45 и более, это в основном на СПХГ. Полнонапорные нагнетатели. Проточная часть этих нагнетателей сконструирована таким образом, что позволяет при номинальной частоте вращения ротора создать степень сжатия до 1,45 – 1,51, определяемую расчетными проектными давлениями газа на входе и выходе компрессорной станции. КС-3 состоит из одного цеха, подключенного к магистральному газопроводу "Челябинск – Петровск", Dy=1400 мм, Рраб=7,5 МПа. По технологической схеме КС-3 Аркаулово газ из магистрального газопровода «Челябинск – Петровск» с условным диаметром 1400 мм через Восточный охранный кран ст. №19 поступает на узел подключения КС-3 Аркаулово. Восточный охранный кран ст. №19 предназначен для автоматического отключения магистрального газопровода от КС-3 в случае возникновения каких-либо аварийных ситуаций на узле подключения, в технологической обвязке компрессорной станции или обвязке ГПА. После охранного крана ст.№19 газ поступает к входным кранам № 7, 7а узла подключения КС-3. 3 Входные краны № 7, 7а предназначены для автоматического отключения КС-3 от магистрального газопровода «Челябинск – Петровск». Входные краны ст.№№7, 7а УП КС-3 имеют байпасные краны № 7.1, 7.2, 7а.1, 7а.2, которые предназначены для заполнения газом всей системы технологической обвязки компрессорной станции (КС). Только после выравнивания давления в магистральном трубопроводе и технологических коммуникациях станции с помощью байпасных кранов № 7.1, 7.2, 7а.1, 7а.2 производится открытие входных кранов № 7, 7а. Это делается во избежание газодинамического удара, который может возникнуть при открывании кранов ст. №№ 7, 7а без предварительного заполнения газом технологических коммуникаций компрессорной станции. Сразу за входными кранами ст. №№ 7, 7а по ходу газа установлены свечные краны № 17, 17а. Они служат для стравливания газа в атмосферу из технологических коммуникаций КС-3, при производстве на них ремонтных работ. Аналогичную роль они выполняют при возникновении аварийных ситуаций на КС-3. После кранов № 7, 7а газ поступает к установкам очистки, где размещены пылеуловители циклонного типа (шесть пылеуловителей производительностью 20 млн. м3/сут каждый), где очищается от механических примесей и влаги. После очистки газ трубопроводу Ду 1000 попадает во входной коллектор компрессорного цеха и распределяется по входным трубопроводам ГПА через кран № 1 на вход центробежных нагнетателей (два последовательно работающих нагнетателя восьми агрегатов ГПА-10 (из них два в резерве), где сжимается до проектного избыточного давления (75 кгс/см2)). В нагнетателе происходит компримирование технологического газа со степенью повышения давления от 1,0 до 1,4 и давлением не превышающим 7,45 МПа. Центробежный нагнетатель предназначен для сжатия природного газа, транспортируемого по магистральным газопроводам при температуре газа до минус 15 С и воздуха до минус 50 С. 4 После повышения давления в центробежных компрессорах, газ проходя через обратный клапан и выходной кран № 2 поступает по трубопроводу Ду 1000 поступает в аппараты воздушного охлаждения газа. Охлажденный до 28 °С газ по выходным шлейфам (Dy 1000 мм) направляется к узлу подключения, попадая через краны № 8, 8а в магистральный газопровод. Перед краном № 8 устанавливается обратный клапан, предназначенный для предотвращения обратного потока газа из газопровода. Этот поток газа, если он возникнет при открытии крана № 8, может привести к обратной раскрутке центробежного нагнетателя и ротора силовой турбины, что в конечном итоге приведет к серьезной аварии на КС. Назначение выходных кранов ст. № 8, 8а которые находятся на узле подключения КС-3, аналогично кранам ст. № 7, 7а, при работе КЦ открыт, закрывается для предотвращения поступления газа со стороны газопровода. При этом стравливание газа в атмосферу происходит через свечные краны ст. № 18, 18а которые установлены по ходу газа перед кранами ст. № 8, 8а. На узле подключения КС-3 между входными и выходными трубопроводами имеется перемычка Ду 1400 с установленными на ней кранами ст. № 20, 31. Назначение этой перемычки - производить транзитную подачу газа, минуя КС в период ее отключения (закрыты краны № 7, 7а, 8, 8а, открыты свечи № 17 и 18)). На магистральном газопроводе, после КС, установлен Западный охранный кран №21. При эксплуатации КС может возникнуть ситуация, когда давление на выходе станции может приблизиться к максимальному разрешенному или проектному. Для ликвидации такого режима работы станции между выходным и входным трубопроводом устанавливается перемычка Ду 500 с кранами № 6А, 6Б, 6В. Эти краны также необходимы при пуске или останове цеха или группы агрегатов при последовательной обвязке. При его открытии часть газа с выхода поступает на вход, что снижает выходное давление и увеличивает входное. Снижается и степень сжатия центробежного нагнетателя. Работа КС с открытым краном № 6А называется работой станции на "Станционное 5 кольцо". Параллельно крану № 6А врезан кран № 6А, 6Р, необходимый для предотвращения работы ГПА в помпажной зоне нагнетателя. Газ на собственные нужды отбирается в четырех точках: до крана № 20, после крана № 20, а также от входного и выходного шлейфа через краны №105, 106 и 107, 108. После прохождения через блок подготовки пускового и топливного газа (БТПГ) газ направляется к газоперекачивающим агрегатам. Импульсный газ после осушки в адсорберах подводят к крановым узлам. Отличительная особенность использования полнонапорных центробежных нагнетателей с параллельной схемой их обвязки по сравнению с неполнонапорными нагнетателями с параллельно-последовательной схемой их соединения: схема с полнонапорными ЦБН значительно проще в управлении из-за меньшего количества запорной арматуры; она позволяет использовать в работе любые из имеющихся в резерве агрегаты; отпадает необходимость в кранах № 3 и 3-бис, а также в режимных кранах № 51-66. Следует также отметить, что остановка одного агрегата в схеме с неполно-напорными нагнетателями вызывает необходимость выводить на режим "кольцо" и второй агрегат. Охранные краны (краны №19, 21 - СОК и ЮОК) – установлены на входном и выходном участке газопровода, служат для отсечения КЦ с двух сторон. При работе КЦ открыты, закрываются при аварийном и плановом останове КЦ. Управляются с ГЩСУ "дистанционно", "местно" или вручную. Кран № 20 – делит газопровод на высокую и низкую сторону. При работе КЦ закрыт. Открывают его, когда КЦ не работает. Служит для прохода газа по газопроводу мимо КЦ. Управляется с ГЩСУ, местное и ручное управление. Свечные краны крана № 20 – служат для стравливания газа с магистрального газопровода до и после крана № 20, также для заполнения участка газом до и после крана. Кран № 7 – установлен на всасывающем шлейфе КЦ, при работе КЦ кран открыт, закрывается для предотвращения поступления газа в обвязку КЦ. Управляется "автоматически" при включении ключа А.О. цеха, с ГЩСУ, местное и ручное управление. 6 Байпас крана № 7 – служит для заполнения КЦ газом, установлен на обводной линии крана №7, при работе КЦ закрыт. Управляется с места или вручную. Дроссель за байпасом крана № 7 – служит для ограничения потока газа при заполнении контура КЦ. Кран № 8 – установлен на выходном шлейфе КЦ, обвязка и управление аналогично крану № 7, при работе КЦ открыт, закрывается для предотвращения поступления газа со стороны газопровода. Краны № 17, 18 – свечные краны, служат для стравливания газа из обвязки КЦ, при работе КЦ краны закрыты, управление: авт., дист., местн., ручное. Байпасный кран АВОГ – при работе АВОГ закрыт, открывают кран для перепуска газа мимо АВОГ, когда необходимо отключение АВОГ (низкая темп-ра, ремонтные работы). Имеется только ручное управление. Обратные клапаны за АВОГ – служат для предотвращения перетока газа со стороны выходного шлейфа, в сторону входа при переводе цеха на "кольцо". Кран № 36 – установлен между всасывающим и нагнетающим шлейфами, предназначен для работы агрегатов на большое станционное кольцо через АВОГ. При работе КЦ кран закрыт. Открывают кран при повышении давления газа на выходе КЦ, помпаже нагнетателя , для прогрева пылеуловителей и ликвидации гидратных пробок. Управляется с ГЩСУ, местного и ручного управления. Кран № 36 р – служит для регулирования режима работы КЦ, при работе КЦ закрыт. Имеет только "дистанционное" и "местное" управление. Открытие 36р дает на вход 0,2-0,3 кгс/см2. Кран № 36 Д – служит для ограничения потока газа при работе КЦ на станционное кольцо (при открытом кране №36), создает необходимое сопротивление для обеспечения минимальной степени сжатия 1,18 (если настроить на 1,10 – вентиляторный режим, а если на 1,21 – т/а будут практически в трассе). Кран № 16 – установлен между всасывающим и нагнетающим коллектором, имеется перемычка с краном и обратным клапаном, которая может пропускать газ в сторону нагнетающего коллектора. Предназначена для заполнения и продувки 7 цеховой обвязки со входного шлейфа байпаса крана № 7, а также стравливания газа с обвязки КЦ, через кран № 18. Обратные клапана перед кранами № 2, 6 – предотвращают обратный переток газа из выходного коллектора при выводе ГПА на "кольцо" и при отказе в работе крана № 2. Перед краном № 6, предотвращает обратный переток газа из коллектора малого "кольца", при наличии других ГПА работающих на "кольцо". На обратных клапанах имеется байпас для стравливания газа из участка между обратными клапанами и запорной арматурой при ревизии. Краны № 1, 2 – отсекающие краны, перекрывают вход и выход газа из нагнетателя. Кран № 4 – байпас крана № 1, предназначен для продувки и заполнения контура нагнетателя перед пуском. Кран № 5 – свечной, для стравливания газа из контура нагнетателя, для продувки при заполнении контура ЦН. Кран № 6 – служит для работы агрегата на малое станционное кольцо, при пуске, загрузке и разгрузке агрегата. 8 ПОРЯДОК АВАРИЙНОЙ ОСТАНОВКИ КЦ. Аварийную остановку цеха (отдельного турбоагрегата) производит сменный персонал в случае аварии, а также при угрозе взрыва или быстрого распространения огня. Порядок остановки следующий: - останавливаются работающие ГПА. - закрываются краны № 1,2,6 газ прекращает поступать в нагнетатель. - открывается кран № 5 газ стравливается с контура нагнетателя. - закрываются краны № 7,8 прекращается подача газа в шлейф и в "гитару" из магистрали. - открываются краны № 17,18 газ стравливается со шлейфов и с "гитар". - открывается кран № 20 газ транспортируется по магистрали, минуя КЦ. Примечание: открытие крана № 20, производить только после открытия байпаса и выравнивания давления. 9 Система подготовки топливного, пускового и импульсного газа. Система предназначена для обеспечения газотурбинных установок ГПА-10 топливным и пусковым газом, а также для обеспечения компрессорной станции импульсным газом. Топливный газ фильтруется, импульсный пропускается через адсорбер, пусковой - фильтруется. Система топливного и пускового газа предназначена для подачи газа с требуемым давлением и в необходимом количестве к газоперекачивающим агрегатам. Импульсным газом является газ, используемый для управления, подачи командных импульсов и автоматического регулирования на объектах КС-3. В качестве топливного, пускового и импульсного газа используется транспортируемый газ. Отбор газа на установку подготовки топливного, пускового и импульсного газа предусмотрен из трех точек схемы: из установки очистки; из нагнетательного коллектора; из магистрального газопровода. Для первоначального запуска ГПА отбор газа производится из магистрального газопровода. В БТПГ входят: 1) два сепаратора первой ступени Ду 800мм, Ру=8,0 МПа; 2) два подогревателя топливного газа ПГА-10; 3) два сепаратора второй ступени Ду 800мм, Ру=2,5 МПа; 4) блок- бокс редуцирования топливного и пускового газа БТПГ 6/75; 5) узел редуцирования импульсного газа (дросселирование до давления 1,7 6) блок адсорберов Ру=7,4 МПа. МПа; Сепараторы газа на входе в блок редуцирования предназначены для очистки топливного, пускового и импульсного газа от конденсата и механи-ческих примесей. Рабочее давление сепараторов -7,85 МПа. 10 Сепараторы топливного газа, установленные после пункта реду-цирования предназначены для повторной очистки газа от выделившейся жидкости. Рабочее давление этих сепараторов 2,45 МПа. Адсорберы предназначены для осушки импульсного газа. В качестве адсорбента применяется гранулированный силикагель марки КСМ, ГОСТ 3956-54, способный понизить точку росы газа на 50-60 оС. 11 Газ направляется в сепаратор С1 на входе в пункт редуцирования, где происходит отделение влаги и твердых частиц. Очищенный газ из верхней части сепаратора поступает к адсорберам (импульсный газ) и к блоку топливного и пускового газа. Конденсат из нижней части сепаратора отводится в конденсатоприемник. В зимнее время в целях предотвращения замерзания конденсата есть теплообменник, который находится внутри сепаратора , по которому подается горячая вода из системы отопления. Теплый топливный газ высокого давления поступает в узел реду-цироавния топливного газа БТПГ, который состоит из двух редуцирующих ни-ток: верхней и нижней. Редуцирующие нитки равноценны как по составляющему их оборудованию, так и по пропускной способности. На входе каждой редуцирующей нитки расположены краны с пневмоприводом, управляемые узлом за-щиты БТПГ. Перед редуцированием газ очищается от механических примесей в фильтрах. При нормальном режиме работы БТПГ в действии находится одна из редуцирующих ниток рабочая, и открыт соответствующий входной кран. Вторая нитка резервная, и кран с пневмоприводом на ее входе регулятора, в котором давление снижается до 2,4 МПа от 3,4...7,35 МПа. Переключение редуцирующих ниток с целью поддержания заданного выходного давления происходит автоматически. Регуляторы давления на каждой редуцирующей нитке настроены на од-но и тоже выходное давление. После узла редуцирования топливный газ поступает в сепаратор С2, где проходит повторную очистку, и далее направляется в коллектор топливного газа, из которого отбирается агрегатами. Схемой предусмотрено также байпасирование подогревателей с подачей, в случае необходимости, топливного газа из сепаратора С1 непосредственно в БТПГ. Аналогично узлу редуцирования топливного газа узел редуцирования пускового газа БТПГ состоит из рабочей и резервной ниток. На рабочей нитке перед регулятором давления установлен фильтр. На резервной нитке фильтр отсутствует. Давление пускового газа на выходе из узла редуцирования равно 1,3...1,5 МПа. Регуляторы на основной и резервной нитке настроены на одно и тоже выходное 12 давление. После узла редуцирования пусковой газ поступает в коллектор пускового газ, из которого отбирается на агрегаты. На входе в каждый агрегат топливный и пусковой газ проходит через блоки фильтров, состоящие из двух фильтров топливного газа (рабочего и резервного) работающих параллельно. и двух фильтров пускового газа, Импульсный газ после прохождения адсорберов, в которых осуществляется осушка, поступает в коллектор импульсного газа, из которых отбирается на все запорные краны с пневмогидравлическим приводом. На входе топливного газа из БТПГ и на выходе в каждый агрегат (перед блоком фильтров) предусмотрена установка расходомерных диафрагм. 13 Агрегат газоперекачивающий ГПА-16Р « Уфа» предназначен для компримирования природного газа, отбираемого из магистрального трубопровода, с последующей подачей его обратно (в магистральный трубопровод) для дальнейшего транспортирования. ГПА-16Р «Уфа» в штатной компоновке предназначен для реконструкции цеховых газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций ПАО «Газпром». 14 15
