Устройство и эксплуатация компрессорной станции

Узел шестых кранов 5 выполняет  следующие функции:

• обеспечивает включение (загрузку) группы ГПА в трассу после их запуска;
• осуществляет так называемое антипомпажное регулирование для защиты ЦБН от помпажа при различных технологических режимах работы компрессорного цеха;
• проводит отключение ГПА от режима работы в трассу и переход на режим “кольцо”, при этом, за счет охлаждения газа в АВО, режим работы ГПА на “кольцо” может осуществляться сколько угодно долго;
• обеспечивает минимально необходимую степень повышения давления в ЦБН при его работе до загрузки в трассу. Это требование предусматривается заводом – изготовителем и определяется допустимой нагрузкой на опорно-упорные подшипники нагнетателя для исключения их разрушения.

Узел шестых кранов 5 состоит  из нескольких последовательно соединенных  кранов одного диаметра. Эти краны  носят название режимных. Их устанавливают  на специальных перемычках между  выходными газопроводами после  АВО газа и входными газопроводами  до крана №7. При открытых шестых кранах, газ после нагнетателя поступает практически на вход пылеуловителей. Кран №6д выполняет функции дросселя, т.е. ограничивает расход газа по кольцу шестых кранов при работе ГПА. После открытия на определенную величину кран фиксируется в этом положении. Кран №6, имеет диаметр 700 мм и обязательно имеет обводной регулирующий кран №6р. Этот кран используют при небольших изменениях расхода газа через ЦБН. Он обеспечивает по преимуществу необходимую удаленность режима нагнетателя от зоны помпажа. Помпаж наступает при работе ГПА с заданной частотой вращения ротора нагнетателя при уменьшении объемного расхода через него ниже минимально допустимого уровня. Включение в работу крана №6р обеспечивает необходимое увеличение объемного расхода газа через ЦБН.

Работа ГПА в зоне помпажных режимов не допускается.

Узел подключения КС к магистральному газопроводу обеспечивает поступление газа в компрессорный  цех по входному газопроводу (всасывающему шлейфу) и подачу его в газопровод после компримирования по выходному шлейфу. Узел подключения включает краны №7, №8, №20, свечные краны №17, №18, узел режимных кранов.

Входной кран №7 предназначен для подачи технологического газа в  цех, и его постоянное положение  – открыто. Входной кран имеет  обводной кран №7р с дросселем. Предназначен для заполнения всей системы технологического газа компрессорного цеха. Только после выравнивания давления в магистральном газопроводе и технологических коммуникациях цеха (с помощью крана №7р) проводится открытие крана №7. Это делается во избежании гидравлического удара, который был бы возможен при открытии крана №7 без предварительного заполнения технологических коммуникаций цеха.

Выходной кран №8 предназначен для подачи газа после его компримирования  и охлаждения в магистральный газопровод. Выходной кран также имеет обводной кран №8р и дроссель. Перед краном №8 устанавливают обратный клапан. Его предназначение – предотвратить обратный поток газа со стороны газопровода высокого давления при возможной неисправности крана №8. Этот поток газа, если он возникает, приведет к обратной раскрутке ЦБН и ГПА с тяжелыми последствиями (что наблюдалось в практике ряда КС).

Секущий кран №20 (его  диаметр всегда соответствует диаметру магистрального газопровода) обеспечивает нормальную работу цеха при компримировании газа. Он как бы рассекает газопровод на части низкого и высокого давлений. При работе компрессорного цеха кран №20 всегда закрыт и с одной стороны у него давление всасывания (со стороны крана №7), а с другой стороны давление нагнетания (со стороны крана №8). При открытом положении крана газ проходит транзитом, минуя компрессорный цех. При этом краны №7 и №8 и их обводные линии должны быть закрыты, препятствуя попаданию газа в технологические коммуникации цеха.

Свечные краны №17 и №18 предназначены для сброса газа в атмосферу из всех технологических коммуникаций компрессорного цеха при любых аварийных остановках цеха (при этом краны №7 и №8 закрываются). Их также используют для продувки технологических коммуникаций при заполнении их газом.

Кран №6 с обводным краном №6р устанавливают на перемычке между входным и выходным газопроводом цеха. Его можно использовать для перепуска потока газа цеха без выхода ЦБН на режим “кольцо”.

Узел приема 7 и запуска 8 очистного поршня предназначен для приема очистного поршня, запущенного в магистральный газопровод на предыдущей КС, а также запуска поршня по магистральному газопроводу по ходу газа  в сторону последующей КС. Конструктивное выполнение узла приема и запуска поршня предусматривает проведение технологических операций по приему или запуску поршня независимо друг от друга, и обеспечивается крановой обвязкой этого узла.

В процессе транспортировки  газа из него в полость трубы выпадают механические примеси и капельная  влага (в виде конденсата или воды). Постепенно их накопление по длине трубы приводит к возрастанию гидравлического сопротивления при движении потока газа. Это вызывает уменьшение пропускной способности газопровода, перерасход топливного газа газотурбинными агрегатами КС. Поэтому запуск поршня проводят периодически   

для удаления скопившихся  механических примесей и влаги . В  результате пропуска поршня обеспечивается увеличение до проектной пропускной способности газопровода ).

 Краны №19 и №21 носят название  охранных и являются и обязательными для любой КС. Их назначение – отключение всей КС в аварийных ситуациях на ней (в частности, при авариях в районе узла подключения).

Технологическая схема функционирует  следующим образом. Газ из магистрального газопровода через кран №7 по всасывающему шлейфу поступает во входной распределительный коллектор площадки пылеуловителей 3. Из распределительного коллектора газ направляется в пылеуловители, где происходит его очистка от механических примесей и влаги. Очищенный технологический газ из выходного коллектора блока пылеуловителей по трубопроводу через кран №1 поступает в ЦБН. В центробежном нагнетателе технологический газ сжимается до выходного давления КС. Затем он через кран  №2 и участок трубопровода поступает в распределительный коллектор блока 4 АВО газа. Из этого коллектора газ направляется в трубные пучки секций аппаратов воздушного охлаждения. В них газ охлаждается до расчетной (допустимой по режиму) температуры и через выходной сборный коллектор, выходной шлейф и кран №8 поступает в магистральный газопровод. Процесс компримирования – завершен. Затем следует повторение.

При нормальной работе АВО газа перепускной  кран №3-1, как правило, закрыт. Он необходим  в основном для выполнения ремонтных  работ в блоке АВО. Кроме того, каждый аппарат блока может быть отключен кранами с ручным управлением, установленным на его входе и выходе.

Существуют некоторые режимы работы ЦБН, когда положение кранов в  системе технологического газа отличается от режима работы на магистральный  газопровод (основного режима ЦБН).

Рассмотрим режим загрузки нагнетателей в трассу. В этом режиме газ после  АВО по трубопроводам блока шестых кранов (кран №6 открывается дистанционно со щита управления, а кран №6р открыт всегда) поступает на вход блока пылеуловителей. Образуется, так называемое, рециркуляционное кольцо. Компримируемый газ в этом случае также охлаждается в АВО газа, чем обеспечивается расчетная температура газа на входе в ЦБН. Кран №20 при таком режиме работы ЦБН открыт, краны №7 и №8 при этом могут быть закрыты. Подпитка газом технологического контура может осуществляться через открытый кран №7р.

Режим работы нагнетателей на рециркуляционном контуре всегда предшествует загрузке в трассу. При этом происходит сначала  открытие кранов №7 и №8, а затем  закрытие кранов №20 и №6.

Рассмотрим режим нормальной остановки. Такая остановка характеризуется  обязательным выводом работающей группы ЦБН на рециркуляционное кольцо, постепенной  разгрузкой ГПА и отключением  его от технологических коммуникаций (такой режим возможен при выводе нагнетателей в ремонт или для профилактических осмотров). Вывод на режим рециркуляционного кольца обеспечивается через открываемый в процессе нормального останова кран №6. При этом происходит открытие крана №20, закрытие кранов №7, №8 и открытие свечных кранов №17, №18 для выпуска газа в атмосферу из технологических коммуникаций.

 

4. Очистка газа от механических  примесей и влаги

 

Газ, транспортируемый по магистральным  газопроводам, обычно содержит различные  примеси - песок, сварочный грат, окалину, грязь, конденсат, метанол, турбинное масло и т. д. Эти примеси попадают в газопровод, как с промыслов так и после строительства технологических объектов на газопроводе. Твёрдые частицы, находящиеся в газе ускоряют износ газопроводов, рабочих колёс и корпусов центробежных нагнетателей, регуляторов давлений и другого оборудования, находящегося в контакте с транспортируемым газом.

Жидкие частицы содержащиеся в  газе выпадают в трубопроводе в виде осадка, который скапливается в низких участках и сужает его сечение. Это явление способствует образованию в них гидравлических и кристаллогидратных пробок.   

Для очистки газа от примесей на магистральных  газопроводах применяются пылеуловители  двух типов: сухие и жидкостные. Первые из них – циклонные, работающие на основе сил инерции, вторые – масляные, работающие по принципу контактирования газа с частицами масла.

На КС – 6 магистрального газопровода  Уренгой – Центр 1, установлены 6 пылеуловителей циклонного типа и параллельно  подключены перед ГПА.

4.1. Циклонный пылеуловитель

 

Циклонные пылеуловители (ПУ) работают по принципу использования сил инерции, которые возникают во вращающемся  газовом потоке. Тяжелые жидкие и  твердые частицы в таком потоке отбрасываются к стенкам силами циклового устройства и затем  оседают в пылегрязесборнике аппарата. Очищенный газ, который формируется из центральных слоев завихренного потока, поступает из циклона в газопровод.

Параллельно включенные в работу циклонные  пылеуловители устанавливаются  на КС перед газоперекачивающим агрегатом.

Циклонный  пылеуловитель  представляет  аппарат  цилиндрической  формы диаметром 2000 мм, высотой 9080 мм, оборудованный для технологических переключений запорной армартурой и имеющей для контроля за работой средства автоматики и КИП.

Аппарат содержит три  секции:

- секция ввода газа,

- секция очистки газа,

- секция сбора пыли  и жидкости (осадная секция).

Секция ввода газа – состоит  из  входной  трубы  диаметром  500мм, распределяющий газовый поток  по пяти циклонам.

Секция очистки –  состоит из пяти циклонов типа ЦН – 15,  Ø = 600 мм.

Циклоны с помощью  сварки крепятся к доннику в сборе, который разделяет аппараты на очистную и осадную секции.

Циклонный элемент состоит из корпуса  трубы Ø = 600 мм, винтового завихрителя, трубы выхода очищенного газа Ø = 500 мм и дренажного конуса, по которому жидкие и твёрдые частицы попадают в осадную секцию.

Нижняя часть аппарата является сборником пыли и влаги, выделившихся из газа после его обработки в  циклонах.

Для предотвращения замерзания накапливаемой  жидкости в зимнее время, секция обогревается при помощи подогревателя змеевидного типа. В нижней части аппарата расположен дренажный штуцер Dу = 50 мм.   

Для осмотра  внутренней  части  на  пылеуловителе  предусмотрен   люк–лаз. Люк имеется также на донышке, которое разделяет аппарат на очистную и пылевлагосборную секции.

Пылеуловитель работает следующим  образом: неочищенный газ через  входную трубу поступает в  секцию ввода, затем по винтовому  завихрителю в циклонное устройство, где из вращающегося потока, вследствие действия центробежных сил от газа отделяются капельки жидкости и твёрдые частицы.

Отделённые от газа примеси, по конусам  циклонов попадают в нижнюю часть  пылеуловителя – осадную секцию.

Из нижней части осадной секции жидкость с помощью системы САУЖ автоматически через штуцер, удаляется в ёмкость сбора конденсата, а грязь с днища аппарата через штуцер, удаляется ручной или автоматической продувкой через дренажный коллектор в отстойную ёмкость.

 

4.2. Эксплуатация пылеуловителей.

 

Эксплуатация  пылеуловителей должна производиться в соответствии с параметрами, указанными в прилагаемой к аппарату документации. Эксплуатация должна обеспечить работу системы САУЖ в автоматическом режиме (в исключительных случаях допускается кратковременная продувка в ручную с периодичностью не реже четырёх раз в сутки).

Пылеуловитель не реже одного раза в  год должен быть остановлен и полностью  очищен от жидкости и механических примесей. В случае необходимости  аппарат должен быть отремонтирован.

Работа аппарата в условиях образования  льда кристаллогидратов не допускается. В случае образования в аппарате ледяных пробок разогрев их разрешается производить паром или горячей водой. Разогрев,   открытым огнём строго запрещается.

Для осуществления контроля за скоростью  коррозии  расчётных элементов пылеуловителей не реже одного раза в два года необходимо производить замер их толщин неразрушающими методами контроля.

Подогреватель пылеуловителя должен использоваться для периодического подогрева жидкости в зависимости  от условий эксплуатации. При отрицательных температурах система подогрева должна функционировать непрерывно, даже в случае останова аппарата.  При остановке пылеуловителя при отрицательных температурах и отключённом подогревателе жидкости из аппарата и подогревателя  слить.

При работе аппарата необходимо своевременно проверять исправности запорной арматуры, приборов КИП и А, средств автоматики.