Устройство и эксплуатация компрессорной станции

Величина выходного  давления устанавливается регулировочным винтом усилителя.

Проверка настройки  предохранительного клапана и регулятора давления на линии пускового газа производится аналогично настройке  предохранительного клапана и регулятора давления на линии топливного газа.

 

Меры безопасности при эксплуатации БТПГ

Все работы по эксплуатации и обслуживанию БТПГ должны производиться  в строгом соответствии с правилами  и инструкциями, определяющими основные положения по эксплуатации газового хозяйства магистральных газопроводов.

К техническому обслуживанию блока БТПГ допускаются лица, прошедшие  обучение по специальной программе  и прошедшие инструктаж по технике  безопасности.

Через каждый год обслуживающий  персонал должен проходить повторное  обучение и проверку знаний.

При ремонтных работах  блока БТПГ газ из коммуникаций на участке работ необходимо стравить. Двери во время работы держать  открытыми.

Адсорберы

Назначение

Осушители с твердыми адсорбентами (адсорберы) предназначены для осушки небольшого количества газа, подаваемого для управления кранами с пневмоприводом. Импульсный газ поступает в них после вымораживателя и они выполняют роль второй ступени осушки и очистки импульсного газа. Назначение установки – предотвратить (особенно в зимний период эксплуатации) образование кристаллогидратных пробок в импульсных трубопроводах, в узлах управления и пневмоприводах кранов.

Конструкция и принцип  работы

Адсорбер представляет собой цилиндрический сосуд со сферическими днищами, изготовленный  из листовой стали марки 16ГС.

На адсорбере имеются  патрубки для входа и выхода газа, штуцер для установки манометра, люки для загрузки и выгрузки адсорбера, а также патрубок для удаления отстоя из нижней секции в дренажную  систему.

Внутри адсорбера в  перегородку нижним конусным концом вварена перфорированная труба, диаметром 219мм, обтянутая металлической сеткой, которая оканчивается патрубком для выхода газа.

Кроме того между перегородками  установлен сетчатый чехол (патрон), диаметром 600мм и высотой 1500мм, представляющий собой шестигранный каркас, сваренный из стальных уголков и обтянутый металлической сеткой, в который и заключен адсорбент.

Перегородка в центре имеет окно. Через люк Ду=150мм и  окно производится засыпка в сетчатый чехол. В нижней части адсорбера имеется люк Ду=250мм для выгрузки адсорбера. Количество адсорбента, засыпаемого в адсорбер, составляет 200 – 250кг.

Частично осушенный  в вымораживателе газ поступает  через входной патрубок, расположенный  в верхней части адсорбера, проходит через адсорбент, находящийся в сетчатом патроне, который поглощает влагу, содержащуюся в газе. Осушенный газ через сетку и окна имеющиеся на трубе выходит из адсорбера через выходной патрубок и поступает в коллектор импульсного газа компрессорной станции. Скорость газа в среднем сечении адсорбера обычно составляет около 605м/с.

На компрессорной станции  для осушки импульсного газа в  качестве адсорбента широко применяется  гранулированный мелкопористый  силикагель марки КСМ, ГОСТ 3956-54, способный  принизить точку росы газа на 50 – 60⁰С и в зависимости от относительной влажности газа поглотить водяных паров при температуре 20⁰С от 9 до 35% от собственного веса.

Продувка, пуск и остановка адсорберов

  в процессе их эксплуатации

До пуска в работу адсорберов они должны быть зарегистрированы в органах Госгортехнадзора. При регистрации получают разрешение на эксплуатацию аппаратов.

Пуск адсорберов в  работу осуществляется одновременно с  пуском компрессорной станции и  начинается с продувки. Исходное положение  всей запорной арматуры перед продувкой “Закрыто”.

Порядок продувки:

• открыть кран свечи №3;
• приоткрыть кран №1 и установить избыточное давление продувки не выше 1кгс/см². В течение 5-10мин. вытеснять из аппарата газовоздушную смесь;
• по окончании вытеснения газовоздушной смеси краны №1 и №3 необходимо закрыть.

 

Порядок пуска адсорберов:

• с помощью крана №1, открытием его на 5-10⁰, постепенно повышаем давление в адсорбере до рабочего. При этом гидравлические удары не допускаются;
• после набора давления до рабочего открыть кран №1 полностью;
• медленно открыть выходной кран №2 на обвязке и заполнить коллектор импульсного газа;
• аналогично пускается в работу и второй адсорбер.

 

Порядок остановки адсорбера:

• провести продувку для удаления шлама из осадительной секции аппарата с помощью крана №4;
• закрыть входной кран адсорбера №1;
• закрыть входной кран адсорбера №2;
• открыть свечной кран №3 и стравить газ из аппарата;
• повесить соответствующие плакаты на запорную арматуру обвязки адсорбера: “Не закрывать”.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Разработка математических моделей элементов газоперекачивающего агрегата ГПА-25

 

Газотурбинный газоперекачивающий агрегат ГПА-25 состоит из центробежного нагнетателя   650-22-2 и    газотурбинного  привода ГТК-25.

 

                                                                                            Таблица 1

Основные технические  характеристики ГПА-25

 

Наименование  показателя	Агрегат  ГПА-25
Завод изготовитель	Невский завод им. Ленина
Год выпуска	1981
Номинальная подача, млн.м3/сут	53 (РНАГ=76 кг/)
Стационарные условия:   температура наружного  воздуха  tвх0, оС   атмосферное давление  Ра0,  Мпа	+ 25 0,1013
Сопротивление входного  тракта,  кПа   Сопротивление выходного  тракта,  кПа	1,01 1,52
Номинальная мощность  Ne0,  кВт	25000
Эффективный  КПД  ГТУ,  %	28
КПД в условиях  ISO, %	29
Номинальный расход  топлива  Gтг, м3/ч	9680
Удельный расход  топлива Gтг0/Ne0, м3/(кВт.ч)	0,372
Температура  газа  перед ТВД  tВХ ТВД, оС	890
Температура  газа  за  СТ   tВЫХ СТ, К	385
Степень сжатия осевого компрессора  eк	12,5
Расход воздуха  через компрессор GВХ К0, кг/с	175
Наименование показателя	Агрегат  ГТК-25
Температура за компрессором  tВЫХ К0, оС	372
Частота вращения турбокомпрессора: номинальная   nТВД0, об/мин максимальная  nТВД мах, об/мин	4340 5050
Частота вращения  силового вала: номинальная  nCТ0 , об/мин максимальная  nСТ мах, об/мин минимальная  nСТ min, об/мин	3700 4200
Температурный коэффициент  при расчете располагаемой мощности	3,4

 

Одним из основных элементов любой  режимно-технологической задачи транспорта газа по магистральному газопроводу является гидравлический и энергетический расчет режимов работы компрессорной станции. Такие задачи возникают на различных уровнях диспетчерской службы магистрального газопровода как при планировании режимов работы, так и при контроле и анализе фактических режимов работы КС.

Основной задачей расчета при  диспетчерском контроле и анализе  режимов работы КС является определение  энергетических показателей работы ГПА, цеха и КС, т.е. расходуемой мощности  N, коэффициента полезного действия  h , затрат топливного газа на компримирование с целью оценки технического состояния газоперекачивающих агрегатов на основе нормативных отраслевых показателей и оценки эффективности принятых режимов работы.

Планирование режимов  работы газопровода подразумевает  расчет основных параметров потока газа  (P, T, Q)  на входе и выходе каждого  компрессорного цеха и параметров работы каждого  ГПА  (e, N, Q_ВС, n_CT, n_ТВД) для проверки технологических ограничений и выбора наиболее эффективного режима работы. Решение задачи оценки эффективности реконструкции КС с целью сокращения расходов ТЭР, улучшения условий труда невозможно без выполнения многовариантных расчетов режимов работы КС при использовании на них более совершенных и перспективных ГПА.

Разработке алгоритмов и программ расчета режимов работы ГПА всегда предшествует работа по составлению математических моделей  центробежного нагнетателя и  газотурбинного привода, адекватно описывающих газодинамические и энергетические параметры режимов работы ГПА.

7.1 Математическая модель ЦН 650-22-2

Предполагая, что компримирование  газа в ЦН является стационарным политропическим процессом сжатия, теоретическая зависимость для внутренней мощности имеет вид

 (1)

где  m - показатель политропы,  Р_ВС , Q_ВС - давление и производительность при условии всасывания ЦН,  e = P_НАГ/Р_ВС - степень повышения давления при компримировании.

В связи со сложностью процессов, происходящих при сжатии газа, их аналитическое описание является достаточно громоздким. Практика показала, что гораздо проще можно получить графические характеристики по результатам стендовых испытаний и представить их в приведенных координатах, используя при этом аппарат теории подобия и размерностей  [1]. Расчетные газодинамические характеристики нагнетателя 650-22-2 представлены на рис. 1.1, 1.2, 1.3.

 

 

 

 

 

 

Наибольшее распространение  в практике расчетов режимов работы ГПА получили характеристики ЦН, выпускаемые  ВНИИГАЗом [2] и представленные в виде зависимостей степени повышения давления  e , политропического КПД  ЦН  h_ПОЛ  и приведенной относительной внутренней мощности от приведенной объёмной подачи при различных значениях приведенных относительных оборотов  _ПР.

                           e = j₁ (Q_{ВС. ПР}; );                                               

                            h_ПОЛ = j₂ (Q_{ВС. ПР})                                               (2)

                       [ N_i  / r_ВС ]_ПР =  j₃ (Q_{ВС. ПР})  ,

где                        (3)

;        (4)

        (5)

Опыт показывает, что  при переходе к машинным методам  расчета для создания математических моделей целесообразно использовать полиноминальную аппроксимацию. При этом достаточно описать характеристики для номинального значения   n / , сокращая при этом объём вводимой информации в память ЭВМ, а в случае отклонения параметров от номинальных, воспользоваться соотношениями теории подобия

                (6)

           (7)

        (8)

Политропический напор   Н_ПОЛ принимается равным

 

    ,     (9)

где                        _пол

Аппроксимация зависимостей  (2) выполняется в виде

 

                  e² = a₀ + a₁ Q_{ВС ПР} + a₂ Q_{ВС ПР}² + a₃ Q_{ВС ПР}³                  (10)

           h_ПОЛ = k₀ + k₁ Q_{ВС ПР} + k₂ Q_{ВС ПР}² + k₃ Q_{ВС ПР}³                   (11)

h_ПОЛ - политропический КПД нагнетателя,  k - показатель адиабаты  [ N_i 

               / r_ВС ]_ПР = c₀ + c₁ Q_{ВС ПР} + c₂ Q_{ВС ПР}² + c₃ Q_{ВС ПР}³                   (12)

 

Значения коэффициентов аппроксимации определены методом наименьших квадратов с использованием графических расчетных характеристик  (рис.1.1, 1.2, 1.3) при номинальных значениях параметров и  представлены в  табл. 2.

 

Таблица 2

Коэффициенты аппроксимации  характеристики центробежного нагнетателя 650-22-2

Характеристики	Значения коэффициентов  аппроксимации
	аО	а1	а2	а3
	2,7665868	-3,6791696Е-0,3	9,4300868 E-06	-7,9919192 E-09
пол	кО	к1	к2	к3
	1,8516234	-6,3110750E-03	1,3082251 E-05	-8,989899 E-09
	с0	с1	с2	с3
	1,8332684	5,7292208Е-01	8,9567100 E-04	-8,4848485E-07