ВВЕДЕНИЕ
В промышленности наряду с применением искусственных газов все более широко используется природный газ. В нашей стране подача газа на значительные расстояния осуществляется по магистральным газопроводам больших диаметров, представляющих собой сложную систему сооружений.
Система доставки продукции газовых месторождений до потребителей представляет собой единую технологическую цепочку. С месторождений газ поступает через газосборный пункт по промысловому коллектору на установку подготовки газа, где производят осушку газа, очистку от механических примесей, углекислого газа и сероводорода. Далее газ поступает на головную компрессорную станцию и в магистральный газопровод.
Газ из магистральных газопроводов поступает в городские, поселковые и промышленные системы газоснабжения через газораспределительные станции, которые являются конечными участками магистрального газопровода и являются как бы границей между городскими и магистральными газопроводами.
Газораспределительная станция (ГРС) представляет собой совокупность установок и технического оборудования, измерительных и вспомогательных систем распределения газа и регулирования его давления. У каждой ГРС существует свое назначение и функции. Основным назначением ГРС является снабжение газом потребителей от магистральных и промысловых газопроводов. Основными потребителями газа являются:
Объекты газонефтяных месторождений (собственные нужды);
Объекты компрессорных станций (собственные нужды);
Объекты малых, средних и крупных населенных пунктов, городов;
Электростанции;
Промышленные предприятия.
Газораспределительная станция выполняет ряд определенных функций. Во-первых, очищает газ от механических примесей и конденсата. Во-вторых, редуцирует газ до заданного давления и поддерживает его с заданной точностью. В-третьих, измеряет и регистрирует расход газа. Также на ГРС осуществляется одоризация газа перед подачей потребителю и обеспечивается подача газа потребителю, минуя основные блоки ГРС, в соответствии с требованием ГОСТ 5542-2014 .
Станция является сложным и ответственным энергетическим (технологическим) объектом повышенной опасности. К технологическому оборудованию ГРС предъявляются повышенные требования по надежности и безопасности энергоснабжения потребителей газом, промышленной безопасности как взрывопожароопасному промышленному объекту.
В зависимости от производительности, исполнения, количества выходных коллекторов газораспределительные станции условно делятся на три большие группы: ГРС малой (1,0-50,0 тыс. м3/ч), средней (50,0-160,0 тыс. м3/ч) и большой производительности (160,0-1000,0 тыс. м3/ч и более).
Также ГРС классифицируются по конструктивному признаку (рисунок 1). Они делятся на такие виды: станции индивидуального проектирования, блочно-комплектные ГРС (БК-ГРС) и автоматические ГРС (АГРС) .
Рисунок 1 - Классификация газораспределительных станций
1.1 Станции индивидуального проектирования
Проектированием ГРС занимаются специализированные проектные организации в соответствии с действующими нормами, правилами технологического проектирования и разделами СНиП.
Станции индивидуального проектирование - это такие станции, которые располагаются вблизи крупных населенных пунктов и в капитальных зданиях. Преимуществом этих станций являются улучшение условий обслуживания технологического оборудования и бытовых условий для обслуживающего персонала.
1.2 Блочно-комплектные ГРС
БК-ГРС позволяют сильно сократить затраты и сроки на строительство. Основной конструкцией ГРС является блок-бокс, выполненный из трехслойных панелей заводского изготовления.
Наибольшая масса блок-бокса - 12 тонн. Степень огнестойкости - Ша. Расчетная температура наружного воздуха - 40°C, для северного варианта - 45°C. Поставка всех элементов блочно-комплектной ГРС осуществляется предприятием-изготовителем. На монтажной площадке блоки соединяются газопроводами и кабелями, оснащаются вспомогательным оборудованием (молниеотвод, продувочная свеча, прожекторы, охранная сигнализация и т.д.) и оградой, образуя законченный комплекс .
БК-ГРС предназначены для газоснабжения городов, населенных пунктов и промышленных предприятий от магистральных газопроводов с давлением газа 12-55 кгс/см2 и поддержания выходного давления 3, 6, 12 кгс/см2.
Блочно-комплектные ГРС могут быть с одной или двумя выходными линиями к потребителям (рисунки 2 и 3). Известны БК-ГРС шести типоразмеров. С одним выходом на потребителя три типоразмера - БК-ГРС-I-30, БК-ГРС-I-80, БК-ГРС-I-150. А также три типоразмера с двумя выходами на потребителя - БК-ГРС-II-70, БК-ГРС-II-130 и БК-ГРС-II-160 .
Рисунок 2 - Структурная схема ГРС с одним потребителем
Рисунок 3 - Структурная схема ГРС с двумя потребителями
БК-ГРС всех типоразмеров применяют в России и странах СНГ, но все они на монтажной площадке подвергаются реконструкции по индивидуальным проектам, так как имеют существенные конструктивные недостатки в блоках очистки, обогрева, редуцирования и учета газа.
1.3 Автоматические ГРС
Автоматические ГРС содержат в основном те же технологические узлы, что и ГРС индивидуального или блочно-комплектного вида. На монтажной площадке они так же оснащаются вспомогательным оборудованием и оградой, как БК-ГРС. АГРС в отличие от ГРС других типов работают по безлюдной технологии.
Данные станции предназначены для снижения высокого давления (55 кгс/см2) природного, попутного нефтяного, искусственного газов, не содержащих агрессивных примесей, до заданного низкого (3-12 кгс/см2), поддержания его с заданной точностью ±10%, а также для подготовки газа перед подачей потребителю в соответствии с требованиями ГОСТ 5542-2014.
Все АГРС предназначены для эксплуатации на открытом воздухе в районах с сейсмичностью до 7 баллов по шкале Рихтера, с умеренным климатом, при температуре окружающего воздуха от минус 40 до 50°C с относительной влажностью 95% при 35°C.
В процессе эксплуатации АГРС выявляются существенные конструктивные недостатки, которые сводятся в своем большинстве к следующим:
Выход из строя регуляторов давления газа вследствие выпадения конденсата в процессе редуцирования газа в виде хлопьев льда и прихват ими клапана регулятора;
Выход из строя в зимнее время приборов КИП из-за низких температур в блоках КИП и сигнализации, обогреваемых осветительными лампами.
ГРС - газораспределительная станция, снабженная оборудованием, позволяющим понижать давление поступающего из магистральной сети газа до требуемого уровня. Кроме того, в задачи станции входят фильтрация и одоризация, распределение и учет потребленного газа.
Назначение
Газораспределительная станция является последним объектом в цепи газотранспортной системы и одновременно головным сооружением для городских систем газоснабжения. Ввиду того что прекращение подачи газа к городам и крупным промышленным предприятиям недопустимо, в ГРС предусмотрена защитная автоматика. Причем защитная автоматика выполнена по принципу резервирования. Резервная линия включается тогда, когда вышла из строя основная линия редуцирования.
ГРС предназначена для:
- приема газа из магистральных газопроводов;
- очистки его от различных механических примесей;
- понижения давления до значений, необходимых в городских системах;
- поддержания давления на постоянном уровне;
- одоризации и подогрева газа;
- определения его расхода.
Виды станций
ГРС и АГРС делятся по своему назначению:
- Автоматические на ответвлениях основных газопроводов - для обеспечения газом малых населенных пунктов. Дополнительно подразделяются на газорегуляторные пункты (1000-30000 м 3 /ч) и газорегуляторные установки (до 1500 м 3 /ч).
- Контрольно-распределительные пункты - питают промышленные и сельхозобъекты, кольцевые газопроводы вокруг больших поселений и городов 2000-12000 м 3 /ч).
- Промысловые ГРС - устанавливаются на газопромыслах, осуществляют очистку добытого сырья от влаги и примесей.
- Конечные станции - строятся непосредственно у потребителя (предприятия, населенные пункты).
Автоматизация
В последние годы получили широкое распространение автоматизированные газораспределительные станции. АГРС производительностью до 200000 м 3 /ч эксплуатируют безвахтенным обслуживанием. В этом случае на станциях имеется комплекс оборудования и КИП, позволяющих осуществлять эксплуатацию ее в автоматизированном режиме.
Обслуживание таких ГРС осуществляют удаленно. Оператор газораспределительной станции, как правило, находится в помещении обслуживающей организации, мониторинг может осуществляться даже на дому. В случае возникновения аварийной ситуации звуковые и световые сигналы передаются в помещения и жилые дома операторов, которые располагаются на расстоянии не более 0,5 км от подконтрольной станции. Обслуживание ГРС производительностью более 200000 м 3 /ч производится в вахтенном режиме.
Оборудование
Газораспределительная станция включает последовательный комплекс технологического оборудования:
- отключающее устройство на входе;
- фильтры;
- подогреватель;
- линию редуцирования и ;
- устройство для замера расхода поступившего газа;
- отключающее устройство на выходе.
В качестве регуляторов давления на станции используются регуляторы прямого действия типа РД и непрямого действия типа РДУ.
Технологический цикл
Поступивший газ принимает газораспределительная станция. Схема его перемещения по технологической цепочке выглядит следующим образом:
- Из магистрального газопровода газ вначале проходит отключающее устройство и поступает в фильтр.
- После этого он закачивается в первую ступень редуцирования, имеющую две или три линии, одна из которых резервная. При наличии двух линий редуцирования, резервная нитка рассчитывается на стопроцентную производительность, а в случае трех линий - на 50 %. Резервную линию при указанной схеме можно использовать для байпасирования первой ступени.
- Если давление на входе в ГРС составляет 4 МПа, то в первой ступени давление газа понижается до 1-1,2 МПа, а во второй ступени до 0,2-0,3 МПа. После второй ступени давление газа будет иметь значение равное 0,6-0,7 МПа.
Установка фильтров и контроль давления
Выбор места установки фильтров зависит от входного давления и от состава газа. Если газораспределительная станция принимает влажный газ, то фильтры необходимо устанавливать перед 1-й ступенью редуцирования. Фильтры в этом случае будут улавливать как конденсат, так и механические примеси. После этого смесь пыли с конденсатом поступает в отстойники. Отстоявшийся продукт направляют в емкости, откуда производят его периодическую откачку и вывоз в автоцистернах.
Если на входе в ГРС рабочее давление менее 2 МПа, то фильтры устанавливают после 1-й ступени редуцирования. При такой схеме установки фильтров производят байпасирование (монтаж обводной линии) первой ступени. Фильтры в этом случае настраивают на давление 2,5 МПа. При повышении газового давления на входе свыше 2,5 МПа, отключающее устройство на байпасной линии закрывают и направляют газ в линию 1-й ступени редуцирования. После ее прохождения газ направляют во вторую ступень, а после 2-й - в отводящий газопровод.
Если газораспределительная станция требует замены оборудования на основной линии редуцирования, а также при создании аварийной обстановки, производят отключение этой линии и открытие байпасной линии, снабженной отключающим устройством и редуцирующим клапаном. Регулировка расхода газа и его давления осуществляется в этом случае вручную.
Устройство автоматизированных ГРС
Автоматизированные газораспределительные станции имеют несколько вариантов компоновки оборудования. Однако все они должны учитывать опасность как гидратообразования, так и наружного обмерзания наружных узлов редуцирования. В связи с этим в зимнее время обслуживающему персоналу станции приходится обращать особое внимание на указанные выше факторы. Для предотвращения гидратообразования в ГРС применяются узлы подогрева газа.
Узел подогрева включает в себя подогреватель и Вода поступает в котел из специальной емкости, собственно подогрев воды в котле осуществляется за счет сжигания газа поступающего на ГРС и прошедшего систему редуцирования. водогрейного котла работает на низком давлении газа. Для предотвращения подачи газа, идущего на сжигание в топку водогрейного котла с давлением свыше установленных пределов, имеется предохранительное устройство. Таким образом, газ с входным давлением, поступающий в ГРС, направляется сначала на очистку в фильтры, а затем в подогреватель. В подогревателе происходит подогрев газа, в результате чего из него удаляются гидратообразования. Пройдя подогреватель, поступает в линии редуцирования и затем в отводящий газопровод.
Меры безопасности
Во избежание взрывов и пожаров на ГРС устанавливают специальные установки для придания запаха газу. Эти установки устанавливаются, когда на головных сооружениях газ не одорируется или ее степень ниже установленных пределов. Установки по одоризации газа подразделяются на барботажные, капельные и фитильные. Последние называются еще испарительными.
Принцип действия автоматизированной ГРС с надомным обслуживанием заключается в следующем. При отклонении выходного давления газа сверх допустимого значения, датчик, настроенный на определенное значение, дает команду на переключение крана с одновременным оповещением обслуживающего персонала станции при помощи звуковой и световой сигнализации, размещенной на щите.
В том случае, когда происходит повышение давления газа на выходе из ГРС на 5 % сверх установленного номинального значения давления, то происходит срабатывание соответствующего датчика. В результате чего, регулирующий кран на одной из рабочих линий редуцирования начнет закрываться, снижая тем самым выходное давление газа. Если давление не будет снижаться, то произойдет срабатывание другого датчика, который даст команду на еще большее прикрытие регулирующего крана, вплоть до полного отключения всей линии редуцирования. В случае же снижения выходного давления до 0,95Р, происходит открытие резервной линии.
Техническое состояние
Несмотря на простоту устройства, газораспределительные станции нуждаются в обновлении. Строительство газораспределительных станций в большинстве случаев осуществлялось в 70-х годах, когда прокладывались тысячекилометровые газопроводы от месторождений Сибири к европейским потребителям, и осуществлялась массовая газификация населенных пунктов и предприятий Советского Союза. Почти 34 % ГРС отметили 30-летний юбилей, 37% - старше 10 лет, лишь менее трети станций укомплектованы современным оборудованием младше 10 лет. На данный момент рассматривается комплексная программа технического перевооружения и реконструкции газораспределительных станций.
Условия создания и численность структурного подразделения филиала ЭО, ответственного за эксплуатацию ГРС, устанавливаются в соответствии с нормативно-методическими документами, предусмотренными Перечнем нормативно-методических документов для нормирования труда работников ПАО «Газпром».
Форма обслуживания ГРС устанавливается исходя из следующих факторов:
Производительность станции;
Уровень автоматизации и телемеханизации;
Время прибытия бригады по обслуживанию ГРС автотранспортом от промплощадок филиала ЭО до ГРС;
Необходимость подачи газа неотключаемым потребителям газа.
6.2.2 При эксплуатации ГРС используются следующие формы обслуживания:
Централизованная;
Периодическая;
Надомная;
Вахтенная.
| 6.2.3 Централизованная форма обслуживания – обслуживание без постоянного присутствия обслуживающего персонала, когда плановые ТОиР осуществляются с периодичностью не реже одного раза в 10 дней персоналом структурных подразделений филиала ЭО. При централизованной форме обслуживания ГРС должна соответствовать следующим требованиям: - проектная производительность не более 30 тыс. м 3 /ч; - наличие устройств автоматического удаления конденсата из узла очистки газа; - наличие узла автоматической одоризации; - наличие систем САУ ГРС, телемеханики, автоматического контроля загазованности, ИТСО, пожарной сигнализации с возможностью автоматической передачи по каналам технологической связи предупредительных и аварийных сигналов в ДП филиала ЭО и получения команд управления из него; - наличие регистрации и автоматической передачи по каналам технологической связи основных режимных параметров газа (давления и температуры газа на входе и на каждом выходе ГРС, расхода газа по каждому выходу); - наличие дистанционно управляемой арматуры на обводной линии; - наличие автоматизированных резервных источников электроснабжения; - время прибытия бригады по обслуживанию ГРС автотранспортом не превышало двух часов (для районов, приравненных к районам Крайнего Севера – трех часов). Примечания. 1 Рекомендуемый объем автоматизации и перечень типовых функций, выполняемых САУ ГРС, определяются в соответствии с требованиями НД, определяющими общие технические требования к ГРС. 2 Для ГРС, не полностью соответствующих вышеперечисленным требованиям, централизованная форма обслуживания допускается при проектной производительности не более 15 тыс. м 3 /ч. |
6.2.4 При периодической форме обслуживания ГРС должна соответствовать следующим требованиям:
Проектная производительность не более 50 тыс. м 3 /ч;
Наличие устройств автоматического удаления конденсата из узла очистки газа;
Наличие узла автоматической одоризации;
Наличие систем САУ ГРС, телемеханики, автоматического контроля загазованности, охранной и пожарной сигнализации с возможностью автоматической передачи по каналам технологической связи предупредительных и аварийных сигналов в ДП филиала ЭО и получения команд управления из него;
Наличие регистрации и автоматической передачи по каналам технологической связи основных режимных параметров газа (давления и температуры газа на входе и на каждом выходе ГРС, расхода газа по каждому выходу);
Наличие дистанционно управляемой арматуры на обводной линии;
Наличие автоматизированных резервных источников электроснабжения.
2 Для ГРС, не полностью соответствующих вышеперечисленным требованиям, периодическая форма обслуживания допускается при проектной производительности не более 30 тыс. м 3 /ч.
6.2.5 При надомной форме обслуживания ГРС должна соответствовать следующим требованиям:
Проектная производительность не более 150 тыс. м 3 /ч;
Наличие системы телемеханики, аварийной, охранной и пожарной сигнализации с подачей предупредительного сигнала в ДП филиала ЭО и ДО;
Наличие устройств удаления конденсата и механических примесей из узла очистки газа;
Наличие системы подготовки импульсного газа для устройств регулирования, защиты, управления.
6.2.6 При вахтенной форме обслуживания ГРС должна соответствовать следующим требованиям:
Проектная производительность более 150 тыс. м 3 /чили количество выходных коллекторов более двух;
Наличие аварийной, охранной и пожарной сигнализации с подачей предупредительного сигнала в помещение операторной, при наличии системы телемеханики в ДП филиала ЭО;
Наличие узла предупреждения гидратообразований в коммуникациях и оборудовании;
Наличие регистрации основных параметров газа (давления и температуры газа на входе и на каждом выходе ГРС, расхода газа по каждому выходу);
наличие системы подготовки импульсного газа для устройств регулирования, защиты, управления.
1.1.НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ГРС
Газораспределительные станции (ГРС) должны обеспечивать подачу потребителям (предприятиям и населённым пунктам) газа обусловленного количества с определённым давлением, степенью очистки и одоризации.
Для снабжения газом населённых пунктов и промышленных предприятий от МГ сооружаются отводы, по которым газ поступает на газораспределительную станцию.
На ГРС осуществляются следующие основные технологические процессы:
- очистка газа от твёрдых и жидких примесей;
- снижение давления (редуцирование);
- одоризация;
- учёт количества (расхода) газа перед подачей его потребителю.
Основное назначение ГРС – снижение давления газа и поддержание его на заданном уровне. Газ с давлением 0,3 и 0,6 МПа поступает на городские газораспределительные пункты, газорегулирующие пункты потребителя и с давлением 1,2 и 2 МПа – к специальным потребителям (ТЭЦ, ГРЭС, АГНКС и тд.). На выходе ГРС должна обеспечиваться подача заданного количества газа с поддержанием рабочего давления в соответствии с договором между ЛПУ МГ и потребителем с точностью до 10%.
Надёжность и безопасность эксплуатации ГРС должны обеспечиваться:
- периодическим контролем состояния технологического оборудования и систем;
- поддержанием их в исправном состоянии за счёт своевременного выполнения ремонтно-профилактических работ;
- своевременной модернизацией и реновацией морально и физически изношенных оборудования и систем;
- соблюдением требований к зоне минимальных расстояний до населённых пунктов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, зданий и сооружений;
- своевременным предупреждением и ликвидацией отказов.
Ввод в эксплуатацию ГРС после строительства, реконструкции и модернизации без выполнения пуско-наладочных работ запрещается.
Для вновь разрабатываемого оборудования ГРС система автоматического управления должна обеспечивать:
включение в работу резервной редуцирующей нитки при выходе из строя одной из рабочих;
отключение вышедшей из строя редуцирующей нитки;
сигнализацию о переключении редуцирующих ниток.
Каждая ГРС должна быть остановлена 1 раз в год для выполнения ремонтно-профилактических работ.
Порядок допуска на ГРС посторонних лиц и въезд транспорта определяются подразделением производственного объединения.
При въезде на территорию ГРС должен устанавливаться знак с названием (номером) ГРС, указанием принадлежности её подразделению и производственному объединению, должности и фамилии лица, ответственного за эксплуатацию ГРС.
На каждую ГРС подразделения должна быть следующая техническая документация:
Акт отвода земельного участка;
Акт приёмки газопровода – отвода к ГРС и исполнительная техническая документация;
Схема технического обслуживания газопровода – отвода и ситуационный план местности;
Принципиальные схемы (технологическая, автоматики, управления и сигнализации, электроосвещения, отопления и вентиляции, молниезащиты и заземления и т. п.);
Технический паспорт;
Паспорта на оборудование, приборы и заводские инструкции;
Инструкции по эксплуатации ГРС;
Другая нормативно–техническая документация, установленная объединением.
Непосредственно на ГРС должна быть следующая документация:
Принципиальная технологическая схема;
Инструкция по эксплуатации ГРС;
Журнал оператора;
Другая документация по усмотрению подразделения.
Оборудование, сооружения и системы, эксплуатационную документацию по ГРС должен проверять ответственный за эксплуатацию ГРС и принимать необходимые меры по обеспечению надлежащего уровня эксплуатации ГРС, оборудования и систем КС.
Описание технологического процесса, оборудования и
Технологическая схема производства.
Оборудование ГРС.
Блоки, узлы, устройства ГРС.
Состав оборудования на ГРС должен соответствовать проекту и паспортам заводов изготовителей. Любые изменения в составе оборудования должны быть в соответствии с требованиями Федерального закона «О промышленной безопасности опасных объектов», согласованы с проектной организацией, Газнадзором ОАО «Газпром», Госгортехнадзором России с одновременной корректировкой технологической схемы и других НТД, находящихся в ЛПУМГ и на ГРС. Арматура и оборудование ГРС должны иметь номера или бирки с номером, соответствующим обозначению в технологической схеме.
На рисунке 1 представлена технологическая схема ГРС, где обозначены основные узлы ГРС, каждый из которых имеет своё назначение.
Основные узлы ГРС:
1. узел переключения;
2. узел очистки газа;
3. узел подогрева;
4. узел редуцирования;
5. узел учёта газа;
6. 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 потребителю 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 ГРС и потребителя.
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 газа, подаваемого потребителю.
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.
Блок (узел) переключения.
Блок переключения предназначен для защиты системы газопроводов потребителя от возможного высокого давления газа и для подачи газа потребителю, минуя ГРС, по (обводной) байпасной линии с применением ручного регулирования давления газа во время ремонтных и профилактических работ на станции. Блок переключения состоит: из кранов на входном и выходном газопроводах, обводной линии и предохранительных клапанов.
Обводная линия – для переключения потока газа высокого давления с автоматического на ручное регулирование давления. Нормальное положение запорной арматуры на обводной линии – закрытое. Краны обводной линии должны быть опломбированы службой ГРС. Обводная линия должна подключаться к выходному газопроводу перед одоризатором (по ходу газа). На обводной линии располагаются два запорных органа: первый по ходу газа – отключающий кран; второй – для дросселирования, кран-регулятор.
Предохранительные клапаны. Предохранительный клапан – автоматическое устройство для сброса давления, приводимое в действие статическим давлением, возникающим перед клапаном, и отличающееся быстрым полным подъёмом золотника за счёт динамического действия выходящей из сопла струи сбрасываемой среды.
Предохранительные клапаны чаще всего применяются для защиты сосудов аппаратов, емкостей, трубопроводов и другого технологического оборудования при чрезмерном превышении давления. Предохранительный клапан обеспечивает безопасную эксплуатацию оборудования в условиях повышенных давлений газа или жидкости.
При повышении в системе давления выше допустимого предохранительный клапан автоматически открывается и сбрасывает необходимый избыток рабочей среды, тем самым предотвращая возможность аварии. После окончания сброса давление снижается до величины, меньшей начала срабатывания клапана, предохранительный клапан автоматически закрывается и остаётся закрытым до тех пор, пока в системе вновь не увеличится давление выше допустимого.
Основной характеристикой предохранительных клапанов является их пропускная способность, определяемая количеством сбрасываемой жидкости в единицу времени при открытом клапане.
Количество предохранительных клапанов, их размеры и пропускная способность должны быть выбраны по расчету так, чтобы в защищаемом объекте не создавалось давление, превышающее рабочее более, чем указано в Таблице 3.
Таблица 3
Наибольшее распространение получили пружинные предохранительные клапана (ППК).
На ГРС применяются клапаны предохранительные полноподъемные фланцевые ППК-150-16 и ППК-150-40 предназначенные для жидких и газообразных неагрессивных сред, при рабочем давлении до 16 и 40 кг/см 2 соответственно. Исполнение клапанов – закрытое, герметичное. Они установлены на выходных газопроводах и настроены на давление срабатывания 3,3 и 13,2 кг/см 2 .
Применяют клапаны типа СППК (специальный полноподъёмный предохранительный клапан) рис.1 и ППК (пружинный полноподъёмый предохранительный клапан) рис2. Между предохранительными клапанами ставят трёхходовой кран, всегда открытый на один из предохранительных клапанов. Между газопроводом и клапанами отключающая арматура устанавливаться не должна.
В процессе эксплуатации клапаны следует опробовать на срабатывание 1 раз в месяц, а в зимнее время- один раз в 10 дней с записью в оперативном журнале.
Проверку и регулировку предохранительных клапанов проводят два раза в год, о чём делают соответствующую запись в журнале.
Каждый предохранительный клапан должен иметь табличку (бирку), на которой должны быть указаны регистрационный номер, рабочее давление (Рраб), давление срабатывания (Рсраб), дата настройки, дата следующей настройки.
Бирка должна быть выполнена из алюминия или на бумажной основе с ламинированным покрытием и иметь хвостовик с отверстием под пломбировочную проволоку и шпильку фланцевого разъёма корпуса ППК.
Каждый предохранительный клапан должен быть опломбирован. Пломбировочная проволока должна соединять: бирку, колпак регулировочного винта и винты регулировки положения седла.
На шток предохранительного сбросного клапана СППК4Р, с одной стороны действует давление газа из выходного газопровода, а с другой – усилие сжатой пружины. Если давление газа на выходе из ГРС превысит заданное, то газ, преодолевая усилие сжатой пружины, поднимает шток и соединяет выходной газопровод с атмосферой. После снижения давления газа в выходном газопроводе шток под действием пружины возвращается в исходное положение, перекрывая проход газа через сопло клапана, разобщая таким образом выходной газопровод с атмосферой. В зависимости от давления настройки предохранительные клапаны комплектуют сменными пружинами.
Помимо клапанов типа СППК широко применяют пружинные предохранительные клапаны типа ППК-4 на условное давление 16 кгс/см 2 . клапаны этого типа снабжены рычагом для принудительного открытия и контрольной продувки газопровода. Пружина регулируется регулировочным винтом.
Давление газа из газопровода поступает под запорный клапан который удерживается в закрытом положении пружиной через посредством штока. Натяжение пружины регулируется винтом. Кулачковый механизм позволяет производить контрольную продувку клапана: поворотом рычага усилие через валик, кулачок и направляющую втулку передаётся на шток. Он поднимается, открывает клапан и происходит продувка, которая указывает, что клапан работает и сбросной трубопровод не засорен.
Клапаны ППК-4 в зависимости от номера установленной пружины могут настраиваться на срабатывание в диапазоне давлений 0,5 до 16 кгс/см 2 .
Для сброса газа в атмосферу необходимо применять вертикальные трубы (колонки, свечи) высотой не менее 5 м от уровня земли; которые выводят за ограду ГРС на расстояние не менее 10 м. каждый предохранительный клапан должен иметь отдельную выхлопную трубу.
Допускается объединение выхлопных труб в общий коллектор от нескольких предохранительных клапанов с одинаковыми давлениями газа. При этом общий коллектор рассчитывают на одновременный сброс газа через все предохранительные клапаны.
3.3. Блок (узел) очистки газа .
Блок (узел) очистки газа на ГРС позволяет предотвратить попадание механических примесей и конденсата в оборудование, в технологические трубопроводы, в приборы контроля и автоматики станции и потребителей газа.
Наибольшая трудность, при очистке газа – образование гидратов углеводородных газов: белых кристаллов, напоминающих снегообразную кристаллическую массу. Твёрдые гидраты образуют метан и этан, пропан образует жидкие гидраты. При наличии в газе сероводорода формируются как твёрдые, так и жидкие гидраты.
Гидраты – нестабильные соединения, которые при понижении давления и повышении температуры легко разлагаются на газ и воду. Они выпадают при редуцировании газа, обволакивая клапаны регуляторов давления газа и нарушая их работу. Кристаллогидраты откладываются и на стенках измерительных трубопроводов, особенно в местах сужающих устройств, приводя тем самым к погрешности измерения расхода газа. Кроме того, они забивают импульсные трубки, выводя из строя контрольно-измерительные приборы.
Для очистки газа на ГРС должны применяться пылевлагоулавливающие устройства, различной конструкции, обеспечивающие подготовку газа для стабильной работы оборудования ГРС.
Узел очистки газа должен быть оснащен устройствами для удаления жидкости и шлама в сборные емкости, оборудованные устройствами замера уровня, а также механизированной системой их удаления в транспортные емкости, из которых жидкость, по мере накопления, вывозится с территории ГРС. Емкости должны быть рассчитаны на максимальное разрешенное рабочее давление подводящего газопровода-отвода.
Этот блок должен обеспечить такую степень очистки газа, когда концентрация примеси твёрдых частиц размером 10 мкм не должна превышать 0,3 мг/кг, а содержание влаги должно быть не больше величин, соответствующих состоянию насыщения газа.
На ГРС предусмотрена одноступенчатая очистка газа. От механических примесей и конденсата природный газ очищают с помощью газосепараторов по ОСТ 26-02645-72. На монтажной площадке ГРС установлены три газосепаратора, работающих параллельно. Скорость движения газа в них не должна быть более 0,5-0,6 м/с. Газосепараторы подбирают с таким расчётом, чтобы при остановке одного из них, скорость газа в работающем не превышала 1 м/с. Газосепараторы должны быть теплоизолированы и установлены на отдельных фундаментах. Расстояние между ними – не менее их диаметра с теплоизоля-
Очистка газа от механических примесей и конденсата в газосепараторе происходит за счёт:
1) изменения направления движения газа на 180 0 С;
2) снижения скорости движения газа до 0,5-0,6 м/с (v в < v 0 , где v в – скорость витания механических частиц в газосепараторе; v 0 – скорость оседания механических частиц в газосепараторе);
3) движения газа в насадке, где отбиваются (выделяются) механические примеси и капли конденсата, которые падают на коническое дно газосепаратора. Как показывает практика, наименьший каплеунос конденсата происходит в газосепараторах с сетчатыми насадками.
Для очистки газа на ГРС установлены сетчатые газосеператоры типа ГС-8,8-1600 рис.3
На ГРС малой пропускной способности для очистки газа от механических примесей применяют висциновые и сетчатые фильтры
Рис. 4. Висциновый фильтр
1- патрубок входной; 2 - корпус фильтра; 3- перфорированная сетка; 4- люк.нагрузочный; 5- засыпка (мелкие металлические или керамические кольца 15x15 мм); 6- штуцер; 7-патрубок выходной: 8 - люк разгрузочный: 9- отбойный лист.
Такие фильтры состоят из корпуса, внутри которого смонтирована кассета (насадка), заполненная кольцами Рашига.
Эти кольца бывают металлические и керамические. В основном применяют металлические 15×15×0,5 мм. Кольца Рашига смазывают висциновым маслом (60% цилиндрового масла плюс 40% солярового).
Принцип работы висцинового и сетчатого фильтра следующий: частички механических примесей, попадая с потоком газа в фильтр, проходят через смоченные висциновым маслом кольца Рашига, меняя свое направление, и прилипают к поверхности колец.
Как только перепад давления газа на входе в фильтр и на выходе из него возрастает, что свидетельствует о загрязнённости насадки, кольца фильтра очищают паром, промывают содовым раствором, после чего их смазывают чистым висциновым маслом. Процесс очистки и восстановления работоспособности висцинового и сетчатого фильтра весьма трудоёмок, так как осуществляется вручную. Частые очистка и восстановление работоспособности фильтра обусловлены тем, что масляная активная плёнка с колец Рашига быстро растворяется и смывается конденсатом, находящимся в природном газе.
Висциновые и сетчатые фильтры предназначены для очистки газа только от механических примесей
При эксплуатации устройства очистки газа обеспечивать визуальный контроль состояния фильтрующих и поглотительных элементов устройства подготовки газа;
регулярно производить замену фильтрующих и поглотительных элементов устройства путем подключения резервного оборудования.
Дренажные и сливные линии, запорная арматура на них должны быть защищены от обмерзания.
Для предотвращения самовозгорания пирофорных соединений аппарата очистки, перед вскрытием, его необходимо заполнить водой или паром.
Во время вскрытия, осмотра и очистки внутренние поверхности стенок аппаратов необходимо обильно смачивать водой.
Извлекаемые из аппаратов отложения, содержащие пирофорное железо, необходимо собирать в металлическую тару с водой, а по окончании работы немедленно удалять с территории ГРС и закапывать в специально отведенном месте, безопасном в пожарном и экологическом отношениях
Блок (узел) подогрева газа.
Блок подогрева газа (блок предотвращения гидратообразований) ,служит для общего подогрева газа, проходящего через ГРС. Наибольшие трудности при редуцировании (понижении давления) газа возникают из-за образования гидратов, которые в виде твердых кристаллов оседают на стенках трубопроводов в местах установки сужающих устройств, на клапанах регуляторов давления газа, в импульсных линиях КИП. В качестве методов по предотвращению гидратообразования применяют общий или частичный подогрев газа, местный обогрев корпусов регуляторов давления и ввод метанола в коммуникации газопровода. Наиболее широко применим первый метод, второй – менее эффективен, третий дорогостоящий.
Для общего подогрева применяют огневые и водяные подогреватели. Основные элементы огневых подогревателей: огневая камера, змеевик по которому проходит подогреваемый газ, горелка, байпасная линия, дымовая труба, контрольно-запальное устройство и автоматика регулирования.
Для общего подогрева газа на ГРС г. Надым, СТПС применяют водяные подогреватели типа ПТПГ-30, на ГРС-107км водяной подогреватель «СЕКОМЕТАЛ» производства Франции, так как их схемы практически идентичны будем рассматривать подогреватель на базе ПТПГ-30.
Подогреватель топливного и пускового газа ПТПГ-30 является трубчатой печью и предназначен для непрямого нагрева перед дросселированием топливного и пускового газа на компрессорных станциях, а также для подогрева газа на газораспределительных станциях и для других потребителей газа.
Подогреватель осуществляет автоматическое поддержание температуры в интервале от 15 о С до 70 о С.
Основные технические данные и характеристики.
