32) Технологические схемы компрессорных станций. Устройство компрессорного цеха.

Компрессорные станции с поршневыми газоперекачивающими агрегатами (ГПА) нашли широкое применение на магистральных газопроводах и станциях подземного хранения газа (СПХГ).

По технологической схеме КС, оборудованной ГМК (рис. 8.1), газ, поступая из газопровода 1, проходит очистку в пылеуловителях 2 и направляется в коллектор 3, откуда поступает на ГМК 6. Сжатый газ направляется в нагнетательный коллектор 5, а затем при необходимости в оросительный холодильник 7 или на осушку 8. После этого газ поступает на одоризацию 9 и на замерный участок 10 и далее в магистральный газопровод. Для улавливания масла установлены маслоуловители 4. В данной схеме все ГМК подключены параллельно, и при необходимости каждый из них может быть выведен в резерв.

Технологическая схема КС с центробежными нагнетателями (рис. 8.2.) работает по принципу двухступенчатого сжатия.

Из магистрального газопровода 1 через кран 7 транспортируемый газ поступает в вертикальные масляные пылеуловители, внутренний диаметр которых 2400 мм. После пылеуловителей на пути транспортируемого газа установлены маслоуловитель и маслосборник 4. После очистки от механических примесей и масла газ поступает на компрессорные агрегаты 5. После компримирования и пройдя аппараты воздушного охлаждения, газ вновь поступает в магистральный газопровод.

Запорная арматура, обеспечивающая основные технологические процессы по перекачке газа в пределах компрессорного цеха, состоит из шести кранов: 1, 2, 3, 3 бис, 4, и 5. Краны 1, 2 – непосредственно отсекающие, с автоматическим управлением. Возможно также управление с местного щита или от узла управления, установленного в непосредственной близости от крана. Предусмотрено и ручное управление. Условный проходной диаметр кранов 700 мм. Кран 3 – проходной, открыт при неработающем агрегате. Управление и конструкция его такие же, как и кранов 1 и 2. Кран 4 (байпас крана 1) – загрузочный. Через него и далее через свечу с установленным на ней краном 5 продувают систему перед загрузкой агрегата и заполняют контур нагнетателя газом при закрытии крана 5. Условный проходной диаметр кранов 4 и 5 составляет 50 мм. Кран 3 бис образует малый контур нагнетателя. Он открыт при выводе агрегата на режим холостого хода, при загрузке и остановке, закрыт при нормальной работе центробежного нагнетателя и имеет автоматическое управление.

На схеме КС показаны и так называемые общестанционные краны. К ним относятся краны 6, 6 а, Д, 6 р, 6 ар, а также краны 7, 7 а, 8, 8 а, обеспечивающие подключение КС к магистральному газопроводу. Краны 6, 6 а, 6 р, 6 ар, установленные на перемычке между приемным и нагнетательным участком участками газопровода, образуют большой, или пусковой, контур компрессорной станции. Контур используется перед загрузкой компрессорной станции. Краны 6 р, 6 ар применяются также для регулирования работы компрессорной станции посредством перепуска газа с линии нагнетания на линию входа. Например, при последовательной работе двух агрегатов и внезапной остановке одного из них, система защиты предусматривает одновременное открытие крана 6 или 6 а в зависимости от того, в какой паре агрегатов произошла аварийная остановка.

Кран Д при работе КС на большой контур используют в качестве дросселя для создания необходимого сопротивления, так как в противном случае машины будут работать в зоне больших объемных расходов, что, в свою очередь, приведет к росту усилий на роторы нагнетателей.

Наиболее сложная операция при эксплуатации компрессорной станции – пуск ее агрегатов в работу. Он осуществляется после того, как участки газопровода КС до кранов 1, 2 заполнены газом. При работе газотурбинной установки в холостом режиме открывается кран 4, и контур через кран 5 продувают в течение 30 с. После закрытия крана 5 контур нагнетателя заполняют газом, и агрегат работает через кран 3 бис на малом контуре. Затем открывают краны 1, 2 а кран 3 бис закрывают. Агрегат начинает работать на большой контур, после чего его переводят на работу в сеть магистрального газопровода.

Для работы центробежного нагнетателя газа используются, как правило, электрические или газотурбинные приводы. В последнее время центробежные нагнетатели комплектуются газотурбинными приводами.

Силовая турбина представляет собой двухступенчатую активнореактивную турбину с охлаждением обода. Корпус компрессора представляет собой стальную отливку. Торцевая крышка и входной воздухосборник – съемные, что обеспечивает доступ к проточной части и ротору. Проточная часть состоит из направляющего аппарата первой ступени, рабочих колес, диафрагмы, направляющего аппарата второй ступени. Ротор в сборе включает следующие детали: рабочие колеса первой и второй ступени, кольцо упорного подшипника, разгрузочный поршень, зубчатую передачу вспомогательного привода и вал рабочего колеса.

Объекты КС условно можно разбить на две группы: технологических и подсобно-вспомогательных операций.

К первой группе относят: узел очистки газа от механических примесей и жидкости, узел компримирования газа, узел охлаждения газа.

Ко второй группе относят: узел редуцирования давления пускового и топливного газов и газа для собственных нужд; трансформаторную подстанцию или электростанцию для собственных нужд; котельную или установку утилизации тепла; склад горюче-смазочных материалов (ГСМ); ремонтно-эксплуатационный блок (РЭБ); службу связи; служебно-эксплуатационный блок (СЭБ); объекты водоснабжения; очистные сооружения канализации.

Необходимость охлаждения газа диктуется следующими соображениями. При компримировании газа возникает тепло, которое сохраняется в газовом потоке, так как теплоотдача в окружающую среду незначительная. Вследствие этого ухудшается режим работы КС, увеличивается расход мощности и расход газа на собственные нужды. Кроме того, увеличение температуры может привести к размягчению изоляции и нарушению ее целостности. Количество тепла, подводимое к потоку транспортируемого газа при компримировании, зависит от пропускной способности КС, температуры газа на входе, степени сжатия, показателя адиабаты и политропического КПД нагнетателя. Это количество тепла эквивалентно рабочей мощности ГПА на КС.

При охлаждении газа водой используют следующие теплообменные аппараты: кожухотрубчатые, оросительные и типа “труба в трубе”. Кроме теплообменников, они включают: устройства для охлаждения воды, коммуникации, насос, коллектор газа, приборы контроля и управления. При охлаждении воздухом применяют аппараты воздушного охлаждения различных типов.

Устройство компрессорного цеха

Компрессорный цех представляет собой совокупность общецеховых систем, которые обеспечивают эксплуатацию газоперекачивающих агрегатов, всего общецехового оборудования, а также нормальные условия работы обслуживающего персонала.

Компрессорный цех включает следующее основное оборудование и системы:

− газоперекачивающие агрегаты;

− систему оборотного водоснабжения и охлаждения масла;

− систему маслоснабжения;

− систему технологического газа;

− систему топливного и пускового газа;

− систему импульсного газа;

− систему пожаробезопасности;

− систему вентиляции, кондиционирования и отопления;

− комплекс средств контроля и автоматики;

− систему электроснабжения;

− систему воздуха для технических целей;