Режими роботи компресорної станції

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Місце і роль КС в газотранспортній системі

Україна має найрозвинутішу газотранспортну систему серед країн Європи. Через країну прокладено кілька магістральних газопроводів великого діаметру для забезпечення подачі газу споживачам країни та експорту в країни західної Європи з Росії. Загальна довжина магістральних транспортних мереж що експлуатується підприємствами ДК « Укртрансгаз» складає понад 35 тис. км.

Рисунок 1.1 - Географічне розташування КС «Лубни»

Компресорна станція «Лубни» встановлена на магістральному газопроводі «Шебелинка-Диканька-Київ».

Побудовано газопровід «Шебелинка-Диканька-Київ» діаметром 1220 мм протяжністю 550 км та другу нитку газопроводу «Київ-Захід України» (КЗУ-2) діаметром 1020 мм, довжиною 506 км.

Дана станція знаходиться у підпорядкуванні філії УМГ «Київтрансгаз» ДК «Укртрансгаз» НАК «Нафтогаз України»

Відповідно до даних Weatherbase для даного району розташування КС має значення середньомісячної температури повітря, що наведені в таблиці.

Таблиця 1.1 - Середньомісячна температура повітря протягом року

Місяць	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Температура,°С	мінус 4,3	мінус 3,2	1	8	16	17,5	19	20	15,2	7,8	1,2	мінус 2,5

Останнім часом об'єми перекачки газопроводом, значно скоротились, порівняно з першими роками експлуатації.

Компресорна станція «Лубни» - це складний і відповідальний промисловий об'єкт, до складу якого входять:

- компресорний цех, в якому розміщені ГПА ГТ - 750 - 6 з нагнітачами типу 370 - 14 - 1 в кількості 12 - ми агрегатів;

- технологічні установки: очистки і охолодження газу; охолодження масла і антифризу ГПА; підготовки газу паливного, пускового, імпульсного та для власних потреб;

- склади паливно-мастильних матеріалів;

- устаткування, трубопроводів і арматури;

- системи: енергопостачання;

- теплопостачання, опалення та вентиляції;

- виробниче - господарського та пожежного водопостачання;

- технологічні комунікації з запірною арматурою.

2. Опис основного і допоміжного обладнання КС

2.1 Газотурбінна установка типу ГТ-750-6

До основного обладнання компресорної станції Лубни відноситься газотурбінна установка типу ГТ-750-6 з нагнітачем природного газу типу

370-14-1, що представляють собою газоперекачуючий агрегат (ГПА), який призначений для стиснення природного газу з метою транспортування по магістральному газопроводу. ГПА можуть працювати при наступних варіантах під'єднання нагнітачів до газопроводу:

- одного;

- послідовно двох або більше нагнітачів;

- паралельно одинарних або груп послідовно включених нагнітачів.

Газотурбінна установка ГТ-750-6 потужністю 6000 кВт. Ступінь підвищення тиску 4,6. Цей апарат виконаний з помірною швидкохідністю і має регенерацію тепла. В ньому використовуються нікелеві сплави для лопатевого апарату турбіни (першого ступеня). Обертання роторів турбіни приводу компресора (турбіна високого тиску - ТВТ) і турбіни приводу нагнітача (турбіна низького тиску - ТНТ) незалежне.

В якості палива для ГТУ використовується транспортований газ.

Газотурбінна установка складається з таких основних частин:

- пускова турбіна (турбодетандер);

- повітряний осьовий компресор;

- турбіна високого тиску, що приводить в рух компресор;

- турбіна низького тиску, що приводить в рух нагнітач;

- камера згорання.

Пуск ГТУ здійснюється за допомогою турбодетандера (ТД), який працює на транспортованому газі. Під час розкручування турбокомпресорного вала турбодетандером відбувається надходження палива і його загорання в камері згорання. При частоті обертання турбокомпресорного вала 4500 об/хв турбіна виходить на режим самохідності і турбодетандер відключається. Крім цього турбодетандер служить як валоповоротний пристрій для прокручування ротора при зупинці ГТУ з метою виключення теплового прогину. Він представляє собою розширювальну турбіну, яка виконана у вигляді двохвінечного колеса швидкості. ТД використовує потенціальну енергію газу, що перекачується. Відпрацьований газ викидається в атмосферу.

Осьовий компресор засмоктує очищене від пилу атмосферне повітря і стискує його. Стиснуте повітря надходить в камеру згорання, куди підводиться також паливний газ. З камери згорання газоповітряна суміш надходить в турбіну високого тиску, потім в турбіну низького тиску і через димову трубу викидається в атмосферу.

Ротор турбокомпресорної групи складається з двох частин: ротора компресора з дванадцятьма ступенями робочих лопаток і рототора турбіни високого тиску з трьома ступенями робочих лопаток. Обидва ротори жорстко з'єднані між собою за допомогою фланців і призонних болтів з гайками. Гайки стопоряться шплінтами.

Ротор компресора барабанного типу, ротор турбіни цільнокований трьохдисковий. Великі внутрішні порожнини в компресорній і турбінній частинах ротора зменшують навантаження на опорні вкладники і дозволяють одержати, жорсткий» ротор.

Лопатки компресора мають закручений профіль з постійною хордою по висоті. Перехід від профільної частини до хвостової виконаний у вигляді полички у формі паралелограма. Хвіст - багатозубчатий. Матеріал лопаток - нержавіюча сталь.

Лопатки турбіни високого тиску мають закручений профіль з хордою, що зменшується до вершини лопатки. Хвіст - двозубчастий. Перехід від хвоста до профілю виконаний у вигляді прямокутної полички. Матеріал лопаток першого і другого ступеня - жаростійкий сплав, третьої ступені - нержавіюча сталь.

Ротор і хвостовики лопаток охолоджуються продуванням повітря під поличками робочих лопаток. Охолоджуюче повітря після направляючих лопаток останнього ступеня компресора радіальними отворами надходить у внутрішню порожнину ротора, звідки через похилі отвори направляється в камеру поміж дисками першого і другого ступеня. В цій камері потік роздвоюється: у бік першого ступеня і у бік другого і третього ступеня.

Ротор ТВТ частково охолоджується також повітрям, що проходить через ущільнення між компресором і турбіною і через ущільнення внутрішнього підшипника.

Ротор ТНТ цільнокований дводисковий. На ньому розміщені два ряди (четвертий і п'ятий ступінь) робочих лопаток, поміж них розміщені вставки.

Лопатки ротора ТНТ, так само як і лопатки ротора ТВТ, мають закручений профіль з хордою, що зменшується по висоті. На вершині лопатки виконано утоншення з боку внутрішнього профілю. Хвіст - ялинковий, трьохзубчиковий з симетричним зубом. Перехід від хвоста до профілю виконаний у вигляді прямокутної полички. Матеріал лопаток - нержавіюча сталь. Встановлення і стопоріння лопаток аналогічні турбіні ВТ.

Спеціального охолодження ротор ТНТ не має. Від потоку газу ротор захищений полками робочих лопаток і вставками і часткового охолоджується повітрям, що проходить через ущільнення внутрішнього підшипника і заднє ущільнення.

ГТУ має циліндр, що складається з основних чотирьох частин:

- патрубок вхідний компресора;

- корпус турбіни ВТ;

- вихлопна частина циліндра;

- проставка.

Патрубок вхідний компресора відливається з чавуну. Нижня половина патрубка являється корпусом для блоку переднього підшипника.

Корпус ТВТ виконаний зварним. У своїй середній частині має збільшення по діаметру - для розміщення кільцевої камери згорання. В корпус вмонтовані клапани перепуску повітря і скидні клапани. Скидання повітря проходить після шостої робочої лопатки і за одинадцятим ступенем компресора.

Зварна викидна частина циліндра виготовлена з листової сталі. Викид відпрацьованих газів організований вбік (вліво). У викидну частину підвішений диффузор, завдяки якому частково використовується єнергія потоку горючих газів, що виходять з робочих лопаток турбіни низького тиску.

Вхідний патрубок компресора і частина корпусу ТВТ в районі перших ступеней компресора мають температуру близьку до температури повітря, яке засмокчується.

2.2 Нагнітач типу 370-14-1

Нагнітач типу 370-14-1 одноступеневий, помірної швидкохідності, що призначений для компримування природного газу в магістральних газопроводах з максимальним тиском 56 кгс/см².

Корпус нагнітача має один вертикальний роз'їм і тангенціальні співвісні вхідні і вихідні патрубки. Нагнітач оснащений лопатевими дифузорами. Ротор нагнітача разом з підшипниками, ущільненнями, дифузором і іншими елементами утворює єдиний збірний вузол, який називається гільзою. Цей вузол має горизонтальний роз'їм, що дозволяє легко перевіряти правильність взаємного розміщення деталей. При необхідності зібрана гільза може бути замінена на запасну, що дозволяє здійснювати агрегатно-вузловий метод ремонту. Конструкцією передбачено також можливість ремонту і заміни деталей без розкриття газової порожнини.

Нагнітач типу 370-14-1 має торцеве масляне ущільнення, яке різко зменшує кількість загазованого масла. Доступ до торцевого ущільнення полегшений завдяки закріпленню робочого колеса на конічній посадці. Конструкція робочого колеса - клепана. Міжлопатеві канали вифрезеровані в тілі основного диска. Така конструкція добре демпфірує коливання, які створює лопатевий дифузор.

2.3 Характеристика допоміжного обладнання

2.3.1 Система пускового, паливного і імпульсного газу

З роботою ГПА тісно пов'язана система паливного і пускового газу, яка подає паливний газ в камеру згорання ГПА, а пусковий - при запуску до турбодетандера.

Технологічний газ надходить в блок редукування, де ділиться на два потоки: пусковий і паливний. Пусковий газ проходить через регулятор, де його тиск знижується до 12 кгс/см² і через замірну діафрагму надходить в колектор пускового газу. Дальше через крани - до турбодетандера.

Паливний газ редукується до 9 кгс/см² і надходить в сепаратори, де поглинається волога, що виділяється в процесі редукування. Паливний газ, крім цього, проходить через фільтри-адсорбери для його максимального осушування і очищення. Для ГТУ особливо небезпечна наявність в паливному газі конденсату важких вуглеводнів, який при запуску або різкій зміні режиму роботи може потрапити в камеру згорання і викликати недопустиме підвищення температури перед турбіною. Для зниження тиску використовуються регулятори прямої дії, які зменшують тиск до необхідного і підтримують його на заданому рівні.

Важливою системою, що впливає на надійність роботи КЦ, являється система імпульсного газу, яка забезпечує управління пневнопривідними кранами, а також, надходження газу до контрольно-вимірювальних приладів і пристроїв автоматичного регулювання. Для забезпечення надійної роботи і запобігання гідратних пробок в лініях, а також в вузлах управління, імпульсний газ після редукування ретельно очищається і осушується.

Газ, що використовується для системи паливного, пускового та імпульсного газу, може відбиратися: до або після крану №20, а також з вхідного колектора після пиловловлювачів або з вихідного - перед АПО газу.

2.2.3 Система змащування двигуна

Система маслопостачання забезпечує: змащування підшипників ГТУ і нагнітача, гідравлічного регулювання і захисту, ущільнення нагнітача, а також здійснює відвід тепла від деяких гарячих частин ГТУ. Газоперекачуючі агрегати мають загальну систему для ГТУ і нагнітача і використовують один тип масла.

До системи маслопостачання ставляться такі вимоги:

- надійне і безперебійне надходження масла в систему;

- надійне і стабільне надходження масла до вузлів тертя;

Для системи змащування ГПА застосовується масло турбінне марки Т-22 ГОСТ 32-74, або марки Тп-22 ГОСТ 9972-74. Витрата масла складає не більше 1,0 кг на одну годину роботи агрегату.

Для поліпшення якості масла застосовують присадки, які можна поділити на:

- в'язкісні, які підвищують в'язкість масла;

- депресорні, які зменшують температуру застигання масла;

- протикорозійні;

- антиокислювальні;

- миючі, які зменшують утворення нагару;

- протипінні;

- агатофункційні.

Додавання присадок, як правило, коливається в межах 3 - 5% від маси масла, для спеціальних масел - до 10 - 20% від маси масла.

Система маслопостачання КС складається з блоку (ємностей) для зберігання чистого і відпрацьованого масла, насоса для закачки чистого масла в цех, установки для регенерації масла, насосів сепаратора масла, масляних охолоджувачів, аварійної ємності для зливу масла (злив масла з бака відбувається самотьоком), маслопроводів, рами-маслобака, насосів, інжекторів, фільтрів, підігрівача масла (перед запуском), органів гідравлічного регулювання і захисту, різноманітної арматури (запірної, запобіжної, регулюючої). Під час роботи турбіни головний масляний насос, який зв'язаний з її валом, подає масло до всіх споживачів установки. Коли головний масляний насос не працює (під час пуску і зупинки ГПА), включається пусковий насос з електроприводом. Обидва насоси здійснюють подачу масла через здвоєний зворотний клапан у систему змащування підшипників, а також у гідравлічну систему автоматичного регулювання і захисту.

У системі передбачається резервний (аварійний) насос, який працює від постійного струму. Масло до ущільнення нагнітача у цьому випадку надходить від масляного акумулятора.

На роторі ТНТ розташований спеціальний насос - імпеллер, який здійснює подачу імпульсів на гідравлічний регулятор швидкості при зміні швидкості обертання вала турбіни. Масло охолоджується в апаратах повітряного охолоджування. Для очищення масла в системі передбачені фільтри тонкого і грубого очищення. У ГТН-6 фундаментна рама використовується як масляний бак. Рівень масла в маслобаку контролюється дистанційно, а бо по місцю.

2.3.3 Система електрозабезпечення

Одним з головних елементів забезпечення довгострокової, стійкої роботи компресорної станції являється висока надійність джерел електрозабезпечення. Проміжні компресорні станції відносяться до І категорії надійності електропостачання. Станції, в яких газотурбінні агрегати не мають автоматики виводу їх на холостий хід, при відключенні джерела живлення електроенергією, вимагають надійного електрозабезпечення.

Разом з вимогою надійності живлення змінним струмом, також необхідно безперебійне живлення КС постійним струмом для пристроїв автоматики, сигналізації і захисту.

Споживачі електроенергії на магістральних газопроводах - це різноманітні за технологією і призначенням об'єкти:

- циркуляційні насоси;

- допоміжні механізми компресорних агрегатів (насоси маслозмазки, вентиляції і т.д.);

- насосні станції виробничого і побутового водопостачання;

- котельня;

- ремонтно-механічна і електротехнічна майстерня;

- пристрої зв'язку і електрохімічного захисту від корозії газопроводу;

- освітлювальні пристрої території КС;

- побутові споживачі електроенергії.

Від електроустановок КС також споживає електроенергію тепличний комбінат, розміщений поблизу КС Лубни.

Компресорна станція живиться від двох незалежних секцій розподільних пристроїв енергосистеми, що приходять двома повітряними лініями напругою 35 кВ, прокладених на окремих опорах. Потужність кожної секції і ПЛ відповідає повному навантаженні КС.

Повітряними лініями живлення надходить на трансформаторну підстанцію 35/10, звідки кабелями до ТП-1, ТП-2, ТП-3, де знижується до напруги 0,4 кВ і дальше до споживачів. На КС передбачене резервне живлення. При зникненні напруги автоматично вмикається дизельний генератор.

Для забезпечення надійності електропостачання, необхідне резервування електрообладнання. На КС резервують слідуючи електропристрої, машини і апарати:

- силові трансформатори;

- електропривід допоміжних механізмів газокомпресорних агрегатів (маслонасосів, циркуляційних водяних насосів, вентиляторів тощо);

- електропривід системи водозабезпечення виробничих потреб компресорної станції;

- комутаційні пристрої, шини, фідери розподільних пристроїв 35/10;

- живильні фідери до щита 0,4 кВ;

- живильні фідери на щиті постійного струму, окремі панелі щитів, що вимикаються для профілактичних робіт;

- фідери живлення допоміжних механізмів компресорних агрегатів, пристроїв оперативного зв'язку, телемеханіки і автоматики;

- джерела постійного струму.

Важливе значення має аварійне освітлення. Аварійним освітленням забезпечуються компресорний цех, розподільні пристрої, головний щит управління КС, котельна і насосні станції, вузол зв'язку, а також місце зберігання протипожежного обладнання.

2.3.4 Система пожежогасіння

До системи пожежогасіння відносяться автоматична установка пінного пожежогасіння та система протипожежного водопостачання.

Автоматична установка пінного пожежогасіння (АУПП) призначена для своєчасної видачі сигналу про виникнення загоряння на ГПА і автоматичного гасіння пожежі високократною, повітряно-механічною піною.

Функціональна схема АУПП слідуюча:

В блок-боксі насосної пінного пожежогасіння встановлено:

- резервуар з піноутворювачем;

- насоси піни №1 і №2;

- щит автоматики насосів ШКА-2 з ключами вибору режиму роботи насосів:, місцеве», автоматичне», резерв», відключено»;

- електротехнічна частина - ШСУ.

В машинному залі ГПА встановлено:

- електроприводні засувки;

- піногенератори;

- датчики пожежної сигналізації типу ДПС-038, які встановлюються в пожежонебезпечних місцях агрегату;

- щит автоматики.

В диспетчерській на щит виведено аварійну сигналізацію, Пожежа на агрегаті №1-14», а також встановлені ключі дистанційного управління системою. Сигналізація про включення чи відключення насосів піни виведена на пульт диспетчера.

Система працює наступним чином. В разі виникнення пожежі в машинному залі чи нагнітачі сигнал від вагів ДПС-038 надходить на включення насосів пінного пожежогасіння і спрацювання сигналізації, Пожежа на агрегаті». Із резервуарів об'ємом 250 м³ вода забирається насосами, розміщеними в насосній станції піногасіння. В напірну мережу за допомогою ежекції надходить піноутворювач і далі піна трубопроводом подається до агрегата. При цьому відкриваються засувки і піна через піногенератори ГВП-600 надходить до машзалу та нагнітача. Продуктивність піногенераторів 6 л/с. Якщо сигнал від датчика відсутній, то засувки автоматично закриваються.

Незалежною системою від АУПП є система протипожежного водопостачання. Вона складається з двох резервуарів пожежної води об'ємом 250 м³ кожен, насосів №1 і №2 типу 4КМ-8, які розміщені в блок-боксі АНПУ, трубопроводу, що проходить по периметру цеха, колодязів з гідрантами, в кількості 11 штук, де під'єднюються пожежні колонки. Управління насосами відбувається за допомогою ключів, які розміщені на щиті в приміщенні АНПУ і кнопок дистанційного управління. Кнопки змонтовані на металоконструкціях біля колодязів з пожежними гідрантами. Мережа протипожежного водопроводу виконана із чавунних водопровідних труб DN100 мм ГОСТ 5525-61, що покладені на глибину 1,5 м від поверхні землі до верху труби. Розводка сітки протипожежного водопроводу - кільцева.

2.3.5 Система водопостачання

На проммайданчику компресорної станції існує єдина система господарсько-питтєвого і виробничого водопроводу. Джерелом водопостачання являються підземні води, які забезпечують потреби проммайданчику КС на госп-питтєві, виробничі потреби і наповнення протипожежного запасу.

Водозабір складається з двох артезіанських свердловин, розміщених за територією проммайданчику КС. Одна свердловина завжди робоча, інша - резервна. Кожна свердловина зроблена в блочному виконанні.

Свердловини експлуатують води сенонського водоносного горизонту (Н=86 м). Дебіти свердловин по 8 м³/год. Свердловини обладнані глибинними насосами типу ЗНВ. Для дезиефекції води, що забирається в блок-боксі АНПУ-10 змонтована бактерицидна установка типу ОВ-50. Система працює наступним чином. Із артсвердловини вода надходить на площадку КС в резервуар об'ємом 50 м³, звідки забирається робочими насосами типу ВК-2/26 і 1,5 - К-6, розміщеними в автоматичній насосно-пневматичній установці (АНПУ-10), і подається в мережу госппиттєвого і виробничого водопроводу. Продуктивність АНПУ - 10 м³/год.

Вода на виробничі потреби використовується:

- для підживлення системи теплозабезпечення КС;

- для миття автомашин і апаратів;

- для майстерень.

Для побутових потреб вода подається:

- в їдальню;

- в побутові приміщення (гардеробні);

- в душові кімнати.

Розводка сітки госп-виробничого водопроводу - тупікова.

2.3.6 Система тепло забезпечення

Теплозабезпечення об'єктів КС здійснюють від утилізаторів тепла викидних газів ГТУ і водонагрівної котельні. Теплоутилізатори економайзерного типу (з оребрених труб) з невеликим гідравлічним опором по газовій стороні. На компресорній станції Яготин реалізована можливість використання утилізаційних теплообмінників кожного ГПА для теплозабезпечення всієї КС.

Утилізаційний теплообмінник призначений для утилізації тепла викидних газів ГПА з ціллю теплозабезпечення КС. Він складається з 4-х уніфікованих модулів, 4-х блок-шиберів і 2-х дифузорів, які зварені між собою при монтажі.

Перелік посилань

1 Гончарук М.І. Довідник з газопостачання населених пунктів України / Гончарук М.І., Середюк М.Д., Шелудченко В.І. - Івано-Франківськ: Сімик, 2006. - 1314 с.

2 Магистральные трубопроводы: СНиП 2.05.06 - 85. - [Введены 1986-01-01]. - М: ЦНТП Госстроя СССР, 1985. - 52 с.

3 Общесоюзные нормы технологического проектирования. Магистральные трубопроводы. Часть 1. Газопроводы: ОНТП 51-1-85. - [Введены 1986-01-01]. - М.: Мингазпром. - 221 с.

4 Стандарт підприємства. Курсовий і дипломний проекти. Вимоги до змісту та оформлення: СТП 02070855-03-98. - [Чинний від 1999-04-28]. - Івано-Франківськ: Факел, 1998. - 72 с.

5 Магістральні трубопроводи. Терміни та визначення основних понять: ДСТУ 4611:2006 - [Чинний від 2006-06-29]. - К.: Держспоживстандарт України, 2006. - 34 с.

6 Седых З.С. Эксплуатация газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом / Седых З.С. - М.: Недра, 1990. - 203 с.

компресорний газопровід нагнітач паливний

Размещено на Allbest.ru

...