Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Водоснабжение — компрессорная станция

Водоснабжение компрессорной станции централизовано, включает водозаборные скважины, автоматические насосно-пневматические установки, установки очистки и подготовки воды, резервуары запаса воды на хозяйственно-бытовые и противопожарные нужды, водопроводные сети. [1]

Водоснабжение компрессорной станции осуществляется с целью удовлетворения потребностей в воде производственных, хозяйственно-питьевых ( бытовых) и противопожарных нужд. [2]

Задачей водоснабжения компрессорной станции является обеспечение водой производственно-технических нужд, хозяйственно-бытовых потребителей и пожаротушение. Выбор и оценка источника водоснабжения производится в зависимости от места расположения компрессорной станции с учетом качества воды и обеспечения бесперебойного водоснабжения. Источниками водоснабжения могут быть реки, озера, водоемы или артезианские скважины. Одним из достоинств газотурбинных установок является небольшая потребность в охлаждающей воде. Вода необходима только для охлаждения смазочного масла, которое воспринимает тепло, возникающее вследствие трения деталей агрегата. В будущем предполагается переход на воздушное охлаждение, тогда потребность в охлаждающей воде для газотурбинных агрегатов практически отпадает. В связи с этим газовые турбины особенно удобны в местностях с ограниченными водными ресурсами. [3]

Источниками водоснабжения компрессорных станций являются артезианские скважины, реки. [4]

Схема водоснабжения компрессорной станции : / — брызгаль-ный бассейн; 2 — насос охлаждающей воды; 3 — компрессоры; 4 — промежуточный холодильник; 5 — концевой холодильник; 6 — самотечный сливной трубопровод; 7 — резервуар теплой воды; 8-насос, подающий теплую воду к брызгалам; 9 — водопровод для подпитки; 10 — обратный клапан; Л — резервный насос; 12-трубопровод для спуска и продувки. [5]

Источниками водоснабжения компрессорной станции могут быть заводские водопроводы, реки и озера, реже — артезианские воды. [6]

В водоснабжении компрессорной станции принимают участие насосные станции, различное оборудование, арматура и трубопроводы. [7]

В редких случаях источниками водоснабжения компрессорных станций являются водопроводные сети населенных пунктов, вблизи которых располагается КС. [8]

В зависимости от условий водоснабжения завода и стоимости воды система водоснабжения компрессорных станций выбирается проточная или оборотная. [10]

В случае откачки нефти из скважин три помощи эрлифтов для охлаждения компрессоров расходуются значительные количества воды; водоснабжение компрессорных станций осуществляется обычно по оборотной схеме. [11]

Значительную экономию топлива и определенные экономические преимущества могут обеспечить схемы использования тепла уходящих газов энергетических и технологических агрегатов для получения пресной воды. Одна из таких схем связана с утилизацией тепла отработавших газов газовых турбин для получения пресной воды в термических опреснительных установках ( ТОУ), используемой для водоснабжения компрессорных станций магистральных газопроводов и объектов жилищно-культурного строительства, находящихся в районах минерализованных вод. Установка ТОУ состоит из следующих основных элементов: два утилизационных теплообменника газовой турбины типа ГТК. [12]

Вспомогательное оборудование, системы контроля и защиты газоперекачивающих агрегатов

Электроснабжение, водоснабжение, канализация и теплоснабжение компрессорных станций на газопроводе. Состав и назначение основных систем комплекса средств контроля и автоматики, охлаждения, автоматического управления и защиты газоперекачивающих агрегатов.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	24.12.2013
Размер файла	517,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Вспомогательные системы ГПА

2. Системы КИП и автоматики

3. Системы охлаждения ГПА

4. Системы защиты ГПА

Список используемой литературы

Основные месторождения газа в России расположены на значительном расстоянии от крупных потребителей. Подача газа к ним осуществляется по газопроводам различного диаметра. При прохождении газа возникает трение потока о стенку трубы, что вызывает потерю давления. Поэтому транспортировать природный газ в достаточном количестве и на большие расстояния только за счет естественного пластового давления нельзя. Для этой цели необходимо строить компрессорные станции (KС), которые устанавливаются на трассе газопровода через каждые 100 -150 км.

На газопроводах в качестве энергопривода КС используются газотурбинные установки, электродвигатели и газомотокомпрессоры — комбинированный агрегат, в котором привод поршневого компрессора осуществляется от коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания. Вид привода компрессорных станций и ее мощность в основном определяются пропускной способностью газопровода.

Остановимся подробнее на вспомогательном оборудовании газоперекачивающих агрегатов, а также системах охлаждения, КИП, автоматики и системах защиты ГПА.

1. Вспомогательные системы ГПА

К потребителям электроэнергии ГПА относятся смазочные маслонасосы, пусковые насосы, вентиляторы отсоса и наддува, валоповоротное устройство, АВО масла и газа, аварийная вентиляция, нагрузки КИПиА, освещение и др.

Потребители ГПА по степени надежности электроснабжения разделяются на потребителей 1-й категории, 2-й категории и потребителей 3-й категории.

К потребителям 1-й категории, допускающим перерыв в электроснабжении только на время действия автоматики, относятся смазочные маслонасосы и насосы уплотнения, АВО масла, АВО воды, цепи КИПиА, аварийная вентиляция и аварийное освещение.

К потребителям 2-й категории, допускающим перерыв на время действия оперативного персонала, относятся АВО газа, освещение цеха.

К потребителям 3-й категории, допускающим перерыв до суток, можно отнести приточно-вытяжную вентиляцию, электрообогрев, освещение вспомогательных помещений, станочный парк и т.п.

Потребители 1-й категории запитываются по радиальным, кольцевым или смешанным схемам от обеих секций шин 0,4 кВ главного щита.

Потребители 2-й категории запитываются по радиальным схемам одной или двумя линиями от АЩСУ или главного щита 0,4 кВ.

Потребители 3-й категории запитываются одиночными линиями от АЩСУ или от главного щита 0,4 кВ.

Самая простая и надежная схема электроснабжения ГПА — радиальная уплотнения. По этой схеме на каждый ГПА приходит 2 линии от обеих секций 0,4 кВ.

Менее ответственные потребители — освещение, вентиляция — запитаны от одной из секций 0,4 кВ.

Широко применяется и кольцевая схема электроснабжения ГПА. По этой схеме кабели 0,4 кВ прокладываются к крайним ГПА, а между ними выполняются перемычки. Недостатки данной схемы — меньшая надежность, чем радиальной схемы.

Водосна бжение и канализация КС.

Водоснабжение КС осуществляется от артезианских скважин, пробуренных на расстоянии 300-400 метров от забора промплощадки КС. Глубина скважин обычно 70-150 метров. Скважины оборудуются насосами типа ЭЦВ или их аналогами производительностью 6-40 м/сут. в зависимости от дебита скважины. Как правило, пробуривается не менее 2 скважин: одна рабочая, другая — резервная. Часть КС получает воду от городских сетей. Вода, получаемая из артезианских скважин, в целом соответствует ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая» за исключением повышенного содержания железа и некоторых других компонентов. Для нейтрализации железа, нитратов, органики и т.д. на КС монтируются установки подготовки воды типа «Деферрит» или «Струя». Из артезианских скважин вода по напорному трубопроводу подается в хозяйственные противопожарные емкости. Объем емкостей определяется проектом и составляет от 250 до 500 м. Рядом с емкостями строят насосную 2-го подъема, блочную типа АНПУ-25 или стационарную из кирпича (железобетона). В насосной монтируют хозяйственно-питьевые насосы и пожарные насосы. Хозяйственно-питьевые насосы работают круглосуточно, обеспечивая рабочее давление в трубопроводах в пределах 0,15-0,3 МПа, пожарные насосы включаются при пожаре для повышения давления в сети до 0,6-0,8 МПа и тушения пожара от гидрантов.

Промплощадка КС оборудуется подземным кольцевым хозяйственным противопожарным стальным водопроводом Ду = 100 200 мм. Кольцевой водопровод делится задвижками на несколько участков для возможности ремонта без отключения всего водопровода.

Типовая схема водоснабжения приведена на рис. 1, где 1 — артезианские скважины; 2 — напорный трубопровод; 3 — хозяйственно-противопожарные емкости; 4 — хозяйственные питьевые насосы; 5 — пожарные насосы; 6 — установка подготовки воды с обеззараживающей установкой; 7 — задвижки; 8 — кольцевой водопровод.

Рис. 1. Типовая схема водоснабжения КС

Канализация хозяйственных фекальных вод промплощадки КС выполняется из чугунных труб Ду = 100200 мм на глубине 1,2 м от поверхности земли. Канализация самотечная. Хозяйственные фекальные воды самотеком поступают в приемный резервуар канализационной насосной и оттуда насосами перекачиваются на очистные сооружения типа БИО или иные типы. Очистка сточных вод осуществляется с помощью воздуха, подаваемого высоконапорным компрессором в массу воды. Кислород воздуха окисляет и переводит органические загрязнения в минеральные с образованием СО и НО, одновременно обеспечивая синтез запасных органических веществ и образование новых клеток активного ила. В результате синтеза увеличивается биомасса ила и число микроорганизмов. Доза ила по массе служит ориентировочным показателем того, сколько в иловой смеси потребителей (микроорганизмов) загрязнений. А уже то, что не смогли переработать организмы активного ила, а также песок и соли металлов выпадают в осадок. Степень очистки сточных вод определяется органами Госкомприроды и должна соответствовать разрешенному нормативу предельно допустимого сброса (ПДС). ПДС — это расчетная величина для каждого региона и каждого водоема, куда осуществляется сброс очищенных стоков.

Типовая схема очистных сооружений типа БИО-50 приведена на рис. 2, где 1- решетка, для улавливания крупных отбросов; 2- песколовка, для улавливания песка и мелких неорганических примесей; 3 — первичный отстойник; 4 — аэротенк; 5 — вторичный отстойник; 6 — компрессорная с воздуходувками типа 2АФ49-53; 7 — песчаный фильтр; 8 — установка хлорирования капельного типа «ЛОНИИ»; 9 — контактный колодец, где происходит непосредственное хлорирование.

Рис. 2. Типовая схема канализационных очистных сооружений типа БИО-50

Сточные воды, освобожденные от крупных плавающих загрязнений на решетках, поступают на песколовки, которые освобождают сточные воды от песка и частиц размером 0,25-1 мм.

Далее стоки поступают в первичный отстойник, наиболее простой и часто применяемый на практике способ удаления из сточных вод грубодисперсных примесей, которые оседают на дно отстойника или всплывают на поверхность. Основной процесс биологической очистки происходит в аэротенке. Процесс очистки представляет собой непосредственный контакт органических загрязнений с оптимальным количеством организмов активного ила в присутствии соответствующего количества растворенного кислорода в течение необходимого периода времени. Вторичный отстойник применяется для отделения активного ила от биологически очищенной сточной воды.

Читайте также:  Фильтр грязевик для систем отопления

Установка хлорирования производит обеззараживание очищенной сточной воды.

В настоящее время в П «Мострансгаз» началась замена морально и физически устаревших очистных сооружений типа БИО на очистные сооружения типа ККВ, которые обеспечивают большую степень очистки по БПК-5, фосфору, нитратам.

Теплоснабжение помещений КС осуществляется от собственных стационарных (блочных) котельных, оборудованных водогрейными стальными (чугунными) котлами на газе типов HP-18, «Братск», КВА, ТВГ и т.д. мощностью 0,8-8 МВт. Мощность и количество котлов определяются проектом с учетом покрытия тепловых нагрузок в самые сильные морозы и с учетом резервирования. Как правило, это 3-4 котла на промплощадку. Котельные полностью автоматизированы, не имеют постоянного закрепленного персонала и обслуживаются сменным персоналом КС. Компрессорные станции, имеющие постоянно работающие газотурбинные агрегаты, обеспечиваются теплом от утилизаторов ГПА. Утилизатор представляет собой блок из пучка стальных оребренных труб, устанавливаемых в выхлопную шахту ГПА.

Для обеспечения длительной и безаварийной работы котлов и утилизаторов на промплощадке КС устанавливают блоки химводоподготовки (ХВО) или умягчения воды. Это, как правило, система натрий-катионитовых фильтров (1-3 шт.) диаметром Ду = 7001000 мм, загруженных сульфоуглем или ионообменными смолами. Регенерация фильтров осуществляется с помощью поваренной соли. Мощность ХВО определяется емкостью теплосети и составляет 10-100 м /сутки. Теплотрасса промплощадки КС бывает подземной или надземной. Выполняется из стальной водогазопроводной трубы Ду = 50200 мм. В последнее время для увеличения срока службы теплотрассы чаще выполняют надземными.

Типовая схема теплоснабжения КС представлена на рис. 3, где 1 — утилизационный теплообменник; 2 — теплообменный модуль; 3 — блок-шибер; 4 — циркуляционный насос; 5 — подпиточный насос; 6 — обратный клапан; 7 — бак-аккумулятор (деаэратор); 8 — насос перекачивающий; 9 — подогреватель обратной воды; 10 — водоподогреватель; 11 — химводоочистка (Na — катионитовая); 12 — обратный клапан; 13 — циркуляционный насос системы ГВС; 14 — обезжелезивающий фильтр; 15 — водяной насос.

Рис. 3. Принципиальная тепловая схема теплоснабжения газотурбинных КС

— умягченная и деаэрированная вода;

— контур горячего водоснабжения.

2. Системы КИП и автоматики

газоперекачивающий агрегат защита контроль

Комплекс средств контроля и автоматики компрессорного цеха -основная часть общестанционарной автоматики, предназначенная для оперативного управления, защиты и контроля за работой оборудования компрессорного цеха и его объектов. В составе комплекса средств контроля и автоматики компрессорного цеха предусматривают щит централизованного контроля и управления технологическим оборудованием цеха.

Комплекс средств контроля и автоматики компрессорного цеха содержит следующие основные системы:

· централизованного контроля и управления ГПА (СЦКУ); в компрессорных цехах, не оснащенных СЦКУ, в помещении цеховых щитов управления должны быть установлены агрегатные панели:

· управления цеховыми кранами;

· управления цеховыми объектами и вспомогательным оборудованием цеха;

· защиты цеха от загазованности;

· защиты цеха от пожара.

Система централизованного контроля и управления предназначена для управления, предупредительной сигнализации и защиты ГПА, а также для измерения параметров работы ГПА. Она должна осуществлять следующие функции:

· автоматический пуск агрегата, а также дистанционное управление режимом работы агрегата;

· нормальную и аварийную остановки ГПА по команде оператора и при срабатывании защит;

· световую и звуковую сигнализацию отклонения параметров от нормы (предупредительная сигнализация);

· сигнализацию срабатывания защит (аварийная сигнализация);

· сигнализацию состояния оборудования (технологическая сигнализация);

· непрерывные измерения — давления газа на входе и выходе нагнетателя, температуры продуктов сгорания перед ТВД (или в тракте ГТУ в зависимости от типа агрегата), частоту вращения валов ГТУ, перепада давления «масло-газ»;

· измерительный контроль по вызову и периодическую цифровую регистрацию технологических параметров — температуры масла до и после маслоохладителей, температуры подшипников, вибрации подшипников, перепада давления «масло-газ», давления масла смазки, температуры продуктов сгорания в тракте ГТУ, температуры воздуха перед осевым компрессором, давления воздуха после осевого компрессора, давления масла в системе регулирования, давления топливного и пускового газа.

Температура продуктов сгорания в тракте ГТУ и перепад давления «масло-газ» в системе уплотнения нагнетателя должны иметь непрерывную регистрацию.

Система управления цеховыми кранами должна обеспечивать дистанционное управление кранами узла врезки цеха и охранными кранами и их автоматическую перестановку при аварийной остановке цеха от ключа «Стоп станции». Система управления цеховыми объектами и вспомогательным оборудованием цеха должна обеспечивать управление и контроль за состоянием объектов с помощью локальных систем автоматизации.

Автоматика градирни и циркуляционной насосной должна обеспечивать постоянство уровня воды в бассейне градирни путем автоматической его подпитки; автоматическое включение установок для обработки воды (подкислительной, магнитной и др.); автоматическое включение резервного насоса при аварийном отключении работающего; автоматический пуск работающих насосов и вентиляторов после кратковременного перерыва в электроснабжении.

Таблица 1. Характеристики измерительных приборов для оценки состояния ГПА

Прибор, предел измерения

Класс точности (погрешность измерения)

Температура наружного воздуха, воздуха на выходе ОК, газа на входе и выходе нагнетателя, газа перед диафрагмой замерного узла технологического газа

Термометр лабораторный типа ТЛ-4, ГОСТ 215-73

Давление газа на входе нагнетателя, перед диафрагмой замерного узла

Манометр, образцовый 0. 60 кгс/см

Давление газа на выходе нагнетателя

Манометр, образцовый 0. 100 кгс/см

Давление воздуха за ОК

Манометр, образцовый 0. 16 кгс/см

Давление газа на выходе нагнетателя

Манометр, образцовый 0+..16 кгс/см

Частота вращения роторов ГТУ

3. Системы охлаждения ГПА

Агрегат состоит из функционально завершенных транспортабельных блоков полной заводской готовности, стыкуемых на компрессорной станции (рис.4 и рис.5).

Компоновка ГПА “Волга”: 1 — воздуховод противообледенительной системы (ПОС), 2 — блок очистки воздуха, 3 — установка маслоохладителей, 4 — блок электроснабжения, 5 — блок промежуточный, 6 — блок двигателя, 7 — блок топливного газа и пускового воздуха, 8 — опора , 9 — трубопровод нагнетательный, 10 — блок кранов нагнетания, 11 — блок компрессора (нагнетателя НЦ-16 ), 12 — блок диффузора выхлопа, 13 — блок кранов всасывания, 14 — трубопровод всасывающий, 15 — опора ,16 — теплообменник утилизационный, 17- блок поворота, 18- блок переходника, 19- труба выхлопная с опорой, 20- блок шумоглушения выхлопа, 21- блок подготовки воздуха, 22- площадки обслуживания, 23- блок системы промывки газовоздушного тракта (ГВТ), 24- блок вентиляции, 25 — блок глушения шума на всасывании, 26 — ресивер (сепаратор), 27 — блок автоматики агрегата, 28 — блок системы обеспечения (СО), 29 — блок всасывания, 30- навес, 31- блок переходный.

Установка маслоохладителей (рис.4 поз.3) предназначена для охлаждения масла в системе смазки двигателя, а также для разогрева его в предпусковой период.

Управление маслоохладителями осуществляется дистанционно с электрощитов, установленных в блоке систем обеспечения. Маслоохладители и электрощиты соединены между собой кабельной проводкой.

Маслоохладители установлены на рамах, которые представляют собой цельносварную конструкцию из стального профильного и листового проката.

4. Системы защиты ГПА

Проверка защиты и сигнализации ГПА.

Защита газотурбинного агрегата и нагнетателя от недопустимых режимов работы является одной из основных функций системы автоматического регулирования ГПА. Система зашиты, обеспечивая защиту ГПА во время пуска и остановки, также автоматически выполняет операции, необходимые для восстановления нормального режима в процессе работы. При аварийном режиме она останавливает агрегат и подает аварийный сигнал обслуживающему персоналу. Защитные устройства предотвращают повреждение агрегата и обеспечивают безопасность обслуживающего персонала при возникновении аварийных состояний. Все системы защиты действуют независимо от системы управления с тем, чтобы при возникновении неисправности в системах управления, системы защиты не вышли бы из строя. Во всех случаях быстрое отключение турбины и остановка агрегата при возникновении опасного состояния осуществляется прекращением подачи топливного газа к камере сгорания стопорным клапаном и открытием клапанов для выпуска воздуха из компрессора. Противопомпажная защита воздушного компрессора осуществляется сбросными клапанами, частично сбрасывающими воздух из компрессора.

Система защиты ГТУ предохраняет агрегат в случае отклонения показателей за допустимые пределы: давления масла смазки, осевого сдвига роторов, температуры подшипников, перепада «масло-газ», температуры продуктов сгорания, давления топливного газа, частоты вращения роторов, вибрации подшипников, а также в случаях погасания факела в камере сгорания, нарушения заданной последовательности пусковых операций, задержке агрегата в зоне запрещенной частоты вращения, помпаже нагнетателей.

Кроме агрегатных систем автоматического управления и защиты ГТУ, существует комплекс средств контроля и автоматики компрессорного цеха, осуществляющий оперативное управление, защиту и контроль за работой оборудования цеха и объектов КС. В этот комплекс входят такие общестанционные системы защиты:

— защита цеха или укрытия ГПА от загазованности (высокой концентрации газа);

— защита цеха или укрытия ГПА от пожара;

— защита компрессорной станции при аварийных ситуациях (аварийная остановка компрессорной станции ключом КАО);

— защита по давлению на выходе компрессорной станции;

— защита по высокой температуре газа на выходе компрессорной станции;

— защита по высокому уровню жидкости в пылеуловителях, сепараторах и др.

При срабатывании защитного устройства, которое может быть электрическим, гидравлическим или пневматическим, и появлении защитного сигнала, осуществляется экстренная остановка агрегата. Так, применительно к агрегатам типа ГТК-10, экстренную остановку осуществляют органы предельной защиты, которые включают стопорный клапан, два электромагнитных клапана, подключенные к электрической системе защиты, два бойковых автомата безопасности, срабатывающих при достижении предельно допустимых частот вращения валов турбодетандера и турбин низкого давления или от ручного воздействия на кнопку управления. При аварийной ситуации одним из перечисленных устройств из линии предельной защиты выпускается воздух, давление снижается и стопорный клапан перекрывает подачу топливного газа к камере сгорания. Одновременно закрывается и регулирующий клапан. Открываются полностью выпускные воздушные клапаны (ВВК) осевого компрессора и в результате турбина быстро останавливается.

Наладка защит ГТУ и нагнетателя проводится в три этапа: перед пуском на остановленной турбине, при пуске, работе без нагрузки и с нагрузкой.

Приведем краткое описание основных систем защиты применительно к агрегату ГТК-10-4.

Защита по давлению масла смазки.

Эта защита останавливает агрегат при падении давления масла в смазочных системах турбины и нагнетателя ниже установленных величин (