1. ОСОБЕННОСТИ ДАЛЬНЕГО ТРАНСПОРТА
ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ
1.1. Структура магистрального газопровода
Развитие газовой и ряда смежных отраслей промышленности сегодня
в значительной степени зависит от дальнейшего совершенствования эксплу
атации и обслуживания систем трубопроводного транспорта природных га
зов из отдаленных и порой слабо освоенных регионов в промышленные и
центральные районы страны. Оптимальный режим эксплуатации маги
стральных газопроводов заключается прежде всего в максимальном исполь
зовании их пропускной способности при минимальных энергозатратах на
компримирование (сжатие) и транспортировку газа по газопроводу. В зна
чительной степени этот режим определяется работой компрессорных стан
ций, устанавливаемых по трассе магистрального газопровода.
Под магистральным газопроводом следует понимать комплекс соору
жений, предназначенных для транспортировки природного или попутного
нефтяного газа от газовых или нефтяных промыслов к потребителям газа
(городам, посёлкам, промышленным предприятиям и электростанциям).
Имеются также магистральные газопроводы, перекачивающие искусствен
ный газ от газосланцевых или коксогазовых заводов.
Длина магистрального газопровода может составлять от десятков до
нескольких тысяч километров. Большинство газопроводов, сооруженных с
1958 г., имеет диаметр труб от 720 до 1220 мм [Нормы технологического...].
При увеличении диаметра труб наряду со значительным увеличением про
изводительности транспортировки газа играет большую роль экономия ме
талла, снижаются затраты на строительство и эксплуатацию газопроводов.
В связи с этим, например, для сооружения системы газопроводов Западная
Сибирь - Центр применены трубы диаметром до 2500 мм, а производитель
ность этой системы измеряется сотнями миллиардов кубических метров
газа в год.
Газ по газопроводу движется либо при помощи пластового давления,
либо при помощи компрессорных станций, расположенных вдоль газопро
вода. Расстояния, на которых должны располагаться компрессорные стан
ции, определяются гидравлическим расчётом.
4
Магистральный газопровод представляет собой сложное инженерное
сооружение, в состав которого входят (рис. 1.1):
1. Газовые промыслы (ГП).
2. Головные сооружения (ГС).
3. Дожимные компрессорные станции (ДКС).
4. Головные компрессорные станции (ГКС)).
5. Стальной трубопровод с ответвлениями, запорной арматурой и ли
нейными сооружениями.
6. Компрессорные станции (КС).
7. Газораспределительные станции (ГРС).
8. Дома линейных ремонтёров и аварийно-ремонтные пункты (АРП).
9. Устройства линейной и станционной связи.
10. Устройства катодной, протекторной и дренажной защиты.
11. Подземные хранилища газа (ПХГ).
12. Вспомогательные сооружения.
Рис. 1.1.
Структурная схема магистрального газопровода
Газовые промыслы могут быть газовыми или газоконденсатными, но
требования к технологическим схемам обустройства общие.
Головные сооружения располагаются вблизи газовых промыслов и в
своём составе имеют установки по очистке от механических примесей,
осушке от влаги и одоризации (придание специфического запаха) газов.
5
После головных сооружений очищенный и осушенный газ поступает
в магистральный газопровод. Магистральный газопровод может быть по
стоянного и переменного диаметра. В некоторых случаях он состоит из двух
или нескольких газопроводов, уложенных параллельно по одной трассе.
В зависимости от рабочего давления устанавливают три класса маги
стральных газопроводов:
1. Высокого давления (более 2,5 МПа).
2. Среднего давления (от 1,2 до 2,5 МПа включительно).
3. Низкого давления (до 1,2 МПа включительно).
В настоящее время максимально допустимое рабочее давление в ма
гистральных газопроводах достигает 5,5 МПа.
Однако анализ зависимости относительно стоимости строительства
линейной части магистральных газопроводов от рабочего давления показал,
что значительное снижение удельных затрат на линейную часть магистраль
ного газопровода (при постоянном его диаметре) может быть достигнуто
при повышении в нём давления до 7,5-10 МПа [Козаченко].
Для отключения отдельных участков газопровода на магистральном
газопроводе предусматривается установка отключающей арматуры, на рас
стоянии не более чем через 25 км.
Кроме того, установка отключающей арматуры обязательна в следу
ющих местах:
1. На обоих берегах водных преград при пересечении их газопроводом
в две нитки и более.
2. При каждом ответвлении магистрального газопровода.
3. По обеим сторонам проезжего автомобильного моста при про
кладке по нему газопровода.
4. На участках газопроводов, примыкающих к компрессорным стан
циям, на расстоянии 500-700 м от границ территории компрессорной стан
ции (краны безопасности).
Линейные краны на магистральных газопроводах устанавливаются с
ручным пневматическим или пневмогидравлическим приводом.
Для опорожнения газопровода на обеих сторонах участков между от
ключающей арматурой устанавливаются продувочные свечи (на расстоянии
не менее 5 м от отключающей арматуры при диаметре газопровода до 500
мм и не менее 15 м - при диаметре газопровода более 500 мм). Высота про
6
дувочной свечи должна быть не менее 3 м от уровня земли. Её диаметр опре
деляется исходя из условия опорожнения участка газопровода между запор
ными кранами в течение 1,5-2 ч.
Для контроля наличия конденсата и выпуска его на магистральных га
зопроводах устанавливаются конденсатосборники. Узлы управления арма
турой конденсатосборников помещаются в наземных вентилируемых киос
ках, выполненных из несгораемых материалов.
Вдоль трассы газопровода через 20-25 км располагаются дома линей
ных ремонтёров. На пересеченной местности при наличии рек, болот, ис
кусственных сооружений, а также при тяжёлых климатических условиях
района дома линейных ремонтёров могут располагаться и чаще. Линейные
ремонтёры имеют телефонную или спутниковую связь как с ближайшей
компрессорной станцией или аварийно-ремонтным пунктом, так и между
собой.
На новых газопроводах, проходящих по пустынным и полупустын
ным районам, дома для линейных ремонтёров не предусматриваются.
Трасса осматривается в основном с вертолетов линейным мастером или
начальником ремонтно-восстановительной службы.
Для предохранения металла труб от коррозии на газопроводах соору
жается непрерывно действующая электрозащита. Для предохранения от
почвенной коррозии применяется катодная или протекторная защита, а от
блуждающих токов - электродренажная защита.
Следует отметить, что при наличии большого пластового давления на
скважинах промысла в первый период эксплуатации ГКС не строится. В
дальнейшем при понижении пластового давления при головных сооруже
ниях строятся ДКС, которая повышает давление газа перед подачей его на
ГКС.
ГКС - это первая КС, не считая ДКС, на магистральном газопроводе.
Головная станция создаёт необходимые давление и расход газа для подачи
в следующую КС, называемую уже промежуточной или линейной компрес
сорной станцией. На ГКС могут устанавливаться дополнительные, по срав
нению с линейной КС, аппараты для очистки и осушки газа и узел замера
газа. Сооружается ГКС вблизи промысла и предназначена для приёма газа,
очистки и повышения давления в газопроводе до рабочего.
В результате гидравлического сопротивления в магистральном трубо
проводе давление вдоль него падает. Поэтому на магистральных газопрово
7
дах сооружаются КС, предназначенные для повышения давления до вели
чин, определяемых прочностью металла труб. При этом пропускная способ
ность газопровода значительно возрастает. В связи с этим магистральный
газопровод разбивается на отдельные участки длиной 100-150 км, на стыках
которых сооружаются КС. Длина участков рассчитана, исходя из падения
давления газа на одном участке не более чем на 1,6-2,5 МПа [Коршак,
Нечваль].
На КС имеются:
1. Один или несколько компрессорных цехов.
2. Электростанция или трансформаторная подстанция.
3. Система водоснабжения с насосными станциями, циркуляционной
системой охлаждения компрессорных агрегатов, водонапорной башней,
градирней и резервуаром для хранения пожарного запаса воды.
4. Узел связи.
5. Установка по регенерации масел со складом горюче-смазочных ма
териалов.
6. Химическая лаборатория, котельная, механическая мастерская.
7. Установка масляных пылеуловителей.
8. Приёмные и нагнетательные коллекторы газа с отключающей арма
турой.
9. Автотранспортный парк и материальный склад.
На магистральных газопроводах для перекачки газа применяются два
вида КС, имеющих разные технологические схемы:
1. Оборудованные газомоторными компрессорами (ГМК).
2. Оборудованные центробежными нагнетателями (ЦН) с приводом от
газовых турбин (газотурбинные установки (ГТУ)) или электродвигателей.
ГМК, как правило, включаются параллельно. Турбокомпрессоры в за
висимости от расхода газа или необходимой степени сжатия могут вклю
чаться как параллельно, так и последовательно, а также отдельными груп
пами, последовательно-параллельно.
На магистральных газопроводах в основном применяются газомотор
ные компрессоры типа 10ГК мощностью 736 кВт. Они устанавливаются
только на газопроводах сравнительно малой производительности или же на
КС, работающих на переменном режиме [Справочник по проектирова
нию ...].
С 1950 г. в связи с бурным развитием газовой промышленности и всё
возрастающими требованиями транспортировки больших количеств газа
8
начали внедряться турбокомпрессоры - ЦН с приводом от газовых турбин
и электродвигателей.
Турбокомпрессорные агрегаты имеют значительные преимущества
перед газомоторными компрессорами. Так, например, если мощность газо
моторного компрессора 10ГК составляет 736 кВт, то мощность газовых тур
бин ГТ-700-4 и ГТ-700-5, являющихся приводом ЦН, более 3700 кВт. Мак
симальный КПД 1 ОГК составляет 23 %, а КПД газотурбинных двигателей
достигает до 30 % и выше.
В последние годы в РФ выпущено несколько новых типов газовых
турбин, применяющихся для привода ЦН различной производительности.
Это газовые турбины ГТ-750-6 мощностью 6000 кВт и ГТК-10 мощностью
10000 кВт, газовая турбина ГТУ-6 мощностью 6000 кВт, газовые турбины
ГТУ-16 мощностью 16000 кВт и ГТК-25 мощностью 25000 кВт.
Для снабжения газом населённых пунктов и промышленных предпри
ятий от магистральных газопроводов сооружаются отводы, по которым газ
поступает на ГРС.
Основное назначение ГРС - снижение давления газа и поддержание его
на заданном уровне. На ГРС производится очистка газа, замер количества
(расхода) газа перед подачей его потребителю и его одоризация. Газ с дав
лением 0,3 и 0,6 М Па поступает на городские газораспределительные пункты
(ГРП), газорегулирующие пункты потребителя (ГРПП) и с давлением 1,2 и 2
МПа - к специальным потребителям (ТЭЦ, ГРЭС и др.).
На выходе ГРС должна обеспечиваться подача заданного количества
газа с поддержанием рабочего давления в соответствии с договором между по
ставщиком и потребителем с точностью до 10 %.
На рис. 1.2 представлена технологическая схема ГРС с её основными уз
лами.
Узел переключения ГРС (см. рис. 1.2) предназначен для переключения
потока газа высокого давления с автоматического на ручное регулирование
давления по обводной линии, а также для предотвращения повышения дав
ления в линии подачи газа потребителю с помощью предохранительной арма
туры. Располагается, как правило, в отдельном здании или под навесом, за
щищающим узел от атмосферных осадков.
Узел переключения (см. рис. 1.2) включает в себя входной и выходной
трубопроводы с запорной арматурой (краны 1 и 11). В качестве запорной
арматуры применяются краны с ручным или пневмоприводом. Давление на
9
входе и выходе контролируется с помощью манометров. В узле переключе
ния есть обводная линия с двумя запорными устройствами (краны 12 и 13).
Первый по ходу - кран с пневмоприводом, второй - с ручным приводом. Об
водная линия (байпас) предназначена для кратковременной подачи газа на пе
риод ревизии, профилактики, замены и ремонта оборудования ГРС. Нормаль
ное положение запорной арматуры на обводной линии - закрытое. Регулирова
ние давления газа, поступающего к потребителям, при работе ГРС по обводной
линии осуществляется вручную краном 13 при открытом кране 12. Для защиты
сетей потребителя на выходном трубопроводе устанавливаются пружинные
предохранительные клапаны (ПИК). Для возможности ревизии и настройки
клапанов, не отключая потребителей, между трубопроводами и клапанами
устанавливается трёхходовой кран (КТС). Рабочее положение трёхходового
крана - открытое в сторону одного из ПИК и опломбированное. В узле пере
ключения имеется возможность для продувки входного и выходного трубо
проводов через свечу, вынесенную за пределы площадки ГРС.
10
Достарыңызбен бөлісу: |