Теплообменное и вспомогательное оборудование

энергозатрат на его компримирование (из-за увеличения его объёмного рас­
хода).
Определённые  специфические требования  к охлаждению  газа предъ­
являются в северных районах РФ, где магистральные газопроводы проходят 
в зоне вечномерзлых грунтов. В этих районах газ в целом ряде случаев необ­
ходимо  охлаждать до  отрицательных температур  с  целью недопущения та­
яния грунтов вокруг трубопровода. В противном случае это может привести 
к вспучиванию  грунтов,  смещению трубопровода и,  как следствие,  возник­
новению аварийной ситуации.
Охлаждение  технологического  газа  можно  осуществить  в  холодиль­
никах  различных  систем  и  конструкций;  кожухотрубных  (типа  «труба  в 
трубе»),  воздушных  компрессионных  и  абсорбирующих  холодильных  ма­
шинах, различного типа градирнях, воздушных холодильниках и т. д.
Наибольшее  распростра­
нение на КС получили схемы с 
использованием 
аппаратов 
воздушного  охлаждения  АВО 
(рис.  2.6).  Следует,  однако  от­
метить,  что  глубина  охлажде­
ния 
технологического 
газа 
здесь  ограничена  температу­
рой  наружного  воздуха,  что 
особенно сказывается в летний 
период  эксплуатации.  Есте­
ственно,  что  температура  газа 
после  охлаждения  в  АВО  не 
может быть ниже температуры наружного воздуха.
Взаимное  расположение  теплообменных  секций  и  вентиляторов  для 
прокачки  воздуха  практически  и  определяет  конструктивное  оформление 
АВО. Теплообменные секции АВО могут располагаться горизонтально, вер­
тикально, наклонно, зигзагообразно, что и определяет компоновку аппарата.
АВО  работает  следующим  образом:  на  опорных  металлоконструк­
циях закреплены трубчатые теплообменные секции. По трубам теплообмен­
ной  секции  пропускается  транспортируемый  газ,  а  через  межтрубное  про­
странство теплообменной секции с помощью вентиляторов, приводимых во 
вращение  от  электродвигателей,  прокачивается  наружный  воздух.  За  счёт 
теплообмена между нагретым  при компремировании  газом,  движущимся в
57
Рис.  2.6.
  Аппарат воздушного  охлаждения газа: 
1
 
-  
опорные 
металлоконструкции; 
2  -
теплообменные  секции; 
3  -
  вентилятор; 
4  -  
диффузор; 5 -  электродвигатель

трубах, и наружным воздухом, движущимся по межтрубному пространству, 
и происходит охлаждение технологического  газа на КС.  По  сути, такой  же 
принцип заложен и при охлаждении жидкости в радиаторе автомобиля при 
помощи вентилятора.
Опыт  эксплуатации  АВО  на  КС  показывает,  что  снижение  темпера­
туры  газа  в  этих  аппаратах  можно  осуществить  примерно  на значение  по­
рядка  15-25  °С.  Одновременно опыт эксплуатации указывает на необходи­
мость и экономическую целесообразность наиболее полного использования 
установок охлаждения газа на КС в годовом цикле эксплуатации, за исклю­
чением  тех месяцев  года с  весьма низкими температурами  наружного  воз­
духа, когда включение всех аппаратов на предыдущей КС приводит к охла­
ждению  транспортируемого  газа до температуры,  которая может  привести 
к выпадению гидратов.  Обычно это относится к зимнему времени года.
При проектировании КС количество АВО выбирается в соответствии 
с отраслевыми нормами  [Козаченко].  На основании этих норм температура 
технологического  газа  на  выходе  из  АВО  должна  быть  не  выше  15-20  °С 
средней температуры наружного воздуха. Уменьшение температуры техно­
логического  газа,  поступающего  в  магистральный  газопровод  после  его 
охлаждения  в  АВО,  приводит к уменьшению  средней  температуры  газа на 
линейном участке трубопровода и, как следствие, к снижению температуры 
и увеличению давления газа на входе в последующую КС.  Это, в свою оче­
редь,  приводит  к  уменьшению  степени  сжатия  на  последующей  станции 
(при сохранении давления на выходе из неё) и энергозатрат на компримиро­
вание газа по станции.  Оптимизация режимов работы АВО должна соответ­
ствовать условию  минимальных  суммарных энергозатрат на охлаждение  и 
компримирование газа на рассматриваемом участке работы магистрального 
газопровода.
Следует  также  отметить,  что  АВО  газа  являются  экологически  чи­
стыми устройствами для  охлаждения  газа,  не требуют расхода воды,  отно­
сительно просты в эксплуатации.
В настоящее время установки охлаждения транспортируемого газа яв­
ляются одним из основных видов технологического оборудования КС.
Г аз,  который  отбирается  из  технологических трубопроводов  обвязки 
КС для использования в различных вспомогательных системах, называется 
импульсным. Например, пневмогидравлическая система приводов запорной 
арматуры,  пневмоприводных  кранов  технологического,  топливного  и  пус-
58

кового  газов,  для  подачи  газа  к  контрольно-измерительным  и  регулирую­
щим приборам).  В  пневмогидравлической  системе привода крана произво­
дится преобразование потенциальной энергии сжатого газа в механическую 
работу  по  перемещению  запорного  шарового  узла  [Нормы  технологиче­
ского...].
Трубопровод импульсного газа объединяется в общий коллектор и по­
ступает  на узел  подготовки  импульсного  газа (УПИГ),  где  происходит  его 
очистка и осушка.
В  состав  УПИГ  входит  следующее  оборудование:  фильтры-сепара­
торы,  адсорберы,  огневой  подогреватель,  газовый  ресивер,  запорная  арма­
тура, контрольно-измерительные приборы, трубопроводы и гибкие резино­
вые шланги.
Фильтры-сепараторы предназначены для очистки импульсного газа от 
механических примесей и влаги. Адсорберы предназначены для осушки им­
пульсного  газа  путём  поглощения  воды,  находящейся  в  газе.  Поглощение 
осуществляется  адсорбентом,  находящимся  в  полости  адсорберов.  В  каче­
стве  адсорбента  используются  силикагель  или  циолит.  Степень  очистки  и 
осушки импульсного газа должна исключать заедание и обмерзание испол­
нительных органов при низких температурах наружного воздуха.
Как правило, из двух адсорберов в рабочем режиме поглощения влаги 
находится  один.  Другой  адсорбер  находится  в  режиме  восстановления  ад­
сорбента.  Восстановление  осуществляется  путём  пропускания  части  подо­
гретого до высокой температуры газа (около 300 °С) через увлажнённый ад­
сорбент.  Дело  в  том,  что  при  достижении  предельной  влажности,  силика­
гель теряет способность дальнейшего  поглощения  влаги  и для  возобновле­
ния  его  адсорбционных  свойств через  него  пропускается горячий теплоно­
ситель.  Осушка  силикагеля  проводится  один  раз  в  2-3  месяца.  Для  подо­
грева газа используется  огневой  подогреватель.  Цикл  регенерации  силика­
геля длится примерно 4 -6  ч, цикл охлаждения 2 -4  ч.
При эксплуатации УПИГ с помощью контрольно-измерительных при­
боров осуществляется контроль за давлением и температурой газа,  его рас­
ходом и точкой росы,  которая должна составлять -25  °С.
После УПИГ газ поступает ко всем общестанционным кранам на узел 
подключения, режимным и агрегатным кранам,  а также на низкую  сторону 
к кранам топливного и пускового газа.
Система  топливного  и  пускового  газа  предназначена  для  очистки, 
осушки и поддержания требуемого давления и расхода перед подачей его в
59

камеру сгорания и на пусковое устройство (турбодетандер). Г аз для этих си­
стем,  как  и  для  системы  импульсного  газа,  отбирается  из  различных точек 
технологических коммуникаций КС.
Система маслоснабжения КС  включает в  себя две  маслосистемы:  об­
щецеховую и агрегатную.
Общецеховая маслосистема, предназначенная для приёма, хранения и 
предварительной  очистки  масла  перед  подачей  его  в  расходную  ёмкость 
цеха.  Эта  система  включает  в  себя:  склад  горюче-смазочных  материалов 
(ГСМ) и помещение маслорегенерации. На складе имеются в наличии ёмко­
сти для чистого и отработанного масла.  Объём ёмкостей для чистого масла 
подбирается исходя из обеспечения работы агрегатов сроком не менее трёх 
месяцев.  В  помещении  склада ГСМ устанавливается  ёмкость  отчищенного 
масла и ёмкость отработанного масла, установка для очистки масла, насосы 
для подачи масла к потребителям, а также система маслопроводов с армату­
рой.
После подготовки масла на складе ГСМ и проверки его качества, под­
готовленное масло поступает в расходную ёмкость. Объём расходной ёмко­
сти  выбирается  равным  объёму  маслосистемы  ГПА,  плюс  20  %  для  под­
питки работающих агрегатов.
Система смазывания ГПА включает в себя три масляных насоса (глав­
ный,  вспомогательный  и  аварийный),  маслобак  с  напорными  и  сливными 
трубопроводами,  предохранительный клапан, охладитель масла, два основ­
ных фильтра со  сменными  фильтрующими элементами,  электрический по­
догреватель,  датчики  давления,  температуры  и  указателей  уровня  масла 
[Козаченко].
На КС  используются  два типа систем  охлаждения  масла:  градирни  и 
АВО масла.
Градирни в настоящее время редко используются на КС, главным об­
разом, из-за трудностей их эксплуатации в зимний период, когда начинается 
интенсивное их обледенение, приводящее к снижению поступления воздуха 
в  градирню  и,  как  следствие,  повышению  температуры  масла.  Кроме того, 
применение  градирен  вызывает  необходимость  хорошей  водоподготовки, 
повышенный  расход  воды,  а  также  значительные  расходы  на  проведение 
профилактических ремонтов градирен.
В  системах  АВО  масла  используются  схемы  с  непосредственным 
охлаждением масла и схемы с использованием промежуточного теплоноси­
теля.
60

Все ГПА к системам АВО масла имеют электрические подогреватели, 
которые используются для предварительного подогрева масла перед пуском 
агрегата в работу до 25-30  °С.
Перепад  температур  масла на входе  и  выходе  ГПА,  как  правило,  до­
стигает величины  15-25  °С.  Температура масла на сливе  после подшипни­
ков должна составлять  65-75  °С.  При температурах масла ниже  45  °С  про­
исходит  срыв  масляного  клина  и  агрегат  начинает  работать  неустойчиво. 
При температуре выше  85  °С  срабатывает защита агрегата по высокой тем­
пературе масла.
При добыче и транспортировке в природном газе содержатся различ­
ного  рода  примеси:  песок,  сварной  шлам,  конденсат тяжёлых  углеводоро­
дов,  вода,  масло  и  т.  д.  Источником  загрязнения  природного  газа является 
забойная  зона  скважины,  постепенно  разрушающаяся  и  загрязняющая  газ. 
Подготовка  газа  осуществляется  на  промыслах,  от  эффективности  работы 
которых зависит и качество  газа.  Механические примеси попадают в маги­
стральный газопровод как в процессе его строительства, так и при эксплуа­
тации.
Наличие  механических  примесей  и  конденсата  в  газе  приводит  к 
преждевременному  износу трубопровода,  запорной  арматуры,  рабочих  ко­
лес ЦН и, как следствие, снижению показателей надёжности и экономично­
сти работы КС и в целом магистрального газопровода.
Все  это  приводит  к  необходимости  устанавливать  на  КС  различные 
системы  очистки  технологического  газа.  Первое  время  на КС  для  очистки 
газа широко использовали масляные пылеуловители, которые обеспечивали 
достаточно  высокую  степень  очистки  до  97-98  %.  Масляные  пылеулови­
тели  работают  по  принципу  мокрого  улавливания  разного  рода  смесей, 
находящихся  в  газе.  Примеси,  смоченные маслом,  сепарируются  из  потока 
газа,  само масло  очищается, регенерируется и  вновь  направляется в масля­
ный  пылеуловитель.  Масляные  пылеуловители  чаще  выполнялись  в  виде 
вертикальных сосудов, принцип действия которых представлен на рис. 2.7.
Недостатками масляных пылеуловителей являются:  наличие постоян­
ного  безвозвратного расхода масла,  необходимость очистки масла,  а также 
подогрева масла при зимних условиях эксплуатации.
В настоящее время на КС в качестве первой ступени очистки широко 
применяют циклонные пылеуловители, работающие на принципе использо­
вания инерционных сил для улавливания взвешенных частиц (рис.  2.8).
61

жүктеу/скачать 6,66 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: