 |
Блок отключающих устройств (БОУ)
|
|
|
|
ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ СТАНЦИИ.
Назначение ГРС
Газораспределительные станции (ГРС) предназначены для снабжения газом от магистральных и промысловых газопроводов следующих потребителей:
- на собственные нужды объектов газонефтяных месторождений;
- на собственные нужды объектов газокомпрессорных станций (ГКС);
- объекты малых и средних населённых пунктов;
- электростанции;
- промышленные, коммунально-бытовые предприятия и населённые пункты крупных городов;
- объекты военного и стратегического назначения.
На ГРС обеспечивается:
- очистка газа от механических примесей, кристаллогидратов, конденсата;
- редуцирование до заданного давления и поддержание его с определённой точностью;
- измерение расхода газа с многосуточной регистрацией;
- одоризацию газа пропорционально его расходу перед подачей потребителю;
- подачу газа потребителю минуя ГРС в соответствии с требованиями ГОСТ 5542-87, Правил поставки газа и договоров по бесперебойному газоснабжению и в соответствии ВРД 3921.10206922002
По конструкции все ГРС подразделяются на:
1) станции индивидуального проектирования;
2) автоматические (АГРС): АГРС-1/3, АГРС-1, АГРС-3, АГРС-10, «Энергия-1М, «Энергия-2», «Энергия-3», «Ташкент-1», «Ташкент-2»;
3) блочно-комплектные (БК-ГРС) – с одним (БК-ГРС-1-30, БК-ГРС-1-80, БК-ГРС-1-150, «Урожай-10», «Урожай-20») и двумя выходами на потребителя (БК-ГРС-II-70, БК-ГРС-II-130, БК-ГРС-II-160)
Все ГРС предназначены для эксплуатации на открытом воздухе в районах с сейсмичностью до 7 баллов по шкале Рихтера, с умеренным климатом (в условиях, нормализованных до исполнения V, категории размещения I по ГОСТ 15150 – 69*), с температурой окружающего воздуха от – 40 до 50°C, с относительной влажностью 95% при 35°C. Для стабильной работы оборудования и комфортного обслуживания ГРС сменным персоналом автоматические и блочно-комплектные ГРС размещают в капитальных зданиях.
|
|
|
Современные ГРС состоят из следующих блоков:
- Блок отключающих устройств (БОУ)
- Блок очистки газа
- Блок подогрева газа
- Блок редуцирования
- Блок учёта газа
- Блок одоризации
Кроме этого ГРС оборудованы следующими системами:
- КИПиА
-Пожарной, аварийной, периметральной охранной сигнализации
- Газоснабжения собственных нужд и дома операторов (ДО)
-Электроснабжения
- Отопления и водоснабжения
- Вентиляции зданий
- Телефонизации и радиофикации
-Электрохимзащиты
Современные ГРС могут оборудоваться автоматизированными системами управления технологическим процессом (АСУ ТП) и видеонаблюдением за территорией ГРС с выводом дистанционного управления на пульт диспетчера ЛПУМГ.
Подключение ГРС к магистральному газопроводу осуществляется с помощью газопровода-отвода, на котором размещаются запорные устройства в виде крановых узлов один в месте непосредственной врезки газопровода-отвода (нулевой), другой не менее в 150м от территории ГРС (охранный). Крановые узлы представляютcя собой узел с обвязкой нескольких кранов: основного (линейного), обводной линией с краном на ней (байпасного), линией для стравливания газа с краном на ней (свечного).
Блок отключающих устройств (БОУ)
Предназначен для защиты системы газопроводов потребителя от возможного высокого давления газа, для подачи газа потребителю, минуя ГРС, по обводной (байпасной) линии с применением ручного регулирования давления с помощью кранов во время ремонтных и профилактических работ на ГРС. Обводная линия оснащается двумя последовательно расположенными запорными устройствами (первое по ходу газа – отключающее, кран шарового типа, второе – регулирующее для ручного регулирования, кран пробкового типа или задвижка. В условиях нормальной эксплуатации ГРС запорные органы обводной линии должны быть закрыты и опломбированы. Кроме этого оснащены кранами на входном и выходном газопроводах и предохранительными клапанами для защиты коммуникаций от чрезмерного повышения давления и разрыва газопроводов. Как правило, блок располагается в отдельном помещении или под навесом, защищающем его от атмосферных осадков.
|
|
|
Предохранительные клапаны на газопроводе монтируют два, один из которых является рабочим, другой – резервным. Применяют клапаны типа СППК (специальный полноподъёмный предохранительный клапан) и ППК (пружинный полноподъёмный предохранительный клапан). Между предохранительными клапанами ставят трёхходовой вентиль типа КТРП, всегда открытый на один из предохранительных клапанов. Между газопроводом и клапанами отключающая арматура устанавливаться не должна. Пределы настройки предохранительных клапанов должны превышать номинальное давление газа на 10%. Проверку и регулировку предохранительных клапанов проводят два раза в год, о чём делают соответствующую запись в журнале. В зависимости от давления настройки предохранительные клапаны комплектуют сменными пружинами. Помимо клапанов типа СППК широко применяют пружинные предохранительные фланцевые клапаны типа ППК-4 на условное давление 16 кгс/см2.Клапаны этого типа снабжены рычагом для принудительного открытия и контрольной продувки газопровода. Пружина регулируется регулировочным винтом. Клапаны ППК-4 в зависимости от номера установленной пружины могут настраиваться на срабатывание в диапазоне давлений от 0,5 до 16 кгс/см2.
Пропускная способность предохранительных клапанов G, кг/ч
G=220Fp 
где F – сечение клапана, см2, определяемое для клапанов полноподъёмных при h ≥ 0,25d по зависимости F = 0,785d2; для неполноподъёмных при h ≥ 0,05d – F = 2,22dh; d – внутренний диаметр седла клапана, см; h – высота подъёма клапана, см; p – абсолютное давление газа, кгс/см2; T- абсолютная температура газа, Кº; М – молекулярная масса газа, кг. Для продувки газопровода, коммуникаций ГРС, сброса избыточного газа в атмосферу применяют вертикальные трубы (колонки, свечи) высотой не менее 5м от уровня земли; которые выводятся за ограду ГРС на расстояние не менее 10м. Каждый предохранительный клапан должен иметь отдельную выхлопную трубу (свечу). Допускается объединение выхлопных труб в общий коллектор от нескольких предохранительных клапанов с одинаковыми давлениями газа. При этом общий коллектор рассчитывается на одновременный сброс газа через все предохранительные клапаны.
|
|
|
Краны, устанавливаемые в блоках отключающих устройств, а также на других участках газопроводов ГРС различаются по видам запорного органа и приводов:
- кран типа 11с20бк и 11с20бк1 – с рычажным приводом
- кран типа 11с320бк и 11с320бк1 – с червячным приводом (редуктором)
- кран типа 11с722бк и 11с722бк1 – с пневмоприводом
- кран типа 11с321бк1 – для бесколодезной установки
- кран типа 11с723бк1 – для бесколодезной установки, но с пневмоприводом.
Все перечисленные краны изготавливают с концами как для фланцевого соединения (обозначение оканчивается буквами «бк»), так и под приварку (обозначение «бк1»). Корпус крана выполняют из стали, а пробку – из чугуна. Монтируются и могут эксплуатироваться при температуре окружающей среды от – 40 до 80ºC. Пневмопривод предназначен для облегчения управления крана, при необходимости кран с пневмоприводом может управляться вручную с помощью маховика.
На ГРС применяют также и шаровые краны, преимущества которых перед другими в простоте конструкции, прямоточности, низком гидравлическом сопротивлении, постоянстве взаимного контакта уплотнительных поверхностей. Отличительные особенности шаровых кранов от других:
- корпус и пробка крана благодаря сферической форме имеют меньшие габаритные размеры и массу, а также большую прочность;
- конструкция кранов со сферическим затвором менее чувствительна к неточностям изготовления и обеспечивает гораздо лучшую герметичность, так как поверхность контакта уплотнительных поверхностей корпуса и пробки полностью окружает проход и герметизирует затвор крана;
|
|
|
- изготовление этих кранов менее трудоёмко. В шаровых кранах с кольцами из пластмассы отпадает необходимость в притирке уплотнительных поверхностей. Обычно пробку хромируют или полируют.
Шаровые краны отличает от других большое разнообразие конструкций. Можно выделить два основных типа кранов: с плавающей пробкой и с плавающими кольцами.
Герметичность запорного узла (шаровая пробка – седло) обеспечивается плотным охватом части сферической поверхности шаровой пробки седлом с некоторым натягом за счёт способности материала седла деформироваться при скреплении деталей крана стяжными болтами. Материалами для изготовления седла могут быть фторопласт, винипласт, резина или другие, обладающие свойствами пластической деформации, близкими к свойствам названных материалов. В случае износа уплотнительных поверхностей седла и утраты герметичности запорным узлом конструкция крана предусматривает возможность восстановления герметичности за счёт удаления одной или двух прокладок, установленных с двух сторон между корпусом и крышкой.
Вентили запорные игольчатые на ГРС используются в узлах переключения на импульсных линиях. В качестве запорных устройств применяют вентили типов ВИ – 10 и ВИ – 15. Корпус вентиля – кованый из стали, квадратного сечения. Резьба на соединительных концах – трубная, коническая. Конический конец шпинделя выполнен из более твёрдого материала, чем золотник, что способствует улучшению формы уплотнительной поверхности.
Задвижки по устройству затвора различают на параллельные и клиновые, по конструкции подъёма затвора – с выдвижным и невыдвижным шпинделем; по приводу затвора – с ручным (напрямую маховиком или с червячной передачей), электрическим, пневматическим, или гидравлическим приводом.
Блок очистки газа
Блок очистки газа предназначен для защиты и предотвращения попадания механических примесей и конденсата в оборудование, технологические трубопроводы, в приборы контроля и автоматики станции и потребителей газа.
Для очистки газа на ГРС применяют пылевлагоулавливаюшие устройства различной конструкции, обеспечивающие подготовку газа в соответствии с действующими нормативными документами по эксплуатации. Главное требование к блоку очистки газа – автоматическое удаление конденсата в сборные ёмкости, откуда он по мере накопления вывозится с территории ГРС.
На ГРС предусмотрена одноступенчатая очистка газа. От механических примесей и конденсата газ очищают с помощью газосепараторов (с полыми скрубберами или с насадками) типа ГС- II – 64, ГСР – 64, ГЖ – 64. Насадки в скрубберах применяют сетчатые, жалюзийные и из колец Рашига. Скорость движения газа в газосепараторах не должна быть более 0,5-0,6м/с.
|
|
|
Очистка газа происходит за счёт:
- изменения направления движения газа на 180º;
- снижения скорости движения газа до 0,5-0,6м/с
- движения газа в насадке, где отбиваются (выделяются) механические примеси и капли конденсата, которые падают на коническое дно газосепаратора.
Когда уровень конденсата в газосепараторе поднимется до верхнего допустимого уровня, срабатывает ДУЖП (дифференциальный уровнемер жидкостной пневматический) и под действием газа конденсат вытесняется в подземную ёмкость
Кроме газосепараторов для очистки газа применяют пылеуловители мультициклонные, в которых очистка происходит в средней части сосуда, в мультициклонах. В дальнейшем частицы пыли и влаги оседают на дне сосуда. Мультициклоны можно оборудовать установкой автоматического сброса конденсата в подземную ёмкость.
На ГРС малой пропускной способности для очистки газа применяют висцинговые фильтры. Они предназначены для очистки газа только от механических примесей, так как их конструкция не позволяет оборудовать фильтры автоматическим сбросом конденсата в подземную ёмкость. Процесс очистки и восстановления работоспособности фильтра весьма трудоёмок, так как осуществляется вручную. На некоторых ГРС для очистки газа используют масляные пылеуловители с внутренними диаметрами 1000, 1200, 1400, 1600 мм. количество пылеуловителей на ГРС зависит от расхода газа, но не менее двух.
Блок подогрева газа
В связи с резким падением температуры в период редуцирования газа, что влечёт за собой облединение оборудования, образованию кристаллогидратов, нарушению работу средств измерения и учёта расхода газа.
Существуют несколько методов по предотвращению гидратообразования:
- общий или частичный подогрев газа
- местный подогрев корпусов регуляторов давления газа
- ввод метанола в коммуникации газопровода
Наиболее широко применим и достаточно эффективен первый метод, второй – менее эффективен, третий – очень дорогостоящий.
Для общего подогрева газа применяют огневые (ПГА-5, ПГА-10, ПГА-100, ПГА-200 и ПТА-1) и водяные (ПГ-3, ПГ-10, 9ПГ64-2М, 9ПГ64-3М, ПТПГ-30 и ПТГ-15) подогреватели.
Рис. Подогреватель газа ПГА-5
В огневых подогревателях газ подогревается, проходя через змеевик трубок, которые нагреваются теплом отходящих газов горелки, расположенной на дне подогревателя. В водяных подогревателях котёл греет низкозамерзающую жидкость, которая отдаёт тепло пучку трубок проходящему через котёл. Через пучок трубок пропускается газ. Автоматика котла следит за постоянством горения горелки, величиной пламени и температурой теплоносителя.
Рис. Подогреватель газа ПТПГ-30
Наибольшее распространение последнее время получили подогреватели ПТПГ-30, которые используются на ГКС, АГРС. ГРС индивидуального проекта и других потребителей, способные поддерживать автоматически температуру газа на выходе подогревателя в интервалах 15-70ºC. Допускается эксплуатация подогревателя при тепловой производительности, не превышающей номинальную при температуре до - 55ºC.
Блок редуцирования
Предназначен для снижения высокого входного давления газа pвх. = 12 – 75 кгс/см2 до низкого выходного pвых. = 3 – 12 кгс/см2 и автоматического поддержания заданного давления на выходе из узла редуцирования, а также для защиты газопровода потребителя от недопустимого повышения давления.
Блок редуцирования состоит из двух линий (ниток) редуцирования: рабочей и резервной. При повышении давления газа на выходе из блока редуцирования в работу включается резервный регулятор.
В качестве регуляторов давления применяют РД-64, РДУ,РДО-1, РДЭ-100, РГСД, РДП, ЛОРД, РДМ. Регуляторы типа РДО-1, РДЭ-100, РГСД, РДП, РДМ, ЛОРД являются агрегатами новой модификации.
Регуляторы давления газа типа РД-64 устанавливались на старых ГРС с расходом газа от 25000 м3/ч и более и максимально допустимым давлением газа 64 кгс/см2: РД-50-64, РД-80-64, РД-100-64, являющиеся статическими, прямого действия, работающими без использования постороннего источника энергии. Основными элементами конструкции является регулирующий орган и мембранно-исполнительный механизм.
Регуляторы давления газа типа РДУ считаются регуляторами непрямого действия с усилителем. Выпускаются регуляторы следующих типоразмеров РДУ-50, РДУ-80, РДУ-100. Все они имеют три основных узла: исполнительное устройство, усилитель и редуктор перепада. Принципы работы регуляторов различных типов может быть рассмотрено отдельно.
Блок учёта газа
Предназначен для коммерческого учёта газа, отпущенного потребителям. Число линий измерений зависит в основном от числа выходных газопроводов из ГРС. Техническое выполнение блоков измерения расхода газа должно соответствовать «Правилам измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами методом переменного перепада давления» ГОСТ 8.563.1-97. В состав блока входят: устройство сужающее быстросъёмное (УСБ), импульсные трубки, датчики перепада давления, вычислитель, манометры дифференциальные сильфонные самопишущие (ДСС), турбинный газовый счётчик (ТГС).
Блок одоризации
Для своевременного обнаружения утечек газа в соединениях газопровода, в сальниках запорной и регулирующей арматуры, в соединениях контрольно-измерительной аппаратуры и т.д. к природному газу добавляют вещества с резким неприятным запахом, называемые одорантом В качестве такового применяют этилмеркаптан, пенталарм, каптан, сульфан и др., чаще всего – этилмеркаптан (его химическая формула C2H5SH), который представляет собой бесцветную прозрачную жидкость. Минимальное количество одоранта в газе должно быть такое, чтобы в помещении ощущалось присутствие газа при концентрации, равной 1/5 нижнего предела взрываемости, что соответствует для природного газа 16г одоранта на 1000м3 газа. ВНИИГАЗом был разработан одорант СПМ, являющимся смесью низкокипящих меркаптанов. Промышленные испытания одоранта СПМ показали, что эффективность его применения выше чем простого этилмеркаптана при той же норме расхода.
За рубежом в качестве одорантов широко применяют смеси меркаптанов С3 – С4, установлено, что они химически более стабильны, чем этилмеркаптан.
Функции остальных систем ГРС понятны из названий и могут быть рассмотрены отдельно в рамках других лекций.
Рис. Одоризационная установка ОУ 0,4/16
|
|
|
