Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 1269
Скачиваний: 12
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СодержаниеВведение………………………………………………………………………….41 Технологическая часть……………………………………………………..6 1.1 Назначение технологических установок КС……………………………...61.2 Описание технологической схемы КС Медногорск……………………...71.2.1 Сепарация и очистка газа перед компримированием…………………..111.2.2 Охлаждение компримированного газа…………………………………..131.3 Газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-16………………………………..151.3.1 Двигатель НК-16СТ……………………………………………………….171.3.2 Нагнетатель НЦ-16-56-1,44………………………………………………….191.4 Газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-8Б………………………………..241.4.1 Характеристика двигателя НК-14СТ…………………………………….251.5 Назначение и применение ГПА-Ц-16АЛ на базе ГТД АЛ–31СТ……...281.5.1 Двигатель АЛ-31СТ……………………………………………………….291.5.2 Газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-16АЛ…………………………….311.5.3 Основные технические характеристики ГПА-Ц-16АЛ…………………341.5.4 МСКУ 5000 – система управления АЛ-31СТ…………………………...351.6 Технико-экономическое обоснование замены ГПА……………………..382 Реконструкция ГПА КС Медногорск……………………………………..41 2.1 Расчет теплофизических характеристик газовой смеси…………………412.2 Расчет располагаемой мощности ГПА…………………………………...443 Безопасность и экологичность проекта…………………………………..493.1 Характеристика технологического процесса по пожароопасности и вредности производства……………………………493.2 Основные мероприятия, обеспечивающие безопасное ведение технологического процесса……………………………………...523.2.1 Индивидуальные средства защиты работающих………………………..553.2.2 Система вентиляции………………………………………………………563.2.3 Безопасная эксплуатация КС……………………………………………..573.3 Расчет экологических показателей ГПА-Ц-16АЛ с АЛ-31 СТН………58Заключение………………………………………………………………………64Список использованных источников…………………………………………..65Приложение А. Сравнение экологических характеристик ГПА……………..67Приложение Б. Спецификации к плакатам 2,3,5……………………………...69Приложение В. Графическая часть……………………………………………..72ВведениеПриродный газ по прогнозам до 2030 года будет играть главную роль вформировании топливно-энергетического баланса не только России и стран
СНГ, но и государств Западной Европы и Восточной Азии. По энергоемкостигазопроводов ПАО «Газпром» превосходит все газотранспортные компаниимира вместе взятые. Затраты ежегодно расходуемого при транспортировкегаза составляют около 10 % от объема его добычи. В связи с этим, энергосбережение при транспортировке газа рассматривается в качестве одной из приоритетных задач отрасли.Магистральный газопровод – это сложная система сооружений, включающая в себя газопровод, отводы, компрессорные станции, газораспределительные станции, подземные газовые хранилища, и предназначенная для подачи газа на дальние расстояния.Основные месторождения газа в России расположены на значительном расстоянии от крупных потребителей. Подача газа к ним осуществляется по газопроводам различного диаметра. Для поддержания давления в газопроводе необходимы компрессорные станции, которые устанавливаются на трассе газопровода через каждые 100…150 км. Медногорское линейно-производственное управление магистральных газопроводов – один из газотранспортных филиалов ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург».Основная задача ЛПУМГ – транспортирование газа с заданными параметрами по магистральным газопроводам и газопроводам-отводам в целях бесперебойной поставки газа потребителям в соответствии с утвержденным планом.Общая протяженность газопроводов в однониточном исполнении в зоне ответственности Медногорского ЛПУМГ – более 601,3 км. Прокладка газопроводов – подземная. Количество компрессорных станций – 2 (КС Медногорск; КС Саракташ). ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» является газотранспортным предприятием единой системы магистральных газопроводов Российской Федерации и эксплуатирует магистральные газопроводы в четырех областях Урала: Свердловской, Челябинской, Оренбургской и Курганской. Предприятие образовано в 1964 году. В настоящее время в его ведении находятся 8553,3 км газопроводов, 13 ГКС (18 газокомпрессорных цехов).Причиной высоких энергозатрат при снижении объемов добычи газа может являться также несоответствие установленного оборудования условиям эксплуатации, в результате назревает необходимость в его модернизации или замене.Для повышения эффективности эксплуатации газоперекачивающих агрегатов, снижения энергозатрат при транспорте газа производиться внедрение газоперекачивающих агрегатов, приводом нагнетателей которых является газотурбинные установки нового поколения с КПД 34-36 % разработанные на базе авиационных двигателей. При этом обеспечивается высокая единичная мощность газоперекачивающих агрегатов, блочно-комплектная конструкция,
Компрессорный цех включает в себя следующее оборудование и системы:- газоперекачивающий агрегат;- систему оборотного водоснабжения и охлаждения масла;- систему маслоснабжения;- систему технологического газа;- систему топливного и пускового газа;- систему импульсного газа;- систему пожаробезопасности;- систему вентиляции и отопления;- комплекс средств контроля и автоматики;- систему электроснабжения и другое оборудование [1].1.2 Описание технологической схемы КС МедногорскОсновными элементами технологической схемы КС Медногорск являются (слайд 1): - группа ГПА;- блок очистки газа от механических примесей и влаги;- блок охлаждения газа – аппараты воздушного охлаждения;- узел шестых кранов;- узел подключения КС к газопроводу;- система сбора конденсата;- система подготовки пускового, топливного и импульсного газа.Система технологического газа цеха предназначена для:- приемки технологического газа из магистрального газопровода и подачи его к центробежным нагнетателям;- очистка технологического газа от механических примесей и влаги;- охлаждение технологического газа после компримирования;- подачи технологического газа после его компримирования и охлаждения в магистральный газопровод;- регулирования загрузки ГПА компрессорного цеха путем перестроения схем работы ГПА и изменение частоты вращения ГПА;- вывод ГПА на станционное «кольцо» и их загрузку при пуске и разгрузку при остановке;- сброс газа в атмосферу из всех технологических газопроводов компрессорного цеха.Рассмотрим основные элементы технологической схемы. Группа ГПА состоит из газотурбинных установок: одного ГПА-Ц-16 с нагнетателем НЦ-16-56-1,44 и четырёх ГПА-Ц-8Б с нагнетателем НК-196-1,45. Расчетная степень сжатия обеспечивается одним работающим нагнетателем.Блок очистки технологического газа (площадка пылеуловителей) предназначен для очистки транспортируемого газа от механических примесей (песка, окалины, продуктов коррозии) и капельной влаги перед поступлением его в нагнетатели. В компрессорном цехе предусмотрено восемь пылеуловителей циклонного типа, после которых газ идет на компримирование.
Блок охлаждения АВО газа предназначен для охлаждения технологического газа, нагреваемого в процессе компримирования в нагнетателях. Блок обеспечивает поддержание температуры газа на выходе из компрессорного цеха в заданных параметрах.Узел шестых кранов необходим при эксплуатации КС, так как может возникнуть ситуация, когда давление на выходе станции может приблизиться к максимальному разрешенному или проектному. Для ликвидации такого режима работы станции между входным и выходным трубопроводами устанавливается перемычка Ду500 с краном №6Р. При его открытии часть газа с выхода поступает на вход, что снижает выходное давление и увеличивает входное. Снижается и степень сжатия центробежного нагнетателя. Работа КС с открытым краном № 6Р называется работой на станционное кольцо. Параллельно крану №6Р врезан кран № 6Ра Ду150, необходимый для предотвращения работы ГПА в помпажной зоне нагнетателя. Узел подключения КС к магистральному газопроводу обеспечивает поступление газа в компрессорный цех по входному газопроводу (всасывающему шлейфу) и подачу его в газопровод после компримирования по выходному шлейфу. Узел подключения включает краны №7, №8, №20, свечные краны №17, №18, узел режимных кранов.Входной кран №7 предназначен для подачи технологического газа в цех, и его постоянное положение – открыто. Входной кран имеет обводной кран №7а, который предназначен для заполнения всей системы технологического газа компрессорного цеха. Только после выравнивания давления в магистральном газопроводе и технологических коммуникациях цеха (с помощью крана №7а) проводится открытие крана №7. Выходной кран №8 предназначен для подачи газа после его компримирования и охлаждения в магистральный газопровод. Выходной кран также имеет обводной кран №8а. Перед краном №8 устанавливают обратный клапан. Его предназначение – предотвратить обратный поток газа со стороны газопровода высокого давления. Секущий кран №20 (его диаметр всегда соответствует диаметру магистрального газопровода) обеспечивает нормальную работу цеха при компримировании газа. При работе компрессорного цеха кран №20 всегда закрыт и с одной стороны у него давление всасывания (со стороны крана №7), а с другой стороны давление нагнетания (со стороны крана №8). При открытом положении крана газ проходит транзитом, минуя компрессорный цех. Свечные краны №17 и №18 предназначены для сброса газа в атмосферу из всех технологических коммуникаций компрессорного цеха при любых аварийных остановках цеха (при этом краны №7 и №8 закрываются). Их также используют для продувки технологических коммуникаций при заполнении их газом.
СНГ, но и государств Западной Европы и Восточной Азии. По энергоемкостигазопроводов ПАО «Газпром» превосходит все газотранспортные компаниимира вместе взятые. Затраты ежегодно расходуемого при транспортировкегаза составляют около 10 % от объема его добычи. В связи с этим, энергосбережение при транспортировке газа рассматривается в качестве одной из приоритетных задач отрасли.Магистральный газопровод – это сложная система сооружений, включающая в себя газопровод, отводы, компрессорные станции, газораспределительные станции, подземные газовые хранилища, и предназначенная для подачи газа на дальние расстояния.Основные месторождения газа в России расположены на значительном расстоянии от крупных потребителей. Подача газа к ним осуществляется по газопроводам различного диаметра. Для поддержания давления в газопроводе необходимы компрессорные станции, которые устанавливаются на трассе газопровода через каждые 100…150 км. Медногорское линейно-производственное управление магистральных газопроводов – один из газотранспортных филиалов ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург».Основная задача ЛПУМГ – транспортирование газа с заданными параметрами по магистральным газопроводам и газопроводам-отводам в целях бесперебойной поставки газа потребителям в соответствии с утвержденным планом.Общая протяженность газопроводов в однониточном исполнении в зоне ответственности Медногорского ЛПУМГ – более 601,3 км. Прокладка газопроводов – подземная. Количество компрессорных станций – 2 (КС Медногорск; КС Саракташ). ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург» является газотранспортным предприятием единой системы магистральных газопроводов Российской Федерации и эксплуатирует магистральные газопроводы в четырех областях Урала: Свердловской, Челябинской, Оренбургской и Курганской. Предприятие образовано в 1964 году. В настоящее время в его ведении находятся 8553,3 км газопроводов, 13 ГКС (18 газокомпрессорных цехов).Причиной высоких энергозатрат при снижении объемов добычи газа может являться также несоответствие установленного оборудования условиям эксплуатации, в результате назревает необходимость в его модернизации или замене.Для повышения эффективности эксплуатации газоперекачивающих агрегатов, снижения энергозатрат при транспорте газа производиться внедрение газоперекачивающих агрегатов, приводом нагнетателей которых является газотурбинные установки нового поколения с КПД 34-36 % разработанные на базе авиационных двигателей. При этом обеспечивается высокая единичная мощность газоперекачивающих агрегатов, блочно-комплектная конструкция,
высокий уровень автоматизации и надежности, автономность привода и работа его на транспортируемом газе.
В данной дипломной работе рассматривается вариант реконструкции КС по замене ГПА-Ц-16 на ГПА-Ц-16АЛ, т.е. замене НК-16СТ на АЛ-31СТ.
1 Технологическая часть
1.1 Назначение технологических установок КС
Компрессорная станция – составная часть магистрального газопровода, предназначенная для обеспечения его расчетной пропускной способности за счет повышения давления газа на выходе КС с помощью различных типов ГПА. Газоперекачивающие агрегаты посредством системы трубопроводов, запорной арматуры различных диаметров и другого специального оборудования составляют так называемую технологическую схему цеха.
На КС осуществляются следующие основные технологические процессы: очистка транспортируемого газа от механических примесей, сжатие газа в центробежных нагнетателях, охлаждение газа после сжатия в специальных охладительных устройствах, измерение и контроль технологических параметров, управление режимом работы газопровода путем изменения количества работающих ГПА и режимного состояния самих ГПА [1].
В состав КС входят следующие основные устройства и сооружения:
- узел подключения КС к магистральному газопроводу с запорной арматурой;
- установка очистки технологического газа;
- газоперекачивающие агрегаты, составляющие компрессорный цех;
- установка охлаждения газа после компримирования;
- системы топливного, пускового, импульсного газа и газа собственных нужд;
-система электроснабжения;
- система автоматического управления;
- система связи;
- система хранения, подготовки и раздачи ГСМ;
-ремонтно-эксплуатационные и служебно-эксплуатационные помещения.
Основной объект КС – компрессорный цех, оснащенный газоперекачивающими агрегатами и рядом вспомогательных систем. Эти системы обеспечивают эксплуатацию ГПА и другого оборудования КС [1].
Компрессорный цех представляет собой совокупность общецеховых систем, которые обеспечивают эксплуатацию газоперекачивающих агрегатов, всего общецехового оборудования, а также нормальные условия работы обслуживающего персонала. Системы компрессорного цеха в установленные сроки проходят гидравлические и другие необходимые испытания, а также осмотры и проверки.
Компрессорный цех включает в себя следующее оборудование и системы:- газоперекачивающий агрегат;- систему оборотного водоснабжения и охлаждения масла;- систему маслоснабжения;- систему технологического газа;- систему топливного и пускового газа;- систему импульсного газа;- систему пожаробезопасности;- систему вентиляции и отопления;- комплекс средств контроля и автоматики;- систему электроснабжения и другое оборудование [1].1.2 Описание технологической схемы КС МедногорскОсновными элементами технологической схемы КС Медногорск являются (слайд 1): - группа ГПА;- блок очистки газа от механических примесей и влаги;- блок охлаждения газа – аппараты воздушного охлаждения;- узел шестых кранов;- узел подключения КС к газопроводу;- система сбора конденсата;- система подготовки пускового, топливного и импульсного газа.Система технологического газа цеха предназначена для:- приемки технологического газа из магистрального газопровода и подачи его к центробежным нагнетателям;- очистка технологического газа от механических примесей и влаги;- охлаждение технологического газа после компримирования;- подачи технологического газа после его компримирования и охлаждения в магистральный газопровод;- регулирования загрузки ГПА компрессорного цеха путем перестроения схем работы ГПА и изменение частоты вращения ГПА;- вывод ГПА на станционное «кольцо» и их загрузку при пуске и разгрузку при остановке;- сброс газа в атмосферу из всех технологических газопроводов компрессорного цеха.Рассмотрим основные элементы технологической схемы. Группа ГПА состоит из газотурбинных установок: одного ГПА-Ц-16 с нагнетателем НЦ-16-56-1,44 и четырёх ГПА-Ц-8Б с нагнетателем НК-196-1,45. Расчетная степень сжатия обеспечивается одним работающим нагнетателем.Блок очистки технологического газа (площадка пылеуловителей) предназначен для очистки транспортируемого газа от механических примесей (песка, окалины, продуктов коррозии) и капельной влаги перед поступлением его в нагнетатели. В компрессорном цехе предусмотрено восемь пылеуловителей циклонного типа, после которых газ идет на компримирование.
Блок охлаждения АВО газа предназначен для охлаждения технологического газа, нагреваемого в процессе компримирования в нагнетателях. Блок обеспечивает поддержание температуры газа на выходе из компрессорного цеха в заданных параметрах.Узел шестых кранов необходим при эксплуатации КС, так как может возникнуть ситуация, когда давление на выходе станции может приблизиться к максимальному разрешенному или проектному. Для ликвидации такого режима работы станции между входным и выходным трубопроводами устанавливается перемычка Ду500 с краном №6Р. При его открытии часть газа с выхода поступает на вход, что снижает выходное давление и увеличивает входное. Снижается и степень сжатия центробежного нагнетателя. Работа КС с открытым краном № 6Р называется работой на станционное кольцо. Параллельно крану №6Р врезан кран № 6Ра Ду150, необходимый для предотвращения работы ГПА в помпажной зоне нагнетателя. Узел подключения КС к магистральному газопроводу обеспечивает поступление газа в компрессорный цех по входному газопроводу (всасывающему шлейфу) и подачу его в газопровод после компримирования по выходному шлейфу. Узел подключения включает краны №7, №8, №20, свечные краны №17, №18, узел режимных кранов.Входной кран №7 предназначен для подачи технологического газа в цех, и его постоянное положение – открыто. Входной кран имеет обводной кран №7а, который предназначен для заполнения всей системы технологического газа компрессорного цеха. Только после выравнивания давления в магистральном газопроводе и технологических коммуникациях цеха (с помощью крана №7а) проводится открытие крана №7. Выходной кран №8 предназначен для подачи газа после его компримирования и охлаждения в магистральный газопровод. Выходной кран также имеет обводной кран №8а. Перед краном №8 устанавливают обратный клапан. Его предназначение – предотвратить обратный поток газа со стороны газопровода высокого давления. Секущий кран №20 (его диаметр всегда соответствует диаметру магистрального газопровода) обеспечивает нормальную работу цеха при компримировании газа. При работе компрессорного цеха кран №20 всегда закрыт и с одной стороны у него давление всасывания (со стороны крана №7), а с другой стороны давление нагнетания (со стороны крана №8). При открытом положении крана газ проходит транзитом, минуя компрессорный цех. Свечные краны №17 и №18 предназначены для сброса газа в атмосферу из всех технологических коммуникаций компрессорного цеха при любых аварийных остановках цеха (при этом краны №7 и №8 закрываются). Их также используют для продувки технологических коммуникаций при заполнении их газом.