Характеристика генплану КС
Площадка компресорної станції розміром 250х300 м розташована на 1711 км траси. Рельєф майданчика бугристий з нахилом 3 – 40. Майданчик КС зорієнтовано так, щоб дозволити розташувати основні споруди паралельно горизонталям і уникнути значного перепаду відміток в місцях розташування найбільш відповідальних споруд компресорного цеху, а також забезпечує можливість перспективного розвитку КС.
Технологічна зона розташована зі сторони магістрального газопроводу, що забезпечує мінімальну протяжність всмоктую чого та нагнітаючого шлейфів, та включає наступні споруди:
укриття ГПА;
установка очистки газу;
установка охолодження газу;
установка підготовки пускового, паливного, імпульсного газів;
установку регенерації газів з насосною;
склад ГЗМ;
трансформаторну підстанцію.
Підсобно-допоміжна зона включає наступні споруди:
службово – експлуатаційний та ремонтний блок;
склад запасних частин і ремонтних матеріалів;
склад імпортного обладнання;
стоянку механізмів;
площадку складування обладнання;
радіорелейну мачту;
АНПУ-25 з артскважиною;
насосну над артскважиною;
резервуар для води ємністю 250 м3.
Для забезпечення протипожежних потреб і транспортних зв’язків на площадці КС передбачена сітка проїздів, забезпечуючих під’їзд до всіх будівель та споруд КС. Покриття внутрішньоплощадочних доріг і проїздів – монолітний бетон. Ширина проїздів в зоні підсобних споруд – 4,5 м, кільцевого проїзду навколо площадки укрить ГПА – 3,5 м.
По периметру територія КС огороджена парканом висотою 2,4 м із металевої сітки по залізобетонних стовпах. Пішохідні доріжки і виробнича площадка біля укриття ГПА покриті литим асфальтобетоном. З метою забезпечення протипожежної безпеки, крім кільцевого проїзду навколо укриття ГПА, передбачено можливість під’їзду до інших будинків і споруд, а також запасний виїзд.
Характеристика технологічної схеми КС
КС – складова частина магістрального газопроводу, призначена для забезпечення його розрахункової пропускної здатності за рахунок підвищення тиску газу на виході КС за допомогою газоперекачуючих агрегатів (ГПА), які разом з елементами, запірною арматурою різного діаметру та іншого спеціального обладнання складають технологічну схему КС.
Компресорна станція Богородчани газопроводу “СОЮЗ” розташована зліва від магістрального газопроводу по ходу газу. Технологічна схема компресорної станції передбачає колекторне підключення основного технологічного обладнання: пиловловлювачів, газоперекачуючих агрегатів та повітряних охолоджувачів газу.
Газ з магістрального газопроводу по двох шлейфах Ду=1000 мм поступає на очистку від механічних домішок в мультициклоні пиловловлювачі. Очищений газ із пиловловлювачів направляється до газоперекачуючих агрегатів по газопроводу діаметром 1000 мм. Стиснутий газ із нагнітачів поступає в загальний кільцевий колектор, а з нього на апарати повітряного охолодження газу. Викид пилу із пиловловлювачів проводиться вручну через дросельну засувку в циклонний сепаратор.
Вузол підключення до магістрального газопроводу КС Богородчани сполучений з вузлом прийому та запуску очисного пристрою газопроводу.
Характеристика основного обладнання КС
В склад КС входить наступне основне обладнання та споруди:
вузол підключення КС до МГ з запірною арматурою і установкою для запуску та прийому очисного пристрою;
технологічні газові комунікації із запірною арматурою;
установка пиловловлювачів;
ГПА, що складають компресорний цех;
установка охолодження газу після компримування;
система імпульсного газу, та газу для власних потреб;
система електропостачання та електричні пристрої різного призначення;
система автоматичного управління;
система зв’язку;
система зберігання, підготовки і роздачі паливно-мастильних матеріалів;
система виробничо-господарського і пожежного водопостачання та каналізації;
склад зберігання матеріалів, реагентів і обладнання;
ремонтно-експлуатаційні та службово-експлуатаційні приміщення.
Газоперекачуючи агрегати
КС Богородчани обладнана сьома ГПА з газотурбінним приводом ГТК-10і фірми “Дженерал електрик” і нагнітачами типу 655-Р2 фірми “Демаг”. Основна мета експлуатації ГПА – безперебійне забезпечення транспортування газу з мінімальними енерговитратами відповідно до планової продуктивності газопроводу при безаварійній роботі ГПА з максимальною економічністю.
Турбіна являє собою двовальну турбіну простого циклу. Для запуску та роботи турбіни використовують транспортований природний газ.
Газова турбіна складається з п’ятнадцятиступінчатого осьового компресору, 6 камер згорання (розташованих під кутом 900 до вісі газової турбіни), одноступінчатої осьової турбіни високого тиску, яка приводе в дію повітряний компресор (перша ступінь), і одноступеневої незалежної осьової турбіни низького тиску, яка приводе обладнання навантаження (друга ступінь).
Газова турбіна має чотири корінні підшипника, які забезпечують опікання для ротора компресора і турбіни. Турбіна, а також вхідна та вихідна секції встановлюються на плиті основаня.
Вал турбіни високого тиску, що приводить в дію повітряний компресор, попередньо розганяється до потрібних пускових обертів пусковою турбіною. Атмосферне повітря засмоктується в повітряний компресор, де проходить кілька ступенів стиснення, після чого попадає в камеру згорання.
В камери згорання подається паливний газ під високим тиском, і іскра високої напруги запалює паливну суміш. Після запалення горіння продовжується безперервно в повітряному потоці, доки паливо поступає в камери згорання. Швидкість продуктів горіння підіймається соплом турбіни, після чого газовий потік, через направляючі потрапляє на лопатки турбіни високого тиску. Розширюючись штовхає їх примушуючи крутитись ротор турбіни, і приводить в рух повітряний компресор та допоміжне обладнання.
Сопло турбіни другого ступені діє таким же чином, але діючою силою на лопатки цієї турбіни є продукти згорання першої ступені, що вже відробили. Продукти згорання потрапляють на лопатки турбіни низького тиску, примушують крутитись її ротор, який, в свою чергу, приводить в рух обладнання навантаження. Відробивши, продукти згорання викидаються в атмосферу.
Граничні розрахункові характеристики відцентрового нагнітача 655-Р2 фірми “Демаг”:
Впускний абсолютний тиск – 51 кг/см2
Температура на вході – 250С
Продуктивність – 17,6*106 м3/добу
Пропускна можливість на вході – 228,8 м3/хв.
Масовий розхід – 8859,4 кг/хв.
Температура на стороні нагнітання – 580С
Тиск нагнітання абсолютний – 75,5 кг/см2
Стабілізований тиск абсолютний – 87,52 кг/см2
робоча швидкість – 6500 об/хв
Корпус компресора виготовлений як одне ціле з кованої сталі і заключає в собі облаштування ротора і вузол самого ротора. Впускний і нагнітаючий патрубок, опора корпусу і опори розміщеного зверху масляного баку виконані суцільно з корпусом.
Вузол ротора складається із валу, на якому встановлено врівноважуючий поршень, робочі колеса, бандаж робочих коліс і роз’ємні кільця, упорний диск, втулка і ступиці муфти. Робочі колеса, врівноважуючий поршень і дистанційні деталі встановлено на валу за допомогою гарячої посадки, а робочі колеса до того ж закріплені шпонками.
Облаштування ротора складається із стінки на впуску, стінки дифузора, вхідного апарату, діафрагми і нагнітаючої спіралі. Кришки із сторони впуску і нагнітання втоплені в заглиблення корпусу компресора і закріплені за допомогою стопорних кілець, які встановлені в кільцеві канавки в отворах корпусу.
Обертаючись з великою швидкістю, робочі колеса ротора передають енергію газу, який проходить через них. Газ надходить у вхідну спіраль (на всмоктуванні) компресора і проходить через стінку на впуску і вхідний направляючий апарат, який направляє газ під відповідним кутом і далі в осьовому направленні у всмоктуючи “отвори” робочого колеса першої ступені. Під дією центр обіжної сили газ з великою швидкістю нагнітається з периферії робочого колеса. Далі газ потрапляє в кільцевий прохід між стінкою дифузору і діафрагмою. Там частина енергії швидкості перетворюється в енергію тиску. Далі газ поступає на робоче колесо другої ступені. Після стиснення газ проходить по нагнітаючий спіралі в нагнітаючий патрубок корпусу, і далі в трубопровід.
Із-за різниці площі між боковими стінками кожного робочого колеса, осьові зусилля вузла ротора направлені у бік всмоктування компресора. З метою зменшення навантаження на упорний підшипник, до кінця валу ротора, на стороні нагнітання, закріплений врівноважуючий поршень.
Апарати очистки газу
Система очищення технологічного газу КС призначена для виділення із газу рідких фракцій і твердих часток, які знаходяться в них. Для виділення рідких фракцій із газу, передбачена автоматика системи скиду і збирання рідких фракцій. Система очистки газу включає в себе:
6 скруберів “Пірліс” з запірною арматурою;
автоматичну систему скиду і збору конденсату.
Технологічний газ через всмоктуючий колектор станції попадає в всмоктуючий колектор скрубера. Через вхідні ручні крани газ попадає в скрубери. В скрубері потік газу проходить через скруберні насадки і набуває круговий рух. Під дією відцентрової сили рідкі фракції та тверді частки осідають на стінках і стікають у нижню частину скрубера. Через дренажний кран конденсат стікає в колектор зливу конденсату. На колекторі встановлено датчики і пневматичний регулятор рівня конденсату. Регулятор рівня керує пневматичними кранами вузла збирання конденсату. Датчик рівня конденсату видає сигнал на загальностанційну панель, розташовану в ГЩУ КС про перевищення рівня конденсату в колекторі. Пневматичні крани скидають конденсат із колектору у газовидділювач, звідки він потрапляє в ємність збору конденсату. Технологічний газ, очищений в скрубері від твердих часток і рідких фракцій через вихідні ручні крани надходить в всмоктуючий колектор ГПА. Для видалення твердих часток із скруберів, виконують вручну продувку через байпасну лінію вузла скиду конденсату 1 раз у зміну. Періодично проводиться перевірка перепаду тиску на скруберах, який не повинен виходити за 1 кг/см2, та перевірка працездатності системи автоматичного скидання конденсату.
Апарати повітряного охолодження газу
Система повітряного охолодження газу призначена для охолодження технологічного газу і підтримки його температури на виході з КС в заданих параметрах (500С50С). Система складається з наступних основних елементів:
АПО, які включають до себе теплообмінники, електропровідні вентилятори і несучі конструкції з площадками та східцями для обслуговування;
трубопроводи з запірною арматурою;
системи управління та регулювання.
На КС Богородчани встановлено дві групи апаратів повітряного охолодження по 7 агрегатів кожний.
Робочий тиск – 76 кг/см2;
Поверхня охолодження – одно пучкова зовнішня/внутрішня – 177,28/142,4 м2;
Вентилятор – 4,3м з регулюючим ся кутом лопаток;
Потужність електродвигуна – 35 кВт.
В кожному блоці АПО знаходиться теплообмінник з оребреними трубками, вхідні та вихідні колектори прямокутного перерізу, а також двома шестилопатевими вентиляторами, розташованими вздовж пучка. Частота обертання вентилятора, постійна – 220 об/хв.
Кожний з вентиляторів приводиться в рух електродвигуном, потужністю 35 кВт. Частота його обертання 1500об/хв., напруга стуму – 380В. Приводні вузли вентилятора встановлені під пучками теплообмінників, а вентилятори – під ними. Привод вентиляторів – ремінний. Для кожної КС поставляється пересувна платформа для технічного обслуговування АПО.
Колектори теплообмінників сконструйовані так, що кожну трубу пучка можна чистити, глушити, або заміняти без розбирання всього теплообмінника. На вході та виході АПО встановлено ручні крани, за допомогою яких можна відключати любий блок. Технологічний газ із колектору нагнітання КС надходить в колектори груп АПО газу, де розподіляється по блоках і проходить через пучки теплообмінників. За допомогою вентиляторів через пучки знизу вверх продувається повітря, яке охолоджує газ, що проходить всередині трубок.
Система підготовки паливного, пускового, робочого, інструментального та пілотного газів.
Система призначена для забезпечення газотурбінних установок ГТК–10і пусковим та паливним газом, а також для забезпечення компресорної станції робочим, інструментальним та пілотним газом.
Система підготовки паливного, пускового, робочого, інструментального і пілотного газу складається з наступних основних блоків:
блок підготовки пускового і паливного газу;
підігрівачі паливного газу;
блок осушення імпульсного газу.
Блок підготовки пускового і паливного газу включає в себе наступні вузли:
сепаратор для відділення пилу та рідини;
колектору пускового та паливного газу з запірною арматурою;
системи регулювання температури газу;
пристрій регулювання тиску пускового і паливного газів;
пневматичний захисний пристрій, управляючий кульовими кранами на колекторах паливного та пускового газів;
сигнальний релейний блок;
системи дистанційного управління кульовими кранами, установленими перед турбоагрегатами на лініях пускового та паливного газів.
Підігрівачі паливного і пускового газів мають наступні вузли:
ванна з теплообмінником;
фільтр;
регулятор тиску;
запобіжний клапан;
запобіжно-запірний клапан;
запобіжний клапан запалювального пальника;
пристрій температурної сигналізації;
регулятор температури водяної ванни.
Блок осушки імпульсного газу складається з наступних вузлів:
резервуари з осушувачем;
фільтри грубої очистки з реле високого тиску на фільтрі;
фільтри тонкої очистки з реле високого перепаду тиску на фільтрі;
контрольно-вимірюючи пристрої;
соленоїдні клапани;
вибухозахисні корпуси, в яких знаходяться автоматично керовані установки осушки;
електрошафа установки.
Газ надходить в блок із нагнітаючого або всмоктую чого колектору КС. Спочатку газ подається в сепаратори, де він очищається від рідини і механічних домішок. Із сепаратора потік газу надходить в підігрівач паливного та пускового газу. На виході з підігрівача газ надходить на вузол заміру витрати газу. Після замірного пристрою, газовий потік направляється в пристрій для редукування паливного і пускового газу. На виході із блоку підготовки на колекторах пускового і паливного газу встановлено відсічні кульові крани. При закритті відсічних кранів відкриваються крани на продув очних лініях і газ виводиться з колектору. Із сепаратору газовий потік надходить до підігрівача паливного газу. В якості палива для головного пальника підігрівача використовується частина газу, який надходить на підігрів. Проходячи через теплообмінник газ нагрівається до заданої температури. Після підігрівача газ, який призначений для пальника, надходить на фільтр і після очищення надходить на регулятор тиску.
Блок осушки має два паралельних ланцюги осушки робочого газу. Кожний ланцюг забезпечує повну необхідність станції робочим газом. Один ланцюг знаходиться в роботі, інший в резерві. Схема потоку газу в кожному ланцюзі однакова. Під час осушки сушильний агент поглинає вологу з газу, що забезпечує зниження точки роси до –450С, при робочому тиску 45 кг/см2. Регенерація осушувача виконується шляхом підігріву і пропуску через нього висушеного газу. Підігрівання виконується за рахунок вмонтованих підігрівачів, при цьому адсорбована волога випаровується.
Регулювання температури підігрівачів під час регенераційної фази виконується за допомогою електронно-контактних термометрів.
Система імпульсного газу забезпечує подачу газу до вузлів управління гідробалонів для перестановки кранів технологічного газу, до приладів та апаратів для передачі командних імпульсів, а також до контрольно-вимірювальних пристроїв (КВП) і пристроїв автоматичного регулювання ГПА. Дана система включає в себе:
трубопроводи і колектор імпульсного газу;
запірну та запобіжну арматуру;
адсорбери;
свічі для стравлення газу;
фільтри осушувачі;
виморожувачі.
Імпульсний газ очищається від води у виморожувачі і подається до кранів. Відбір газу відбувається зі сторони всмоктування.
Система електропостачання
Компресорна станція по надійності електропостачання відноситься до споживачів I категорії. Живлення компресорної станції передбачено від двох незалежних джерел електроенергії. На КС споруджена двохтрансформаторна підстанція 35/10 кВ, з односекційною системою шин 35 та 10 кВ.
Для живлення споживачів 0,4 кВ передбачено дві підстанції 10/0,4 кВ. Трансформаторні підстанції виконані комплектними двох трансформаторами, які по радіальним кабельним лініям 10 кВ підключені до підстанції 35/10 кВ.
Підстанція 35/10 кВ при компресорній станції споруджена комплектною типу 35/10–2х400–9–30–ІІ Куйбишевського заводу “Електрощит”. Для живлення навантажень КС і інших споживачів на підстанції встановлено два трансформатори 35/10 кВ, потужністю – по 4 МВт кожний.
Система масло постачання
Система масло постачання компресорного цеху забезпечує:
приймання, зберігання та облік витрат турбінного і трансформаторного масел;
чистку та регенерацію масел;
аварійний злив та переливання турбінного пасла з масло блоків ГПА.
До складу системи масло постачання входять:
склад масел з ємностями, які забезпечують запас масел не менш трьохмісячної витрати для всіх споживачів;
система маслопроводів чистого та відпрацьованого масел від установки регенерації і складу масла до агрегатів;
установка регенерації, обладнана апаратами для чистки і насосами для подачі масла до агрегатів;
система маслопроводів, арматура і ємності, які забезпечують аварійний злив масла з маслобаків усіх ГПА.
Для роботи ГПА використовується масло турбінне марки ТП-22С, властивості якого зведено до наступної таблиці.
Таблиця 1.1 – Фізико-хімічні показники турбінного масла ТП – 22С
Продовження таблиці 1.1
Назва показників | Норма по технічним умовам, (ТУ) | Фактично
В’язкість кінематична при 500С | 20-23 | 21,2
Індекс в’язкості по ГОСТ 25371-82, не менше | 90 | 95
Кислотне число, мг КОН на 1г масла, не більше | 0,05 | 0,046
Стабільність проти окислення по ГОСТ 981-75
- масова доля осадку після окислення | відсутня | Відсутня
- кислотне число після окислення КОН на 1г масла, не більше | 0,1 | 0,1
- вміст легких низькомолекулярних кислот мг КОН на 1г масла, не більше | 0,02 | 0,018
Число деемульсації, С, не більше | 180 | 160
Корозія на стальних стержнях | Відсутня | Відсутня
Температура спалаху, що визначається у відкритому тиглі, 0С, не нижче | 186 | 190
Температура застигання 0С, не вище | -15 | -15
Масова доля сірки %, не більше | 0,5 | 0,49
Масова доля механічних домішок | Відсутня | Відсутня
Масова доля водорозчинних кислот | Відсутня | Відсутня
Прозорість при 00С | Прозоре | Прозоре
Зольність базового масла, не більше | 0,005 | 0,0048
Масова доля води | Відсутня | Відсутня
Масова доля фенолу в базовому маслі | Відсутня | Відсутня
Густина, г/см2 при 20 0С | Не нормується | 0,872
Коксування базового масла | Не нормується | 0,004
Система пожежегасіння компресорного цеху
Норми витрати води на протипожежні потреби прийняті по СНиП ІІ–Г.3-62. найбільшими спорудами на майданчику КС є компресорні цехи, які відносяться до другої степені вогнестійкості. Незайманий протипожежний запас води складає 216 м3. Він зберігається в ємностях господарського та протипожежного запасу води об’ємом 250 м3.
В компресорних цехах передбачена система пожежегасіння вуглекислим газом (СО2). Система пожежегасіння вуглекислим газом поставлена з газовою турбіною і діє по принципу зменшення кисню в складі повітря в приміщенні, з 21% до менш ніж 15%, що не може забезпечити горіння палива та мастила турбіни. Система проводить безперервний випуск вуглекислоти на протязі 40 хвилин, що зводить до мінімуму можливість горіння, чи займання в приміщені.
Вуглекислий газ надходить з ряду балонів високого тиску, що розташовано в окремому кожусі, в розподільчу систему, яка по трубах направляє його до випускних сопел, що розташовані в різних відсіках газотурбінної установки.
Клапани балонів приводяться у дію автоматично від датчиків тепла, розташованих в різних відсіках ГТУ. Система також може бути приведена в дію від натиснення кнопки, що розташована біля двері на переднім кінці відсіку допоміжного обладнання. Привід системи в дію виключає турбіну, та вмикає дзвоник пожежної сигналізації. Далі є затримка на декілька секунд, щоб дозволити персоналу покинути приміщення цеху, після чого вмикаються клапани на балонах з вуглекислотою. Під дією тиску вуглекислого газу, спрацьовують клапани защіпок вентиляційної системи, після чого канали вентиляції закриваються підпружиненими засувками.
В систему пожежегасіння входять дві окремі системи. Перша – система початкового випуску вуглекислого газу, та друга – призначена для підтримки в подальшому концентрації СО2 в заданій величині.