Технологические схемы компрессорных станций. Устройство компрессорного цеха.

Компрессорные станции с поршневыми газоперекачивающими агрегатами (ГПА) нашли широкое применение на магистральных газопроводахи станциях подземного хранения газа (СПХГ).

По технологической схеме КС, оборудованной ГМК (рис. 8.1), газ,поступая из газопровода 1, проходит очистку в пылеуловителях 2 и направляется в коллектор 3, откуда поступает на ГМК 6. Сжатый газ направляется в нагнетательный коллектор 5, а затем при необходимости в оросительный холодильник 7 или на осушку 8. После этого газ поступает наодоризацию 9 и на замерный участок 10 и далее в магистральный газопровод. Для улавливания масла установлены маслоуловители 4. В даннойсхеме все ГМК подключены параллельно, и при необходимости каждый изних может быть выведен в резерв.

Технологическая схема КС с центробежными нагнетателями(рис. 8.2.) работает по принципу двухступенчатого сжатия.

Из магистрального газопровода 1 через кран 7 транспортируемый газпоступает в вертикальные масляные пылеуловители, внутренний диаметркоторых 2400 мм. После пылеуловителей на пути транспортируемого газаустановлены маслоуловитель и маслосборник 4. После очистки от механических примесей и масла газ поступает на компрессорные агрегаты 5. После компримирования и пройдя аппараты воздушного охлаждения, газвновь поступает в магистральный газопровод.

Запорная арматура, обеспечивающая основные технологическиепроцессы по перекачке газа в пределах компрессорного цеха, состоит изшести кранов: 1, 2, 3, 3 бис, 4, и 5. Краны 1, 2 – непосредственно отсекающие, с автоматическим управлением. Возможно также управление с местного щита или от узла управления, установленного в непосредственнойблизости от крана. Предусмотрено и ручное управление. Условный проходной диаметр кранов 700 мм. Кран 3 – проходной, открыт при неработающем агрегате. Управление и конструкция его такие же, как и кранов 1и 2. Кран 4 (байпас крана 1) – загрузочный. Через него и далее через свечус установленным на ней краном 5 продувают систему перед загрузкой агрегата и заполняют контур нагнетателя газом при закрытии крана 5. Условный проходной диаметр кранов 4 и 5 составляет 50 мм. Кран 3 бис образует малый контур нагнетателя. Он открыт при выводе агрегата на режим холостого хода, при загрузке и остановке, закрыт при нормальной работе центробежного нагнетателя и имеет автоматическое управление.

На схеме КС показаны и так называемые общестанционные краны.К ним относятся краны 6, 6а, Д, 6 р, 6 ар, а также краны 7, 7 а, 8, 8 а,обеспечивающие подключение КС к магистральному газопроводу. Краны 6, 6а, 6 р, 6 ар, установленные на перемычке между приемным и нагнетательным участком участками газопровода, образуют большой, илипусковой, контур компрессорной станции. Контур используется перед загрузкой компрессорной станции. Краны 6 р, 6 ар применяются также длярегулирования работы компрессорной станции посредством перепуска газас линии нагнетания на линию входа. Например, при последовательной работе двух агрегатов и внезапной остановке одного из них, система защитыпредусматривает одновременное открытие крана 6 или 6а в зависимостиот того, в какой паре агрегатов произошла аварийная остановка.

Кран Д при работе КС на большой контур используют в качестведросселя для создания необходимого сопротивления, так как в противномслучае машины будут работать в зоне больших объемных расходов, что, всвою очередь, приведет к росту усилий на роторы нагнетателей.

Наиболее сложная операция при эксплуатации компрессорной станции – пуск ее агрегатов в работу. Он осуществляется после того, как участки газопровода КС до кранов 1, 2 заполнены газом. При работе газотурбинной установки в холостом режиме открывается кран 4, и контур черезкран 5 продувают в течение 30 с. После закрытия крана 5 контур нагнетателя заполняют газом, и агрегат работает через кран 3 бис на малом контуре. Затем открывают краны 1, 2 а кран 3 бис закрывают. Агрегат начинаетработать на большой контур, после чего его переводят на работу в сеть магистрального газопровода.

Для работы центробежного нагнетателя газа используются, какправило, электрические или газотурбинные приводы. В последнее времяцентробежные нагнетатели комплектуются газотурбинными приводами.

Силовая турбина представляет собой двухступенчатую активнореактивную турбину с охлаждением обода.Корпус компрессорапредставляет собой стальную отливку. Торцевая крышка и входной воздухосборник – съемные, что обеспечивает доступ к проточной части и ротору. Проточная часть состоит из направляющего аппарата первой ступени,рабочих колес, диафрагмы, направляющего аппарата второй ступени. Ротор в сборе включает следующие детали: рабочие колеса первой и второйступени, кольцо упорного подшипника, разгрузочный поршень, зубчатуюпередачу вспомогательного привода и вал рабочего колеса.

Объекты КС условно можно разбить на две группы: технологическихи подсобно-вспомогательных операций.

К первой группе относят: узел очистки газа от механических примесей и жидкости, узел компримирования газа, узел охлаждения газа.

Ко второй группе относят: узел редуцирования давления пускового итопливного газов и газа для собственных нужд; трансформаторную подстанцию или электростанцию для собственных нужд; котельную или установкуутилизации тепла; склад горюче-смазочных материалов (ГСМ); ремонтно-эксплуатационный блок (РЭБ); службу связи; служебно-эксплуатационныйблок (СЭБ); объекты водоснабжения; очистные сооружения канализации.

Необходимость охлаждения газа диктуется следующими соображениями. При компримировании газа возникает тепло, которое сохраняется вгазовом потоке, так как теплоотдача в окружающую среду незначительная.Вследствие этого ухудшается режим работы КС, увеличивается расходмощности и расход газа на собственные нужды. Кроме того, увеличениетемпературы может привести к размягчению изоляции и нарушению еецелостности. Количество тепла, подводимое к потоку транспортируемогогаза при компримировании, зависит от пропускной способности КС, температуры газа на входе, степени сжатия, показателя адиабаты и политропического КПД нагнетателя. Это количество тепла эквивалентно рабочеймощности ГПА на КС.

При охлаждении газа водой используют следующие теплообменныеаппараты: кожухотрубчатые, оросительные и типа “труба в трубе”. Крометеплообменников, они включают: устройства для охлаждения воды, коммуникации, насос, коллектор газа, приборы контроля и управления. Приохлаждении воздухом применяют аппараты воздушного охлаждения различных типов.