Описание технологического процесса

Компрессорная станция - это станция, где происходит рост давления природного газа в ходе его хранения, транспортировки или добычи. В зависимости от назначения выделяют: головные и линейные компрессорные станции магистрального газопровода, компрессорные станции подземных газохранилищ, а также компрессорные станции для закачивания газа обратно в пласт.

Также компрессорные станции делят по типу центрабежных нагнетателей:

- схема с последовательной обвязкой, характерная для неполнонапорных нагнетателей;

- схема с параллельной обвязкой, характерная для полнонапорных нагнетателей.

Проточная часть неполнопарных нагнетателей рассчитана на степень сжатия от 1,23 до 1,25, в то время как у полнопарных нагнетателей проточная часть сконструирована так, что при номинальной частоте вращения ротора степень сжатия достигает 1,45. Но неполнопарные нагнетатели также могут достичь степень сжатия 1,45 и более при двух- и трехступенчатом сжатии.

Схема компрессорной станции с параллельной обвязкой газоперекачивающего агрегата представлена на рисунке 1.

Технологический газ из магистрального трубопровода с условных диаметров 1220 мм поступает на узел подключения к компрессорной станции через охранный кран под номером 19. Данный кран необходим для автоматического отключения компрессорной станции от магистрального трубопровода при возникновении аварийных ситуаций на узле подключения или на комплексе компрессорной станции.

Рисунок 1. Принципиальная технологическая схема КС с параллельной обвязкой ГПА

За краном №19 следует входной кран под номером 7, расположенным на узле подключения. Кран №7 нужен для автоматического отключения компрессорной станции от магистрального газопровода. Рядом с входным краном №7 расположен обводной кран №7р, предназначенный для осуществления заполнения газом всей системы обвязки станции. Это необходимо для избегания газодинамического удара, возникающего при открытии крана №7 без предварительного заполнения газом всей системы коммуникаций станции и выравнивания давления между станцией и газопроводом.

Также на узле подключения расположен свечной кран №17, необходимый для стравливания излишнего газа в атмосферу или при проведении профилактических работ на компрессорной станции. Также он необходим при возникновении аварийных ситуаций.

Для очистки газа от механических примесей и лишней влаги после крана №7 установлены пылеуловители и фильтр-сепараторы.

Далее очищенный газ поступает по трубопроводу во входной коллектор компрессорного цеха, где он распределяется по входным трубопроводам газоперекачивающих агрегатов через кран под номером 1 на вход центробежных нагнетателей

После сжатия газа для получения необходимого давления в центробежных нагнетателях проходит через кран под номером 2 и попадает на установку охлаждения газа (АВО газа). Далее охлажденный газ через выходной кран № 8 попадает обратно в магистральный трубопровод.

Перед краном №8 устанавливается обратный клапан. Он необходим для того, чтобы предотвратить обратный поток газа из газопровода. Если возникает данный поток при открытии крана №8, то это может привести к обратной раскрутке центробежного нагнетателя и ротора силовой турбины, что ведет к аварии и серьезным последствиям.

Рядом с краном №8 также расположен свечной кран №18. Он установлен по ходу газа перед краном №8 и служит для тех же целей, что и свечной кран №17.

В периоды отключения компрессорной станции на профилактические мероприятия на узле имеется перемычка между входным и выходным узлом станции. Данная перемычка производит транзитную подачу газа минуя компрессорную станцию. На ней расположен кран под номер 20 для предотвращения транзита газа в период работы компрессорной станции.

На узле подключения компрессорной станции расположены камеры пуска и приема очистного оборудования магистрального трубопровода. Очистное устройство состоит из поршня со щетками и скребками. Очистное устройство, проходя от одной станции к другой, очищает трубопровод от механических примесей, влаги и конденсата, движется оно за счет разности давлений.

На магистральном газопроводе, после компрессорной станции, установлен и охранный кран № 21, назначение которого такое же, как и охранного крана № 19.

Газоперекачивающие агрегаты предназначены для повышения давления газа, транспортируемого по магистральному газопроводу. Выполнение этих функций обеспечивается определенной схемой обвязки центробежных нагнетателей. Нагнетатель природного газа типа 370-18-1 - это центробежная одноступенчатая компрессорная машина, имеющая степень сжатия 1,22-1,24. Начальное давление газа - давление газа при входе во всасывающий патрубок нагнетателя. Конечное давление газа - давление при выходе из нагнетательного патрубка. Степень повышения давления (или степень сжатия) - отношение конечного давления газа к его начальному.

На компрессорных станциях используют одно - и двухступенчатые схемы (группы ГПА) компримирования газа. Группа ГПА состоит из двух неполнонапорных центробежных нагнетателей, соединенных последовательно по газу с помощью крановой обвязки («гитары»). Расчетная степень сжатия в этой схеме (группе) обеспечивается двумя нагнетателями и составляет 1,45-1,50.

Газоперекачивающий агрегат ГТК-10-4, сконструированный и изготовленный на Невском машиностроительном заводе, предназначен для сжатия природного газа, транспортируемого по магистральным газопроводам.

Газотурбинная установка, входящая в состав агрегата, выполнена по открытому циклу, с регенерацией тепла по схеме с «разрезным валом». Это позволило получить установку, отличающуюся сравнительно простой конструкцией, высокой экономичностью и маневренностью.

Газоперекачивающий агрегат состоит из газотурбинной установки и нагнетателя природного газа (рисунок 2).

Рисунок 2 - Принципиальная схема ГПА

Где ОК - осевой компрессор; ТВД - турбина высокого давления; ТНД турбина низкого давления; Н - нагнетатель; Р - регенератор; КС - камера сгорания

Газотурбинная установка представляет собой две механических турбины, одна из которых турбина высокого давления для привода воздушного компрессор, a другая силовая турбина для привода газового нагнетателя, воздушный компрессор, камеру сгорания, воздухоподогреватель, кроме того, системы смазки, регулирования, защиты и управления.

Обе турбины сделаны в литом корпусе с внутренней тепловой изоляцией и являются одноступенчатыми. Ротор турбины высокого давления представляет из себя одновенечный диск, укрепленный на консоли вала воздушного компрессора и вращающийся в двух подшипниках. Одновенечный диск турбины низкого давления крепится на консоли силового вала, и также вращается в двух подшипниках. Передний подшипник силового вала принято считать опорным, а задний – опорноупорным.