Материал: Реконструкция компрессорных станций с заменой технологического оборудования

Реконструкция компрессорных станций с заменой технологического оборудования

Негосударственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«Нефтяной техникум»

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Тема: Реконструкция компрессорных станций с заменой технологического оборудования

Специальность: Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ

Выполнил:

Зинатуллин Марат Махмутович

Руководитель:

Волохин Роман Александрович

Ижевск 2015 г

Содержание

1.Введение

.1 Цель, задачи и объект исследования

.2 Актуальность темы

.3 Нефтяная промышленность РФ: перспективы, особенности развития и основные проблемы

.4 Что такое реконструкция и компрессорная станция?

.Основная часть

.1 Общая часть

.1.1 Краткая информация о КС «Юбилейная»

.1.2 Данные о топографии и расположении объекта

.2 Технологическая часть

.2.1Описание технологической схемы цеха до реконструкции

.2.2 Краткая характеристика оборудования цеха

.2.3 Компрессорный цех с агрегатами ГТК-10-4

.2.4 Установка охлаждения газа

.2.5 Трубы, арматура, соединительные детали трубопроводов

.2.6 Расчет компрессорного цеха №3 КС «Юбилейная»

до реконструкции

.2.2 Расчет КЦ №3 после реконструкции

.3 Организационная часть

.3.1 Анализ технических решений по реконструкции

.3.2 Описание технологических решений по

реконструкции КЦ №3

.3.3 Расчет пылеуловителей КЦ «Юбилейная»

.3.4 Установка подготовки топливного и импульсного газа

.3.5 Компоновочные монтажные решения

.3.6 Теплозвуковая и противокоррозионная изоляция трубопроводов и

оборудования

.3.7 Автоматическое газовое пожаротушение

.3.8 Охрана окружающей среды

Заключение

Список литературы

1. Введение

.1 Цель исследования - анализ реконструкции компрессорного цеха.

Задачи исследования - исследование - изучение установки нового оборудования, как основного, так и вспомогательного для обеспечения бесперебойной подачи газа по магистральному газопроводу от мест добычи к потребителю.

Объект исследования - цех компрессорной станции "Юбилейный"

.2 Актуальность темы

Развитие газовой и ряда смежных отраслей промышленности сегодня в значительной степени зависит от дальнейшего совершенствования эксплуатации и обслуживания систем трубопроводного транспорта природных газов из отдаленных и порой слабо освоенных регионов в промышленные и центральные районы страны.

Оптимальный режим работы компрессорных станций в значительной степени зависит от типа и числа газоперекачивающих агрегатов (ГПА), установленных на станции, их энергетических показателей и технологических режимов работы.

Основными типами ГПА на КС в настоящее время являются: агрегаты с приводом от газотурбинных установок (ГТУ), электроприводные агрегаты и поршневые газомотокомпрессоры. Особенности работы газотурбинного привода в наилучшей степени, среди отмеченных типов ГПА, отвечают требованиям эксплуатации газотранспортных систем: высокая единичная мощность (6 - 25 МВт), небольшая относительная масса, блочно-комплектная конструкция, высокий уровень автоматизации и надежности, автономность привода и работа его на перекачиваемом газе. Именно поэтому этот вид привода получил наибольшее распространение на газопроводах (свыше 85% общей установленной на КС мощности агрегатов). Остальное приходится на электрический и поршневой тип привода.

Мощная и разветвленная система МГ с тысячами установленных на них ГПА, многие из которых выработали свой моторесурс, обязывают эксплуатационный персонал КЦ и производственных предприятий по обслуживанию газопроводов детально знать технику и технологию транспорта газов, изучать опыт эксплуатации и на основе этого обеспечить, прежде всего, работоспособность и эффективность эксплуатации установленного энергомеханического оборудования КС.

В данной работе предусматривается установка нового оборудования, как основного, так и вспомогательного, что обеспечит бесперебойную подачу газа по магистральному газопроводу от мест добычи к потребителю.

.3 Нефтяная промышленность РФ: перспективы, особенности развития и основные проблемы

Проблемы нефтяной промышленности России.

Нефтяная и газовая промышленность России являются связанными, поэтому им приходится сталкиваться практически с одинаковыми и серьезными проблемами. После кризиса в стране, который прошел в 2009 году, в этой сфере деятельности появилось очень много серьезным негативным последствий. Особенно это отразилось на сейсмических исследованиях, от которых отказалось огромное количество крупных компаний, функционирующих в сфере нефтяной промышленности. Главным регионом, в котором осуществляется добыча нефти, считается Западная Сибирь, однако даже здесь в последнее время наблюдается сокращение добычи нефти, так же как и в Урало-Поволжье. Можно выделить несколько основных проблем, с которыми приходится сталкиваться нефтяной промышленности:

.Замедление скорости добычи нефти в связи подорожанием этих работ, а также в результате того, что месторождения находятся в труднодоступных местах;

.Невысокий показатель извлечения нефти, что приводит к нерациональному использованию ресурса;

.Использование устаревшего и изношенного оборудования и техники в процессе добычи нефти; некачественная утилизация и применение нефтяного попутного газа;

.Нерациональное применение новых инновационных технологий в процессе добычи нефти.

Однако даже при наличии таких существенных проблем нефтяная промышленность России выпускает качественные нефтепродукты, характеристики которых удовлетворяют требованиям мирового рынка.

Развитие отрасли.

Много внимания со стороны государства уделяется эффективному и рациональному развитию данной сферы деятельности. При этом главным направлением является решение всех многочисленных проблем, а также осуществляется увеличение мощностей крупных компаний. Дополнительно развитие направлено на соединение процессов ручного труда с автоматическими системами, при котором на природу не будет оказываться серьезного негативного воздействия. В результате в настоящее время наблюдается создание новых центров, специализирующихся на добычи нефти на востоке РФ, а также в Каспийском регионе. Создаются новые маршруты для экспорта нефти, а также всевозможных нефтепродуктов. Увеличиваются при этом мощности практически всех нефтеналивных терминалов, а также растут резервы нефтетранспортных мощностей.

Перспективы развития промышленности.

Можно отметить, что существуют хорошие перспективы для того, чтобы нефтяная промышленность в РФ развивалась быстро и качественно. Это обусловлено тем, что в стране имеется большое количество ресурсов нефти, которые при этом являются неразведанными, поэтому можно утверждать, что государство обладает огромными и ценными ресурсами. Специалисты указывают на то, что количество неразведанной нефти во много раз превышает объем, который был получен за все время ее добычи. Поэтому в перспективе ожидается, что будут открываться новые месторождения, которые увеличат количество нефти в стране, что приведет к ее эффективному развитию. Одновременно с этим нефтяная промышленность России постоянно находится под контролем государства, в результате чего в нее постоянно внедряются новейшие и модернизированные технологии и инновации, что приводит к тому, что осуществлять добычу ресурса становится все проще, а сам процесс не занимает много времени. Минтопэнерго России постоянно принимает множество законопроектов и продолжений, которые направлены на стимулирование использования в процессе добычи нефти модернизированных и уникальных методов, которые устранят практически все проблемы, связанные с нефтяной промышленностью. Также следует выделить, что российские компании, которые работают в сфере добычи нефти, начинают более плотно и эффективно сотрудничать с иностранными фирмами, обмениваясь при этом различными технологиями и инновациями. Это приводит к тому, что к этой сфере деятельности привлекается большое количество иностранного капитала, а также в процессе добычи нефти российские организации используют усовершенствованное оборудование и уникальные технические разработки. При этом все фирмы учитывают топливные балансы, чтобы не увеличить предельно допустимые нормы добычи нефти. Россия - это страна, в которой имеется огромное количество нефти, поэтому можно быть уверенным, что нефтяная промышленность всегда будет высокоэффективной, а при этом будет положительно влиять на развитие страны в целом.

1.4 Что такое реконструкция и компрессорная станция?

Реконструкция - процесс изменения устаревших объектов, с целью придания свойств новых в будущем. Реконструкция, независимо от её содержания, это составная часть планирования.

Компрессорная станция - стационарная или подвижная (другое наименование - передвижная или самоходная) установка, предназначенная для получения сжатых газов <https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%A1%D0%B6%D0%B0%D1%82%D1%8B%D0%B9_%D0%B3%D0%B0%D0%B7&action=edit&redlink=1>. Получаемый сжатый газ или воздух может использоваться как энергоноситель (для пневматического инструмента), сырье (получение отдельных газов из воздуха), криоагент <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B8%D0%BE%D0%B0%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D1%82> (азот).

Станция состоит из компрессора <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%BE%D1%80> и вспомогательного (дополнительного) оборудования. Чаще всего компрессорная станция представляет собой блок-бокс, в котором и размещается всё установленное оборудование с обвязкой. Часто станции оснащаются такими системами как - системами пожаротушения, освещения, вентиляции, сигнализации, газоанализа и т.д.

Компрессорные станции (в отличие от компрессорных установок) эксплуатируются на открытом воздухе даже при отрицательных температурах в зимний период времени.

Воздушные компрессорные станции

Сжатый воздух, получаемый от воздушных КС, используются на предприятиях в различных целях:

подачи воздуха на пневмоприводы <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BD%D0%B5%D0%B2%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%B2%D0%BE%D0%B4_%D0%B0%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D1%8B> дистанционно управляемой трубопроводной арматуры <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%80%D1%83%D0%B1%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B0%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0>;

для пуска дизельных электростанций;

инициализации различных устройств автоматики <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%A1%D0%A3_%D0%A2%D0%9F>;

пневмоиспытаний <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%B8%D1%81%D0%BF%D1%8B%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5> оборудования;

подключения в производственных помещениях различных пневмоинструментов (гайковёртов <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D0%B9%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D1%91%D1%80%D1%82>, шлифмашинок и пр.) и др.

для обеспечения сжатым воздухом, высокого и низкого давления, Кузнечно-штамповочного производства агрегатов квазиударного и ударного действия, а также для формирования газовоздушной смеси для работы нагревательных, термических печей.

Для выполнения этих функций применяются системы, в состав которых входят компрессорные станции, ресиверы <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D1%81%D0%B8%D0%B2%D0%B5%D1%80_(%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%83%D0%B4)> и трубопроводы подачи сжатого воздуха. В состав самих компрессорных станций могут входить воздушные фильтры <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%84%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D1%82%D1%80>, холодильники <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A5%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B8%D0%BA>, масловлагоотделители, адсорберы <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%B4%D1%81%D0%BE%D1%80%D0%B1%D0%B5%D1%80>, электронагреватели <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%B3%D1%80%D0%B5%D0%B2%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C>, насосы <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B0%D1%81%D0%BE%D1%81>.

Газовые компрессорные станции

Для перекачки природного <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B3%D0%B0%D0%B7> и нефтяного газа <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B6%D0%B8%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%83%D0%B3%D0%BB%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D1%8B> используются специальные компрессорные установки. На магистральных газопроводах <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4> устанавливаются газоперекачивающие станции, в которых для привода компрессора зачастую служит турбовальный двигатель <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%83%D1%80%D0%B1%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C>, питающийся газом из газопровода - например, газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-6,3У, построенный на базе двигателя НК-12СТ <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%9A-12>. КПД таких установок высок по сравнению, например, с электрическими, так как нет многоступенчатого преобразования тепловой энергии горения газа в энергию пара, затем в механическую, электрическую с трансформацией в нескольких подстанциях <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%8F>и только потом во вращение компрессора - с потерями на всех ступенях.

Для заправки природным газом (метаном) автомобилей (как правило, автобусов <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%B1%D1%83%D1%81>) существуют газонаполнительные компрессорные станции - АГНКС <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%8F>. На них газ из магистрального газопровода очищается и давление его повышается до требуемых для заправки 20-25 МПа <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%81%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D1%8C_(%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B0_%D0%B8%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F)>.

2. Основная часть

.1 Общая часть

.1.1 Краткая информация о компрессорной станции «Юбилейная»

Компрессорная станция КС расположена на 382-м км системы газопроводов «Пунга-Вуктыл-Ухта-Торжок».

КС состоит из 3-х цехов (очередей). Цех №2 подключен к МГ «Пунга-Вуктыл-Ухта» (Ду=1200 мм, Ру=5,4 МПа); цех №3 к МГ «Пунга-Вуктыл-Ухта» (Ду=1400 мм, Ру=7,5 МПа); цех №4 к МГ «Пунга-Ухта-Грязовец» (Ду=1400 мм, Ру=7,5 МПа). Газ высокого давления, из магистральных газопроводов, поступает через входные шаровые краны №7; 7а (Ду 1000) узлов подключения компрессорных цехов, во всасывающие газопроводы-шлейфы, и на входные коллекторы батарей циклонных пылеуловителей (ПУ): 5-и ПУ цеха №2; 6-и ПУ цеха №4, - производительностью 20 млн. нм3/сут каждый и 6-и ПУ цеха №3 (производительность каждого 20 млн. нм3/сут). В циклонных пылеуловителях газ очищается от механических и жидких примесей. После очистки, газ в цехах №3 и 4 попадает во всасывающий коллектор (Ду 1000) газоперекачивающих агрегатов, из которого направляются в параллельно работающие 3 группы из 2-х последовательно работающих нагнетателей Н-370-18-1 6-и (3*2) агрегатов ГТК 10-4 (плюс 2 в резерве), где сжимаются до проектного давления 7,4 МПа. Сжатый центробежными нагнетателями, газ под давлением 7,4 МПа поступает в нагнетательный коллектор (Ду 1000) и далее по трубам (Ду 1000) направляется к установкам из 7 аппаратов воздушного охлаждения газа. Охлажденный газ по входным шлейфам (Ду 1000) направляется к узлам подключения, попадая через краны №8; 8а в магистральный газопровод. Для цеха №2: газ после очистки поступает во всасывающий коллектор Ду 700 центробежных нагнетателей Н-300-1,23, 4-х газоперекачивающих агрегатов ГТ-6-750, работающих параллельно 2-я группами по два агрегата, (плюс один ГПА в резерве), где сжимается до проектного давления 5,4 МПа и через выходные шлейфы (Ду 700), и краны №8; 8а узла подключения попадает в магистральный газопровод.

Таблица 1.1. Технологическое оборудование цехов КС «Юбилейная»