Классификация газораспределительных станций

В зависимости от производительности, исполнения, количества выходных коллекторов газораспределительные станции условно делятся на три большие группы: ГРС малой (1,0-50,0 тыс. м³/ч), средней (50,0-160,0 тыс. м³/ч) и большой производительности (160,0-1000,0 тыс. м³/ч и более).

Также ГРС классифицируются по конструктивному признаку (рисунок 1). Они делятся на такие виды: станции индивидуального проектирования, блочно-комплектные ГРС (БК-ГРС) и автоматические ГРС (АГРС) [2].

ГРС

Индивидуального проектирования

Блочно-комплектные

Автоматические

С одним выходом БК-ГРС-I-30 БК-ГРС-I-80 БК-ГРСI-150

С двумя выходами БК-ГРС-II-70 БК-ГРС-II-130 БК-ГРС-II-160

АГРС-1/3, АГРС-1, АГРС-3, АГРС-10 Энергия-1М, Энергия-2 Ташкент-1, Ташкент-2 Исток

Рисунок 1 – Классификация газораспределительных станций

1.1 Станции индивидуального проектирования

Проектированием ГРС занимаются специализированные проектные организации в соответствии с действующими нормами, правилами технологического проектирования и разделами СНиП.

Станции индивидуального проектирование – это такие станции, которые располагаются вблизи крупных населенных пунктов и в капитальных зданиях. Преимуществом этих станций являются улучшение условий обслуживания технологического оборудования и бытовых условий для обслуживающего персонала.

1.2 Блочно-комплектные ГРС

БК-ГРС позволяют сильно сократить затраты и сроки на строительство. Основной конструкцией ГРС является блок-бокс, выполненный из трехслойных панелей заводского изготовления.

Наибольшая масса блок-бокса – 12 тонн. Степень огнестойкости – Ша. Расчетная температура наружного воздуха - 40°C, для северного варианта - 45°C. Поставка всех элементов блочно-комплектной ГРС осуществляется предприятием-изготовителем. На монтажной площадке блоки соединяются газопроводами и кабелями, оснащаются вспомогательным оборудованием (молниеотвод, продувочная свеча, прожекторы, охранная сигнализация и т.д.) и оградой, образуя законченный комплекс [2].

БК-ГРС предназначены для газоснабжения городов, населенных пунктов и промышленных предприятий от магистральных газопроводов с давлением газа 12-55 кгс/см² и поддержания выходного давления 3, 6, 12 кгс/см².

Блочно-комплектные ГРС могут быть с одной или двумя выходными линиями к потребителям (рисунки 2 и 3). Известны БК-ГРС шести типоразмеров. С одним выходом на потребителя три типоразмера – БК-ГРС-I-30, БК-ГРС-I-80, БК-ГРС-I-150. А также три типоразмера с двумя выходами на потребителя - БК-ГРС-II-70, БК-ГРС-II-130 и БК-ГРС-II-160 [3].

Рисунок 2 – Структурная схема ГРС с одним потребителем

Рисунок 3 - Структурная схема ГРС с двумя потребителями

БК-ГРС всех типоразмеров применяют в России и странах СНГ, но все они на монтажной площадке подвергаются реконструкции по индивидуальным проектам, так как имеют существенные конструктивные недостатки в блоках очистки, обогрева, редуцирования и учета газа.

1.3 Автоматические ГРС

Автоматические ГРС содержат в основном те же технологические узлы, что и ГРС индивидуального или блочно-комплектного вида. На монтажной площадке они так же оснащаются вспомогательным оборудованием и оградой, как БК-ГРС. АГРС в отличие от ГРС других типов работают по безлюдной технологии.

Данные станции предназначены для снижения высокого давления (55 кгс/см²) природного, попутного нефтяного, искусственного газов, не содержащих агрессивных примесей, до заданного низкого (3-12 кгс/см²), поддержания его с заданной точностью ±10%, а также для подготовки газа перед подачей потребителю в соответствии с требованиями ГОСТ 5542-2014[3,1].

Все АГРС предназначены для эксплуатации на открытом воздухе в районах с сейсмичностью до 7 баллов по шкале Рихтера, с умеренным климатом, при температуре окружающего воздуха от минус 40 до 50°C с относительной влажностью 95% при 35°C.

В процессе эксплуатации АГРС выявляются существенные конструктивные недостатки, которые сводятся в своем большинстве к следующим:

- выход из строя регуляторов давления газа вследствие выпадения конденсата в процессе редуцирования газа в виде хлопьев льда и прихват ими клапана регулятора;

- выход из строя в зимнее время приборов КИП из-за низких температур в блоках КИП и сигнализации, обогреваемых осветительными лампами.

2 Технологические схемы и принцип работы ГРС разных видов

2.1 Технологическая схема и принцип работы ГРС индивидуального проектирования

Существуют различные технологические схемы ГРС. Рассмотрим технологическую схему на примере ГРС-5 (рисунок 4)[2].

Газ из магистрального газопровода ГМ1 под давлением поступает через изолирующий фланец ФИ1, входной кран КВ в узел редуцирования первой ступени УР1. Узел редуцирования содержит входной КЛ1 и выходной КЛ2 коллекторы. Газ из выходного коллектора поступает в рабочую нитку, состоящую из трех параллельно подключенных линий Л1-Л3 с запорными кранами К1-К3 и задвижками К4-К6. С помощью задвижек К4-К6 осуществляется ручное редуцирование газа под давлением 3 Мпа. Имеется также обводная линия с клапаном К7. В узле редуцирования предусмотрена резервная нитка, имеющая одинаковое с рабочей ниткой оборудование: линии Л4-Л6, запорные краны К8-К10, задвижки К11-К13 и обводной клапан К14. В выходном коллекторе установлены основной К17 и резервный К18 трехходовые краны с предохранительными клапанами КП1-КП4, которые обеспечивают защиту коллектора от чрезмерного повышения давления.

Из выходного коллектора первой ступени редуцирования газ направляется через одоризационную установку с рабочей емкостью Е1, изолирующий фланец ФИ2 в магистральный газопровод ГМ2 и в узел редуцирования второй ступени УР2. Через магистральный газопровод ГМ2 может осуществляться поставка газа крупному потребителю, например, газоперерабатывающему заводу или наоборот, получение газа с этого завода и его подача в узел редуцирования второй ступени.

В узел редуцирования второй ступени газ поступает через узел переключения УПР, содержащий клапаны К61-К65, трехходовой кран К66 с предохранительными клапанами КП5, КП6 и узел очистки УО, состоящий из входного КЛ3, выходного КЛ4 коллекторов, входных К19, К21, К23, К25, К27 кранов с обводными кранами К29-К33 меньшего условного диаметра, выходных кранов К20, К22, К24, К26, К28, газосепараторов ГС1-ГС5 с сетчатыми насадками. Имеется также обводной кран К34 узла очистки. Входной КЛ5 и выходной КЛ6 коллекторы узла редуцирования соединены линиями редуцирования Л7-Л14, оснащенные входными запорными кранами К35-К42, регуляторами РД1РД8, выходными запорными кранами К43-К50. Для редуцирования и поддержания постоянного давления газа на выходе в качестве регуляторов РД1-РД8 использованы устройства типа РДУ и ЛОРД-150.

После выхода из узла редуцирования газ поступает во входной коллектор КЛ7 узла учета УУ, который соединен с выходным коллектором КЛ8 линиями измерения расхода газа Л15-Л19.

Рисунок 4 – Технологическая схема ГРС-5. Индивидуальный проект.

Эти линии оснащены измерительными диафрагмами Д1-Д5, а также входными К51-К55 и выходными К56-К60 запорными кранами. Из выходного коллектора КЛ8 газ, проходя через краны К62, К64 узла переключения, одоризационную установку УО2 с рабочей емкостью Е2 и изолирующий фланец ФИ3, поступает в распределительный газопровод ГР. Рабочие емкости одоризационных установок периодически пополняются из подземной емкости Е3 хранения одоранта.

2.2 Технологическая схема и принцип работы БК_ГРС

В качестве примера рассмотрим технологическую схему блочно-комплектной ГРС марки БК-ГРС-I-30 (рисунок 5) [2].

ГРС работает следующим образом. Газ высокого давления поступает в блок переключений БПР, состоящий из кранов К1, К2, на входном и выходном газопроводах, обводной линии Л1 с клапанами К3, К4, трехходового крана К5, предохранительных клапанов КП1, КП2, и линии сброса Л2 на свечу с краном К6 из линии высокого давления. Из блока БПР газ направляется в блок очистки БОЧ, состоящий из двух мультициклонных пылеуловителей МЦП1, МЦП2, запорных клапанов К7-К10, обводной линии Л3 с клапаном К11. Клапаны К7-К11 позволяют отключать один или два мультициклона для очистки и ремонтных работ, перепустив при этом газ через один из мультициклонов или обводную линию Л3. Мультициклоны предназначены для очистки газа от механических примесей и конденсата. Слив конденсата из пылеуловителей автоматизирован с помощью регуляторов уровня и клапанов с мембранным приводом.

Очищенный газ поступает в блок подогрева БПД. Подогрев газа осуществляется огневым подогревателем типа ПГА-10.

Из блока подогрева газ поступает в блок редуцирования БР, состоящий из двух линий Л4, Л5: рабочей и резервной. Обе линии имеют одинаковое оборудование и их функции периодически меняются. На линиях редуцирования установлены краны К12, К13 с пневмоприводом, регуляторы давления газа РД1 и РД2 типа РД-100-64 и краны К14, К15 с ручным приводом на выходе. В случае выхода из строя рабочей линии система «Защита-2» срабатывает при повышении давления газа на выходе из блока редуцирования, с которым она связана с помощью импульсной линии Л6, которую можно перекрыть краном К16.

Из блока редуцирования БР газ поступает в блок учета БУ (измерения расхода) газа, состоящий из двух ниток Л7, Л8: рабочей и резервной. Расход газа измеряется камерными диафрагмами Д1 и Д2 типа ДК-100 и регистрируется дифманометрами-расходомерами ДР. Краны К17-К20 позволяют осуществлять переключение рабочей и резервной линий Л7, Л8.

Рисунок 5 – Технологическая схема ГРС марки БК-ГРС-I-30

Газ после блока учета проходит через блок переключения и попадает в блок одоризации БОД, где установлен универсальный одоризатор типа УОГ-1. Блок содержит расходную РС1, подземную РС2 емкости, уровнемер У, смотровое окно СО и вентили для управления работой блока.

После выхода из блока одоризации газ поступает в сеть к потребителям.

На входном и выходном газопроводах всех типоразмеров БК-ГРС устанавливаются изолирующие фланцы ФИ1, ФИ2, препятствующие проникновению блуждающих токов на оборудование станции.

Система аварийно-предупредительной сигнализации обеспечивает подачу нерасшифрованного сигнала ДО и пульт диспетчера ЛПУ при нарушениях работы станции.