Компрессорная станция “Москово”

Перечень основного  технологического оборудования и объектов компрессорного цеха КС – 5 приведен в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Перечень основного оборудования и объектов компрессорного цеха

Наименование	Количество	Примечания
Газоперекачивающий агрегат  ГТК-10-4	5
Газоперекачивающий агрегат  ГПА 16Р «Уфа»	3
Аппарат воздушного охлаждения газа	12	«Ново-Пиньон»
Пылеуловитель	6	Циклонный типа
Сепаратор высокого давления	2
Сепаратор низкого давления	2
Блок подготовки  топливного, пускового и импульсного газа	1	для агрегатов ГТК-10-4
Установка подготовки газа	1	для агрегатов ГПА 16Р-«Уфа»

 

Кроме компрессорных  цехов, в комплекс КС входят: котельные, узлы дальней и внутренней связи, механические мастерские, автотранспортные парки, системы водоснабжения и  канализации. На КС имеется химическая лаборатория, которая проводит анализы масла, воды, а также проверяет загазованность объектов.

          Когда компрессорная станция  не работает, газ пропускается  только по газопроводу. Максимальное  давление газа  на  входе   в КС  составляет от 50  кгс/см²,  а на выходе до 76  кгс/см², но в зависимости от потребления давление меняется. В зависимости от мощности и числа газоперекачивающих агрегатов, компрессорная станция способна перекачивать от 50 до 150 млн. м³ газа в сутки.

          Основные  производственные задачи КС заключаются в обеспечении надежной, экономичной и бесперебойной работы турбокомпрессорного, технологического и вспомогательного оборудования в заданном технологическом режиме.

          Режим  работы  компрессорной  станции  круглосуточный и круглогодичный.

 

2. Обоснование экономической эффективности реконструкции газокомпрессорной станции КС-5 «Москово»

 

2.1 Цели реконструкции КС-5 «Москово»

 

Установленные в 1980 году на КС-5 «Москово» при Дюртюлинском ЛПУ МГ ООО «Баштрансгаз» ОАО «Газпром» газопровода Уренгой-Новопсков агрегаты  ГТК-10-4 к октябрю 2005 г. полностью выработали свой ресурс (каждый из восьми агрегатов проработал свыше 100 тыс. часов). К концу службы металлоемкие ГТК-10-4  характеризовались низкими значениями располагаемой мощности (6…7 МВт), КПД не превышающим 29% (что приводило к повышенному расходу топливного газа), повышенной теплоотдачи, повышенными шумовыми характеристиками, увеличением расходов на ремонтно-техническое обслуживание (РТО) при низкой её эффективности. 

В условиях, когда производить новое строительство нецелесообразно учитывая реальные ограниченные объемы капитальных вложений и высокую загрузку газотранспортной системы, а модернизация не дает ощутимых результатов, реконструкция является единственно приемлемым способом обновления основных фондов, повышения уровня промышленной безопасности и эффективности работы ГТС.

Поэтому ОАО “Газпром”  был взят курс на реконструкцию, основными  целями которой были приняты: уменьшение эксплуатационных затрат на транспорт  газа; уменьшение выбросов в окружающую среду; уменьшение шумового и теплового загрязнений; переход на качественно новый уровень обслуживания и управления ГПА; сокращение металлоемкости и уменьшение габаритов ГПА. продление ресурса компрессорного цеха;

В ООО «Баштрансгаз» для оценки эффективности реконструкции газокомпрессорной станции был разработан и применен метод, основанный на системном, комплексном подходе к реконструкции, экономическом анализе проводимых мероприятий в сравнение с базовым вариантом, не предусматривающим реконструкцию, а предполагающем продолжение эксплуатации старых газоперекачивающих агрегатов.

Одним из принципов метода является то, что проведение реконструкции  было запланировано на основе подробной  информации о фактическом техническом  состоянии объектов КС, полученной по результатам проведенного технического диагностирования газоперекачивающих агрегатов, центробежных нагнетателей (ГПА, ЦБН,) технологических трубопроводов, пылеуловителей, аппаратов воздушного охлаждения газа (АВО газа), запорно-регулирующей арматуры (ЗРА), здания цеха, оборудования энергохозяйства и др. В результате чего были определены потенциально-опасные места и получена интегральная картина технического состояния объектов КС-5, дополнившая основные критерии вывода объекта в реконструкцию.

 

2.2 Капитальные вложения в реконструкцию КС-5 «Москово»

 

Один из основных путей сокращения сроков сооружения объектов и скорейшего ввода в действие мощностей для  повышения эффективности работы газотранспортной системы в целом  было перенацеливание различных источников финансирования. На промплощадке КС «Москово» одновременно проводится замена агрегатов, строительство вспомогательных зданий и сооружений (узел подготовки топливного, пускового и импульсного газа (УПТПИГ), здание насосной масел, энергоблока, склад ГСМ, дизельная электростанция и др.) и капитальный ремонт технологических трубопроводов компрессорного цеха методом сплошной переизоляции.

Использование существующих фундаментов  ГТК-10-4 (при небольшой доработке  после проведенного обследования) для  агрегата ГПА-16Р, а также применение существующего корпуса нагнетателя газоперекачивающего агрегата при замене только сменной проточной части (СПЧ) на СПЧ большей производительности обеспечило существенное сокращение времени реконструкции и капитальных вложений.

 

2.3 Технико-экономические показатели ГПА

 

По сравнению с установленными на КС-5 «Москово» газоперекачивающими агрегатами ГТК-10-4, которые в настоящее время в основном выработали назначенный моторесурс, а так же морально и физически устарели, агрегаты ГПА-16Р «Уфа» позволяют в сравнительно короткие сроки проводить реконструкцию компрессорных станций в условиях действующего цеха, а также добиться существенного экономического эффекта.

Газоперекачивающие агрегаты ГПА-16Р «Уфа» созданы на базе авиационного двигателя АЛ-31СТ, которые в сравнении с другими выпускаемыми в настоящее время агрегатами имеют лучшие показатели по большинству параметров. Устанавливаемые ГПА-16Р «Уфа» позволят повысить надежность работы компрессорной станции, оптимизировать режим работы газопровода, уменьшить количество работающих агрегатов и осуществить экономию природного газа на собственные нужды.

Конструкция газоперекачивающего  агрегата ГПА-16Р «Уфа» разработана  с учетом опыта отечественных и зарубежных фирм по данному направлению. Сравнительная характеристика ГПА-16Р и ГТК-10-4 приведена в таблице 1.3.  Агрегаты ГПА-16Р «Уфа» позволят добиться ощутимого экономического эффекта за счет: увеличения коэффициента полезного действия агрегата с 29% (ГТК-10-4) до 35% (ГПА-16Р «Уфа»); повышения номинальной мощности с 10 до 16 МВт; уменьшения количества работающих агрегатов за счет замены СПЧ на СПЧ с большей производительностью; уменьшения расхода топливного газа (5 новых агрегатов ГПА-16Р «Уфа» в сравнение с 8  ГТК-10-4).

Таблица 1.3 - Сравнительные характеристики ГПА

Наименование показателя	Значение для
	ГТК- 10-4	ГПА-16Р «Уфа»
Номинальная мощность, МВт	10	16
Безвозвратные потери смазочных  масел:
- масла ТП-22, кг	1,5	0,5
- масла «Петрим», кг	-	0,5
Номинальный расход топливного газа, м3/час	3700	4750
Расход газа на один пуск, м3/час	1450	130
Потребление электроэнергии, кВт/час	60	87
Производительность ЦБН, млн. м3/сут.	18,3	35

 

Перечень основного технологического оборудования и объектов компрессорного цеха КС – 5 приведен в таблице 1.4.

Таблица 1.4 – Перечень основного оборудования и объектов компрессорного цеха

Наименование	Количество	Примечания
Газоперекачивающий агрегат  ГТК-10-4	5
Газоперекачивающий агрегат ГПА 16Р «Уфа»	2
Аппарат воздушного охлаждения газа	12	«Ново-Пиньон»
Пылеуловитель	6	Циклонный типа
Сепаратор высокого давления	2
Сепаратор низкого давления	2
Блок подготовки  топливного, пускового и импульсного газа	1	для агрегатов ГТК-10-4
Установка подготовки газа	1	для агрегатов ГПА 16Р-«Уфа»

 

Таблица 1.5 - Сравнительный анализ технических показателей существующих и перспективных ГПА.

Наименование технического показателя	ГПА-10-4	ГПА-16Р “Уфа”
ГТУ
Базовая номинальная мощность двигателя ГТУ в стационарных условиях, МВт.	10	16
Эффективный КПД в  стационарных условиях, %	28	35
Давление топливного газа, МПа.	1,5	3,0
Расход топливного газа на номинальном режиме, м3/ч.	3600	4760
Удельный расход топливного газа, м3/кВт∙ч.	0,36	0,297
Давление пускового  газа, МПа	1,5	0,5
Расход пускового газа, кг/с.	1,11	2
Время запуска агрегата без учета предпусковой подготовки, мин.	»20	»10
Нагнетатель
Степень сжатия при расчетных  свойствах газа	1,2	1,45
Номинальная частота  вращения ротора, об/мин.	4800	5300
Диапазон частот вращения ротора, об/мин.	3300…5000	3700…5565
Производительность при  стандартных условиях, млн.м3	37	35

 

Таблица 1.6 - Сравнительный анализ технических показателей работающих ГПА

Показатели	ГТК-10-4	ГПА-16Р «УФА»
ГТУ
Номинальная мощность на выходном валу силовой турбины (в  станционных условиях), МВт	≈ 7 - 8,07	15,6
Эффективный КПД (в станционных  условиях), %	≈ 22,6	34
Удельный расход топливного газа, кг/кВт∙ч	≈ 0,47	0,295
Масса газотурбинной  установки, т	53	20
Габаритные размеры (длина, ширина, высота)	9720/4300/3305	5235/1960/2100
Наработка	≈ 130,36 тыс. часов	600 часов
Нагнетатель
Степень сжатия	≈ 0,9	≈ 1,3
Частота вращения ротора (номинальная)	≈ 3880	≈ 5000
Диапазон вращения	3300 - 5000	3700…5565
Производительность при  стандартных условиях, млн.м3/сут.	≈ 27,2	≈ 32

По этим двум таблицам видно, что ГПА-16Р-Уфа превосходит  старый агрегат ГТК-10-4 по самым важным для перекачки газа параметрам, показывая  больший КПД, высокую мощность и  степень сжатия, а также экономичность в работе.

 

3 Эксплуатация ГПА

3.1  Общие сведения о двигателе АЛ-31 СТ

Двигатель АЛ-31 СТ предназначен для привода ротора нагнетателя газоперекачивающего агрегата (ГПА). В качестве топлива для двигателя используется природный газ.

Конструктивно двигатель выполнен в виде двух модулей: модуля газогенератора (ГГ) и модуля силовой турбины (СТ).

Газогенератор двигателя, разработанный на базе авиационного двухконтурного турбо-реактивного  двигателя, выполнен по двухвальной  схеме.

Модули ГГ и СТ собраны на отдельных рамах. При стыковке модулей их рамы соединяются болтами, образуя единую раму, являющуюся основным элементом силовой схемы двигателя. Задний фланец ГГ жестко крепится к переднему фланцу СТ.