Компрессорные и насосные станции магистральных трубопроводов

Принципиальная схема  импульсного газа приведена на Рис. 2.7. Существуют три точки отбора импульсного  газа из технологических трубопроводов  КС (Рис. 2.27): отбор до и после крана  № 20; отбор из выходного трубопровода КС до узла охлаждения и отбор из входного трубопровода КС после узла очистки.

 

 

Рисунок 2.7-Принципиальная схема импульсного газа

    

Рисунок 2.7.1-Принципиальная схема отбора и разводки импульсного газа

 

Далее трубопровод импульсного  газа объединяется в общий коллектор  и поступает на узел подготовки импульсного  газа (УПИГ), где происходит его очистка  и осушка.

В состав УПИГ входит следующее  оборудование: фильтр-сепараторы, адсорберы, огневой подогреватель, газовый  ресивер, запорная арматура, контрольно-измерительные  приборы, трубопроводы и гибкие резиновые  шланги.

Фильтр-сепараторы предназначены  для очистки импульсного газа от механических примесей и влаги. Адсорберы  предназначены для осушки импульсного  газа путем поглощения воды, находящейся  в газе. Поглощение осуществляется адсорбентом, находящимся в полости  адсорберов. В качестве адсорбента используются селикагель или циолит. Степень очистки и осушки импульсного  газа должна исключать заедание и  обмерзание исполнительных органов  при низких температурах наружного  воздуха.

Как правило, из двух адсорберов в рабочем режиме поглощения влаги  находится один. Другой адсорбер находится  в режиме восстановления адсорбента. Восстановление осуществляется путем  пропускания части подогретого  до высокой температуры газа (около  300 °С) через увлажненный адсорберт. Дело в том, что при достижении предельной влажности, селикагель теряет способность дальнейшего поглощения влаги и для возобновления его адсорбционных свойств через него пропускают горячий теплоноситель. Осушку селикагеля проводят один раз в 2-3 месяца. Для подогрева газа используется огневой подогреватель. Цикл регенерации селикагеля длится примерно 4-6 ч, цикл охлаждения 2-4 ч.

При эксплуатации УПИГ с  помощью контрольно-измерительных  приборов осуществляется контроль за давлением и температурой газа, его  расходом и точкой росы, которая  должна составлять - 25 °С.

После УПИГ газ поступает  ко всем общестанционным кранам на узел подключения, режимным и агрегатным кранам, а также на низкую сторону  к кранам топливного и пускового  газа.

2.8. Система топливного  и пускового газа на станции

Система топливного и пускового  газа предназначена для очистки, осушки и поддержания требуемого давления и расхода перед подачей  его в камеру сгорания и на пусковое устройство (турбодетандер).

Газ для этих систем, аналогично как и для системы импульсного  газа, отбирается из различных точек  технологических коммуникаций КС: на узле подключения до и после крана  № 20, из выходного коллектора пылеуловителей и выходного шлейфа компрессорного цеха - перед аппаратами воздушного охлаждения газа.

Система топливного и пускового  газа имеют блочное исполнение и  включают в себя следующее оборудование (Рис. 2.8): циклонный сепаратор, или блок очистки, фильтр-сепаратор, или блок осушки, подогреватели, блок редуцирования пускового и топливного газа, трубопроводы, замерное устройство, краны № 9, 12, 14 и 15, а также стопорные и регулирующие клапаны топливной системы, пусковое устройство или турбодетандер (ТД).

Работа системы осуществляется следующим образом: газ, отбираемый из технологических коммуникаций КС, поступает на блок очистки или  газосепаратор 1, где происходит его  очистка от механических примесей. Далее газ поступает в фильтр-сепаратор 2, где происходит его более глубокая очистка от механических примесей и  влаги. Затем газ поступает в  подогреватель 3 типа ПТПГ-30, где подогревается  до температуры 45-50 °С. Огневой подогреватель  представляет собой теплообменник, в котором трубный пучок газа высокого давления погружен в раствор  диэтиленгликоля. Диэтиленгликоль  подогревается за счет использования  камеры сгорания этого устройства.

 

 

 

Рисунок 2.8- Система топливного и пускового газа

Подогрев газа осуществляется с целью обеспечения устойчивой работы блоков редуцирования и недопущения  его промерзания, что может нарушить устойчивую работу системы регулирования  ГТУ.

Перед блоком редуцирования  газ разделяется на два потока: один направляется на блок редуцирования  топливного газа 4, другой на блок редуцирования  пускового газа 5.

Топливный газ редуцируется до давления 0,6-2,5 МПа в зависимости  от давления воздуха за осевым компрессором ГТУ. После блока редуцирования  топливный газ поступает в  сепаратор 6, где происходит его повторная  очистка от выделившейся при редуцировании  влаги, и затем в топливный  коллектор. В камеру сгорания топливный  газ поступает через кран № 12, стопорный (СК) и регулирующий (РК) клапаны. Краны № 14 и 15 используются для запальной  и дежурной горелки в период пуска  агрегата.

Пусковой газ, пройдя систему  редуцирования, снижает свое давление до 1,0-1,5 МПа и поступает через  краны № 11 и 13 на вход в турбодетандер, где расширяясь до атмосферного давления, совершает полезную работу, идущую на раскрутку осевого компрессора  и турбины высокого давления.

Система маслоснабжения компрессорной  станции включает в себя две маслосистемы: общецеховую и агрегатную.

Общецеховая маслосистема (Рис. 2.8.1), предназначенная для приема, хранения и предварительной очистки масла перед подачей его в расходную емкость цеха. Эта система включает в себя: склад ГСМ 1 и помещение маслорегенерации 3. На складе имеются в наличии емкости 2 для чистого и отработанного масла. Объем емкостей для чистого масла подбирается исходя из обеспечения работы агрегатов сроком не менее 3 месяцев. В помещении склада ГСМ устанавливается емкость отрегенерированного масла и емкость отработанного масла, установка для очистки масла типа ПСМ-3000-1, насосы для подачи масла к потребителям, а также система маслопроводов с арматурой.

 

Рисунок 2.8.1-Общецеховая маслосистема:

1 - склад ГСМ;   2 - емкости  масляные;   3 - помещение маслорегенерации;   4 - газоперекачивающие агрегаты;   5 - маслобак ГПА;   6 - маслопроводы; 7 - аварийная емкость

 

После подготовки масла на складе ГСМ и проверки его качества, подготовленное масло поступает  в расходную емкость. Объем расходной  емкости выбирается равным объему маслосистемы ГПА, плюс 20 % для подпитки работающих агрегатов. Эта расходная емкость, оборудованная замерной линейкой, используется для заправки агрегатов маслом. Для  газотурбинных ГПА применяется  масло марки ТП-22С или ТП-22Б. Для организации движения масла  между складом ГСМ и расходной  емкостью, а также для подачи к  ГПА чистого масла и откачки  из него отработанного масла их соединяют  с помощью маслопроводов. Эта  система должна обеспечивать следующие  возможности в подаче масла:

- подачу чистого масла  из расходного маслобака в  маслобак ГПА, при этом линия  чистого масла не должна иметь  возможность смешиваться с отработанным  маслом;

- подачу отработанного  масла из ГПА только в емкость  отработанного масла;

- аварийный слив и перелив  масла из маслобака ГПА в  аварийную емкость. Для аварийного  слива необходимо использовать  электроприводные задвижки, включаемые  в работу в автоматическом  режиме, например, при пожаре.

На Рис. 2.8.2 приведена схема маслосистемы для агрегата ГТК-25И фирмы "Нуово-Пиньоне", которая включает в себя: смазочную систему, систему управления и гидравлическую систему, обеспечивающую подачу масла высокого давления на привод стопорного и регулирующего клапанов топливного газа, узла управления поворотными сопловыми лопатками ТНД, а также подачу масла в систему уплотнения центробежного нагнетателя.

 

Рисунок 2.8.2-Смазочная система ГТК - 25И:

1 - маслобак; 2 - охладитель  масла; 3 - фильтры масляные; 4 - фильтры  масляные муфт; 5 - регулятор давления; 6 - маслонасосы; 7 - предохранительный  клапан; 8 - подогреватель; 9 - маслопроводы

 

Смазочная система ГПА  включает в себя три масляных насоса 6 (главный, вспомогательный и аварийный), маслобак 1 с напорными и сливными трубопроводами 9, предохранительный  клапан 7, охладитель масла 2, два основных фильтра со сменными фильтрующими элементами 3, электрический подогреватель 8, датчики  давления, температуры и указателей уровня масла.

Работа смазочной системы  осуществляется следующим образом: после включения вспомогательного масляного насоса, масло под давлением  начинает поступать из маслобака 1 в  нагнетательные линии. Основной поток  масла поступает к маслоохладителям 2, откуда после охлаждения оно подается к основным масляным фильтрам 3. Дифманометр, установленный на фильтрах, указывая на перепад давления до и после  фильтров, характеризует степень  их загрязнения. При достижении перепада давлений масла на уровне примерно 0,8 МПа, происходит переключение работы на резервный фильтр; фильтрующие  элементы на работающем фильтре заменяются.

Очищенное масло после  фильтров поступает на регуляторы давления 5, которые обеспечивают подачу масла  на подшипники и соединительные муфты "турбина-редуктор" и "турбина-нагнетатель" с необходимым давлением.

Из подшипников масло  по сливным трубопроводам поступает  обратно в маслобак 1. Термосопротивления, установленные на сливных трубопроводах, позволяют контролировать температуру  подшипников турбоагрегата и  центробежного нагнетателя.

Количество масла в  баке контролируется при помощи специального уровнемера, соединенного с микровыключателем  датчика минимального и максимального  уровня. Сигналы датчика введены  в предупредительную сигнализацию агрегатной автоматики. Контроль за уровнем  масла в маслобаке осуществляется и визуально с помощью уровнемерной линейки, установленной на маслобаке.

Работа системы уплотнения центробежного нагнетателя основана на использовании принципа гидравлического  затвора, обеспечивающего поддержание  постоянного давления масла, на 0,1-0,3 МПа превышающего давление перекачиваемого  газа.

Масло к винтовым насосам  уплотнения поступает из системы  маслоснабжения ГПА. В систему уплотнения нагнетателя входит (Рис. 2.8.3): регулятор перепада давления 3, обеспечивающий постоянный перепад давления масла над давлением перекачиваемого газа, аккумулятор 2, обеспечивающий подачу масла в уплотнения в случае прекращения его подачи от насосов (при исчезновении напряжения), поплавковые камеры 4, служащие

для сбора масла, прошедшего через уплотнения и газоотделитель 5, предназначенный для отбора газа, растворенного в масле.

Рисунок 2.8.3-Система уплотнения центробежного нагнетателя:

1 - центробежный нагнетатель; 2 - аккумулятор; 3 - регулятор перепада  давления; 4 - поплавковая камера; 5 - газоотделитель;

6 - масляное уплотнение (торцевое); 7 - маслопровод высокого давления; 8 - винтовые насосы

 

При работе ГПА масло высокого давления после насосов 8 по маслопроводу поступает на вход регулятора перепада давления 3. После регулятора 3 оно  поступает в аккумулятор 2 и далее  по двум маслопроводам 7 к уплотнениям 6 центробежного нагнетателя 1. После  уплотнений масло сливается в  поплавковые камеры 4, по мере заполнения которых оно перетекает в газоотделитель 5, где происходит выделение газа, растворенного в масле. Очищенное  от газа масло возвращается в основной маслобак, а выделившийся из масла  газ через свечу отводится  в атмосферу.

Одним из важнейших элементов  системы уплотнений являются непосредственно  масляные уплотнения. Различают в  основном два типа уплотнений: щелевые  и торцевые. О качестве работы системы  уплотнений судят по интенсивности  поступления масла в поплавковую  камеру. Быстрое ее заполнение маслом при закрытом сливе свидетельствует  о повышенном расходе масла через  уплотнения.

На компрессорных станциях для очистки турбинного масла  применяются маслоочистительные машины типов ПСМ-1-3000, CM-1-3000, НСМ-2, НСМ-3, CM-1,5, которые могут работать в зависимости  от степени загрязнения масла  как по схеме очистки, так и  по схеме осветления регенерируемого  масла. Принципиальная схема маслоочистительной машины типа ПСМ-1-3000 приведена на Рис. 2.8.4. По этой схеме загрязненное масло, пройдя фильтр грубой очистки 8, шестеренчатым насосом 7 через электроподогреватель 5 подается в очистительный вращающийся барабан 9, где из масла происходит выделение механических примесей и воды. В нижней части барабана масло под действием центробежных сил поступает на разделительные тарелки 10. Вода, имеющая большую плотность, чем масло, центробежной силой отбрасывается на периферию и под действием непрерывно поступающего в барабан масла попадает в водяную полость маслосборника 3. Очищенное масло по кольцевому каналу сливается в вакуум-бак 4. Шестеренчатым насосом 7 масло из вакуум-бака подается на фильтр 1, откуда оно выходит уже полностью очищенным. При работе маслоочистительной машины механические примеси оседают на стенках барабана 9.

 

Рисунок 2.8.4-Маслоочистительная машина ПСМ-1-3000: