Расчет экономической эффективности инвестиционного проекта по строительству газотранспортной системы

- охлаждения газа после компримирования в АВО газа;

- вывода КЦ на станционное  "кольцо" при пуске и остановке;

- подачи газа в магистральный  газопровод;

- транзитного прохода  газа по магистральному газопроводу,  минуя КС;

- при необходимости  сброса газа в атмосферу из  всех технологических газопроводов компрессорного цеха через свечные краны.

В зависимости от типа центробежных нагнетателей, используемых на КС, различают две принципиальные схемы обвязок ГПА:

- схема с последовательной  обвязкой, характерная для неполнонапорных нагнетателей;

- схема с параллельной  коллекторной обвязкой, характерная  для полнонапорных нагнетателей.

Неполнонапорные нагнетатели. Проточная часть этих нагнетателей рассчитана на степень сжатия 1,23-1,25. В эксплуатации бывает необходимость в двух- или трехступенчатом сжатии, т.е. в обеспечении степени сжатия 1,45 и более, это в основном на СПХГ.

Полнонапорные нагнетатели. Проточная часть этих нагнетателей сконструирована таким образом, что позволяет при номинальной частоте вращения ротора создать степень сжатия до 1,45, определяемую расчетными проектными давлениями газа на входе и выходе компрессорной станции.

 

2. Технологическая схема КС с параллельной обвязкой ГПА

На рисунке 3 представлена принципиальная схема КС с параллельной обвязкой ГПА для применения полнонапорных нагнетателей. По этой схеме, газ из магистрального газопровода с условным диаметром 1220 мм (Ду 1200) через охранный кран № 19 поступает на узел подключения КС к магистральному газопроводу. Кран № 19 предназначен для автоматического отключения магистрального газопровода от КС в случае возникновения каких-либо аварийных ситуаций на узле подключения, в технологической обвязке компрессорной станции или обвязке ГПА.

Рис. 3 Принципиальная технологическая схема КС с параллельной обвязкой ГПА

 

После крана № 19 газ  поступает к входному крану № 7, также расположенному на узле подключения. Кран № 7 предназначен для автоматического  отключения компрессорной станции от магистрального газопровода. Входной кран № 7 имеет обводной кран № 7р, который предназначен для заполнения газом всей системы технологической обвязки компрессорной станции. Только после выравнивания давления в магистральном газопроводе и технологических коммуникациях станции с помощью крана № 7р производится открытие крана № 7. Это делается во избежание газодинамического удара, который может возникнуть при открытии крана № 7, без предварительного заполнения газом технологических коммуникаций компрессорной станции.

Сразу за краном №  7 по ходу газа установлен свечной кран № 17. Он служит для стравливания газа в атмосферу из технологических коммуникаций станции при производстве на них профилактических работ. Аналогичную роль он выполняет и при возникновении аварийных ситуаций на КС.

После крана № 7 газ  поступает к установке очистки, где размещены пылеуловители и фильтр-сепараторы. В них он очищается от мехпримесей и влаги.

После очистки газ  по трубопроводу Ду 1000 поступает во входной коллектор компрессорного цеха и распределяется по входным трубопроводам ГПА Ду 700 через кран № 1 на вход центробежных нагнетателей.

После сжатия в центробежных нагнетателях газ проходит обратный клапан, выходной кран №  2 и по трубопроводу Ду 1000 поступает на установку охлаждения газа (АВО газа). После установки охлаждения, газ через выкидной шлейф по трубопроводу Ду 1200, через выходной кран № 8, поступает в магистральный газопровод.

Перед краном № 8 устанавливается  обратный клапан, предназначенный для  предотвращения обратного потока газа из газопровода. Этот поток газа, если он возникнет при открытии крана № 8, может привести к обратной раскрутке центробежного нагнетателя и ротора силовой турбины, что в конечном итоге приведет к серьезной аварии на КС.

Назначение крана № 8, который находится на узле подключения  КС, аналогично крану № 7. При этом стравливание газа в атмосферу происходит через свечной кран № 18, который установлен по ходу газа перед краном № 8.

На узле подключения  КС между входным и выходным трубопроводом  имеется перемычка Ду 1200 с установленным на ней краном № 20. Назначение этой перемычки - производить транзитную подачу газа, минуя КС в период ее отключения (закрыты краны № 7 и 8; открыты свечи № 17 и 18).

На узле подключения  КС установлены камеры приема и запуска  очистного устройства магистрального газопровода. Эти камеры необходимы для запуска и приема очистного устройства, которое проходит по газопроводу и очищает его от механических примесей, влаги, конденсата. Очистное устройство представляет собой поршень со щетками или скребками, который движется до следующей КС в потоке газа, за счет разности давлений - до и после поршня.

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

При эксплуатации КС может  возникнуть ситуация, когда давление на выходе станции может приблизиться к максимальному разрешенному или проектному. Для ликвидации такого режима работы станции между выходным и входным трубопроводом устанавливается перемычка Ду 500 с краном № 6А. Этот кран также необходим при пуске или останове цеха или группы агрегатов при последовательной обвязке. При его открытии часть газа с выхода поступает на вход, что снижает выходное давление и увеличивает входное. Снижается и степень сжатия центробежного нагнетателя. Работа КС с открытым краном № 6А называется работой станции на "Станционное кольцо". Параллельно крану № 6А врезан кран № 6АР, необходимый для предотвращения работы ГПА в помпажной зоне нагнетателя. Диаметр этого крана составляет 10 15 % от сечения трубопровода крана № 6А (~ =150 мм). Для минимально заданной заводом-изготовителем степени сжатия нагнетателя последовательно за краном № 6А врезается ручной кран № 6Д.

Рассмотренная схема  технологической обвязки КС позволяет  осуществлять только параллельную работу нескольких работающих ГПА. При таких схемах КС применяются агрегаты с полнонапорными нагнетателями со степенью сжатия 1,45-1,5.

 

3. Технологическая схема КС с последовательной обвязкой ГПА

На рисунке 4 представлена схема с последовательной обвязкой ГПА, которая реализуется для работы КС с неполнонапорными нагнетателями.

Рис. 4 Принципиальная технологическая схема КС с последовательной обвязкой ГПА

 

Эта схема позволяет  осуществлять как параллельную работу одного, двух, трех ГПА, так и параллельную работу группы агрегатов, состоящей  из двух или трех последовательно работающих ГПА. Для этой цели используются так называемые "режимные" краны (№ 41-9), при изменении положения которых можно осуществить любую необходимую схему работы ГПА.

Для получения необходимой  степени сжатия в этих схемах газ  после выхода из одного нагнетателя сразу же поступает на вход другого. Необходимый расход газа через КС достигается работой нескольких групп ГПА.

Выход газа после компримирования осуществляется по выходным шлейфам. На каждом выходном шлейфе установлен свой трубопровод, соединенный с входным трубопроводом перед пылеуловителями, позволяющий выводить на "Станционное кольцо" при открытии крана №  6 или 6А любую из работающих групп ГПА.

Отличительной особенностью эксплуатации полнонапорных обвязок  КС перед неполнонапорными является:

- схема с полнонапорными  ЦБН значительно проще в управлении, чем с неполнонапорными ЦБН из-за значительно меньшего количества запорной арматуры;

- схема с полнонапорными  нагнетателями позволяет использовать  в работе любые, имеющиеся в "резерве", агрегаты;

- при остановке в  группе одного неполнонапорного  ГПА требуется выводить на  режим "кольцо" и второй агрегат;

- отпадает необходимость  в кранах № 3, режимных №  41- 49, а на некоторых обвязках и № 3бис;

- возможны большие  потери газа из-за не герметичности  режимных кранов.

4. Компоновка компрессорной станции

Компоновкой компрессорной  станции называется взаимное расположение ее сооружений на отведенной площадке, а также взаимное расположение производственных и бытовых помещений в главном здании компрессорной станции и расположение в них основного и вспомогательного оборудования компрессорных установок.

При выполнении компоновки компрессорной станции необходимо: 
- соблюдать, при наименьшей стоимости строительства, надежность, безопасность и удобство обслуживания оборудования, как в нормальных, так и в аварийных условиях при наименьшем количестве обслуживающего персонала и максимальном использовании средств автоматизации;                                                        
- компактно располагать оборудование и помещения, что приведет к сокращению площадей и объемов помещений, а также длин коммуникаций (трубопроводов, электрокабелей и пр.);                                                              - выделять взрывоопасное и пожароопасное оборудование и материалы в отдельные помещения, отвечающие специальным условиям и нормам; 
- предусматривать защиту строительных конструкций здания от действия вибрационных колебаний при работе оборудования, создающего эти колебания; 
- предусматривать возможность последующей замены малопроизводительного или морально устаревшего оборудования на новое без коренной реконструкции здания; предусматривать возможность расширения и увеличения мощности компрессорной станции без нарушения эксплуатации оборудования во время выполнения работ по реконструкции.

- соблюдать требования  правил техники безопасности  и охраны труда, санитарных  и строительных норм, технических условий и правил проектирования промышленных предприятий, а также противопожарных правил.

Компоновка компрессорной  станции должна выполняться главным образом с учетом возможных минимальных первоначальных затрат и минимальных ежегодных издержек на эксплуатацию компрессорных установок, то есть по минимуму годовых приведенных затрат.

 

По конструкции и  объемно-планировочным решениям КС подразделяют на:

• КС в традиционном исполнении;
• блочно-комплектные КС с размещением основных перекачивающих агрегатов в общих или индивидуальных зданиях;
• полностью блочно-комплектные КС с размещением всех перекачивающих агрегатов и оборудования в блок - боксах или блок - контейнерах, включая блочно-модульные станции.

Генеральное направление  развития строительства КС — дальнейшее расширение блочности перекачивающих агрегатов, основного и вспомогательного технологического оборудования и технологических трубопроводов. В связи с этим существенно изменяются как конструктивные, так и объемно-планировочные решения КС.

Блочно-комплектный метод  характеризуется тем, что наземный объект (компрессорная) поставляется с промышленного предприятия в собранном и испытанном виде, в связи с чем для его монтажа требуются минимальные затраты ресурсов и времени. Этот метод обладает большими возможностями и для других отраслей промышленного строительства, где основные технологические процессы являются непрерывными, поддающимися автоматизации. Роль человека в них сводится к контролю за поведением оборудования и перестановке регулирующих органов, восстановлению утраченных свойств оборудования путем его замены или ремонта. В нефтяной и газовой промышленности такие процессы являются доминирующими. Отсюда понятна роль нового метода строительства в будущем.

Применение блочно-комплектного метода призвано способствовать снижению сметной стоимости и сокращению сроков строительства. 

5. Перспективы развития магистральных компрессорных станций

Строительство компрессорных  станций, являющихся важнейшими наземными  объектами магистральных трубопроводов, отличается большой трудоемкостью, необходимостью выполнения различных по объему и характеру строительных, монтажных и специальных строительных работ в различных природно-климатических зонах. Своевременный ввод в действие и быстрейшее достижение проектной пропускной способности магистральных газопроводов в значительной мере зависят от своевременной сдачи в эксплуатацию компрессорных станций. Объем же работ по строительству компрессорных станций на магистральных трубопроводах непрерывно и интенсивно возрастает. В связи с этим большое значение имеют снижение капитальных и эксплуатационных затрат соответственно при строительстве и эксплуатации компрессорных станций, сокращение сроков их строительства.

 

Технический прогресс в области  проектирования и строительства компрессорных станций включает следующие перспективные направления:

1. Генеральное направление дальнейшего совершенствования строительства компрессорных станций магистральных трубопроводов — индустриализация процесса строительства. Применительно к строительству компрессорных станций развитие индустриализации выражается во все более широком применении блочно-комплектных компрессорных станций с использованием комплектно-блочного метода строительства. В перспективе для компрессорных станций будет расширено применение крупных негабаритных блоков оборудования, так называемых суперблоков.

2. Для обеспечения широкого внедрения комплектно-блочного метода строительства необходимо унифицирование генпланов компрессорных станций, а также перекачивающего и технологического оборудования. Особенно это касается перекачивающего оборудования, определяющего в конечном итоге конструктивное и объемно-планировочное решение здании компрессорных цехов. Например, для газоперекачивающих агрегатов пока используют девять типов привода (семь типов газотурбинных различной мощности и конструкции и два типа с электроприводом), не считая импортных газоперекачивающих агрегатов. В связи с этим проводят работу по унифицированию типов ГПА.

3. Большое значение  имеет перспектива развития полностью  блочно-комплектных компрессорных станций. В этой связи наиболее эффективны блочно-комплектные компрессорные станции при полном отсутствии каких-либо укрытий для перекачивающих агрегатов (так называемая открытая компоновка агрегатов). Насосный агрегат при открытой компоновке защищён от воздействия внешней атмосферы кожухом из стального листа. Для обеспечения устойчивости работы агрегата в зимнее время в кожух электродвигателя монтируют 20 трубчатых нагревателей мощностью 8 кВт.