Омаров Г.О. Терентьев, И.А. "Оборудование газораспределительной станции и последние инновационные разработки в данной области, позволяющие увеличить уровень промышленной безопасности на объекте"

Омаров Гусайна Омарович, ведущий главный эксперт ООО ЦЭДиК «Нефтегазэнерго»
Терентьев Игорь Александрович, генеральный директор ООО «Экол и НК» 

Оборудование газораспределительной станции и последние инновационные разработки в данной области, позволяющие увеличить уровень промышленной безопасности на объекте

В работе подробно описывается оборудование газораспределительных станций, дается их классификация, а также упоминаются последние разработки в области перевооружения и оснащения этого типа опасных промышленных объектов.

В современном мире под газораспределительной станцией понимают совокупность установок и оборудования, которые осуществляют распределение газа и регулирование его давления. Газораспределительные станции могут сооружаться в конце магистрального газопровода или на отходящих ветках. Это так же могут быть промысловые, контрольно-распределительные, автоматические или газорегуляторные пункты.

Каждая газораспределительная станция имеет свою сферу применения, к примеру, промысловые создают там, где добывается природный ресурс. Контрольно-распределительные пункты используются для питания кольцевой системы газопроводов, которые строятся вокруг городов, а автоматические необходимы при снабжении газом небольшого поселения, колхоза.

Состав каждой газораспределительной станции, если рассматривать со стороны конструктивных особенностей, не сильно отличается. Среди основных частей конструкции можно выделить:

• Отключающие устройства.                                            

• Блок очистки газа.                                                            

• Иногда блок гидратообразования.                                    

• Блок редуцирования.                                                 

• Блок одоризации.                                                           

В зависимости от таких особенностей как количество коллекторов, производительность все газораспределительные станции можно разделить на:

• Малой производительности.                                          

• Средней.                                                                         

• Большой производительности.                                   

Есть и другая классификация объектов газораспределения, а именно:

• Станции индивидуального проектирования.                            

• Блочно-комплексные ГРС.                                             

• Автоматические станции.                                              

Схематически можно представить классификацию следующим образом.

Станции индивидуального проектирования возводятся после составления проектной организацией в соответствии с действующим законодательством страны. Этот вид конструкций чаще всего располагают вблизи населенных пунктов. Одним из преимуществ таких станций является хорошие условия для обслуживания, имеющегося на объекте оборудования и прекрасные бытовые условия для персонала.

Что касается блочных комплексов, то возведение таких объектов позволяет сократить время и средства на строительство. Строятся станции из трехслойных, огнестойких панелей. Блоки между собой совмещаются посредством газопровода, кабелей и вспомогательного оборудования, которое помогает значительно увеличить уровень промышленной безопасности на объекте. Из современного дополнительного оборудования, которое в последнее время часто используют, как обязательное средство перевооружения можно назвать:

• Молниеотвод.                                                               

• Продувочная свеча.                                                   

• Прожекторы.                                                         

• Охранные сигнализации.                                               

Все это в совокупности с качественным ограждением позволяет создать законченный комплекс, отвечающий требованиям промышленной безопасности.

Такие комплексы используют по всей стране, но на монтажной площадке конструкции чаще всего подвергаются реконструкции, потому что имеют ряд существенных недостатков в блоке очистки, обогрева и редуцирования газа. Реконструкция всегда выполняется по индивидуально создаваемым проектам.

Третий вид газораспределительный станций – автоматические. Они имеют в конструкции те же узлы, что и предыдущие два вида, к ним также подключается дополнительное оборудование, но главным их преимуществом является отсутствие персонала на объекте.

Есть у этого современного комплекса и свои недостатки, а именно:

• Если выпадает конденсат в процессе редуцирования газа, то регулятор давления выходит из строя.

• В зимнее время часто выходят из строя приборы КИП.

Все это может приводить к возникновению аварийной ситуации, поэтому даже автоматическая система не обходится без регулярного обслуживания.

Чтобы усовершенствовать систему и увеличить уровень промышленной безопасности на объекте газораспределения были созданы и введены в эксплуатацию быстродействующие предохранительные запорные клапаны и сбросные клапаны.

Срабатывается такая система практически моментально после возникновения аварийной ситуации. Самопроизвольное включение совершенно исключено.

В условиях, когда перерыв в подаче газа недопустим, используют не запорные клапаны, а сигнализацию, но это в том случае, когда на объекте присутствует персонал.

Для обеспечения качественной промышленной безопасности на объектах газообеспечения важно вовремя проводить переоснащение оборудования, использовать системы в соответствии с техническими показателями рассматриваемого участка газопровода. К примеру, посчитать пропускную способность газопровода q_c, млн.м³/сут, можно по формуле:

         Q_max

Q_c=   ___, где

           K_u

                                                                                    

Q_max — среднее суточное количество газа при 293,15 К и 0,1013 МПа, поступающего в газопровод за период максимальной подачи газа.

Пропускная способность отводов q_c млн.м³/сут, высчитывается как:

         24Q_ч*10^-6

Q_c=_________,где

           K_u⁰

                                                                                                      

Q_ч - расчетное часовое потребление газа, м³/ч, по одному графику газопотребления всеми потребителями на линейном участке.

Определить коэффициент использования пропускной способности для отводов можно по формуле:

K⁰_u= K_ро*K_нд

                                                                                                          

В нашем случае К_ро = 0,95, К_нд = 0,99.
Для выбора необходимого оборудования делаются и иные расчеты, к примеру среднее значение давления газа на участке Р_ср, которое находится по формуле:

          2                    Р²_н

Р_ср=_____(Р_н+_______)

     3                 Р_н+Р_н

    
Без обязательных расчетов технических показателей запрещается подбирать и устанавливать оборудование на участок газораспределения. Перед тем, как агрегаты вводят в эксплуатацию они проходят проверку на соответствие стандартам и требованиям промышленной безопасности для рассматриваемого участка.

Особое внимание уделяется газотурбинным установкам. Их мощность вычисляется по формуле:

N^p_e = N⁰_e*K_N*K_t*K_y*K_n*K_p0, где

                                                                               

где N⁰_e  — номинальная мощность;

K_N  — коэффициент технического состояния;

K_t  — коэффициент, влияния температуры атмосферного воздуха;

K_y  — коэффициент, наличия утилизатора тепла;

K_p0  — коэффициент, влияния высоты над уровнем моря;

K_n  — коэффициент влияния относительной скорости вращения ротора силовой турбины; обычно учитывается в составе коэффициента K_N, т.е. принимается равным K_n = 1,0.

На современных газораспределительных станциях используют устройства учета расхода газа, которые должны обладать высокой точностью. Если объем переправляемого газа на установке превышает 200 млн. кубометров в год, то обязательно устанавливаются дублирующие устройства измерения. Благодаря таким действиям можно добиться полной достоверности показателя объема газа.

По правилам промышленной безопасности, если используются современные, более мощные дублирующие системы измерения, то они ни в коем случае не должны влиять на работу основного оборудования.

Переоснащение газораспределительных станций предусматривает использование преобразователей расхода объема газа и одоризаторов. Среди современного востребованного оборудования можно выделить Dymetic-1223-K, ГОБОЙ-1, ОДДК-400 и другие. Использование одоризаторов регламентируется ГОСТ 15150-69. [1]

Не обходится ни одна станция без подогревателей газа, основной задачей которых является автоматическое поддержание необходимой температуры топлива для обеспечения надежной работы, имеющегося на объекте оборудования.

На сегодняшний день существует более 150 модификаций этого типа оборудования, но по тепловой мощности подходят для нашей страны агрегаты прямого нагрева: ПГА-5, ПГА-10, ПГА-100.

Они используются для подогрева попутного и природного газа, поэтому могут использоваться в конструкции газораспределительных станций без нарушения норм и требований промышленной безопасности. Эти современные устройства оснащаются системой автоматики для дистанционного или автономного регулирования, что немало важно.

Разбирая более подробно вопрос относительно оборудования газораспределительных станций и его замену для улучшения уровня промышленной безопасности на объектах, нельзя не сказать, что в России около 3% станций работают в режиме перегрузки, а около 23% наоборот, недогрузки.

Это важно учитывать, когда речь заходит о планах на капитальный ремонт и реконструкцию технического оснащения. Единственной и наиболее важной задачей на сегодняшний день является безопасное и надежное использование газораспределительных станций, а без внедрения нового оборудования, измерительных приборов это невозможно.

Параллельно с тем, как старые объекты, срок эксплуатации которых приблизился к допустимому по нормативам, необходимо переоснащать, важно вести активную работу в области научных разработок, которые могли бы значительно увеличить безопасность на объектах газораспределения.

В соответствии с ВРД 39-1, объекты, которые находятся в эксплуатации больше 20 лет необходимо тщательно обследовать, выявлять техническое состояние и только на основании полученных данных принимать решения по дальнейшей эксплуатации. [2]

После последних проверок газораспределительных станций, на ста объектах были выявлены следующие нарушения:

• Недостаток в чертежах.                                                   

• Отсутствие технико-экономического обоснования проведенному ремонту и реконструкции.

• Нет расчетов по выбору технологического оборудования.

• Нет спецификации на оборудование.                              

• Введение в эксплуатацию оборудования, которое не прошло необходимые испытания.

Все это говорит не только о том, что на объектах повышенный уровень опасности, но и о том, что руководство предприятий не уделят должного внимания качеству, соответствию подбираемых установок на газораспределительные станции, значит, мы получаем тот результат, о котором было сказано выше. То есть некоторые объекты работают с повышенным напряжением, остальные наоборот недорабатывают свои мощности.

Чтобы качественно улучшить работу ГРС важно правильно организовывать подбор оборудования. Оно должно не только соответствовать нормам и стандартам, но и по возможности представлять собой автоматизированную систему, управление которой осуществляется дистанционно.

Если касаться каждого узла на ГРС в отдельности, то при проектировании или переоснащении узла переключения важно, чтобы краны были оснащены пневмоприводом, на предохранительных кранах имелись переключающие трехходовые краны и так далее.

Обводная линия также согласно правилам промышленной безопасности должна оснащаться двумя кранами. Первый будет отключать газ по ходу, а второй предназначен для дросселирования. Здесь же должны быть установлены приборы контроля параметров, а на пневмоприводных кранах должно быть дистанционное управление.

Подобные переоснащения возможны при составлении индивидуальных проектов ГРС. На этапе проектирования можно предусмотреть все, а вместе с тем произвести качественные расчеты для подбора оборудования заданных технических параметров, которое идеально подойдет к рассматриваемому участку.

Инновационные технологии стараются сегодня использовать и в отношении узла очистки газа. Для этого устанавливают пылевлагоулавливающие устройства, к примеру, висциновые фильтры.

Особое значение стоит уделять качеству резервуаров, которые должны выдерживать давление в системе распределения газа. Резервуары должны производиться в соответствии со стандартами, из качественного материала, должной толщины и проходить обязательную обработку от коррозионного воздействия.

Что касается источника питания, то на ГРС по правилам промышленной безопасности предусматривается дополнительный источник питания, а также средства контроля. Современные разработки позволяют все больше автоматизировать процесс перераспределения газа по трубопроводу, поэтому на ГРС устанавливается много автоматики, которая обязана вовремя передавать сигналы аварийной ситуации на пульт управления или диспетчерскую.

Все средства и измерительные приборы на объектах автоматического действия должны иметь постоянную связь с диспетчером. Если на объекте имеется персонал, то рабочее место также оборудуется телефонной связью.

Для определения загазованности помещения используется газоанализатор, а утечка газа определяется обмыливанием. Все площадки, лестницы на объекте должны соответствовать правилам промышленной безопасности. 

Список литературы:

1. ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов».

2. ВРД 39-1«Положения по технической эксплуатации газораспределительных станций магистральных газопроводов».