Корж В.В. Эксплуатация и ремонт оборудования насосных и компрессорных станций

Подождите немного. Документ загружается.

- кран-балка в галерее нагнетателей цеха, грузоподъемностью обеспечи-

вающий подъем и перемещение всех крупных деталей и узлов нагнетателей;

- тали, блоки со сторонами и захватами для подъема узлов и деталей обо-

рудования компрессорного цеха;

- специальные заводские приспособления для подъема крупных узлов

ГПА, вспомогательным грузозахватные и такелажные приспособления.

Вопросы для самоконтроля

Студент должен знать краткое содержание систем пожаробезопасное™,

промышленной канализации, вентиляции, кондиционирования и отопления,

сжатого воздуха, электроснабжения КС, а также грузоподъемные механизмы

применяемые при эксплуатации КС; уметь пользоваться системой пожароту-

шения в экстренных случаях, разбираться в эксплуатации систем.

Вопросы для самоконтроля:

1. Задачи пожаробезопасности.

2. Какие применяются электроприводы на КС?

3. Как организовано теплоснабжение на КС?

4. Какое оборудование входит в систему сжатого воздуха?

5. Значение вентиляций в рабочем процессе КС.

6. Как кондиционируется и отапливается помещения компрессорной

станции и цеха?

7. Какие грузоподъёмные механизмы используются в процессе эксплуа-

тации компрессорного цеха?

1.14 Комплекс средств контроля и автоматики

Комплекс средств контроля и автоматики компрессорного цеха - основ-

ная часть общестационарной автоматики, предназначенная для оперативного

управления, защиты и контроля за работой оборудования компрессорного цеха,

его объектов. Состав комплекса средств контроля и автоматики компрессорно-

го цеха предусматривает щит централизованного контроля и управления обо-

рудованием цеха.

Комплекс средств контроля и автоматики КЦ содержит следующие ос-

новные системы:

- централизованного контроля и управления ГПА (СЦКУ);

- управления цеховыми кранами;

-управления цеховыми объектами и вспомогательным оборудованием

цеха;

- защиты цеха от загазованности;

- защиты цеха от пожара.

Система централизованного контроля и управления предназначена для

управления, предупредительной сигнализации и защиты ГПА, а также для изме-

рения параметров работы ГПА. Она должна осуществлять следующие функции:

- автоматического пуска, а также дистанционного управления режимом

работа агрегата;

- нормальную и аварийную остановки ГПА по команде оператора и при

срабатывании защит;

- световую и звуковую сигнализацию отклонения параметров от нормы

(предупредительная сигнализация);

- сигнализацию срабатывания защит (технологическая сигнализация);

- непрерывные измерения давления газа на входе и выходе нагнетателя,

температуры продуктов сгорания перед ТВД или в тракте (ГТУ в зависимости

от типа агрегата), частоту вращения валов ГТУ, перепада давления «масло-газ»;

- измерительный контроль по вызову и периодическую цифровую реги-

страцию технологических параметров - температуры масла до и после масло-

охладителей, температуры подшипников, вибрации подшипников, перепада

давления «масло-газ», давления масла смазки, температуры продуктов сгорания

в тракте ГТУ, температуры воздуха перед осевым компрессором, давление мас-

ла в системе регулирования давления топливного и пускового газа.

Температура продуктов сгорания в тракте ГТУ и перепад давления «масло-

газ» в системе уплотнения нагнетателя должны иметь непрерывную регистрацию.

Система управления цеховыми кранами должна обеспечить дистанцион-

ное управление кранами узла врезки цеха и охранными кранами, а также их ав-

томатическую перестановку при аварийной остановке цеха от ключа «Стоп

станция». Система управления цеховыми объектами и вспомогательным обору-

дованием цеха должна обеспечивать управление и контроль за состоянием объ-

ектов с помощью локальных систем автоматизации.

Автоматика градильни и циркуляционной насосной должна обеспечивать

постоянство уровня воды в бассейне градильни путем автоматической его под-

питки; автоматическое включение установки для обработки воды (подкисли-

тельной, магнитной и др.); автоматическое включение резервного насоса при

аварийном отключении работающего; автоматический пуск работающих насо-

сов и вентиляторов после кратковременного перерыва в электроснабжении.

В компрессорных цехах, не оснащенных СЦКУ, в помещении цеховых

щитов управления должны быть установлены агрегатные панели:

- управления цеховыми кранами;

- управления цеховыми объектами и вспомогательным оборудованием цеха;

- защиты цеха от загазованности;

- защиты цеха от пожара.

1.14.1 Эксплуатация средств контроля и автоматики

Защита газотурбинного агрегата и нагнетателя от недопустимых режимов ра-

боты является одной из основных функций системы автоматического регулирова-

ния ГПА. Система защиты обеспечивает защиту ГПА во время пуска и остановки,

также автоматически выполняет операции, необходимые для восстановления нор-

мального режима в процессе работы. При аварийном режиме она останавливает аг-

регат и подает аварийный сигнал обслуживающему персоналу.

Во всех случаях быстрое отключение турбины и остановка агрегата при

возникновении опасного состояния осуществляется прекращением подачи топ-

ливного газа к камере сгорания стопорным клапаном и открытием клапанов для

выпуска воздуха из компрессора. Противопомпажная защита воздушного ком-

прессора осуществляется сбросными клапанами, частично сбрасывающими воз-

дух из компрессора.

При срабатывании защитного устройства, которое может быть электриче-

ским, гидравлическим или пневматическим, и появлении защитного сигнала осу-

ществляется экстренная остановка агрегата. Экстренную остановку ГТК-10-4

осуществляют органы предельной защиты, которые включают: стопорный кла-

пан, два электромагнитных клапана, подключенные к электрической системе

защиты, два бойковых автомата безопасности, срабатывающих при достижении

предельно допустимых частот вращения валов турбодетандера и турбин или от

ручного воздействия на кнопку управления. При аварийной ситуации одним из

перечисленных устройств из линии предельной защиты выпускается воздух,

давление снижается и стопорный клапан перекрывает подачу топливного газа к

камере сгорания. Одновременно закрывается и регулирующий клапан. Откры-

ваются полностью выпускные воздушные клапаны (ВВК) осевого компрессора,

в результате - турбина быстро останавливается.

Наладка защит ГТУ и нагнетателя проводится в три этапа:

- перед пуском на остановленной турбине;

- при пуске;

- при работе без нагрузки и с нагрузкой.

1.14.2 Краткое описание основных систем защиты ГТК-10-4

Защита по давлению масла смазки останавливает агрегат при падении

давления масла смазки турбины и нагнетателя (< 0,2 кг/см

). Низкое давление

разрушает подшипники ГПА. Стрелка электроконтактного манометра ЭКМ за-

мыкает контакты, загорается сигнал «Аварийное давление масла». Включается

резервный масляный насос (РМН), обеспечивая давление в смазочной системе

не менее 0,4 кг/см

Защита по погасанию факела (система обнаружения пламени) выполня-

ет две функции. Во время нормального запуска агрегата светочувствительные

элементы фотореле обнаруживают установление пламени в КС и разрешают

продолжать последовательность запуска агрегата. В противном случае прекра-

щается подача топливного газа. В случае срыва пламени во время работы не-

медленно прекращается подача газа в КС, в результате чего исключается

возможность поступления несгоревшего топлива в патрубок турбины, где мог-

ло бы произойти вторичное зажигание и произойти взрыв. Эта цепь включается

после открытия стопорного и регулирующих клапанов. При проверке защиты

после включения электропитания фотореле должна сработать аварийная защита

по импульсу от фотореле. При этом срабатывают электромагнитные клапаны в

линии предельной защиты, закрывается стопорный и регулирующий клапаны

(СК и РК), включается аварийный сигнал «Факел погас».

Защита по осевому сдвигу роторов срабатывает, останавливая агрегат,

при увеличении давления масла до 3-3,5 кг/см

между соплами реле и упорны-

ми дисками на валах агрегата (или превышении давления по воздуху свыше

1 кг/см

), при этом на ГГЦУ подается аварийный сигнал «Авария по осевому

сдвигу». При осевом сдвиге возможно задевание вращающихся деталей агрега-

та о неподвижные и разрушение отдельных узлов агрегата.

Защита по перепаду давления между маслом уплотнения и газом в по-

лости нагнетателя (защита «масло-газ») служит для предотвращения проте-

чек газа по валу из нагнетателя в машинный зал, применяется система

уплотнения нагнетателя. Для этого к торцевому уплотнению подается масло с

давлением 1,0-1,5 кг/см

больше давления газа. Защита по перепаду давления

осуществляется с помощью дифференциального реле давления типа РДД-1М,

осуществляющего электрическую блокировку и автоматическое переключение

с рабочего винтового масляного насоса уплотнения на резервный при снижении

перепада давления, а также полном исчезновении перепада. При этом включа-

ется на ГГЦУ аварийный перепад «масло-газ».

При проверке защиты по перепаду «масло-газ» проверяют:

- резервирование насосов;

- отключение обоих ВМНУ. После установленной выдержки времени сраба-

тывает защита по уменьшению перепада давления в уплотнении, при этом закрыва-

ется кран № 4 и включается сигнал на ГТЦУ аварийный перепад «масло-газ»;

- защиту по низкому давлению уровня масла в аккумуляторе;

- работу кранов обвязки нагнетателя;

- давление при перепаде на кране №

более 0,2-0,3 МПа краны №

№ 2 нельзя открыть ключом.

Защита от превышения температуры газа

—

одна из основных газовой тур-

бины. При нормальной эксплуатации температура газа регулируется расходом топ-

лива. Однако при неисправности САР, помпажах осевого компрессора или

нагнетателя количество подаваемого топлива, а значит и температура газа, могут

превысить установленные нормы. Это приведет к выгоранию лопаток проточной

части, разрушению элементов двигателя. В начале система защиты от превышения

температуры газа включает предупредительный звуковой и световой сигналы, что

указывает на необходимость разгрузки турбины, предотвращая тем самым ее от-

ключение. Если температура газа будет продолжать повышаться, система отключит

агрегат. Система защиты является независимой от системы САР. Температуру газа

измеряют термометрами, установленными за ТНД или перед ТВД.

Защита по превышению частоты вращения роторов ТВД, ТНД и турбо-

детандера. При повышении частоты вращения роторов ТВД, ТНД, турбоде-

тандера может произойти обрыв лопаток, разрушение валиков и дисков и т. п.

Для предотвращения частоты применяют разного рода автоматы безопасности.

Ротор ТНД имеет два автомата безопасности: центробежный (механический,

бойкового типа) и гидродинамический.

Настройка автоматов безопасности для ГПА типа ГТК-10-4 производится

при частотах вращения, указанных в таблице 2.

Система защиты по температуре подшипников выдает предупредитель-

ный и аварийный сигнал при возрастании температуры выше допустимой, что

может привести к разрушению подшипников, выплавлению баббита вклады-

шей, осевым сдвигам, повышению вибрации.

Температура измеряется малогабаритными платиновыми термометрами

сопротивления (ТСП), установленными во вкладышах опорных подшипников и

колодках упорных подшипников. Термометры подключаются к электронному

мосту, который осуществляет измерение и регистрацию температуры подшип-

ников, а также выдает предупреждающий (при 75°С) и аварийный (при 80°С)

сигналы на ГЩУ.

Таблица 2

Частота вращения вала ГТК-10-4 при которой производится настройка

автоматов безопасности

Наименование защитного устройства

Частота вращения вала при срабатывании

защиты, об/мин

Бойковой автомат на валу ТНД 5350±80

Гидродинамический автомат вала ТВД 5250±80

Бойковой автомат на

валу

турбодетандера 9100... 10500

Система защиты от вибрации осуществляется при помощи датчиков,

размещенных на корпусах подшипников ГПА. При этом вибрация измеряется в

трех направлениях: вертикальном, поперечном, осевом. Сигнал поступает от

пьезодатчика. Повышенная вибрация может привести к нарушению условий

смазки и разрушению подшипников, задеванию вращающимися деталями в

проточной части.

Имеется два уровня вибрации. При достижении первого уровня включа-

ется предупредительная сигнализация (V

= 7,1 мм/с). При достижении второго

уровня, когда вибрация становится более 11,2 мм/с, срабатывает аварийная сиг-

нализация и происходит остановка агрегата.

Кроме перечисленных выше основных систем защиты применяются и

другие:

- по минимальному и максимальному уровню масла в маслобаке агрегата;

- по аварийной остановке от кнопки АО;

- по давлению топливного газа;

- по превышению частоты работы вала турбокомпрессора в диапазоне ре-

зонансных частот вращения 2500-4300 об/мин;

- защиты по разряжению на всасе осевого компрессора.

Проверку защиты в обязательном порядке в соответствии с правилами тех-

нической эксплуатации проводят при подготовке ГПА к пуску. Проверку прово-

дит комиссия в составе: сменного инженера, инженера службы КИПиА,

машинистов ТКЦ (технологического компрессорного цеха), работников КИПиА с

оформлением специального протокола приема-сдачи защиты.

Вопросы для самоконтроля

1. Основные системы средств контроля и автоматики КЦ.

2. Назначение системы централизованного контроля.

3. Какие технологические параметры контролируются системой?

4. Эксплуатация средств контроля и автоматики.

5. Экстренная остановка агрегата ГТК-10-4.

6. Наладка защит ГТУ и нагнетателя.

7. Защита по давлению масла смазки.

8. Защита по осевому сдвигу роторов.

9. Защита по перепаду между маслом уплотнения и газом в полости на-

гнетателя (защита масло-газ).

10. Защита от превышения температуры газа.

11. Защита поп превышению частоты вращения роторов ТВД, ТНД и тур-

бодетандера.

12. Защита по температуре подшипников.

13. Защита от вибрации.

14. Защиты, которые не входят в число основных.

Часть II

Нефтеперекачивающие станции

2.1. Эксплуатация нефтеперекачивающих станций

2.1.1 Классификация НПС и характеристика основных объектов

НПС (рис. 13) - это сложный комплекс инженерных сооружений предна-

значенных для обеспечения перекачки заданного количества нефти или нефте-

продуктов, подразделяющийся на головные и промежуточные.

Рис. 13. Схема головной нефтеперекачивающей станции

Головная (ГНПС) располагается вблизи нефтяных сборных промыслах

(МНП) или нефтеперерабатывающих заводов (МНГШ) и предназначается для

приема нефти или нефтепродуктов, для обеспечения их дальнейшей перекачки по

трубопроводу. Все объекты, входящие в состав перекачивающих станций можно раз-

делить на две группы:

- Объекты основного (технологического) назначения.

- Объекты вспомогательного или подсобно-хозяйственного назначения.

К первой группе относят: основную и подпорную насосные станции (насосные

цеха); резервуарный парк; сеть технологических трубопроводов с площадками фильт-

ров и камерами задвижек или узлами переключения, узлы

учета;

камеру пуско-приема

очистных устройств, совмещенную с узлами подключения трубопроводу; узлы пре-

дохранительных и регулирующих устройств.

Ко второй группе относят: понижающую электростанцию с открытым и закры-

тым распределительными устройствами; комплекс сооружений по водоснабжению

станции и жилого поселка при ней; комплекс сооружений по водоотведению быто-

вых промышленно-ливневых стоков; котельную с тепловыми сетями; механические

мастерские; инженерно-лабораторный корпус, пожарное депо, узел связи, мастерские

контрольно-измерительных приборов (КИП) и автоматики, гараж, административно-

хозяйственный блок с проходной, складские помещения для оборудования и ГСМ

ит. д.

Головные НПС - наиболее ответственная часть всего комплекса. На них вы-

полняются следующие технологические операции:

- прием и учет нефти, нефтепродуктов;

- закачка их в резервуарный парк для краткосрочного хранения;

- откачка нефти или нефтепродуктов в трубопровод;

- прием, запуск очистных, разделительных и диагностических устройств;

- внутристационарныс перекачки (перекачку из резервуара в резервуар, пере-

качку при зачистке резервуаров и т. д.);

- подкачка нефти или нефтепродуктов с других источников поступлений, на-

пример, с других трубопроводов.

Промежуточные (ПНПС) предназначены для повышения давления перекачи-

ваемой жидкости в трубопроводе; Их размешают по трассе согласно гидравлическому

расчету. Они имеют в своем составе в основном те же объекты, что и головные, но

вместимость их резервуаров значительно ниже, либо они отсутствуют. При отсутст-

вии резервуарного парка на промежуточных НПС имеются узлы учета, подпорная

насосная.

Строительство НПС магистральных трубопроводов отличается большой тру-

доемкостью и значительным капитальным вложением. Для сокращения капитальных,

эксплуатационных затрат сроков строительства используют блочно-комплексные,

блочно-модульные НПС и станции открытого типа.

Всё оборудование, технологические коммуникации, КИП и автоматика входят

в состав функциональных блоков, скомпонованных в виде транспортабельных бло-

ков, блок-боксов и блок-контейнеров.

Монтажные блоки - технологическое оборудование, собранное вместе с трубо-

проводами, КИП и автоматикой на общей раме.

Блок-боксы - транспортабельные здания внутри, которых размешаются техно-

логические установки и инвентарное оборудование.

Блок-контейнеры - технологические установки с индивидуальными укрытия-

ми, внутри которых создается микроклимат, необходимый для нормальной работы

оборудования.

Данное оборудование собирается на сварочно-комплекговочных базах или за-

водах, где происходит их испытание, потом в полностью собранном виде их достав-

ляют на строительную площадку.

На НПС открытого типа насосные агрегаты вместе со всеми вспомога-

тельными системами размещаются под навесом на открытом воздухе. От воз-

действия окружающей среды насосные агрегаты защищают индивидуальными

металлическими кожухами, внутри которых расположены системы вентиляции

с калориферами для охлаждения электродвигателей при нормальной работе и

подогреве их во время вывода агрегатов в резерв в холодное время года. Эти

НПС работают нормально при температуре окружающей среды от -40°С до

+50°С.

Эксплуатационные затраты наладочно-комплексные НПС ниже затрат на

эксплуатацию НПС традиционного типа за счет эксплуатации инженерных се-

тей меньшей протяженности, меньшего числа сооружений и оборудования, вы-

сокой надежностью работы оборудования. При капитальном ремонте

предусмотрена замена блок-бокса в сборе.

Конечные пункты магистрального нефтепровода (КП) находятся в конце

нефтепровода, где нефть принимается из трубопровода, распределяется по по-

требителям или отправляется далее другими видами транспорта.

Графическая работа нефтепровода характеризуется зависимостью произ-

водительности (Q, м /час) и от напора (Н, м) (рис. 14).

Рис. 14. Совмещённая характеристика НПС и трубопровода