2020-06-29
118Газоснабжение промышленных предприятий и котельных осуществляется преимущественно от газопроводов среднего или высокого давления. Система газоснабжения предприятия состоит из следующих элементов: ввода газа, ГРП и ГРУ, межцеховых и внутрицеховых газопроводов, газогорелочных устройств.
Ввод газа обычно выполняют подземным и на нем устанавливают отключающее устройство.
Межцеховые газопроводы могут быть:
надземными,
подземными,
смешанными.
Опыт газификации промышленных предприятий показывает, что межцеховые газопроводы преимущественно прокладывают надземным способом, так как в этом случае они более доступны для обслуживания и ремонта, менее опасны при утечках газа, менее подвержены коррозии.
Прокладывают надземные газопроводы, используя опоры, эстакады, огнестойкие наружные стены и перекрытия. На эстакадах и опорах допускается совместная прокладка газопроводов с трубопроводами для пара, воздуха, воды и кислорода. При этом необходимо обеспечить возможность осмотра и ремонта каждого трубопровода. По стенам зданий газопроводы прокладывают на кронштейнах, а по перекрытиям – на опорах высотой не менее 0,5 м. Для обеспечения компенсации температурных деформаций надземных газопроводов на них сооружают специальные компенсаторы.
Перед вводом газопроводов в цехи устанавливают отключающие устройства и продувочные линии. Все внутрицеховые газопроводы прокладывают открыто и крепят с помощью кронштейнов или подвесок. Если газопровод пересекается с электрическим кабелем, то расстояние между ними должно быть не менее 100 мм, а при параллельной прокладке – не менее 250 мм. Все внутрицеховые газопроводы окрашивают в желтый цвет с красными кольцами, а надземные межцеховые газопроводы защищают лакокрасочными покрытиями, состоящими из 2–3 слоев грунтовки и двух слоев эмали или лака.
При выборе схемы газоснабжения учитывают режим газопотребления цехами, характеристики тепловых агрегатов и горелочных устройств.
На рис. 1 показана схема газоснабжения крупного промышленного предприятия. Газ от газопровода высокого давления через отключающее устройство 1 в колодце подается в центральный ГРП.
В нем осуществляются замер расхода газа и его редуцирование. В данном случае для цехов № 1 и № 2 подается газ высокого давления, для цехов № 3 и № 4 и котельной – среднего давления, а для столовой – низкого давления (через ГРУ). При большем количестве цехов и значительной удаленности их от центрального ГРП в цехах монтируют шкафные ГРУ 7, обеспечивающие стабильность давления газа перед горелками агрегатов. При больших расходах газа в цехах монтируют узлы учета расхода газа для контроля за рациональным и экономичным сжиганием газа.
Рис. 1. Схема газоснабжения промышленного предприятия: 1 – отключающее устройство в колодце; 2 – центральный ГРП; 3 – штуцер с краном для отбора проб; 4 – продувочный трубопровод; 5 – газопровод высокого давления; 6 – газопровод среднего давления; 7 – шкафная ГРУ
Головными сооружениями магистрального газопровода называют производственный комплекс, размещающийся на стыке газового промысла и газопровода и осуществляющий всестороннюю подготовку газа к дальней транспортировке.
Газ, предназначенный для транспортировки по магистральным газопроводам, должен соответствовать требованиям ОСТ 51.40-74. Газ подготавливают на промыслах или головных станциях (ГС), в зависимости от его химического состава, термодинамических свойств и условий прокладки газопровода подвергается сепарации от твердых и жидких примесей, очистке от сероводорода и углекислоты, осушке по воде и углеводородам и при необходимости охлаждению.
Комплекс головных сооружений зависит от состава газа, добываемого на промысле и поступающего из газосборного пункта. Как правило, в этот комплекс входят установки по очистке газа от пыли и механических примесей, осушке и одоризации. В необходимых случаях включаются также установки по отделению от газа серы и высокоценных компонентов (гелия и др.).
К головным сооружениям относят и компрессорную станцию, подключаемую на начальном участке газопровода. На территории этой станции, как правило, и размещается весь комплекс установок по подготовке газа.
По магистральным газопроводам транспортируют следующие группы газов:
· газ с чисто газовых месторождений, не содержащий тяжелых углеводородов; такой газ состоит в основном из метана СН4 (до 98%), остальную часть представляют предельные углеводороды (этан, пропан, бутан и пентан) и примеси азота, углекислого газа, иногда сероводорода, водорода, гелия и др.;
· газ газоконденсатных месторождений;
· попутный нефтяной газ, отделяемый при добыче нефти;
· искусственный газ, получаемый путем сжигания горючих сланцев и пр.
Газ, попадающий на головные сооружения магистрального газопровода со сборных пунктов промысла, содержит механические примеси (песок, пыль. металлическую окалину и др.) и жидкости (пластовую воду, конденсат, масло). Перед подачей в газопровод его очищают и осушают, так как без предварительной подготовки он будет засорять трубопровод, вызывать преждевременный износ запорной и регулирующей арматуры, нарушать работу контрольно-измерительных приборов. Твердые частицы, попадая в компрессорные установки, ускоряют износ поршневых колец, клапанов и цилиндров. В центробежных нагнетателях они ускоряют износ рабочих колес и самого корпуса нагнетателя. Жидкие примеси, скапливаясь в пониженных местах газопровода, будут сужать его сечение, способствовать образованию гидратных и гидравлических пробок.
Для очистки газа от механических примесей используют горизонтальные и вертикальные сепараторы, цилиндрические масляные и циклонные пылеуловители. В сепараторах производится отделение примесей от газа. По принципу действия сепараторы делятся на объемные (гравитационные) и циклонные.
В гравитационных аппаратах примеси оседают вследствие резкого изменения направления потока газа при одновременном уменьшении скорости его движения. В циклонных установках используются центробежные силы инерции, возникающие в камере при входе газа по тангенциальному вводу.
Масляные цилиндрические пылеуловители представляют собой вертикальные цилиндрические сосуды со сферическими днищами. На головных сооружениях магистральных газопроводов их устанавливают группами в зависимости от необходимой пропускной способности. Размеры пылеуловителей по диаметру от 1000 до 2400 мм, по высоте от 5.8 до 8,8 м.
В пылеуловителе имеются устройства, обеспечивающие контактирование газа с маслом и отделение твердых и жидких частиц от газа. Оседающий в пылеуловителе шлам периодически удаляют, загрязненное масло заменяют.
При необходимости проводят очистку газа от сероводорода и углекислоты. Газ, содержащий сероводород и используемый для коммунально-бытового потребления, должен очищаться согласно ГОСТ 5542-78. Содержание сероводорода в очищенном газе не должно превышать 2 г на 100 м3. В схему сероочистной моноэтаноламиновой установки входит следующее основное оборудование: абсорбционные и отпарные колонны, теплообменники и холодильники раствора, конденсаторы-холодильники, испарители, буферная емкость, газосепараторы, насосы, выветриватель, вакуум-перегонный куб, фильтр-пресс, флегмовая емкость.
Осушку газа на головных сооружениях осуществляют двумя способами: абсорбционным (с жидкими поглотителями) и адсорбционным (с твердыми поглотителями). Газ после пылеуловителей попадает в абсорберы, где очищается от взвешенных капель жидкости и водяных паров путем активного контакта с абсорбентом, чаще всего диэтиленгликолем.
В последнее время определенное значение приобретает осушка газа твердыми поглотителями. В качестве адсорбентов применяют активированную окись алюминия, флюорит, боксит, силикагель или другие реагенты. Установка такой осушки состоит из группы адсорберов (не менее двух), подогревателя газа и теплообменников. Влажный газ после очистки от пыли поступает в адсорбер, где проходит через один или несколько слоев адсорбента. Периодически часть адсорберов отключают от системы для регенерации адсорбента.
Для отделения от газа конденсата и воды с успехом используют низкотемпературную сепарацию, особенно при отборе газа из месторождений с высоким пластовым давлением. Газ из скважин без дросселирования подводят к установке и направляют во влагосборник для предварительной очистки. Затем в теплообменнике происходит его охлаждение холодным газом из сепаратора и выделение части жидкости в гидроуловитель. Далее, пройдя через штуцер, или детандер, газ дросселируется, температура его снижается ниже температуры точки росы, и в следующем сепараторе оставшаяся жидкость выделяется. В процессе отбора влаги в газ вводят метанол или диэтиленгликоль во избежание образования кристаллогидратов.
Наиболее перспективной в настоящее время считается низкотемпературная сепарация с впрыском ингибитора гидратообразования непосредственно в поток газа. Недостатком этой схемы является использование в ней громоздких и металлоемких теплообменников типа «труба в трубе». Более эффективны кожухотрубчатые теплообменники с впрыском диэтиленгликоля.
Для улавливания жидкости и твердых примесей, остающихся в газе после очистных устройств, на головном участке магистрального газопровода врезают конденсатосборники и предусматривают дренажные устройства. Практика показала, что наиболее эффективно это делать на восходящих участках газопровода.
Чтобы обнаруживать и предотвращать возможные утечки газа, перед подачей в магистральный газопровод ему придают специфический запах с помощью одорантов — веществ, обладающих резким запахом (этилмеркаптан, сульфан, метилмеркантан, пропилмеркаптан и др.). Примерная среднегодовая норма расхода одоранта — 16 г на 1000 м3 газа. Одорированный газ достаточно длительное время сохраняет приобретенное качество и доходит к потребителям почти с начальной степенью одоризации.
Применяют одоризационные установки барботажные, с капельным одоризатором и др. В последнее время широко используются автоматические одоризационные установки. Учитывая, что одоранты — легкоиспаряющиеся горючие жидкости, при обращении с ними требуется строго соблюдать меры безопасности.
Головная компрессорная станция или установка комплексной подготовки газа (УКПГ) отличается от линейной тем, что на ее территории размещены все установки по подготовке газа к дальнему транспорту.
