Общие сведения по конструкции

Система подготовки (очистки) технологического газа

Природный газ, добываемый из месторождений, обычно содержит различные механические твердые и жидкие примеси в виде песка, пыли, воды, масла, конденсата, сварочного грата, окалины и др. Основной источник загрязнения газа - призабойная зона скважины, постепенно разрушающаяся и загрязняющая газ рыхлыми песчанными отложениями. Большое количество механических примесей попадает в газопровод в процессе строительства в виде сварочного грата и строительного мусора, которые при перемещении по трубопроводу истираются в мелкую пыль.

Попадающие в газопровод вместе с газом кристаллы соли, взаимодейст-вуя с металлом трубы, образуют окислы железа, которые дополняются отслаивающейся окалиной новых труб. Твердые примеси, находящиеся в газе, попадая в поршневые компрессоры, ускоряют износ поршневых колец, клапанов и цилиндров, а в центробежных нагнетателях - износ рабочих колес и корпуса нагнетателя. Кроме того, разрушается арматура, установленная на трубопроводах, сужается сечение газопровода, что способствует образованию гидратных и гидравлических пробок. Все это может привести к значительному снижению пропускной способности газопровода в результате увеличения коэффициента гидравлического сопротивления и потерь давления газа. Поэтому, одним из общецеховых технологических узлов компрессорной станции является узел очистки газа от механических примесей. Выбор конкретной технологии и оборудования для очистки газа от механических примесей зависит от размеров частиц, степени очистки и требуемой пропускной способности.

По размеру частицы пыли различаются на: крупные - 100-500 мкм; мелкие -10-100 мкм; тонкие - 0.1-10 мкм и весьма тонкие - менее 0.1мкм. Содержание   пыли в газовых потоках измеряется в г/1000 м³ и колеблется от 3 до 20.

На компрессорных станциях газ от механических примесей очищается с помощью пылеуловителей, которые относятся к одному из трех типов: центробежные циклонные, центробежные мультициклонные и жидкостные (верти-кальные масляные) и фильтров - сепараторов.

Техническая характеристика циклонных пылеуловителей

 

Тип	ГП426.00.000	ГП144.00.000
	ГП458.00.000	ГП144.00.001
Пропускная способность по газу (в м3/с млн.м3/сут.) при рабочей температуре 20 С, плотности газа 0,75 кг/м3, рабочем давлении, МПа:
4	174 (15)
5		231 (20)
Давление, МПа	5,5
рабочее	5,5	7,5
расчетное	5,5	7,5
пробное при гидроиспытании в вертикальном положении аппарата	6,9	9,4
Фракционная эффективность очистки (в %) не менее, при размерах твердых частиц, мкм;
5-10	80
10-20		95
20-40	98
> 40	100
Температура, К:
рабочая среды	От 253 до 373
расчетная стенки	373	373
минимально допустимая стенки при пуске и остановке под давлением	213	213
Номинальный объем, м3	25	25
Размеры, мм:
высота	9300	9500
ширина	3250	3500
Масса, кг	23000	31000

 

Общие сведения по конструкции

· Циклонные пылеуловители

В настоящее время наибольшее распространение получили циклонные сепараторы. С уменьшением диаметра циклона значительно увеличиваются центробежная сила и скорость осаждения частиц. На основании этого принципа созданы конструкции батарейных циклонов (мультициклонов). Мультициклоны, рис.2.4.2, состоят из параллельно включенных элементов малого диаметра (150-250 мм). Газ с примесями жидких и твердых частиц подается через входной патрубок 2 в среднюю часть мультициклона, далее через вихревые устройства циклонов поступает в нижнюю часть мультициклона, где происходит оседание всех примесей.

Освобожденный от частиц пыли и жидкости газ идет по внутренним трубкам циклонов 3, попадает в верхнюю часть и через выходной патрубок 1 направляется в газопроводы. Осевшая внизу, на дне аппарата, загрязненная жидкость удаляется через дренажную трубу 4 в перевозную емкость. Сброс конденсата автоматизирован.

Разработаны и выпускаются циклонные пылеуловители по ОСТ 26-291-79 типов ГП426.00.000; ГП458.00.000; ГП144.00.000;ГП144.00.001.

Циклонный пылеуловитель ГП144 представляет собой аппарат вер-тикальной цилиндрической формы диаметром 2000 мм с пятью встроенными циклонными элементами типа ЦН-15 диаметром 600 мм и состоит из трех технологических секций: ввода и распределения поступающего газа, очистки газа, сбора уловленных жидких и механических примесей.

Секция ввода газа состоит из вводной трубы диаметром 500 мм с фланцем и распределительного корпуса. Неочищенный газ поступает в секцию очистки газа сбоку. Циклоны приварены к нижней решетке и расположены звездообразно по кругу. Каждый циклонный элемент состоит из корпуса в виде трубы диаметром 600 мм, винтового завихрителя, трубы выхода очищенного газа диаметром 350 мм и дренажного конуса.

В циклонных элементах благодаря закручиванию потока газа в завихрителе происходит очистка газа от механических примесей и жидкости.

Отсепарированные в пяти циклонных элементах механические примеси с конденсатом собираются в секции сбора механических примесей, расположенной в нижней части аппарата, откуда автоматически удаляются через дренажный штуцер диаметром 150 мм, а очищенный газ выходит из аппарата через выходную трубу с фланцем на конце. Секция сбора механических примесей и конденсата имеет змеевиковый подогреватель, установленный под днищем. Для повышения эффективности подогрева нижнюю часть корпуса пылеуловителя теплоизолируют.

Для поддержания безопасного режима эксплуатации на корпусе с помощью специальных штуцеров устанавливают термометр, манометр, дифманометр, указатель и регулятор уровня жидкости в секции сбора механических примесей.

Для возможности осмотра внутреннего состояния аппарата на его корпусе и в нижней решетке, к которой крепят циклонные элементы, предусмотрены люки-лазы и дренажная линия диаметром 80 мм со штуцером для полного опорожнения аппарата.

Для удобства обслуживания пылеуловителей и доступа к люку-лазу, приборам и арматуре на пылеуловителях устанавливают стационарные площадки с ограждениями и лестницы. В обвязке аппарата кроме этого предусматривают возможность установки во фланцевых соединениях аппарата заглушек для проведения его гидроиспытаний во время периодических технических освидетельствований.

На каждый аппарат после его установки наносят краской на видном месте или на специальной табличке форматом 200x150 мм следующие данные: регистрационный номер, разрешенное максимальное рабочее давление, дату следующего внутреннего осмотра, дату следующего гидроиспытания.

Входной газовый коллектор принимают, как правило, увеличенного диаметра для возможности осаждения в нем в первоначальный период эксплуатации выносимого из газопроводов и шлейфов строительного мусора и предусматривают на нем устройство для последующей периодической его продувки и очистки от строительного мусора.

Схемой контрольно-измерительных приборов и автоматики (КИПиА) на пылеуловителе предусматривается:

– измерение температуры конденсата на выходе из змеевикового подогревателя с выдачей светового и звукового сигналов в операторную;

– измерение рабочего давления в пылеуловителе;

– измерение расхода очищенного газа с показаниями и записью в операторной;

– измерение перепада давлений на батарее циклонных пылеуловителей с передачей показаний дифманометра и записью в операторной с выдачей звукового и светового сигналов в операторную при достижении максимального перепада давлений на батарее циклонных элементов, равного 0,06 МПа;

– периодический автоматический сброс жидкости из нижней части корпуса пылеуловителя системой автоматического удаления жидкости с передачей электрического сигнала в операторную;

– выдача светового сигнала в операторную при достижении максимально допустимого уровня жидкости в корпусе аппарата.

Кроме этого, схема КИП и А предусматривает переключение дифма-нометра на замер полного перепада давления в аппарате.

Обвязку аппаратов трубопровода выполняют с возможностью компенсации дополнительных напряжений во фланцах аппаратов от массы трубопроводов и температурных удлинений. В обвязке устанавливают равнопроходную запорную арматуру с возможностью её замены в процессе эксплуатации и предохранительные клапаны.

При установке аппаратов в районах с минусовой температурой воздуха дренажные и сбросные трубопроводы обогревают теплоспутниками на всем их протяжении, начиная непосредственно от днища аппарата, а арматуру и приборы КИПиА устанавливают в шкафах с обогревом; корпуса аппаратов теплоизолируют изоляцией толщиной не менее 100 мм минераловатными плитами типа ПП на синтетическом связующем. Все дренажные трубопроводы, питающие командные и импульсные линии КИП и А, для сокращения теплопотерь изолируют вместе с теплоспутниками. Перед пуском аппарата продувают инертным или природным газом давлением не более 0,1 МПа до достижения кислорода в газе, выходящем из аппарата, не более 2 % по показаниям газоанализатора.

 

Рис. 2.4.2. Циклонный пылеуловитель

Фильтры - сепараторы

Для очистки газа применяются также и фильтры - сепараторы зарубежных фирм. На рис. 2.4.3. представлен фильтр - сепаратор фирмы «СМР». Он предназначен для удаления из потока технологического газа жидкости и механических примесей.

Сепаратор состоит из двух секций: секции очистки от механических примесей и секции для улавливания жидкости, разделенных между собой глухой перегородкой 7, имеет два дренажных патрубка, жестко соединенных с конденсатосборником 13, разделенным глухой перегородкой на два отсека - для приема жидкости и механических примесей, которые затем удаляются через автоматическую систему дренирования. Обе секции конденсатосборника оборудованы указателями жидкости 12 для визуального контроля. Автоматическая система дренирования работает на энергии перекачиваемого газа. Питание газом осуществляется через регулятор давления 10. При накоплении заданного количества конденсата или механических примесей в конденсатосборнике регуляторы уровня 11 подают команду на открытие соответствующих клапанов 14 и конденсат сбрасывается в выходной коллектор жидкости.

Очистка газа в сепараторе 2 осуществляется следующим образом: газ через входной патрубок 3 и отбойный козырек 4 поступает в фильтрующую секцию 5, где происходит очистка от механических примесей. Затем через перфорированные отверстия в корпусе фильтрующих патронов поступает во вторую секцию. В секции туманоотделения 8 влага, находящаяся в транспортируемом газе в виде мелкой пыли, улавливается сетчатыми пакетами, коагулируется и стекает через дренажный патрубок в конденсатосборник 13. Очищенный газ через шаровой кран 9 поступает в коллектор газа. Для обеспечения устойчивой работы в зимнее время сепаратор снабжен электрообогревом нижней части аппарата, кондесатосборника и его КИП.

Техническая характеристика фильтра - сепаратора фирмы «СМР».

Производительность, млн. м3/сут	13,3
Рабочее давление, МПа	7,6
Объем, м3	13,3
Длина аппарата, мм	8490
Длина конденсатасборника, мм	6100

 

Для ремонта и ревизии сепаратора предусмотрен съемный фланец с быстродействующим затвором 1. Давление контролируется указателем давления 6.