Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ОБЛИК ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА ДЛЯ ДКС

Основным назначением дожимных компрессорных станций (ДКС) является поддержание необходимого давления газа в технологической цепочке комплекса промысел - газотранспортная система (ГТС) со снижением пластового давления газа по мере разработки месторождения. Специфическим требованием к оборудованию ДКС является непрерывное повышение степени сжатия по мере снижения входного давления до 0,4 0,5 МПа. Повышение степени сжатия до 10-ти 12-ти обеспечивается за счет применения сменных проточных частей (СПЧ) в компрессорах природного газа.

Сложившийся параметрический ряд СПЧ реализован на основе согласования технологической потребности в параметрах назначения ГПА с возможностью оптимального конструктивного исполнения электроприводных и газотурбинных ГПА. В типизированном варианте параметрический ряд СПЧ представлен на рис. 1. Типовой ряд СПЧ предполагает возможность непрерывного ступенчатого повышения давления при любом уровне степени сжатия с шагом 1,25-1,35-1,44-1,70-2,2-3,8-4,8. В каждой ступени предусматривается возможность непрерывного повышения степени сжатия в указанных пределах (от 1,25 до 4,8 максимум).

Шаг и пределы непрерывного изменения степени сжатия устанавливаются исходя из следующих условий:

- диапазон регулирования по частоте вращения от 0,7 до 1,05 от номинальной частоты вращения;

- требуемые значения показателей загрузки ГПА и политропного к.п.д. в процессе сжатия;

- ограничение по максимально-допустимой температуре газа на выходе (80 0С или 160 0С).


Исходя из указанных условий возможно разрежение исходного ряда технологических модификаций. Сокращение числа требуемых модификаций сопряжено с увеличением рабочих интервалов каждой модификации. На рисунке 2 представлены газодинамические характеристики модификаций с увеличенным шагом степени сжатия 1,25-1,44-2,2-4,8. Непрерывное повышение степени сжатия по линии загрузки обеспечивается в пределах диапазона регулирования по частоте вращения каждой модификации. Расширение рабочего диапазона в область повышенных расходов и пониженных оборотов приводит к снижению средних по интервалу показателей загрузки ГПА и политропного к.п.д. соответственно на 10 и 7 % отн.


Результаты укрупненного сопоставления рассматриваемых схем технологического развития ДКС показывает:

схема параллельного развития ДКС имеет следующие преимущества:

- возможность увеличения агрегатной мощности с сокращением общего количества ГПА;

- лучшая технологическая приспособленность по загрузке, регулированию, управлению, защите ГПА и КЦ и агрегатному резервированию;

- возможность применения однотипных ГПА (станционных «модулей»);

- сокращение стоимости цеховых систем (коммуникаций, САУ и др.) и уменьшение СМР.

К недостаткам параллельного развития ДКС можно отнести:

- увеличением количества корпусов компрессоров и СПЧ (можно ограничить повышением мощности ГПА до 25-30 МВт и расширением диапазона регулирования по оборотам = (0,5 – 1,05)nном);

- определенное усложнение конструкции ГПА и их системам (необходимость повышения частоты вращения привода, промежуточное охлаждение газа и пр.).

Следует подчеркнуть, что обе технологии принципиально не изменяют требуемую технологическую мощность ДКС; разница может заключаться в оптимизации режимов на стыке дискретных операций (смена СПЧ, ввод ГПА и КЦ) и оптимизации распределения капвложений во времени и частично, за счет оборудования и СМР.


Рассогласование номинальных мощностей привода и каждого из применяемых компрессоров связано с необходимостью повышения номинальных оборотов привода на 30-40 % или с применением мультипликатора. Типовой параметрический ряд позволяет исключить применение мультипликатора. Общий баланс потребляемой и располагаемой мощности ГПА сохраняется с разгрузкой 2-х компрессоров. Разгрузка компрессоров достигается применением СПЧ на повышенное выходное давление, например, НЦ-16/75-1,44 и НЦ-16/100-1,44 для последовательной работы на пониженном уровне выходного давления 4,0 и 5,5 МПа. Параметрическое «смещение» применяемых СПЧ характерно именно для работы ГПА типа «тандем» на режимах эксплуатации дожимных КС в области пониженных давлений.

Облик современного ГПА для ДКС содержит следующий набор проблем и решений:

- Размещение преимущественно в индивидуальных укрытиях без разделительной стенки (унифицированные для ГПА мощностью от 10 до 25 МВт).

- Модульная концепция ГПА, включающая в себя ГТУ, ЦБК, АВО, осушку газа; технологические трубопроводы, в том числе краны №№ 1, 2 на обвязке компрессора.

- Агрегатная САУ осуществляет регулирование и управление всеми процессами (компримирование, охлаждение, противопомпажное регулирование).

- Система топливного газа – общестанционная.

- Запуск газотурбинных ГПА – электрический.

- Вопрос автономности требует доработки по электроснабжению (в том числе АВО газа).

- Имеется задача согласования частот вращения: ГТУ – ЦБК.

- Диапазон регулирования частот вращения – 50-105 % (АРI 617), отечественные ГПА 70-105 %.

- Конструкция ЦБК должна проектироваться с большими запасами прочности против «внезапных» воздействий (заброс жидкости, выпадение соли, помпаж).

- Измерение расхода газа должно быть обеспечено как для ГПА, так и для КЦ.

- Надежность ГПА (статистические показатели) должна учитываться в проектах на существующем нормативном уровне.

Труды XIII международной научно-технической конференции по компрессоростроению. Сумы 2004

Экспертиза

на главную