Установки блоки подготовки топливного газа
Это первый лайнер за более чем полвека, заходя в салон которого, вы будете точно знать, что находитесь именно в МС-21, а не в Аэрбас или Боинг.
И это не шутка. Поверить в это действительно сложно, мы же привыкли думать, что в России плохой сервис, климат и вообще всё.
Вступайте в другие наши группы и добавляйте нас в друзья :)
Проектная и производственно-сервисная деятельность Группы ЭНЕРГАЗ сосредоточена на поиске и реализации конструкторских и инженерных решений по созданию многофункциональных установок подготовки газа (МФУ).
В первой части статьи описываются типы МФУ и их конструктивные особенности. Во второй части представлены примеры внедрения таких установок на нефтегазовых площадках и генерирующих объектах России. Проекты, выполненные в 2019 году, подтвердили статус ЭНЕРГАЗа как одного из лидеров в сфере технологического оборудования газоподготовки.
Многофункциональные установки предназначены для гарантированного долговременного и непрерывного обеспечения качественной подготовки газа разного типа и исходного состояния — во всех газоиспользующих отраслях промышленности.
Из года в год коллектив ЭНЕРГАЗа успешно реализует различные отраслевые проекты и получает новые подтверждения тому, что подготовка газа (Midstream) — это всегда тщательно согласованный инженерный расчет комплексного технологического процесса, позволяющего достигать и устойчиво поддерживать установленные параметры газа по чистоте, влажности, температуре, давлению, расходу и другим нормативам.
Компактные комплектные установки состоят из 1-2 модулей, внутри которых оборудование интегрировано на единой раме. Это:
— блоки подготовки попутного газа;
— блочные пункты подготовки газа (природного);
— системы подготовки топливного и пускового газа;
— автоматизированные газораспределительные станции.
Многоблочные установки применяются в сложных и масштабных проектах. Они отличаются высокой производительностью (расходом подготавливаемого газа) и состоят из нескольких обособленных блок-боксов с оборудованием различного назначения, которые при монтаже стыкуются между собой в единое здание с общей кровлей. При этом ряд элементов могут иметь внешнее исполнение.
Такие установки функционируют на крупных генерирующих объектах с газовыми турбинами большой мощности, а также на нефтегазодобывающих площадках, где необходимо параллельно и непрерывно снабжать качественным газом (с отличающимися параметрами) сразу несколько объектов основного и вспомогательного назначения.
— газоперекачивающие агрегаты и др.
Раскрывая значение и перспективы многофункциональных установок, специалисты Группы ЭНЕРГАЗ подтверждают их возможности на опыте разработки и реализации конкретных проектов.
ЭНЕРГАЗ — ОПЫТ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ
Предприятия Группы ЭНЕРГАЗ имеют согласованные цели, задачи, профессиональную специализацию в сфере газоподготовки и взаимную ответственность за качество своей работы. Начиная с 2007 года реализовано 150 проектов. Для них поставлено 290 компрессорных и многофункциональных установок.
Специальное (индивидуальное) проектирование воплощается в многофункциональных установках на инжиниринговой и производственной площадке ЭНЕРГАЗа по стандартам ISO 9001, согласно установленным в России правилам и нормативам. Оборудование проектируется и изготавливается с учетом области применения, условий эксплуатации, состава исходного газа, типа и характеристик сопряженных агрегатов, особых проектных требований заказчиков.
БАЗОВАЯ КОМПЛЕКТАЦИЯ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УСТАНОВОК
Система фильтрации
В стандартном исполнении система включает в себя две линии фильтрации с пропускной способностью 100% потока или три линии с пропускной способностью по 50% потока каждая. В особых проектах применяется двойная система, которая состоит из блока предварительной фильтрации и блока тонкой очистки газа.
В случае повышенной влажности газа применяются фильтры с вихревой решеткой на первой ступени фильтрации и последующей завершающей очисткой фильтрующими элементами. Прохождение потока газа через вихревую решетку первой ступени фильтра создает завихрения, вызывает срыв потока и последовательное снижение и повышение давления газа. В этой связи происходит конденсация жидких примесей газа. Высокая эффективность очистки газа достигается использованием в качестве абсорбента собственного газового конденсата.
В многофункциональных установках степень очистки достигает 100% для твердых частиц величиной не менее 3 микрон и капельной влаги не менее 5 микрон. Для частиц размером от 0,5 до 3 микрон эффективность составляет 98…99%.
Фильтры оснащены датчиками и индикаторами контроля давления, перепада давления, уровня газового конденсата, а также продувочными и сбросными трубопроводами с предохранительными клапанами. Для быстрого доступа к фильтрующим элементам имеется надстройка с площадкой обслуживания и талями для снятия верхних торцевых крышек фильтров.
Узел дренажа конденсата
Сбор газового конденсата и механических примесей происходит в автоматическом режиме. Как правило, дренажный резервуар расположен под землей. Если позволяют климатические условия, применяется наземное исполнение, а резервуар оснащается электрообогревом.
Уровень конденсата в накопительном баке устанавливается и поддерживается на заданном значении системой автоматизированного управления. Узел дренажа укомплектован устройством контроля уровня, оборудованием для удаления продуктов очистки в передвижную емкость.
Блок учета газа
После очистки газ попадает в блок учета, который может иметь одну или несколько измерительных линии нормального расхода, линию малого расхода, а также линию байпаса (в случае одной измерительной линии или по требованию заказчика). Относительная погрешность блока учета — не более 1%.
Коммерческий или технологический учет объема газа осуществляется путем измерений объема и объемного расхода газа в рабочих условиях и автоматического приведения измеренного объема к стандартным условиям в зависимости от давления, температуры и коэффициента сжимаемости газа.
Преимущественно применяются турбинные и ультразвуковые первичные преобразователи расхода (расходомеры). Используются также ротационные, вихревые, диафрагменные, кориолисовые или термоанемометрические расходомеры. Данные с преобразователей поступают на корректоры-вычислители (flowcomputers).
Блок коммерческого учета газа позволяет проводить взаимные финансовые расчеты между поставщиком, газораспределительной организацией и потребителем, контролировать расходы и гидравлические режимы систем газоснабжения, составлять балансы приема и отпуска газа, контролировать эффективность использования газа.
Система автоматизированного управления
Многофункциональная установка газоподготовки полностью автоматизирована и не требует дополнительной ручной настройки для отладки корректного взаимодействия различных систем оборудования.
Система управления (САУ) осуществляет подготовку к пуску, пуск, останов и поддержание оптимального режима работы; контролирует технологические параметры; обеспечивает автоматические защиты и сигнализацию; обрабатывает параметры рабочего процесса и аварийных событий с выдачей информации по стандартному протоколу обмена.
САУ выполнена на базе современной микропроцессорной техники, с использованием передового программного обеспечения и коммутационного оборудования. Она размещается внутри блок-модуля комплектной установки (или внутри блок-здания многоблочной установки) — в отсеке, отделенном от технологической части газонепроницаемой огнестойкой перегородкой.
Основные компоненты САУ имеют резервирование, благодаря чему неисправность любого из них не приводит к останову оборудования подготовки газа. При отключении внешнего электроснабжения собственные источники бесперебойного питания обеспечивают автономную работу программно-технического комплекса САУ в течение не менее 1 часа.
Системы жизнеобеспечения и безопасности
При подготовке низконапорного попутного газа (с давлением, близким к вакууму) также устанавливается система обнаружения кислорода — со специальным датчиком контроля содержания кислорода в газовом потоке.
На практике применение установок только в базовой комплектации встречается редко. Как правило, для решения проектных задач в технологическую схему встраиваются дополнительные узлы и системы.
Системы сепарации и осушки
При подготовке попутного нефтяного газа в состав оборудования зачастую включается сепаратор-пробкоуловитель, который осуществляет прием залповых выбросов жидкости и сглаживание пульсаций газовой смеси.
Также может устанавливаться узел осушки газа на базе адсорберов. Такая мера необходима в том случае, когда возможностей базовой системы фильтрации недостаточно для достижения установленных проектных параметров газа по влажности.
Система редуцирования
Если давление газа в питающем трубопроводе выше уровня, необходимого для корректной работы сопряженных газоиспользующих агрегатов, то оборудование газоподготовки оснащается узлом редуцирования, который включает одну-две нитки с резервированием.
Узел подогрева газа
Для достижения проектной температуры газа установка оборудуется узлом подогрева на базе электрических подогревателей или подогревателей с промежуточным теплоносителем. В комплект поставки включается устройство плавной регулировки и блокировки нагрева.
Как правило, жидкостные подогреватели представляют собой кожухотрубные теплообменники различного типа, а в качестве теплоносителя используется сетевая вода.
Узел одоризации
Блок контроля качества газа
По специальным проектным требованиям заказчика в технологическую схему установки встраивается оборудование для измерения и анализа различных параметров газа.
Например, потоковый газовый хроматограф непрерывного действия (калориметр) с устройством отбора проб. Его функционал — определение компонентного состава газа, измерение теплотворной способности, вычисление плотности и относительной плотности, вычисление числа Воббе.
Измерение температуры точки росы газа по воде и углеводородам обеспечивает анализатор влажности с устройством для отбора проб.
Для контроля чистоты подготовленного газа на выходном коллекторе может устанавливаться анализатор содержания примесей.
Блочно-модульная котельная
Блочно-модульная котельная обеспечивает промежуточным теплоносителем узел подогрева газа. Компактная БМК размещается в специальном отсеке внутри установки. Количество водогрейных котлоагрегатов и их полезная тепловая мощность устанавливается в зависимости от объемов подготавливаемого газа.
БМК комплектуется собственными устройствами для редуцирования и измерения расхода газа, системами безопасности, а также подземным резервуаром для слива теплоносителя.
Рабочий процесс автоматизирован, локальная система управления БМК интегрируется с САУ установки.
ПРИМЕРЫ ВНЕДРЕНИЯ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УСТАНОВОК
Представляем примеры применения многофункциональных установок в сфере подготовки природного и попутного нефтяного газа для газоиспользующего оборудования различного типа и назначения.
Краткое описание некоторых проектов, выполненных Группой ЭНЕРГАЗ в нефтегазовом комплексе и электроэнергетике, даёт определенное представление о технологических особенностях и производственных возможностях оборудования газоподготовки.
Многоблочная установка подготовки топливного газа для объектов УКПГиК Восточно-Уренгойского л/у
УПТГ включает 8 блоков различного назначения, объединенных в два модуля — основной (МПТГ-1) и резервный (МПТГ-2). Данная УПТГ осуществляет фильтрацию, учет, подогрев, редуцирование газа и в параллельном режиме снабжает им (с отличающимися параметрами по давлению, температуре и расходу) объекты основного и вспомогательного назначения.
Среди них — газотурбинная электростанция, котельная, установка очистки пропан-бутана технического от метанола, установка низкотемпературной сепарации, установка регенерации метанола, узлы входных шлейфов, факельная установка, дожимная компрессорная станция низконапорных газов, установка стабилизации конденсата.
Максимальная производительность МПТГ-1 по газу составляет 90 400 нм 3 /ч. Номинальный расход газа МПТГ-2 — 32 612 нм 3 /ч. Подробнее о проекте
Комплектация АГРС: 2 линии фильтрации с фильтрами-коалесцерами; узел дренажа конденсата (с резервуаром 3 м 3 ); 2 измерительные линии с расходомерами ультразвукового типа; 2 кожухотрубных теплообменника; 2 нитки редуцирования; калориметр; анализатор влажности; узел одоризации (с емкостью для хранения одоранта объемом 2,1 м 3 ); система автоматизированного управления; системы жизнеобеспечения и безопасности; резервный генератор.
Подготовку промежуточного теплоносителя для узла подогрева газа обеспечивает блочно-модульная котельная, укрытие которой пристыковано к основному модулю АГРС. В состав БМК входят два водогрейных котлоагрегата общей полезной тепловой мощностью 0,5 МВт.
Блок подготовки попутного газа для газотурбинного энергоцентра Усинского м/р
БППГ осуществляет измерение расхода и фильтрацию газа, укомплектован двухлинейным узлом коммерческого учета, сепаратором-пробкоуловителем и системой фильтрации. Степень очистки газа составляет 100% для жидкой фракции и 99,8% для твердых частиц размером более 10 мкм.
Дополнительный функционал — подготовка топлива для котельной собственных нужд месторождения. Для этого БППГ оснащен узлом подогрева газа и системой редуцирования. Производительность БППГ — 24 059 м 3 /ч. Подробнее о проекте
Блочный пункт очистки газа для ГТУ-ТЭС в Елабуге
В январе 2019 года в городе Елабуга (Республика Татарстан) введена в эксплуатацию ГТУ-ТЭС с электрической мощностью порядка 20 МВт и тепловой — 28 Гкал/час. Основное оборудование состоит из 4-х газотурбинных установок Solar типа Taurus 60 GS и 4-х котлов-утилизаторов. Топливо для турбин — природный газ.
В соответствии с проектом БПОГ обеспечивает очистку газа от твердых частиц и капельной влаги до проектных требований производителя турбин, сбор уловленной жидкости в дренажный резервуар с последующей перекачкой в передвижную емкость или спецтранспорт, измерение расхода газа, определение и регистрацию состава газа и его изменений, определение теплоты сгорания, измерение температуры точки росы газа. Подробнее о проекте
СПТПГ марки GS-FHP-400/56 — это многофункциональная установка, предназначенная для очистки, нагрева и редуцирования газа. В её составе: коалесцирующие фильтры-сепараторы (степень фильтрации газа — 99,98%), автоматическая система дренажа конденсата, электрические подогреватели, двухлинейные узлы редуцирования пускового и топливного газа.
Система подготовки газа размещена на открытой раме. Назначенный ресурс (срок службы) СПТПГ — 25 лет. Проект реализован в максимально сжатые сроки — проектирование, производство, заводские испытания и поставка были выполнены за 2 месяца. Подробнее о проекте
Многоблочный пункт подготовки газа для парогазовых энергоблоков Прегольской ТЭС
Многоблочный ППГ производительностью 106 000 нм 3 /ч изготовлен ЭНЕРГАЗом по специальному проекту. Это технологическая установка, состоящая из нескольких блок-боксов с оборудованием различного назначения, которые при монтаже состыкованы в единое здание. Исключение составляют входной блок фильтрации и узел дренажа конденсата (с дренажным резервуаром объемом 10 м 3 ), которые имеют внешнее исполнение на открытой раме.
Помимо внешних элементов ППГ оснащен системой тонкой очистки газа, блоком коммерческого учета с ультразвуковыми расходомерами, узлом подогрева газа, системой редуцирования, а также блоком контроля качества газа. Подробнее о проекте
Установка подготовки попутного газа для газопоршневого энергокомплекса Барсуковского м/р
Установка газоподготовки введена в июне этого года. Номинальная производительность установки — 5 000 м 3 /ч. Коэффициент надежности в эксплуатации — 0,99. Назначенный ресурс (срок службы) — 30 лет. Подробнее о проекте
В заключение отметим, что Группа ЭНЕРГАЗ, благодаря развитию партнерских и кооперационных связей в своем сегменте технологического оборудования, наращивает собственный уникальный инженерный опыт и продолжает раскрывать возможности многофункциональных установок для их целенаправленного внедрения в проектах газоподготовки различной сложности и масштаба.
Читайте в Дзене
В Объединённой двигателестроительной корпорации Ростеха смотрят в будущее, и поэтому заговорили о создании гибридной силовой установки (ГСУ).
Эту силовую установку планируют использовать в вертолетах Ансат, VRT-500 и Ка-226Т, где сейчас используются импортные двигатели.
Сахалин даже в XXI веке был изрезан "наследием" японкой оккупации словно шрамами на теле. Эти шрамы можно было видеть на любой карте.
Блоки подготовки топливного газа предназначены для подготовки попутного нефтяного газа, природного газа и иного газа до требований, предъявляемых потребителями газа для их нормальной работы. В случае необходимости также производится корректировка состава газа (удаление нежелательных компонентов).
БПТГ без корректировки состава газа, как правило, включает следующие операции:
Блок подготовки газа (БПГ) предназначен для подготовки, редуцирования и поддержания давления газа на выходе на заданном уровне при газоснабжении потребителей.
Блок подготовки газа представляет собой блочно-комплектное устройство полного заводского изготовления - с установленным технологическим оборудованием и трубопроводами, системами автоматизации, вентиляции, отопления и освещения.
Для естественного освещения установлены окна, являющиеся одновременно легкосбрасываемыми конструкциями.
Работа БПГ основана на сепарации (отделении конденсата и взвешенных механических примесей) газа, поступающего из внешнего газопровода, последующем подогреве его в теплообменнике, редуцировании и поддержании заданного давления, необходимого для потребителей.
Г3 – вход газа, Ду100, Ру=0,4…1,2 МПа;
Г2 – выход газа потребителю, Ду150, Ру=0,3МПа, Q=3200 нм 3 /ч;
Г2.1 – выход газа потребителю, Ду50, Ру=0,3МПа, Q=4,4 нм 3 /ч;
Г2.2 – выход газа потребителю, Ду50, Ру=0,3МПа, Q=17,4 нм 3 /ч;
Г2.3 – выход газа потребителю, Ду80, Ру=0,3МПа, Q=570 нм 3 /ч;
Г5.1 – газ на свечу, Ду50;
Г5.2 – газ на свечу, Ду50;
Д – дренаж конденсата с сепараторов.
В зависимости от пропускной способности БПГ базово изготавливается четырех типоразмеров.
Читайте также: