Газ из магистральных газопроводов поступает в распределительные газовые сети через газораспределительные станции (ГРС). На ГРС давление снижается до величины , необходимой для городских систем и поддерживается постоянным.

Основное отличие ГРС от ГРП состоит в том, что ее оборудование рассчитывают на максимально рабочее давление в магистральном газопроводе (до 7,5 МПа), а также имеет большую пропускную способность. Учитывая высокое давление газа перед ГРС дросселирование газа в них осуществляют в несколько ниток, т.е. защитную автоматику ГРС создают по принципу резервирования, а не отключения потока газа при отказах регулирующего оборудования. ГРС отличаются от ГРП также дополнительной обработкой газа. Газ на ГРС очищается от механических примесей в фильтрах: в висциновых, масляных или циклонных сепараторах. Фильтров устанавливается не менее двух. Затем газ может направляться в подогреватель. Подогрев газа в теплообменниках предусматривают для того, чтобы предотвратить образование гидратов при дросселировании газа. На ГРС устанавливаются регуляторы как прямого действия, так и непрямого. Схемы ГРС позволяют в аварийных случаях снабжать газом потребителей по обводной линии с ручным регулированием давления газа. На байпасе устанавливаются два крана. Обводная линия располагается не ближе 10 м от наружной стены вне здания. На выходной линии из ГРС устанавливаются два предохранительных сбросных клапана . Свечи выводятся на 2 м выше крыши. Технологическое оборудование ГРС, автоматика и КИП располагается в здании. Требования к зданиям ГРС. Диспетчерская отделяется от основного помещения капитальной стеной. На ГРС также предусматривается одоризация газа. Используются два вида обслуживания ГРС:

Рисунок 16.1 Общая компоновка автоматизированной ГРС с надомным обслуживанием (помещения КИП и служб не показаны)

1 – кран с пневматическим приводом; 2 – регулятор давления РД-80; 3 – кран со смазкой; 4 – висциновые фильтры; 5 – подогреватель; 6 – продувочная свеча.

1) Вахтовые – ГРС с расходом газа более 200000 м 3 /ч. Обслуживающий персонал находится на ГРС;

2) Безвахтовые – обслуживание предусматривает установку световых и звуковых сигнализаторов на квартирах операторов, после срабатывания которых они должны явиться на ГРС и устранить неполадки.

5) Управление гидравлическими режимами и технологическими процессами распределения газа

Газ из магистральных газопрово­дов поступает в городские распреде­лительные сети и по ним доставляется к потребителям. Городские потре­бители: бытовые, коммунально-бытовые и промышленные существенно отличаются друг от друга как по объе­мам потребляемого газа, так и по ре­жимам его потребления. Для удовлет­ворения различных требований к по­даче газа, как но режиму во времени, так и по его параметрам, необходима современная гибкая система управле­ния технологическими процессами рас­пределения газа, согласно требовани­ям потребителей. Это достигается прежде всего иерархическим построе­нием газовых сетей, их автоматиза­цией и принятой системой присоеди­нения потребителей к сетям различ­ного иерархического уровня.

Газоиспользующие приборы и установки жилых зданий, большинст­во коммунально-бытовых потребите­лей присоединяют к сетям низкого давления, т. е. низшему иерархичес­кому уровню системы газоснабжения. Необходимый гидравлический режим в этих сетях поддерживается авто­матическими газорегуляторными пунктами, через которые поступает газ в сети низкого давления. Гидрав­лический режим верхнего иерархичес­кого уровня —сетей высокого и сред­него давления определяется совмест­ной работой газорегуляторных пунк­тов, расположенных на выходах из этих сетей, и газораспределительных станций, через которые газ поступает в сети. Таким образом, стабильный гидравлический режим городской сис­темы. газоснабжения обеспечивается совместной работой автоматических регуляторов давления, которые под­держивают постоянное давление газа в заданных точках системы, независи­мо от режима потребления газа. Сле­довательно, с изменением спроса на газ потребителями, связанного с их технологическими режимами, изменя­ется пропускная способность автома­тических регуляторов давления, начи­ная от регуляторов потребителей и кончая регуляторами давления на ГРС, но давление в заданных точках сети сохраняется постоянным, что обеспечивает устойчивое газоснаб­жение.

Устойчивый режим газоснабжения будет обеспечен в том случае, если расходы газа потребителями не будут превосходить расчетные значения, а подача газа будет соответствовать спросу на газ. Но указанного выше соответствия спроса на газ и его подачи без специальных дополнитель­ных систем добиться в течение всего года невозможно. Это связано с не­равномерностью потребления газа и возникающей необходимостью балан­сирования подачи и потребления газа как в суточном, так и в годовом разрезах. Как это было показано вы­ше, для балансирования газа и вырав­нивания графиков его потребления ис­пользуют подземные хранилища газа, аккумулирующую емкость магист­ральных газопроводов и потребителей-регуляторов.

Из проведенного рассмотрения управление системой газоснабжения, имеющей иерархическое построение с помощью одних автоматических газорегуляторных станций оказывается не­возможным. Кроме автоматического управления ГРП необходимо управ­ление из центрального диспетчер­ского пункта. Основное назначение диспетчерского управления — это из­менение режима, автоматически под­держиваемого регуляторами давле­ния, при дисбалансе спроса и подачи га­за как локально в отдельных зонах системы, так и для всего города в целом. Эти дисбалансы вызываются как режимными факторами, так и возни­кающими аварийными ситуациями. Для обеспечения устойчивого газо­снабжения города диспетчер управля­ет потоками газа путем перенастройки регуляторов на другие значения регулируемого давления, перекрытия потока газа на отдельных участках с помощью задвижек, а также путем изменения подачи газа потребителям-регуляторам.

Такое управление в минимальном объеме возможно- осуществлять с по­мощью службы эксплуатации, но при этом нельзя избежать (в отдельных случаях) ущерба, наносимого пред­приятиям от недоподачи газа, и нельзя оптимизировать гидравлические режимы в сетях в целях полу­чения экономического эффекта. Ква­лифицированно решить отмеченные выше задачи, а также обеспечить оп­тимальное управление технологичес­ким процессом распределения газа возможно лишь при наличии автома­тизированной системы управления технологическими процессами газо­снабжения (АСУТП газоснабжения).

5.1 АСУ ТП газоснабжения

В комплекс программно-техничес­ких средств АСУ ТП газоснабжения входят: телемеханический и вычисли­тельный комплекс на базе ЭВМ. АСУ ТП обеспечивает: контроль парамет­ров и учет расхода газа, контроль состояния оборудования, управление автоматическими регуляторами дав­ления и отдельными запорными за­движками, оптимизацию технологи­ческого режима распределения га­за.

Централизированная станция АСУ ТП размещается на диспетчерском пункте. Это вычислительный комплекс, в состав которого входят ЭВМ, дисплей, печатающее устройство. Дисплей является пультом управления и находится непосредственно на столе перед диспетчером. Вычислительный комплекс с помощью линии связи соединен с аппаратурой, размещае­мой на контролируемом пункте (КП). На КП установлены датчики теле­измерений, устройства дистанционно­го управления настройкой регулято­ров давления и дистанционного уп­равления закрыванием и открыванием задвижек, а также приемно-передающее устройство.

В качестве линий связи исполь­зуют двухпроводные телефонные ли­нии, арендуемые у городской теле­фонной сети. Каждый сигнал переда­ется импульсами постоянного тока. Селекция сигналов обеспечивается изменением полярности электрическо­го тока, величиной напряжения и дли­тельностью. Различные комбинации сигналов обеспечивают необходимую связь в АСУ ТП. АСУ ТП газоснаб­жения выполняет информационные, управляющие и вспомогательные функции.

К информационным функциям от­носятся: а) сбор, первичная обработ­ка и хранение информации о гидрав­лическом режиме газовых сетей (ре­жимы давлений, режимы потребле­ния и подачи газа); б) расчет по программам требуемых технологичес­ких режимов и определение отклоне­ния требуемых значений параметров от измеренных значений; в) расчет технологических показателей распре­деления газа, суточных графиков по­требления газа и интегральных пока­зателей потребления, определение, от­клонений этих показателей от лими­та газопотребления; г) диагностика состояния технологического оборудо­вания, выявление отклонений состоя­ния и режимов работы оборудова­ния от нормальных значений; д) об­наружение крупных утечек газа в се­тях высокого и среднего давлений по резкому росту расхода и падению давления газа в аварийных зонах; е) подготовка и передача требуемой информации.

Управляющими функциями явля­ются следующие: а) управление гид­равлическими режимами на базе рас­чета потокораспределения на ЭВМ, обеспечивающее установление мини­мально необходимого давления газа перед ГРП. Такие режимы разра­батываются на основании измеренных давлений в характерных точках СВД (ССД) и режимов газопотребления. Режимы потребления газа проходят математическую обработку, в резуль­тате которой создаются прогнозные модели. Поддержание такого режима облегчает работу регулирующего обо­рудования сетей, позволяет более точ­но поддерживать требуемое давление в сетях и способствует исключению перерасхода газа потребителями; б) управление распределением ограни­ченных ресурсов природного газа, соответствующих плановым лимитам газа, отпускаемых городу, в целях минимизации снижения эффективнос­ти работы промышленных предприятий. Близкой к приведенной выше задаче является управление распре­делением газа при нерасчетных похолоданиях и возникновениях аварий­ных ситуаций; в) управление регуля­торами давления, которые подают газ в сети низкого давления, в целях приближения давления газа перед горелками потребителей к номиналь­ному значению, что обеспечивает экономию в расходовании газа за счет оптимизации КПД газовых при­боров.

К вспомогательным функциям в основном относятся следующие: а) контроль состояния технических средств системы; б) хранение инфор­мации; в) обеспечение связи с инфор­мационной базой данных.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Газ из магистральных газопрово­дов поступает в городские, поселковые и промышленные системы газоснабже­ния через газораспределительные станции (ГРС). На ГРС давление газа снижают до величины, необ­ходимой для этих систем, и под­держивают постоянным. Основное от­личие газораспределительных станций от городских и промышленных газо­распределительных пунктов состоит в том, что они получают газ из магистральных газопроводов, и поэто­му их оборудование рассчитывают на рабочее давление в 5,5; 7,5 МПа, т. е. на максимально возможное дав­ление в магистральном газопроводе. Кроме того, ГРС характеризуются большими пропускными епособноетями (100. 200 тыс. м3/ч и более), в связи с этим дросселирование газа на них осуществляют в несколько ни­ток и на каждой из них устанавливают соответственно регулятор давления большой пропускной способности.

ГРС отличаются от ГРП также дополнительной обработкой газа. Кроме очистки газа в фильтрах на них предусматривают его одоризацию, а у некоторых типов станций — еще и подогрев газа. На всех ГРС уста­навливают расходомеры для измере­ния количества протекающего газа. Так как перерыв в газоснабжении городов, поселков и крупных промыш­ленных потребителей допускать нель­зя, то защитную автоматику ГРС со­здают по принципу резервирования, а не отключения потока газа при отказах регулирующего оборудова­ния.

Автоматизацию ГРС осуществля­ют в настоящее время таким образом, чтобы было возможно их безвахтен­ное обслуживание. Для этого ГРС ос­нащают контрольно-измерительными приборами, защитной автоматикой, дистанционным управлением отклю­чающих устройств и аварийной сиг­нализацией. Такие ГРС обслуживают два оператора на дому. При возник­новении неисправностей на ГРС в обе квартиры операторов передаются световые и звуковые нерасшифро­ванные сигналы, при получении кото­рых дежурный оператор является на ГРС для устранения неисправностей. Дежурство одного оператора длится в течение суток, при этом в ГРС он находится около 4 ч. Дом оператора располагают на расстоянии 300. 500 м от ГРС.

ГРС производительностью более 200 тыс.м /ч эксплуатируют с вах­тенным обслуживанием. ГРС оснаще­но следующим технологическим обо­рудованием, располагаемым по ходу движения газа: входной кран узла отключения, блок очистки газа, нитки дросселирования и регулирования давления газа, расходомерная нитка, выходной отключающий кран. Схемы ГРС позволяют в аварийных случаях или при производстве ремонтных ра­бот снабжать газом потребителей по обводной линии (байпасу) с ручным регулированием давления газа. Чтобы предотвратить образование гидратов в некоторых схемах ГРС, предусматри­вают подогрев газа в теплообменни­ках, которые в этом случае рас­полагают перед дросселирующими нитками.

На ГРС устанавливают как регуля­торы непрямого, так и прямого дейст­вия. В качестве регуляторов непря­мого действия в настоящее время при­меняют регуляторы РДУ, разработан­ные ВНИПИгаздобыча. Из регулято­ров прямого действия на ГРС при­меняют регуляторы РД, разработан­ные ВНИИгазом. Эти регуляторы по­казали высокую надежность работы при одноступенчатом дросселировании потока. Для автоматического предот­вращения выхода регулируемого дав­ления газа за допустимые пределы (т. е. для предотвращения недопусти­мого повышения и понижения дав­ления в сетях потребителей) на ГРС предусматривают автоматические системы защиты. Большинство таких систем построено с использованием следующих двух принципов.

1. Системы с перестройкой режи­мов работы регуляторов давления. Эти системы предусматривают нали­чие рабочих и резервной ниток регу­лирования. На каждой нитке уста­навливают регулирующий и контроль­ный клапаны. При нормальном режи­ме на рабочих нитках контроль­ные клапаны открыты, так как настрое­ны на давление, несколько превышаю­щее номинальное. Клапаны резервной нитки настроены на давление, не­сколько меньшее номинального, поэ­тому они закрыты. Следовательно, система работает по методу облег­ченного (теплого) резерва (когда резерв находится в неполном рабочем режиме). При аварийном открытии рабочего регулирующего клапана и росте выходного давления в работу включается контрольный клапан, кото­рый предотвращает недопустимое по­вышение давления и поддерживает его постоянным. При аварийном за­крытии регулирующего клапана и по­нижении давления в работу включает­ся резервная нитка и снижение дав­ления газа прекращается.

Защиту с контрольными клапана­ми целесообразно применять при дрос­селировании осушенного газа, а также в тех случаях, когда входное давле­ние на ГРС меньше 2 МПа. При влажном газе возможно закупорива­ние гидратами не только проходных сечений на рабочих линиях дроссе­лирования, но и «примерзание» плун­жеров к седлам закрытых клапанов на резервных линиях из-за недоста­точной герметичности их закрытия. В этом случае резервные линии вы­ходят из строя и система защиты отказывает.

2. Следующий принцип защиты со­стоит в установке на каждой нитке редуцирования крана с пневмоприво­дом и программным управлением. При повышении регулируемого давления кран выключает нитку с отказавшим регулирующим клапаном, снижение давления предотвращает резервная нитка. Программа может осуществ­лять избирательное отключение по­врежденных редуцирующих ниток и включение резервных. В этом случае при трех редуцирующих нитках одна из которых резервная, при нормальном режиме работают все нитки и все пневмокраны открыты. Таким об­разом, система работает по методу нагруженного (горячего) резерва, т. е. когда резерв находится в рабочем режиме. При аварийном открывании одного из регуляторов и повышении выходного давления система защиты подает команду на закрывание первой нитки. Если после ее перекрытия дав­ление продолжает расти (следователь­но, регулятор исправный), то закры­вается кран на второй нитке, а на первой открывается. Если же при этом регулируемое давление перестает увеличиваться, то защита прекращает свое действие, так как при этом, оче­видно, отказал регулятор второй нитки. Если, наконец, давление будет продолжать расти, то защита закроет третью нитку и откроет вторую. Такая система может работать и при четырех нитках.

Рациональным вариантом защиты при двух рабочих и одной резервной нитках является система с пря­мым переключением. В условиях нор­мальной работы краны на действу­ющих нитках открыты, а на резерв­ной — закрыты (облегченный резерв). В случае аварийного повышения вы­ходного давления защита закрывает краны на рабочих нитках. При пони­жении давления кран на резервной нитке открывается. Если давление продолжает снижаться, то открыва­ются краны на рабочих нитках. По­вторный рост регулируемого давления вновь приводит к закрытию кранов на рабочих нитках.

Таким образом, при аварийном открывании регулятора, если потреб­ление газа меньше его пропускной спо­собности, начнет повышаться регули­руемое давление и краны на рабочих нитках закроются. Это приведет к по­нижению давления и в работу будет включена резервная нитка, так как система защиты откроет на ней пнев- мокран. При росте потребления газа, когда оно превзойдет пропускную спо­собность резервного регулятора, дав­ление начнет снижаться и защитная система откроет пневмокраны на рабо­чих нитках. Давление увеличится до номинального и будет поддерживать­ся постоянным, так как в связи с большим расходом газа отказавшая нитка не сможет вызвать повышение его давления. При снижении потребле­ния газа и росте выходного давле­ния защита вновь перекроет рабочие нитки. Если на одной из рабочих ниток регулирующий клапан закроет­ся (в результате аварии), то при большом потреблении газа начнет снижаться регулируемое давление и защита включит резервную нитку. Та­ким образом, эта защита обеспечи­вает поддержание регулируемого дав­ления на заданном уровне при любых отказах в работе регулирующих кла­панов.

Технологическое оборудование ГРС, автоматика и КИП расположе­ны в здании (6X20 в осях). Расход­ную нитку Dy=200 мм, прокладывают над землей на столбах. ГРС по пери­метру обносят ограждением. К ГРС запроектирована подъездная автомо­бильная дорога, соединяющая пло­щадку с дорогой общего пользования.

После отключающего крана газ по трубе поступает в помещение ГРС и проходит через висциновые фильт­ры 4 и далее направляется в подо­греватель газа 5. Подогрев газа осу­ществляют для исключения образова­ния кристаллогидратов при дроссе­лировании газа на клапанах. После подогрева газ направляется к ниткам редуцирования. В проекте предусмот­рены три нитки; две рабочих, одна резервная. Все нитки имеют одинако­вое оборудование, которое установле­но на каждой нитке по ходу газа в следующем порядке: кран 1 с пнев­матическим приводом Dy=100 мм и узлом управления; регулятор давле­ния РД-80, разработанный ВНИИ- газом, 2, кран 3 со смазкой dy= 150 мм. Диаметр нитки редуцирования 150 мм. Для сброса газа от каждой нитки предусмотрены продувочные газопро­воды с вентилями, объединенные в общую продувочную свечу. После дросселирования газ поступает в рас- ходомерный газопровод, на котором установлена камерная диафрагма. Длина расходомерной нитки приня­та из условий стабилизации потока газа.

На входном и выходном газопро­водах перед ГРС предусмотрена уста­новка изолирующих фланцев.

Принципиальная схема автомати­ки и КИП для рассмотренной выше ГРС (см. рис. 8.9) показана на рис. 8.10. Система защиты от повышения давления на выходе из ГРС предусмот­рена с применением кранов с пневма­тическим приводом и программным управлением. Для контроля парамет­ров, характеризующих работу ГРС, предусмотрена установка контрольно- измерительных приборов как по месту, так и на щите.

Система защиты работает по прин­ципу избирательного отключения по­врежденных редуцирующих ниток и включения резервной нитки. Система обеспечивает защиту потребителей от повышения или понижения давления на выходе ГРС на ±10% номиналь­ного значения путем открытия или закрытия кранов с пневмоприводом. Давление газа на выходе из ниток редуцирования контролируется датчи­ками ДВ, установленными на при­борном щите. Принцип работы систе­мы следующий. При изменении давле­ния до величины, на которую настроен данный датчик, он выдает команду на перестановку крана и одновре­менно включает соответствующий указатель «Авария» (УА), располо­женный на щите, сирену и электрическую сигнализацию в доме операто­ра.

Если давление газа повышается до 1,05 рто замыкается контакт соответствующего датчика, в резуль­тате закрывается кран переключателя выбора режима и закрывается пневмо- краном нитка редуцирования. При последующих переключениях в итоге закрывается нитка, регулятор кото­рой аварийно открылся. При сниже­нии давления до 0,95 р„ом открывается резервная нитка.

Рис. 8.10. Принципи­альная схема автомати­ки Г PC

1— пневматический край управления, 2— пневматический усили тель, 3— отбор импуль са давления на датчи­ки ДВ пневматической системы защиты ГРС, 4— регулятор давления РД 80 ВНИИГаза, 5— камерная диафрагма, 6— предохранительные сбросные клапаны, 7 — байпас с двумя отклю чающими устройства­ми, 8— краны с пнев­моприводом и дистан ниопным управлением

Газораспределительные станции (ГРС) подают газ из магистральных газопроводов в городские сети. На ГРС давление газа снижают до величины, необходимой для систем газоснабжения ( до 2000-1200-600-300 кПа) и поддерживают постоянным. Основное отличие ГРС от ГРП и ГРУ состоит в том , что они получают газ из магистральных газопроводов и поэтому их оборудование рассчитывают на рабочее давление в 5,5; 7,5 МПа. ГРС также отличается от ГРП дополнительной обработкой газа (очисткой, одоризацией, подогревом). Чаще всего работа современных ГРС автоматизирована, чтобы обеспечить безвахтенное обслуживание. Для этого ГРС оснащают контрольно-измерительными приборами, защитной автоматикой, дистанционным управлением отключающихся устройств и аварийной сигнализацией. Такие ГРС обслуживают два оператора на дому, которые по получении сигнала (звукового или светового) являются на ГРС и устраняют неисправность.

Газорегуляторные пункты служат для снижения давления газа и поддержания его на необходимом заданном уровне. ГРП обычно сооружают для питания газом распределительных сетей, сооружают в отдельно стоящих зданиях или шкафах снаружи здания.

ГРП в подвальных и полуподвальных помещениях, а также жилых и общественных зданиях, детских и лечебных учреждениях и учебных заведениях не устраивают. Здания, в которых располагаются ГРП, должны отвечать требованиям, установленным для производств категории А. Они одноэтажные, I и II степеней огнестойкости, имеют покрытие легкой конструкции и полы из несгораемых материалов.

Двери помещений ГРП открывают наружу.

Помещение ГРП отапливается, така как для нормальной работы установленного в нем оборудования и контрольно-измерительных приборов температура воздуха в помещении должна быть не ниже +15 С. Отопление может быть водяным от тепловой сети или от индивидуальной котельной, которая определяется капитальной стеной от помещения, где установлено оборудование, и имеет самостоятельный вход. Для отопления ГРП применяются также печи, заключенные в металлический герметичный кожух с выносом топки наружу. Вентиляция ГРП осуществляется с помощью дефлектора (вытяжка) и жалюзийной решетки (приток), устроенный внизу двери. Электрическое освещение здания может быть внутренним во взрывобезопасном исполнении или наружном в обычном исполнении (кососвет).

65. Схемы обарудования грп и гру.

Газорегулирующие пункты и установки необходимы для снижения давления газа и поддерживания нормального давления. ГРП сооружают для питания газом распределительных сетей а ГРУ – отдельных потребителей. ГРП сооружают в отдельном здании или в шкафах снаружи здания, а ГРУ – в здание. Двери открываются наружу температура в нутрии +15.