Инструкция по эксплуатации гпа ц 6.3. Типы газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом и их характеристики. Системы газодинамических уплотнений

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Агрегат ГПА-Ц-16

Агрегат ГПА-Ц-16 предназначен для транспортирования природного газа по магистральным газопроводам при рабочем давлении 56-76 кг/кв. см.

На дожимных компрессорных станциях ГПА работает с давлением на выходе до 41 кг/кв. см со сменной проточной частью нагнетателя.

ГПА полностью автоматизирован, устанавливается в индивидуальном контейнере и может эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от -55 до +45 град. С.

Газотурбинный двигатель НК -1 6СТ

воздухоочистительный газотурбинный двигатель агрегат

Стационарный газотурбинный двигатель НК16-СТ создан на базе авиационного турбовентиляторного двигателя НК-8-2У. Представляет из себя двухкаскадную трехвальную ГТУ. Состоит из двух модулей - газогенератора и свободной турбины, имеющих собственные рамы. Модули при эксплуатации могут заменяться.

Нагнетатель НЦ-16

Нагнетатель представляет из себя двухступенчатую центробежную машину, предназначенную для сжатия природного газа. Состоит из следующих составных частей. Наружного корпуса, который представляет собой стальной кованый цилиндр. К цилиндру с внешней стороны приварены стальные кованые патрубки - всасывающий и нагнетательный. К нижней части приварены опорные лапы нагнетателя, а в верхней части - опорные лапы под два гидроаккумулятора. С обоих торцов корпус закрыт стальными коваными крышками, которые фиксируются разрезными стопорныим кольцами и кронштейнами. Внутри наружного корпуса расположен внутренний корпус. Внутренний корпус состоит из камеры всасывания, диафрагмы, диффузоров, входного и обратного направляющих аппаратов. В нижней части внутреннего корпуса закреплены ролики, из которых внутренний корпус вкатывается в наружный.

Воздухоочистительные устройства / ВОУ -1 10 -4 Ц для агрегата ГПА -Ц-1 6

Преимущества и особенности

Использование комбинированной системы фильтрации (КСФ) на базе фильтров EMW filtertechnik VKKW RU-400-4-MG-1-PF-MPK-48/22 (производства фирмы EMW, Германия) обеспечивает очистку воздуха до степени F9 (максимальный размер частиц пыли после фильтров - не более 5 мкм);

Конструкция самого фильтра позволяет легко производить его замену в случае засорения;

Благодаря использованию фильтров EMW ВОУ обладает значительно меньшим сопротивлением по сравнению с аналогами;

В качестве обшивки козырька используется поликарбонат, крепящийся к каркасу при помощи алюминиевых профилей и саморезов, и обладающий рядом преимуществ по сравнению с другими материалами: невысокой стоимостью, меньшей массой, отсутствием коррозии, возможностью монтажа без использования сварки;

Байпасный клапан, установленный сверху блока фильтров, автоматически срабатывает при перепаде давления 70 мм. вод. ст на всасе и возвращается в исходное положение при перепаде давления 52 мм. вод. ст. Обогрев клапана позволяет срабатывать ему при любом диапазоне температур;

Конструкция блоков фильтров в виде призм позволяет уменьшить площадь и массу ВОУ;

Конструкция козырька ВОУ обеспечивает скорость воздуха на всасе до 0,8 м/с, что исключает попадание атмосферных осадков под козырек.

Технические характеристики

Наименование параметра
Изготовитель	ООО НПП «35-й Механический Завод»
Тип очистки воздуха	Комбинированная система фильтрации (EMW)
Количество ступеней очистки	3 ступени
Количество циклонов, шт.
Количество фильтров, шт.
Номинальный расход воздуха, кг/с
Гидравлическое сопротивление ВОУ, мм. вод. ст
Эффективность очистки воздуха от частиц более 5 мкм., %
Масса, кг
Габариты, мм	10450х6900х5780

Газотурбинный двигатель НК-16СТ

Газотурбинный двигатель НК-16СТ для газодобывающей отрасли создан на базе авиационного двигателя НК-8-2У, что обеспечивает его высокую надежность и эффективность. Применяется в газоперекачивающих агрегатах ГПА-Ц-16.

Серийное изготовление и поставка двигателя НК-16СТ на магистральные газопроводы производятся с 1982 года. Выпущен 1141 двигатель. Суммарная наработка парка двигателей составляет больше 40 миллионов часов. В связи с высокой надежностью данный привод нашел применение вэнергетике. В настоящее время на более чем 30 электростанциях двигатели НК-16СТ используют в качестве приводов энергоустановок, работающих на попутном нефтяном газе.

Технические характеристики

Мощность, не менее:
Эффективный КПД, не менее:
Диапазон изменения частоты вращения приводного вала свободной турбины:	3975-5350 об./мин.

Окислов азота:
Окиси углерода:
Максимальный уровень звукового давления:
Масса двигателя с рамой:
Расход топливного газа:
Запуск двигателя:	автоматический
Температура газа на выходе из свободной турбины:
Гарантийный ресурс:
Межремонтный ресурс:	25 000 часов
Назначенный ресурс:	100 000 часов
Применяемое масло:

Система электрического запуска газотурбинного двигателя

Электростартер СТЭ-18СТ

Одна из последних разработок ЗАО «Эверест-турбосервис» и ОАО «Электропривод» (г. Киров) - создание электростартера СТЭ-18СТ для запуска газотурбинного двигателя НК-16СТ и его модификаций мощностью 16-20 МВт, используемого ОАО «Газпром» более чем в 600 газоперекачивающих агрегатах.

Преимущество новой разработки заключается в замене турбодетандерного запуска двигателя с помощью сжатого природного газа (в этом случае в атмосферу суммарно выбрасывается до 3 млн. м3 природного газа в год) на экологически чистый электрозапуск. Это позволит упростить систему запуска, снизить расход природного газа, повысить экологическую и технологическую безопасность. Данная разработка отвечает всем требованиям по экологичности эксплуатируемого оборудования.

Электростартер устанавливается на место пневмостартера и не требует доработки места стыковки с коробкой привода агрегатов двигателя, что позволяет производить монтаж системы электрозапуска с электростартером СТЭ-18СТ в условиях эксплуатации.

Номинальная мощность электростартера СТЭ-18СТ - 65 кВт, номинальный крутящий момент, развиваемый электростартером, составляет 245 Н/м (25 кгс/м), режим его работы повторно-кратковременный. Управление электростартером осуществляется блоком управления БУС-18СТ, который преобразует напряжение переменного трехфазного тока 380В, 50Гц в напряжение переменного трехфазного тока от 0 до 380В и частотой от 0 до 400Гц. Блок управления определяет готовность электростартера к работе, задает режимы его работы, момент вращения электростартера, выдает сигнал на отключение, а так же позволяет провести диагностику и настройку параметров электростартера.

Электростартер СТЭ-18СТ сертифицирован и имеет маркировку взрывозащиты 1ExdIIВТ3. Его применение разрешено во взрывоопасных зонах.

В ноябре 2006 года электростартер СТЭ-18СТ в составе системы электрозапуска двигателя НК-16СТ прошел успешные стендовые испытания на стенде Зеленодольского машиностроительного завода. Испытания электростартера проводились в соответствии с действующим на компрессорных станциях ОАО «Газпром» алгоритмом запуска двигателей НК-16СТ, то есть неоднократно повторялась серия из трех холодных прокруток и запуска двигателя. Максимальное значение температуры обмоток статора электростартера при этом составило 76°С.

В соответствии с «Программой приемочных испытаний системы электрического запуска двигателя НК-16СТ в газоперекачивающем агрегате ГПА-Ц-16 на КС «Вязниковская» ООО «Волготрансгаз» в апреле-мае 2007 года на двигателе НК-16СТ выполнена замена воздушного стартера на электростартер СТЭ-18СТ с блоком управления БУС-18СТ. После отладки установленного оборудования агрегат ГПА-Ц-16 был выведен на режим «Магистраль».

В июне 2007 года система электрического запуска двигателя НК-16СТ без замечаний прошла предварительные испытания в объеме «Программы приемочных испытаний системы электрического запуска двигателя НК-16СТ в газоперекачивающем агрегате ГПА-Ц-16 на КС «Вязниковская» ООО «Волготрансгаз». Электростартер СТЭ-18СТ полностью обеспечил выполнение циклограммы холодной прокрутки, горячего запуска и промывки газовоздушного тракта двигателя НК-16СТ.

В августе 2007 года с целью оценки эффективности и работоспособности системы электрического запуска двигателей НК-16СТ (НК-16-18СТ) с электростартером СТЭ-18СТ и принятия решения по дальнейшему внедрению данной системы специальной комиссией проведены приемочные испытания на объекте ОАО «Газпром» - КС «Вязниковская» ООО «Волготрансгаз». На основании положительного результата приемочных испытаний Приемочной комиссией ОАО «Газпром» принято решение о доработке остальных двигателей НК-16СТ на КС «Вязниковская» системами электрического запуска и рекомендовано применение данной системы электрозапуска на других объектах ОАО «Газпром».

На двигателях НК-16СТ (НК16-18СТ) в июне 2009 года на КС «Вязниковская» специалистами ЗАО «Эверест-Турбосервис» и ОАО «Электропривод» была выполнена доработка системы запуска путем замены пневмостаретера на электростартер СТЭ-18СТ. Решение о переводе всех двигателей КС «Вязниковская» на систему электрического запуска было принято после 2,5 лет лидерной эксплуатации системы с электростартером СТЭ-18СТ на одном из двигателей этой станции. За это время электростартер выполнил около 500 запусков и не имел дефектов.

В процессе оборудования двигателей системой электрозапуска проводилась доработка электротехнической части газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-16 для подключения электростартера к основному вводу существующего вводно-распределительного устройства, расположенного в отсеке автоматики ГПА. На каждом двигателе после монтажа системы электрического запуска и доработки электрики ГПА выполнялись холодные прокрутки, горячие запуски и промывка газовоздушного тракта, после чего агрегат по акту передавался эксплуатационниками.

Кроме того, продолжаются испытания оснащенного электростартером СТЭ-18СТ двигателя НК-361 мощностью 25 МВт, установленного на магистральном газотурбовозе ГТ-1.

Технический потенциал электростартера СТЭ-18СТ, проявленный при испытаниях, позволяет использовать его в системах электрозапуска газотурбинных двигателей других типоразмеров и мощности.

Блок управления стартером БУС-18СТ

Технические характеристики:

· Электропитание и управление электростартером осуществляется от блока управления стартером БУС-18СТ.

· Электропитание БУС осуществляется от сети переменного трехфазного тока:

· Напряжение питание 380В

· Частота напряжения 50Гц

· Номинальная мощность электростартёра 60…65кВт

· Номинальный момент, развиваемый электростартёром 245Н*м (25 кгс*м)

· Максимальный момент, развиваемый электростартёром, не менее 539Н*м (55 кгс*м)

· Ток, потребляемый электростартёром

· при номинальном моменте, не более 120А

· Частота выходного вала электростартёра:

o на режиме холодной прокрутки 1380 об/мин

o на режиме горячего запуска 2600 об/мин

· Напряжение управляющих сигналов 27В

· Режим работы повторно-кратковременный

· Масса электростартёра, не более 57 кг

· 230х440Габариты электростартёра

· Габариты БУС 1500х1000х400 мм

· Масса БУС 250 кг

Нагнетатель НЦ -1 6

Корпус нагнетателя позволяет устанавливать проточную часть на весь ряд мощностей двигателей и получить высокий политропный КПД на конечное давление 56, 76 и 85 кгс/см2 и отношения давлений 1,36; 1,44 и 1,5.

Для газоперекачивающих агрегатов производятся современные нагнетатели с электромагнитным подвесом ротора и газодинамическими уплотнениями. Нагнетатели предназначены для перекачки природного газа по магистральным газопроводам. Базовые корпуса нагнетателей расcчитаны на установку сменных проточных частей, на конечное давление 56, 76 и 85 кгс/см2 и отношения давлений 1,36, 1,44 и 1,5.

Нагнетатели поставляются также и в составе нагнетательных установок, включающих блок нагнетателя с системами обеспечения.

Корпус нагнетателя на сборке

Установка нагнетательная центробежная УНЦ-16-76/1,44 применена в ГПА-16 «Волга», нагнетатель НЦ-12 56/1,44 применен в ГПА - 12 «Урал» и нагнетатель НЦ-8-56/1,44 применен в АГПУ - 8 «Волга». Нагнетатель НЦ-16-76/1,44 создан на высоком техническом уровне с использованием магнитного подвеса ротора и «сухих» газодинамических уплотнений. Применение пространственных лопаток рабочих колес и безлопаточного диффузора обеспечило получение политропного КПД в рабочей точке 85% и широкий диапазон эффективной работы нагнетателя. Конструктивно нагнетатели выполнены на базе лицензий фирмы «Дрессер» (США).

Твердосплавное кольцо со спиральными канавками «сухого» уплотнения

Предусмотрена возможность установки в нагнетатель любого из двух концевых уплотнений: торцовых масляных и «сухих» газодинамических. Подшипники применяются как гидродинамические масляные, так и «сухие» электромагнитные.

Техническая характеристика нагнетателей и нагнетательных установок с газотурбинным приводом

Область применения	Назначение	Произво-дитель-	Давление, МПа (кгс/см 2) (абс).	Газотурбинный двигатель	Габариты установки,	Масса установки,
			Начальное	Конечное	Мощность,	Частота вращения ротора, об/мин
АГПУ-8 «Волга»	Перекачка природного газа по магистраль- ному газо-проводу						2340х 1320х 1380
ГПА-12 «Урал»							2620х 2670х 1700
							2900х 2500х 1760
ГПА-16 «Волга»							14550х 12000х 5300

Литература

1. http://compressormash.ru

3. http://www.new.turbinist.ru

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Описание конструкции, назначение и условия работы сварного узла газотурбинного двигателя. Выбор способа сварки и его обоснование, выбор сварочных материалов и режимов сварки. Выбор методов контроля: внешний осмотр и обмер сварных швов, течеискание.

курсовая работа , добавлен 14.03.2010

Тип станка (механизма), его основные технические данные. Циклограмма (последовательность операций), режимы работы главного привода. Выбор рода тока и напряжения и типа двигателя. Расчет механических характеристик выбранного двигателя, проверка двигателя.

курсовая работа , добавлен 09.12.2010

Использование системного анализа при исследовании масляной системы газотурбинного двигателя с целью изучения его эффективности. Схема маслосистемы с регулированным давлением масла. Структурный, функциональный анализ системы. Инфологическое описание.

курсовая работа , добавлен 04.05.2011

Понятие и общая характеристика, назначение и условия работы бурильной колонны, ее внутренняя структура и основные элементы, направления и условия практического применения. Динамические нагрузки на бурильную колонну, определяющие долговечность двигателя.

реферат , добавлен 25.11.2014

Проектирование рабочего процесса газотурбинных двигателей и особенности газодинамического расчета узлов: компрессора и турбины. Элементы термогазодинамического расчета двухвального термореактивного двигателя. Компрессоры высокого и низкого давления.

контрольная работа , добавлен 24.12.2010

Выбор и обоснование мощности и частоты вращения газотурбинного привода: термогазодинамический расчет двигателя, давления в компрессоре, согласование параметров компрессора и турбины. Расчет и профилирование решеток профилей рабочего колеса турбины.

курсовая работа , добавлен 26.12.2011

Профилирование ступени компрессора приводного газотурбинного двигателя. Построение решеток профилей дозвукового осевого компресора и турбины. Расчет треугольников скоростей на трех радиусах. Эскиз камеры сгорания. Профилирование проточной части диффузора.

курсовая работа , добавлен 22.02.2012

Расчет основных показателей во всех основных точках цикла газотурбинного двигателя. Определение количества теплоты участков, изменение параметров для процессов и их работу. Расчет термического коэффициент полезного действия цикла через его характеристики.

курсовая работа , добавлен 19.05.2009

Проектирование проточной части авиационного газотурбинного двигателя. Расчёт на прочность рабочей лопатки, диска турбины, узла крепления и камеры сгорания. Технологический процесс изготовления фланца, описание и подсчет режимов обработки для операций.

дипломная работа , добавлен 22.01.2012

Расчет на прочность узла компрессора газотурбинного двигателя: описание конструкции; определение статической прочности рабочей лопатки компрессора низкого давления. Динамическая частота первой формы изгибных колебаний, построение частотной диаграммы.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

‹‹Технологическое оборудование газонефтепроводов и газонефтехранилищ››

ВКГНО.151031 11МТЭ-Б 00

Тема задания: Газоперекачивающие агрегаты ГПА-Ц-6,3 компрессорного цеха компрессорной станции магистрального газопровода

ВВЕДЕНИЕ

1 Общая часть

1.2 Техническая и конструктивная характеристика ГПА-Ц-6,3

1.3 Характеристика систем ГПА-Ц-6,3.

1.4 Техника безопасности в компрессорном цехе с ГПА-Ц-6,3.

2 Расчетная часть

2.1 Проверочный гидравлический расчет участка газопровода.

2.2 Тепловой расчет цикла ГТУ ГПА-Ц-6,3

Заключение

ВВЕДЕНИЕ

Газовая отрасль была и остается одной из самых динамично развивающихся отраслей экономики Российской Федерации. В последние годы газовая промышленность вышла на первое место по производству топливно-энергетических ресурсов.

Из общего объёма, добываемого в стране природного газа 94% приходится на Открытое акционерное общество «Газпром».

«Газпром» владеет лицензиями на разработку 92 газовых и газоконденсатных месторождений с промышленными запасами газа в объёме 32,2 трлн. м³, что составляет 67% от общероссийских запасов и 23% от мировых.

В стране сформировалась и продолжает развиваться Единая система газоснабжения, включающая газовые промыслы, магистральные газопроводы с установленными на них компрессорными станциями, подземные хранилища, газоперерабатывающие заводы и распределительные станции.

ОАО «Газпром» в настоящее время эксплуатирует на территории России магистральные газопроводы общей протяженностью свыше 155 тыс. км, из них газопроводы большого диаметра (1220-1420 мм) составляют свыше 60%. Действуют 247 компрессорных станций суммарной мощностью свыше 39,5 млн. кВт. Средняя дальность транспортировки газа составляет 2512 км. Увеличение добычи газа, по мере спроса на него, будет осуществляться за счёт наращивания мощностей на действующих, и ввода в разработку новых месторождений Надым-Пур-Тазовского региона, где и сейчас ведется основная добыча газа, Главным её источником в будущем, прежде всего, станут месторождения полуострова Ямал и шельфовой зоны Красного и Баренцева морей.

Повышение надежности Единой системы газоснабжения связано как со строительством новых подземных хранилищ и комплексов типовых хранилищ, так и с повышением активной мощности действующих. Использование высокопродуктивных скважин, автоматизированных систем управления процессами закачки и отбора газа, а также нового экономичного компрессорного оборудования позволит повысить надёжность и эффективность функционирования Единой системы газоснабжения.

За прошедшие 50 лет добыча газа в России выросла почти в 100 раз, т.е. по существу за этот период была создана газовая отрасль в нашей стране.

Поскольку в будущем намечается увеличение добычи природного газа более чем на порядок, то это приведёт к расширению сфер его применения, потребует новых технологий его разведки, добычи, транспорта и использования. В том числе технологии более рационального использования давления газа с широким применением турбодетандеров и химической энергии газа на всём движении газа от пласта до потребителя и создания полностью автоматизированных промыслов, газопроводов, КС, ПХГ, ГРС.

Важнейшей задачей в комплексе работ по повышению эффективности магистрального транспорта газа является снижение энергетических затрат.

Достаточно сказать, что на привод компрессоров сегодня расходуется около 8% добываемого газа. Это связано с низким средним К.П.Д. газотурбинных газоперекачивающих агрегатов, который составляет 27,1%, 15% мощностей ГПА уже отработали более 20 лет и подлежат модернизации или замене.

В настоящее время с участием ведущих предприятий оборонного промысла, реализуется программа разработки и освоения производства ГПА со стационарным, авиационным и судовым двигателями с К.П.Д. от 32% до 38%. Часть новых агрегатов уже поступила на трассы газопроводов.

Ведётся опытно промышленная эксплуатация ГПА с парогазовым циклом. Применение парогазовых установок с агрегатами нового поколения даёт возможность довести суммарный К.П.Д. компрессорных станций до 45%.

К работам по созданию некоторых видов новой газоперекачивающей техники, привлечены ведущие зарубежные компании. Так АО «Люльпа-Сатурн» в кооперации с фирмой «Нуово-Пиньоне» создаёт новые агрегаты с мощностью 16 МВт с использованием российского газогенератора. Совместно с фирмой «Купер-Роллс» ведутся работы по модернизации камеры сгорания АЛ-31 СТ с целью снижения выброса окислов азота. Пермские предприятия «Авиадвигатель» и «Пермские моторы» планируют проведение работ совместно с фирмой «Пратт эну Уитни» по увеличению ресурса надёжности и экологической безопасности двигателей мощностью 12 и 16 МВт.

Применение ГПА нового поколения позволит на 25-30% сократить потребление газа на технологические нужды, снизить выбросы окислов азота, повысить надёжность транспортировки газа.

До 2015 года в дополнение к 155 тыс.км действующих газопроводов будет введено до 40-45 тыс.км новых.

Направление технологического прогресса в магистральном транспорте газа на перспективу до 2015 года предопределяются особенностями отрасли в указанный период.

Мероприятия технического прогресса должны быть ориентированы на создание и внедрение новых технологий и оборудования по следующим направлениям:

для новых газопроводов, и прежде всего для Ямальской газотранспортной системы;

для реконструкции и технического перевооружения действующих газопроводов;

для повышения надёжности и эффективности эксплуатации действующих газопроводов;

В последние годы развивается новое направление использования природного газа в качестве моторного топлива для автомобильного, речного, воздушного транспорта и сельскохозяйственной деятельности. Это обеспечивает экономию дефицитного нефтяного моторного топлива и улучшает экологическое состояние природной среды.

Ведущим технологическим институтом отрасли -ВНИИ газом совместно с другими научными организациями разработана концепция научно технического развития газовой промышленности до 2015 года в которой предусмотрены мероприятия, направленные на преодоление негативных тенденций, а также по обеспечению надёжности и безопасности функционирования Единой системы газоснабжения.

Так, предполагается увеличить эффективность добычи газа за счёт внедрения комплекса мероприятий, важнейшее из которых применение горизонтальных и горизонтально-разветвлённых скважин. Уже имеется положительный опыт строительства скважин на месторождениях и подземных хранилищах газа Оренбургской области и Краснодарского края. Применение таких скважин позволяет сократить в три-пять раз потребное количество скважин обычной конструкции.

Для широкого внедрения этой технологии создаются современные буровые установки, телеметрические системы с гидравлическим каналом связи, и другие технические средства.

Развёрнуты работы по созданию комплексной системы технической диагностики газопроводов и экологического мониторинга, в том числе с использованием достижением космической техники.

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика компрессорного цеха

Махачкалинское ЛПУМГ «Транс газ Махачкала» создано 5 октября 1979 года на основании приказа Мингазпром СССР в соответствии с утверждённой структурой и штатным расписанием. Компрессорный цех в р.п. Избербаш расположена на 323 км магистрального газопровода Петровск-Новопсков справа от газопровода по ходу газа.

Среднегодовая температура грунта 10,5 ºС. Ближайший населённый пункт г.Избербаш, расположенный на расстоянии 7 км. Основная задача ЛПУ это транспортировка газа по МГ и газоснабжение местных потребителей через газопроводы.

Производительность КС 41,7-44,7 млн.м³ /сут.

Давление нагнетателя 56 кгс/см².

Основное технологическое оборудование КЦ, в том числе компрессорные агрегаты, пылеуловители, холодильники газа приняты отечественного производства.

В соответствии с заданием на проектирование, утверждённым Мингазпромом 3 января 1979 года к установке на компрессорной станции в приняты автоматизированные агрегаты ГПА-Ц-6,3, в блочно-комплектном исполнении, состоящие из двухступенчатых нагнетателей с расчётной степенью сжатия 1,45 и авиационных газотурбинных двигателей НК-12 ст.

Вспомогательное оборудование КЦ предусмотрено в блочно-комплектном исполнении.

Технологическая схема КЦ предусматривает следующие основные технологические процессы:

Очистка газа от механических примесей и жидкой фазы;

Компримирование газа;

Охлаждение газа.

Газ из магистрального газопровода направляется одним шлейфом Ду 1000 на установку пылеуловителей. На КЦ установлены циклонные пылеуловители номинальной производительностью 15 млн.м³/сут, Ду 2000 мм, с рабочим давлением 55 кгс/см³. Исходя из расчётной производительности газопровода к установке на КЦ принято 4 пылеуловителя, один из которых резервный. Подключение пылеуловителей коллекторное. Очищенный газ двумя шлейфами Ду 100 поступает во всасывающий коллектор компрессорного цеха Ду 1000. Отсепарированные в пылеуловителях продукты очистки газа автоматически (по достижению максимального уровня в пылеуловителе) сбрасываются через газоотделитель в блок ёмкости сбора конденсата, работающие под атмосферным давлением. Из ёмкости сбора конденсата погружными насосами продукты очистки откачиваются в автоцистерны и отвозятся к местам их утилизации.

Компримирование газа осуществляется агрегатами ГПА-Ц-6,3 в количестве 5 рабочих и 2 резервных. Технологической схемой предусматривается параллельная работа компрессорных агрегатов. Газ после Компремирования из нагнетательного коллектора Ду 1000 направляется одним газопроводом Ду 1000 к аппаратам воздушного охлаждения.

В качестве холодильников газа на КЦ приняты аппараты воздушного охлаждения АВЗ Д-20-Ж-6,3- Б1-В2Т/6-1-8 , служащие для охлаждения газа после компремирования до температуры допустимой для изоляции газопровода и для увеличения объёма транспорта газопропускной способности газопровода. Подключение АВО коллекторное. Для возможности отключения АВО в зимнее время и при ремонте, схемой предусмотрен байпас Ду 1000. Охлаждённый газ одним шлейфом Ду 1000 направляется в МГ.

Для обеспечения режима запуска и остановки центробежных нагнетателей, технологической схемой предусмотрен пусковой контур Ду 700 с необходимой дросселирующей арматурой. Подключение к пусковому контуру агрегатов коллекторное. Для отключения КЦ от МГ во время пропуска очистного устройства между всасывающим и нагнетательным шлейфами КЦ предусмотрен байпас Ду 500. Для подогрева агрегатов перед пуском, а также на период ремонта КС в зимнее время или межсезонье предусмотрен унифицированный моторный подогреватель, смонтированный на шасси автомобиля ЗИЛ-131 марки УМП-350-131.

На компрессорной станции так же находятся вспомогательные сооружения: котельная, блок регенерации, горюче-смазочных материалов, аварийная электростанция, насосы для подачи воды, система вентиляции. Общая численность рабочих на КЦ составляет 365 человек.

Основная задача, которая возлагается на компрессорную станцию повышение давления природного газа и обеспечение его транспортировки по магистральному газопроводу до потребителей.

Служба связи занимается обеспечением телефонной и радиосвязи внутри предприятия. А также отвечает за целостность телефонных линий.

Служба электрохимической защиты проверяет и устраняет наличие блуждающих токов на трубопроводах и проверяет качество изоляции газопровода.

Служба КИПа занимается обслуживанием, контролем и ремонтом контрольно-измерительных приборов и автоматики на основном и вспомогательном оборудовании, узлах подключения к газопроводу, а также ведёт учёт транспортируемого газа на работу газоперекачивающих агрегатов.

Линейно-эксплутационная служба занимается обслуживанием линейной части газопровода, а именно: огневыми работами (замена линейных кранов, участков газопровода), ревизией линейной запорной арматуры, заменой метанола, очисткой линейной части в пределах охранной зоны, а также проверяет состояние изоляции.

Служба газораспределительной станции обслуживает, ремонтирует, занимается наладкой и запуском в работу газораспределительных станций, газораспределительных пунктов, а также одаризацией газа, поступающего потребителю на бытовые нужды.

Служба электроснабжения осуществляет контроль и ремонт электрических линий, насосов, водоснабжения на бытовые нужды, канализацию.

Служба ГКС занимается обслуживанием и ремонтом газоперекачивающих агрегатов, вспомогательного оборудования, разработкой графиков, планов предупредительных ремонтов.

Химическая лаборатория проводит анализ технологического газа, турбинного масла на наличие технологических и механических примесей, очистку технологической воды, измеряет загазованность воздушной среды в цеху и на территории.

Инженер по технике безопасности контролирует соблюдение правил охраны труда, проводит мероприятия по предупреждению несчастных случаев, организовывает проверку знаний техники безопасности.

В курсовом проекте рассматривается КЦ-1 «Махачкалинского ЛПУМГ», оборудованного агрегатами ГПА Ц-6,3.

1.2Техническая и конструктивная характеристика ГПА-Ц-6,3

Газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-6,3 с двухступенчатым полнонапорным центробежным нагнетателем и приводом от газотурбинного двигателя авиационного -типа НК-12СТ разрабатывался с учетом следующих основных принципов.

Блочность конструкции должна предусматривать возможность доставки непосредственно на место монтажа железнодорожным, автомобильным и воздушным транспортом готовых блоков.

Габариты и масса блоков должны обеспечивать возможность их монтажа и демонтажа передвижными подъемными средствами на компрессорной станции.

Блоки должны проходить на заводах - изготовителях контрольные проверки, испытания и доставляться на монтаж в полной заводской готовности (окончательно собранными и испытанными).

Использование электроэнергии агрегатом должно быть минимальным, только для вспомогательных нужд.

Для возможности использования агрегата в различных климатических зонах и при любых погодных условиях применение воды для охлаждения узлов агрегата и масла исключено; должна быть разработана конструкция воздушного охлаждения.

Автоматизация агрегата должна осуществлять автоматический поэтапный пуск (останов) агрегата ‹‹от кнопки» и защиту агрегата при аварийных ситуациях, вести непрерывный контроль параметров двигателя и нагнетателя.

Учитывая полевые условия эксплуатации, должна быть предусмотрена максимальная ремонтопригодность ГПА методом замены блоков.

Газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-6,3 состоит из пяти блоков: турбоагрегата , воздухоочистительного устройства, всасывающей камеры с блоком автоматика, выхлопной шахты и маслоохладителей .

Блок турбоагрегата включает нагнетатель и двигатель с вспомогательными механизмами и устройствами, смонтированными на общей раме. Блок заключен в тепло- и звукоизолирующий контейнер. Он является основой агрегата ГПА-Ц-6,3 и дает возможность отказаться от строительства громоздких корпусов и других фундаментальных сооружений.

Полнонапорный нагнетатель агрегата ГПА-Ц-6,3 представляет однокорпусную двухступенчатую машину центробежного типа. Две ступени сжатия позволяют реализовать полную степень повышения давления, равную 1,45, и отказаться от последовательного- соединения нагнетателей на станциях, принятого при использовании консольных одноступенчатых нагнетателей старого типа. Корпус нагнетателя стальной с горизонтальным фланцевым разъемом. Четырьмя лапами корпус крепится непосредственно к фундаментной раме (основанию) контейнера турбоагрегата. Всасывающий и нагнетательный патрубки расположены соосно, что- исключает возникновение момента от растягивающих сил при температурных деформациях газопровода. Ротор имеет два рабочих колеса диаметром 545 мм, выполненных с целью повышения надежности прогрессивным методом диффузионной пайки в вакууме. Детали статорной части аэродинамического узла (диффузоры, улитки и т. д.) являются съемными и взаимозаменяемыми.

Радиальные и осевые нагрузки воспринимаются! опорным и упорным многоклиновыми подшипниками скольжения прогрессивной конструкции с межремонтным ресурсом работы, равным 2530 тыс.ч. Подшипники усовершенствованы таким образом, что они обеспечивают реверсивность «хода» нагнетателя па случай раскрутки агрегата обратным потоком газа.

В качестве концевых уплотнений в нагнетателе применяют щелевые масляные уплотнения с плавающими кольцами. Эти уплотнения работают на принципе автоматического поддержания постоянного избытка давления масла над давлением уплотняемого газа.

Для повышения ресурса уплотнений вместо пары графит-сталь стали использовать пару баббит-твердый сплав, довели тонкость фильтрации масла, подаваемого на уплотнения, до 1015 мкм.

Воздухоочистительное устройство предназначено для очистки воздуха, подаваемого в двигатель с целью предохранения лопаток компрессора от износа. Всасывающая камера служит для подвода воздуха от ВОУ к двигателю. Выхлопное устройство шахты шумоглушения предназначено для отвода выхлопных газов. Маслоохладители служат для охлаждения масла системы смазки турбоагрегата.

Запуск агрегата производится автоматически по программе, обеспечивающей последовательное выполнение операций по контролю предпусковой готовности, включение вспомогательного оборудования, включение агрегатов двигателя и загрузке нагнетателя. Весь процесс запуска условно можно разбить на этапы, выполнение каждого из которых контролируется по определяющим параметрам (давлению, частоте вращения, температуре и др.) и в случае невыполнения одного из них дальнейшие операции блокируются или двигатель останавливается.

Весь ход запуска, положение основных элементов агрегата и крановой обвязки демонстрируется мнемо-схемой и контрольными световыми транспарантами, вынесенными на панель управления.

1.3 Характеристика систем ГПА-Ц-6,3.

Разработанная для агрегата ГПА-Ц-6,3 система автоматики обеспечивает автоматическое выполнение программного запуска, работу на режиме, нормальные или аварийные остановы, а также ряд работ, связанных с подготовкой агрегата к запуску, при минимальном вмешательстве обслуживающего персонала.

Для безопасной работы двигателя и ГПА разработан комплекс средств автоматического контроля и защиты по определяющим параметрам, достижение предельно допустимых границ которых свидетельствует о предварительной ситуации и привод к аварийному останову, что видно из схемы автоматического аварийного останова агрегата. По ряду защит предусмотрена выдача предупредительного (светозвукового) сигнала.

Для облегчения условий эксплуатации систему смазки ГПА изготовляют объединенной, т. е. создают -единство масел для двигателя и нагнетателя с общим маслобаком, пусковым насосом, маслокоммуникациями л др. Единство применяемых масел упрощает транспортировку масла на компрессорные стан- дин и маслокоммуникации, облегчает условия его хранение

Заложенные при проектировании принципы и проведенные опытные работы позволили применить для нагнетателя и двигателя недефицитное масло отечественного производства. Учитывая возможность эксплуатации агрегатов в условиях низких температур (до 50°С) и в засушливых районах юга страны (до -+ 45 °С), в системе охлаждения масла исключено применение воды. Воздушные маслохолодильники с электровентиляторами обеспечивают автоматически заданный температурный режим.

Предпусковой подогрев масла в зимнее время осуществляют горячим воздухом от работающих агрегатов или электронагревательными элементами, В случае особой необходимости предусмотрен передвижной генератор горячего воздуха (МП-350) для подогрева агрегата. Разводка маслопроводов обеспечивает их легкий монтаж; стыки маслопроводов легкодоступны; соединение с двигателем выполнено эластичными рукавами. Масло очищают керамическими и сетчатыми фильтрами, легко поддающимися регенерации. Применение высокоэффективных надуваемых уплотнений на двигателе, а также центрифугирование масловоздушных эмульсий на двигателе обеспечивают незначительные потери масла при работе газоперекачивающего агрегата. Все параметры маслосистемы контролируются защитами.

1.4 Техника безопасности в компрессорном цехе с ГПА-Ц-6,3.

Решением Мингазпрома, Минхиммаша н Минавиапрома была организована подготовка инженерно-технического персонала, обслуживающего компрессорные станции с агрегатами ГПА-Ц-6,3 на учебной базе. Обучение проводили по утвержденной программе по следующим курсам; конструкция и эксплуатация ГПА-Ц-6,3. Кроме теоретических дисциплин были предусмотрены практические занятия на испытательной станции завода и на компрессорных станциях. После окончания обучения специальная комиссия принимала экзамены и выдавала удостоверения на право эксплуатации ГПА-Ц-6,3. Для повышения качества обучения была выпущена серия красочных плакатов но конструкциям ГПА-Ц-6,3. За 19741976 год на учебной базе было подготовлено десять групп эксплуатационного персонала подразделений Мингазпрома. Всего было обучено 150 человек из них 15 инженеров. Дальнейшее обучение обслуживающего персонала, начиная с 1977 r . t в связи с накопленным опытом работы на компрессорных станциях с указанными агрегатами, повышением квалификации инженерного состава в газовой промышленности н увеличением "числа компрессорных станций, организовано непосредственно на рабочих местах с привлечением квалифицированных специалистов Минавиапрома и Мингазпрома.

2.2. Тепловой расчет цикла ГТУ ГПА-С-16

Цель расчета: расчет параметров цикла ГТУ ГПА-Ц-6,3: удельной полезной работы, расхода воздуха через осевой компрессор, расхода рабочего тепла через турбину внутреннего КПД ГТУ; расхода топливного газа в камере сгорания.

Исходные данные:

Эффективная мощность, N ,кВт; 6300

Температура воздуха на входе в осевой компрессор, ; 15

Номинальное давление окружающего воздуха, кгс / ; 1,033

Температура газа на входе в турбину, ; 810

Степень сжатия воздуха в осевом компрессоре, ; 7,8

Показатель адиабаты, k ; 1,4

КПД камеры сгорания, ; 0,96

КПД осевого компрессора (индикаторный), ; 0,84

Газовая постоянная, R кгс м/кг град; 29,3

Низшая теплота сгорания топлива, ккал/кг; 8550

КПД турбины (индикаторный), ; 0,85

КПД механической турбины, ; 0,95

Отношение расхода воздуха и топлива, ; 0,97

Задается коэффициент потерь в воздушном и газовом тракте

1,051,1 (2.2.1)

1,05

Давление рабочего тела на выходе из турбины, кгс/

= (2.2.2)

где кгс/

кгс/

Давление воздуха на выходе из осевого компрессора, кгс/

(2.2.3)

где кгс/

Кгс/

Давление рабочего тела на входе в турбину, кгс/

(2.2.4)

где кгс/

Кгс/

Изоэнтропийный теплоперепад в осевом компрессоре, ккал/кг

(2.2.5)

где ккал/кг

КГм/кг

ккал/кг

Действительный перепад в осевом компрессоре, ккал/кг

(2.2.6)

где ккал/к

63,6 ккал/кг

Средняя температура воздуха в осевом компрессоре,

(2.2.7)

где

ккал/кг

Средняя массовая удельная теплоемкость в зависимости от средней температуры воздуха в осевом компрессоре, (); ккал/кг, определяют согласно значений изобарной теплоемкости

Ккал/кг (2.2.8)

Температура воздуха на выходе из осевого компрессора,

(2.2.9)

где действиетльный теплоперепад в осевом компрессоре, ккал/кг средняя массовая удельная теплоемкость в зависимости от средней температуры воздуха в осевом компрессоре, ккал/кг

Ккал/кг

(2.2.10)

где

Ккал/кг

Действительный теплоперепад в турбине, ккал/кг

(2.2.11)

где ккал/кг

Ккал/кг

Средняя температура рабочего тела в турбине,

(2.2.12)

где

Ккал/кг

Средняя удельная теплоемкость в зависимости от средней температуры рабочего тела в турбине, (); ккал/кг, определяют согласно значений изобарной теплоемкости

Ккал/кг (2.2.13)

Температура рабочего тела на выходе из турбины, К

(2.2.14)

где ккал/кг

Средняя удельная теплоемкость в зависимости от средней температуры рабочего тела в турбине, ккал/кг

Удельная полезная работа ГТУ, ккал/кг

(2.2.15)

где ккал/кг

Отношение расхода воздуха к расходу рабочего тела через турбину

Ккал/кг

Средняя температура рабочего тела в камере сгорания,

(2.2.16)

где

Средняя удельная теплоемкость рабочего тела в камере сгорания, (ккал/кг, определяют согласно значений изобарной теплоемкости

Ккал/кг (2.2.17)

Теплота, подводимая к камере сгорания (удельная), ккал/кг

(2.2.18)

где

В камере сгорания, ккал/кг

Ккал/кг

Внутренний К.П.Д. ГТУ, %

(2.2.19)

где ккал/кг

Ккал/кг

Расход рабочего тела через турбину, кг/с

(2.2.20)

где кВт

Ккал/кг

Кг/с

Расход воздуха через осевой компрессор, кг/с

(2.2.21)

где кг/с

Кг/с

Удельная энтальпия воздуха перед камерой сгорания, ккал/кг

(2.2.22)

где средняя удельная теплоемкость рабочего тела в камере сгорания, ккал/кг

Ккал/кг

Удельная энтальпия рабочего тела перед турбиной, ккал/кг

(2.2.23)

где средняя удельная теплоемкость рабочего тела в турбине, ккал/кг

Ккал/кг

Расход топливного газа в камере сгорания, кг/ c

(2.2.24)

где расход рабочего тела через турбину, кг/ c

Расход воздуха через осевой компрессор, кг/ c

Низшая теплота сгорания топлива, ккал/кг

КПД камеры сгорания

Удельная энтальпия воздуха перед камерой сгорания, ккал/кг

Удельная энтальпия рабочего тела перед турбиной, ккал/кг

Кг/ c

Вывод: Результатам расчета цикла ГТУ ГПА-Ц-6,3

Удельная полезная работа ГТУ ккал/кг

Расход воздуха через ОК кг/ c

Расход рабочего тепла через турбину кг/ c

Внутренний К.П.Д. ГТУ, %

Расход топливного газа в камере сгорания кг/ c

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте рассмотрена тема «Газоперекачивающие агрегаты ГПА Ц-6,3».

В общей части я рассмотрел следующие вопросы:

Характеристика компрессорного цеха: Компрессорный цех в р.п. Бубновский расположена на 323 км магистрального газопровода Петровск-Новопсков справа от газопровода по ходу газа.

Техническая и конструктивная характеристика газоперекачивающего агрегата ГПА Ц - 6,3.

Характеристика систем ГПА Ц - 6,3

Техника безопасности в компрессорном цехе с ГПА Техника безопасности в компрессорном цехе с ГПА Ц- 6,3

В расчетную часть входят следующие расчеты:

Проверочный гидравлический расчет участка газопровода, в котором я определял конечное давление, то есть минимальное допустимое давление газа перед компрессорной станцией, выбираемое из условий надежной работы ее оборудования.

Список используемых источников

1. Технологический регламент по заправке автомобилей сжатым природным газом на АГНКС с компрессорными установками типа
4Н R 3К N 200/2105249 WLK .

2. Степанов О.А. Крылов Г.В Хранение и распределение газа.М.: Недра 1994.

3. Паспорт по эксплуатации установки осушки газа на АГНКС.

4. Волков М.М. Справочник работника газовой промышленности. М.: Недра, 200 9.

5. Дятлов В.А. Михайлов В.М. Яковлев Е.И. Оборудование, эксплуатация и ремонт магистральных газопроводов. М.: Недра, 2011 .

6. Газовая промышленность. Производственнотехнологический журнал №9, 2010.

Ещё в 1970-х годах на базе авиационного двигателя НК-12МА была создана установка для газоперекачивающих агрегата ГПА-Ц-6,3 мощностью 6300 кВт. Создание этого агрегата явилось первым в нашей стране опытом применения модернизированного авиационного двигателя для привода газового нагнетателя. Кроме того, впервые практически было доказано, что газоперекачивающие агрегаты такого типа могут успешно эксплуатироваться в блок-контейнерах без здания турбокомпрессорного цеха, что резко сокращает сроки сооружения компрессорных станций.

Газоперекачивающие агрегаты ГПА-Ц-6,3 были внедрены в эксплуатацию на компрессорных станциях газопроводов «Оренбург-Куйбышев» и «Нижняя Тура-Пермь-Казань-Горький» в 1974-1975г.г. Для газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-6,3 была создана специальная газотурбинная установка НК-12СТ со свободной турбиной на базе этого двигателя с максимальной унификацией узлов и деталей серийного двигателя. При создании было обеспечено запас устойчивости работы при минимальной мощности, достаточно высокая экономичность, умеренная температура газа перед турбиной для гарантирования надёжности двигателя. На рис.3.10. газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-6,3.

Рис. 3.10. Газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-6,3

ГПА-Ц-6,3 представляет собой блочную установку, состоящую из авиационного двигателя, центробежного нагнетателя природного газа и вспомогательных систем и оборудования. Все основные элементы ГПА представляют собой блочные модули, стыкуемые между собой на месте монтажа. Опыт эксплуатации агрегата подтвердил целесообразность использования авиационных двигателей в качестве привода центробежных нагнетателей газа и необходимость совершенствования конструкции агрегата, его основных и вспомогательных систем, компоновочных решений КС, а также комплектно-блочного метода строительства компрессорных станций с подобными агрегатами.

Выпуск блочно-комплектного агрегата ГПА-Ц-6,3 явился толчком для принятия новых технических решений при проектировании КС, привёл к унификации генерального плана для всех проектируемых КС с этими агрегатами. Пылеуловители, АВО газа, установки по подготовке топливного и пускового газа и технологические узлы станций разработаны в блочном исполнении. Из сборных конструкций выполняется блок вспомогательных служб в составе: узла связи, мастерской, котельной, бытовых помещений.

На рис. 3.11. представлена газотурбинная установка.

Рис. 3.11. Газотурбинная установка ГПА-Ц-6,3 НК-12СТ

Капитальные затраты на строительство КС, оборудованной ГПА-Ц-6,3 на 35% ниже, а срок строительства почти в 2 раза меньше по сравнению с КС, оборудованной стационарными газотурбинами такой же мощности.

Применение авиационных двигателе в качестве привода ГПА в блочном исполнении получило распространение благодаря ряду преимуществ перед стационарными:

Большой мощностью при малой массе;

Быстрому монтажу и демонтажу;

Быстрому запуску и выходу на режим;

Дистанционной системе управления и регулирования режима двигателя;

Возможностью создания передвижных газоперекачивающих агрегатов;

Высоким техническим показателям и т.д.

Имеется опыт использования авиационных двигателей и в нефтяной промышленности, например по эксплуатации турбонасосной установки ПГБУ-2ЖР с авиационным двигателем с системе магистрального нефтепровода Омск-Туймазы 2.

Использование электроэнергии агрегатом должно быть минимальным, только для вспомогательных нужд.

Радиальные и осевые нагрузки воспринимаются! опорным и упорным многоклиновыми подшипниками скольжения прогрессивной конструкции с межремонтным ресурсом работы, равным 25--30 тыс.ч. Подшипники усовершенствованы таким образом, что они обеспечивают реверсивность «хода» нагнетателя па случай раскрутки агрегата обратным потоком газа.

Введение

Система ПО и КЗ на КС в первую очередь направлена на предупреждение аварий на опасных производственных объектах КС (ГПА) и позволяет обслуживающему персоналу локализовать и ликвидировать пожар. Применение сертифицированной современной техники, датчиков в полной мере способствует безопасности на объекте.

Оборудование газоперекачивающих агрегатов размещено в здании, состоящем из двух залов, разделённых перегородкой: Помещение нагнетателей (помещение с взрывоопасной зоной класса В-1а, по ПУЭ), помещение двигателя (зона класса П-1, по ПУЭ). Оборудование САУ ГПА расположено в блок-боксе МСКУ (зона класса П-Па, по ПУЭ).

Пожарная опасность оборудования ГПА обусловлена свойствами природного газа, турбинного масла (применяемых в системах смазки, охлаждения и уплотнения ГПА), наличием нагретых технологических поверхностей, технологических выхлопных газов, возможными короткими замыканиями кабелей питания, управления и т.д.

Система пожарообнаружения, контроля загазованности и формирования сигналов управления автоматическими средствами пожаротушения (ПО и КЗ) представляет собой комплекс средств пожарообнаружения, формирования сигналов управления технологическим оборудованием пожаротушения и оповещения о пожаре защищаемого объекта. Система строится с использованием современных программно-технических средств: контроллеров поставки фирмы Compressor Control Corporation (CCC) США, датчиков контроля пламени и загазованности фирмы Fen Wai (США).

Для контроля загазованности в укрытии ГПА применяются датчики газового анализа фирмы Det Ironies. В помещении двигателя и нагнетателя устанавливают по одному датчику газового анализа, которые размещаются в зонах, возможных утечек метана в укрытиях.

Выбор указанного оборудования обусловлен его высокими техническими характеристиками, надёжной работой и большим сроком службы.

Конструкция всех элементов Системы ПО и КЗ обеспечивает электрическое сопротивление изоляции не менее 20 Ом и выдерживает в течение 1 минуты без пробоя и поверхностного разряда испытательное напряжение синусоидальной формы частотой 50 Гц.

Модульная конструкция контроллера позволяет определить среднее время восстановления работоспособного состояния Системы ПО и КЗ путем замены отказавшего оборудования из состава ЗИП - не более 1 часа.

Система ПО и КЗ рассчитана на круглосуточную непрерывную работу при среднем сроке службы не менее 10 лет.

Средняя наработка системы на отказ не менее - 30000 часов на шлейф. Под отказом понимается неисправность, заключающаяся в отсутствии передачи информации при сохранении функции автоматического управления.

Контроллер Системы с блоком системного электропитания, выходными реле собран в шкафу, который устанавливается в помещении агрегатной автоматики в непосредственной близости от ГПА.

Станция Оператора состоит из компьютера и монитора промышленного исполнения. Питание Станция Оператора осуществляет инвертор К-080.2.

Пульт управления Системой ПО, КЗ содержит:

световую индикацию состояния Системы по всем, помещениям и режимам работы охраняемого объекта;

кнопки дистанционного пуска ОГВ предусмотренные регламентом в помещениях ГПА;

кнопки экстренного пуска ОГВ;

световую сигнализацию наличия основного и резервного питания;

световую сигнализацию неисправности контроллера, шлейфов, ЦУ;

1. Общая часть

.1 Требования технологического процесса к системе автоматического управления

Опасность возникновения пожаров на предприятиях газовой промышленности определяется, прежде всего, физико-химическими свойствами природного газа, который при несоблюдении определенных требований безопасности воспламеняется, вызывает пожары и взрывы, влекущие за собой аварии. Степень пожарной опасности зависит также от особенностей технологического процесса производства. Для предприятий транспорта газа характерны наличия большого количества горючих газов в магистральных газопроводах, высокое давление в трубопроводах, наличие большого количества ГСМ (турбинного масла).

Опасными факторами пожара, воздействующими на людей, являются открытый огонь и искры; повышенная температура предметов, воздуха; токсичные продукты горения, дым; пониженная концентрация кислорода; обрушение и повреждение зданий, сооружений, установок; взрыв.

Взрывоопасные концентрации природного газа образуются во время отключения трубопроводов, резервуаров и аппаратов, когда не полностью удаленный газ смешивается с поступающим воздухом.

Как показывают статистика и опыт эксплуатации, пожары на КС происходят в основном из-за воспламенения масла в компрессорных цехах при разрыве маслопроводов и попадания его на горячие поверхности газоперекачивающих агрегатов и разрушении обвязочных газопроводов компрессорных цехов, сопровождающихся воспламенением газа и других горючих веществ и материалов; попадания посторонних предметов в полость нагнетателя; проникновения газа к очагу пожара из-за неплотного закрытия кранов в технологической обвязке; нарушений требований действующих правил и инструкций во время проведения огневых и газоопасных работ, а также требований пожарной безопасности персоналом служб УМГ на территориях КС.

При авариях в помещениях взрывоопасные концентрации газа возникают в первую очередь вблизи места утечки газа, а затем распространяются по всему помещению. На открытых площадках вблизи места утечки образуется зона загазованности, распространяющаяся по территории объекта. Величина ее при аварийном истечении газа зависит от многих факторов, главные из которых - расход газа, форма и направление его струи, метеорологические условия, рельеф местности. Наибольшее влияние на величину зоны загазованности оказывает ветер.

При авариях, связанных с разрушением газопроводов, в атмосферу выбрасывается большое количество газа. При наличии пламени газовое облако воспламеняется.

Возможные источники воспламенения - открытое пламя, электрические и механические искры, воспламенение пирофорных отложений, работающие двигатели внутреннего сгорания, разряды статического электричества, грозовые разряды. После сгорания газового облака горение локализуется в месте утечки газа. Борьба с пожарами и мероприятия по их предупреждению могут быть эффективными только в том случае, когда противопожарные правила усвоены и повседневно соблюдаются всем персоналом предприятия.

Согласно «Правилам устройства электроустановок» (ПУЭ) все производственные помещения и установки, в которых размещается электрооборудование, по степени взрыво - и пожароопасности делятся на классы: B-I, B-Ia, B-I6, В-П, В-2а, П-I, П-2, П-2а, П-Ш, В-1г и Н (В-взрывоопасные, П - пожароопасные, Н - невзрыво - и непожароопасные).

Категория А - производства, связанные с получением, применением или хранением газов и паров с нижним пределом взрываемости до 10% (по объему), содержащихся в таких количествах, при которых возможно образование с воздухом взрывоопасных смесей; жидкостей с температурой вспышки паров 28°С и ниже; твердых веществ и жидкостей, воспламенение или взрыв которых может последовать при взаимодействии с водой или кислородом воздуха.

Категория Б - производства, связанные с обработкой, применением, образованием или хранением газов и паров с нижним пределом взрываемости более 10% (по объему), содержащихся в количествах, достаточных для образования взрывчатых смесей; жидкостей с температурой вспышки паров от 28 до 120 оС; горючих веществ, выделяющих пыль или волокна в количестве, достаточном для образования взрывоопасных смесей.

Категория Г - производства, связанные с обработкой несгораемых веществ и материалов в горячем состоянии, раскаленном или расплавленном состоянии с выделением лучистой энергии, искр, пламени, а также производства, связанные со сжиганием твердого, жидкого и газообразного топлива (литейные и кузнечные цехи, котельные и др.).

Категория Д - производства, обрабатывающие несгораемые вещества и материалы в холодном состоянии, механические цехи холодной обработки металлов, компрессорные станции для нагнетания воздуха, водонасосные станции, склады металла, металлоизделий и др.

В каждом цехе, на складе и других объектах на основе действующих правил пожарной безопасности должны быть разработаны противопожарные инструкции с учетом специфики производства, а также оперативный план ликвидации пожара, и проводиться систематические тренировки персонала по тушению пожара. В инструкциях по пожарной безопасности следует предусматривать:

Требование пожарной безопасности при нахождении персонала на территории КС;

места и порядок содержания средств пожаротушения, пожарной сигнализации и связи;

порядок выполнения огневых и газоопасных работ на территории КС;

порядок допуска и правила движения транспорта на территории КС;

требования к содержанию территории, дорог, подъездов к зданиям, сооружениям и водоисточникам;

обязанности персонала цехов при возникновении пожара, правила вызова пожарной команды, остановки и отключения оборудования.

В компрессорном цехе запрещается:

прокладывать временные электрические сети;

сушить спецодежду на приборах центрального отопления, горячих поверхностях агрегатов и газовых коммуникациях;

загромождать проходы и выходы из помещений, а также подступы к средствам пожаротушения, и наружным стационарным лестницам;

работать во взрывоопасных помещениях в обуви со стальными подковками и на стальных гвоздях;

применять открытый огонь для отогревания трубопроводов, запорных устройств и другого оборудования;

проводить электросварочные работы с нарушением действующих правил и инструкций;

осуществлять какие-либо работы, связанные с заменой и ремонтом арматуры на маслопроводах и разборкой деталей регулирования (кроме замены манометров) при работающем агрегате.

При возникновении пожара производственный персонал обязан:

немедленно перекрыть доступ газа или масла к месту пожара;

вызвать пожарную команду или добровольную пожарную дружину; принять меры к тушению пожара имеющимися средствами пожаротушения;

поставить в известность руководство компрессорного цеха и УМГ;

отключить приточно-вытяжную вентиляцию.

Для быстрой ликвидации аварийной ситуации и четкого взаимодействия необходимо, чтобы весь персонал знал свои конкретные обязанности и действия при возникновении пожара. Для этого следует регулярно проводить учебно-тренировочные занятия по ликвидации пожаров, примерный перечень очагов возникновения которых должен быть оговорен в инструкциях по ликвидации пожаров в цехах, зданиях и других помещениях станции.

1.2 Требования к функциям ПК ГПА

Пожарный контроллер (ПК ГПА) должен обеспечить выполнение следующих функций:

Прием электрических сигналов от ручных и автоматических пожарных извещателей, с передачей информации по цифровому каналу для световой индикации на АРМ защищаемого помещения, в котором произошло срабатывание ПИ, и включением звуковой и световой сигнализации;

извещение о пожаре при срабатывании двух пожарных извещателей одной зоны или при срабатывании двух пожарных извещателей, установленных в одном защищаемом отсеке, но в разных шлейфах пожарной сигнализации (посредством включения световой и звуковой сигнализации);

контроль исправности шлейфов пожарной сигнализации по всей их длине с автоматическим выявлением обрыва и (или) короткого замыкания в них, а также световую и звуковую сигнализацию на ПУ о возникшей неисправности шлейфа;

Автоматический контроль линий связи исполнительных элементов АУПТ на обрыв и автоматический контроль линий связи световых и звуковых оповещателей на обрыв и короткое замыкание, а также световую и звуковую сигнализацию о возникшей неисправности;

ручной или автоматический контроль работоспособности состояния узлов и блоков ПК ГПА с возможностью выдачи извещения об их неисправности на ПУ;

Формирование сигналов для запуска АУПТ в режимах управления «Автоматика включена» и «Автоматика отключена»;

формирование сигналов о срабатывании модульной АУПТ;

контроль массы ОГВ в баллонах АУПТ;

выдачу команд на исполнительные элементы АУПТ, световые и звуковые оповещатели, контроль и сигнализацию в соответствии с требованиями НПБ 75-98 и заданным алгоритмом пожаротушения;

Ручное выключение звуковой сигнализации только на ПУ о принятом извещении с сохранением световой индикации, при этом выключение звуковой сигнализации не должно влиять на прием извещений с других шлейфов сигнализации и на её последующее включение при поступлении нового тревожного извещения;

автоматическую передачу раздельных извещений о пожаре, тревоге, неисправности или загазованности на ПУ;

возможность программирования тактики формирования извещения о пожаре, в том числе и длительности извещения о тревоге;

сбор и обработку информации от оборудования САУ ПО, КЗ и АУПТ в реальном масштабе времени;

прием сигналов от оборудования контроля загазованности установленного в отсеках ОД (вторичный преобразователь установлен в ПКА) и ОН: «Загазованность высокая (10% НКПВ)», «Загазованность опасная (20% НКПВ)», «Неисправность» и аналогового сигнала (4…20мА) уровня загазованности;

Выдачу сигналов на устройства оповещения о превышении высокого / опасного уровня загазованности СН4 в защищаемых отсеках;

защиту органов управления от несанкционированного доступа посторонних лиц (ключ на ПУ, разрешающий производить управление);

Подготовку и передачу информации на АРМ по цифровому каналу Ethernet (о пожарном состоянии, работе АУПТ, загазованности, всех командах, выдаваемых самим пожарным контроллером) для архивирования и хранения информации;

Контроль основного и резервного питания ПК ГПА (с индикацией на ПУ и АРМ);

Формирование сигналов в САУиР ГПА:

«Загазованность ОД высокая;

«Загазованность ОН высокая;

«Загазованность ОД/ОН опасная;

«Двери ОД открыты»;

«Двери ОН открыты»;

«Двери ОМА открыты»;

«Пожар на ГПА»;

«Неисправность САУ ПО, КЗ и АУПТ».

-прием сигнала «ГПА в работе» от САУиР ГПА.

-формирование дискретных сигналов для выдачи на ПУ и прием сигналов с ПУ (от кнопок);

-других функции, согласно п. 9.1.1 HI lb 75-98, п. 12.1, 12.4, 13 и 14 СП 5.13130.2009 и п. 9 ГОСТ 12.3.046.

Все изменения сигналов, не зависимо от типов и направлений (входные или выходные) транслируются по цифровому каналу связи Ethernet на АРМ оператора и отображаются на видеокадре (мнемосхеме, окнах, табло в виде информационных сообщений), при этом информационные сообщения начинаются с названия объекта защиты.

Требования к АРМ.

Отображение оперативной информации о пожарном состоянии защищаемых отсеков укрытия ГПА, состоянии оборудования САУ ПО, КЗ и АУПТ в полном объеме должно быть реализовано АРМ оператора, которое выполняется на базе ПЭВМ промышленного исполнения.

АРМ должно обеспечивать выполнение следующих функций:

Прием входной информации от пяти ПК ГПА по каналу Ethernet и обработку ее в соответствии с заложенным рабочим программным обеспечением;

Предоставление текущей и ретроспективной информации на мониторе ПЭВМ АРМ;

Отображение информации об уровне загазованности отсеков ГПА;

Отображение обработанной информации на экране видеомонитора о пожарной ситуации и состояния оборудования в защищаемых помещениях;

Выдачу звуковых сигналов при неисправности ПК ГПА, неисправности оборудования САУ ПО, КЗ и АУПТ защищаемых помещений, предупреждении о тревоге, пожаре и загазованности, поступлении ОГВ;

Кроме того, на АРМ должен вестись журнал событий и их архивирование, формирование отчетных данных (по требованию оператора).

АРМ является потребителем электроэнергии 1 категории (по ПУЭ). Электропитание должно подаваться на два ввода:

Основной - напряжением переменного тока (220+22; - 33) В, частотой (5 0± 1) Гц, 1 категории;

Резервной - напряжением постоянного тока (220+22; - 33) В, кроме того должен иметься встроенный источник бесперебойного питания (ИБП) для обеспечения бесперебойного электропитания рабочей станции при исчезновении основного и резервного питания, в течение 30 минут.

Переход с основной сети на резервную и обратно должен осуществляться автоматически без потери работоспособности АРМ, при этом, оператору должно выдаваться сообщение о переходе с основного на резервное электропитание. Одновременное отключение обеих сетей должно быть исключено.

В состав АРМ должны входить следующие технические средства:

Системный блок промышленного исполнения;

Монитор (TFT не менее 17»), удовлетворяющий требованиям норм безопасности ТСО 03 или ТСО 06;

Клавиатура (с поддержкой русского языка);

манипулятор типа «мышь»;

звуковые колонки.

Способы отображения информации и действия оператора должны быть оптимально настроены с учетом требований к процессу при помощи различных конфигураций программного обеспечения

1.3 Выполняемые функции системы автоматического управления ПО и КЗ на агрегатах типа ГПА-Ц-16

Объектами защиты САУ ПО, КЗ являются укрытия ГПА №1,2,3, каждое укрытие состоит из следующих помещений:

Отсек двигателя (ОД);

Отсек нагнетателя (ОН);

отсеке маслоагрегатов (ОМА);

отсек автоматики (OA);

отсек пожаротушения (ОПТ);

отсек всаса воздуха (ОВ);

приборный контейнер автоматики (ПКА).

САУ ПО и КЗ представляет собой единый комплекс и выполняет функции пожарообнаружения, контроля загазованности, оповещения о пожаре, загазованности, а также информационные функции.

Режим работы САУ ПО и КЗ круглосуточный и непрерывный с остановками на проведение регламентных работ.

Программно-технический комплекс обеспечивает работу системы в автоматическом режиме и решает следующие задачи:

Прием сигналов от пожарных извещателей (ПИ);

Прием сигналов от детекторов загазованности (ДЗ);

обеспечение электропитанием активных ГШ и ДЗ;

Выдачи управляющих сигналов на световые и звуковые оповещатели, ПУ;

контроль цепей ПИ;

Контроль загазованности (концентрации метана в контролируемых отсеках);

Непрерывный контроль работоспособности системы и ее составных частей;

Формирование и контроль цепей сигналов управления световой и звуковой сигнализацией оповещения о пожаре и загазованности;

Формирование сигналов в САУи Р ГПА;

прием сигнала «ГПА в работе» от САУи Р ГПА;

сбор, регистрацию и отображение на видеокадрах оперативной информации о состоянии защищаемых САУ ПО и КЗ помещений ГПА №1… №5 при помощи АРМ оператора;

формирование отчетных данных по требованию оператора при помощи АРМ оператора;

обновление и хранение статистической информации с месячным интервалом при помощи АРМ оператора.

2. Специальная часть

2.1 Состав системы автоматического управления

В состав САУ ПО и КЗ входит:

Комплекс технических средств САУ ПО, КЗ и АУПТ ГПА №1… ГПА №3 состоящий из:

автоматических установок пожарной сигнализации и оборудования пожарной сигнализации (АУПС) укрытия ГПА;

системы контроля загазованности (СКЗ) укрытия ГПА;

системы оповещения (СО) укрытия ГПА;

автоматической установки пожаротушения (АУПТ);

система управления, состоящая из:

пожарных контроллеров (трех ПК ГПА) с индивидуальными панелями управления (3 ПУ ПК ГПА);

оборудования автоматизированного рабочего места оператора (АРМ).

Состав ПО и КЗ.

Отсеки ОД, ОН, ОМА укрытия ГПА оборудованы средствами оповещения людей о работе АУПТ.

Для светового и звукового оповещения о работе АУПТ применено оборудование в составе:

оповещатели пожарные звуковые взрывозащищенные с расширенным диапазоном температуры эксплуатации ExOl 1113-2В-Р, производства ЗАО НПК «Эталон» (г. Волгодонск);

Оповещатели пожарные звуковые взрывозащищенные повышенной мощности ExOl И13-2В-ПМ, производства ЗАО НПК «Эталон» (г. Волгодонск);

оповещатели пожарные световые взрывозащищенные повышенной мощности ЕхОППС - 1В-ПМ, производства ЗАО НПК «Эталон» (г. Волгодонск);

Оповещатели пожарные световые взрывозащищенные с расширенным диапазоном температуры эксплуатации ExOl И 1С-1В-Р, производства ЗАО НПК «Эталон» (г. Волгодонск).

При запуске АУПТ (или несанкционированном поступлении ОГВ) включаются световые оповещатели «Газ - уходи!» и «Газ - не входить!» и звуковые оповещатели внутри и у входов в защищаемые отсеки.

При отключении режима автоматического пуска, включаются световые оповещатели «Автоматика отключена» снаружи у входов в защищаемые помещения.

Управление оповещателями и контроль их состояния осуществляется от ПК ГПА, так же контроль состояния осуществляться оператором от кнопок ПУ.

При проектировании автоматики контроля положения дверей (открыто / закрыто) применены выключатели путевые ВПВ-1А21ХЛ1 производства ОАО «ВЭЛАН».

2.2 Система контроля загазованности

Система контроля загазованности обеспечивает:

Непрерывный контроль за уровнем загазованности СН4 отсека двигателя (ОД) и отсека нагнетателя (ОД) укрытия ГПА; формирование сигналов тревожных извещений (10% и 20% от нижнего концентрационного предела взрываемости (НКПВ) при превышении загазованности СН4;

Передачу аналоговых и дискретных сигналов в ПК ГПА;

Выдачу сигналов «Загазованность высокая ОД», «Загазованность высокая ОН» «Загазованность опасная ОД/ОН» в САУиР ГПА.

При проектировании СКЗ применены:

Инфракрасный детектор углеводородных газов PIRECL производства ЗАО «Спецпожинжиниринг» (г. Москва);

Каталитический датчик CGS в комплекте с контроллером Инфинити U9500A производства ЗАО «Спецпожинжиниринг» (г. Москва).

Газоанализатор PIRECL и каталитический датчик CGS размещаются в местах наиболее вероятного выделения или скопления газа (паровоздушной среды СН4). Диапазон измерения указанных датчиков от 1% до 100% нижнего концентрационного предела воспламенения.

Газоанализатор PIRECL непрерывно контролируют уровень загазованности и формирует один аналоговый сигнал и дискретные сигналы о достижении высокого уровня загазованности (10% НКПВ) и опасного уровня загазованности (20% НКПВ).

Посредством аналогового сигнала 4-20mА газоанализатор PIRECL передает информацию о величине уровня загазованности на ПК ГПА.

Каталитический датчик CGS непрерывно контролируют уровень загазованности и формируют один аналоговый сигнал, который поступает в контроллер Инфинити U9500A, который в свою очередь выдает на ПК ГПА аналоговый сигнал (4-20шА) и дискретные сигналы «Загазованность высокая», «Загазованность опасная», соответствующих 10% и 20% НКПВ.

ПК ГПА постоянно транслирует сигналы текущего уровня загазованности на АРМ и формирует сигналы на включение средств оповещения, установленных в соответствующих помещениях, о превышении допустимого уровня загазованности. Сигналы загазованности отличаются от сигналов о пожаре.

Исполнения технических средств СКЗ (детекторов, линий связи) соответствует условиям их эксплуатации (в частности - во взрывоопасной зоне класса В-1а по ПУЭ).

Электропитание технических средств СКЗ осуществляется от ПК ГПА.

2.3 Эксплуатация систем автоматического контроля, управления, сигнализации и регулирования объектов газовой промышленности

сигнализация автоматический управление контроллер

Эффективная эксплуатация комплекса технических средств компрессорных станций возможна только при надежном функционировании автоматизированной системы управления технологическими процессами КС (АСУ ТП КС).

В состав АСУ ТП КС входят:

Системы автоматического управления и регулирования (САУ и Р) ГПА, в том числе устройства представления информации (УПИ) и пожарный контроллер (ПК 4510) автоматической системы пожаротушения (АСП);

система централизованного контроля и управления КС, включающая в себя: автоматизированное рабочее место диспетчера КС (АРМД КС), мнемощит КС и шкаф общестанционной сигнализации и управления (ШОС);

Системы безопасности КС, включающие в себя: систему управления кранами узла подключения, общестанционными и охранными кранами (ЩТУ-11М), систему пожарной сигнализации, в т.ч. устройство представления информации (УПИ) АСП, систему контроля загазованности и ключ аварийной остановки станции (КАОС);

САУ и Р АВО (аппараты воздушного охлаждения) газа;

САУ вспомогательных объектов.

система линейной телемеханики (СЛТМ).

Рисунок - 1. Типовая структурная схема АСУ ТП КС.

Организация эксплуатации осуществляется целым рядом эксплуатационных служб, входящих в состав линейных управлений. Среди них основными являются службы:

газокомпрессорная, обеспечивающая организацию эксплуатации механической части основного технологического оборудования и трубных обвязок КС, а также всего вспомогательного оборудования, участвующего в транспорте газа;

энерговодоснабжения, обеспечивающая эксплуатацию электротехнического оборудования КС, а также систем: тепловодоснабжения и промышленной канализации;

контрольно-измерительных приборов и АСУ, обеспечивающая эксплуатацию средств автоматизации основного и вспомогательного оборудования КС и телемеханики.

Производственные задачи, права и обязанности инженерно-технических работников этих служб определяются положениями и должностными инструкциями. Непосредственное управление и контроль за режимом работы КС осуществляется сменным персоналом и центральной диспетчерской службой (ЦДС) объединения.

Для обеспечения нормальной эксплуатации должны быть обязательно выполнены следующие условия:

к эксплуатации ГПА должен допускаться только персонал, прошедший специальное обучение, сдавший экзамен и получивший разрешение на самостоятельную работу;

эксплуатационный персонал должен быть обеспечен необходимой технической документацией: инструкциями заводов-изготовителей, проектно-исполнительной документацией, соответствующими инструкциями по обслуживанию оборудования КС, в которые своевременно должны вноситься изменения и дополнения;

эксплуатационный персонал должен быть обеспечен необходимыми оборотными средствами и запасными частями и приспособлениями (ЗИП) для поддержания оборудования в соответствии с техническими условиями (ТУ) заводов-изготовителей.

2.4 Эксплуатация аппаратно-программного обеспечения микропроцессорной техники

Для обеспечения надежного и непрерывного контроля состояния и управления пожаротушением укрытий ГПА №1… №5 КС «зензели» КЦ-4 полная информация о состоянии и работе оборудования САУ ПО, КЗ и АУПТ, должна предоставляться оператору.

Система отображения состояния САУ ПО, КЗ и АУПТ должна строиться на основе видеокадров - фрагментов мнемосхем. Система отображения должна содержать:

Основной видеокадр - содержащий общую схему площадки КЦ-4 КС «зензели» (объекта) и основные контролируемые параметры, выводящиеся на экран автоматически в процессе функционирования системы;

Дополнительные видеокадры (окна) - содержащие с разной степенью детализации объектов защиты, помещений и т.д., выводящиеся на экран по запросу оператора.

Система отображения должна иметь контекстную систему подсказки.

Для построения видеокадров должны использоваться техника окон и цветов, с одновременным использованием текста и графики, а также другие возможности, предоставляемые программно - аппаратными средствами ПЭВМ.

Основной видеокадр должен содержать:

Поле меню;

поле мнемосхемы;

окно строкового сообщения.

Мнемосхема ПО и КЗ ГПА

Для предоставления оператору более подробной информации должны быть предусмотрены переходы на мнемосхемы укрупненного вида - дополнительные видеокадры. На дополнительных видеокадрах должно быть представлено более детальное описание защищаемых ГПА, с указанием места расположения пожарных извещателей, оборудования загазованности, оборудования оповещения и т.д.

Дополнительные видеокадры должны содержать:

Поле меню;

Поле мнемосхемы (или графика, таблицы);

Окно строкового сообщения;

Поле возврата.

Каждый из объектов контроля и управления, указанный на экране монитора, должен иметь окраску, однозначно определяющую состояние объекта.

Например:

При нормальном состоянии - зеленую;

При наличии неисправности (КЗ, обрыв шлейфа, внутренняя неисправность оборудования) - желтую;

в аварийном состоянии - красную (тревога, высокая загазованность - мигание, пожароопасная загазованность - непрерывное горение);

В отключенном состоянии - серую.

При отсутствии информации о пожаре, загазованности и отсутствии действий оператора при отключении системы звукового оповещения на ПУ, все помещения должны отображаться на мнемосхеме без изменений - контур черного цвета на сером фоне.

В случае отключения звукового оповещения на ПУ, соответствующие помещения должны помечаться пульсирующим контуром черного цвета на сером фоне, а во всплывающей подсказке при наводке курсором должны отображаться данные об отключении.

При появлении сигнала «Пожар» изображение помещения, в котором системой обнаружен пожар, и сигнал «Пожар» в левой части экрана, должны помечаться закрашенным периметром красного цвета. При нажатии во всплывающей подсказке должна выдаваться информация о пожаре и номере сработавшего извещателя (извещателей).

При неисправности средств пожарообнаружения или оповещения в защищаемых помещениях последние, совместно с сигналами «Неисправность…», в левой части экрана, должны помечаться пульсирующим закрашенным периметром желтого цвета. При нажатии во всплывающей подсказке должна выдаваться информация о наименовании шлейфа и наименовании неисправного средства пожарообнаружения, оповещения или контроля загазованности.

При появлении сигнала «Загазованность высокая» изображение помещения, в котором сработал газоанализатор, и сигнал «Загазованность высокая / опасная», в левой части экрана, должны помечаться пульсирующим закрашенным периметром синего цвета. При нажатии во всплывающей подсказке должна выдаваться информация о загазованности и номер сработавшего детектора газа.

При появлении сигнала «Загазованность опасная» изображение помещения, в котором сработал детектор газа, и сигнал «Загазованность высокая / опасная», в левой части экрана, должны помечаться закрашенным периметром синего цвета. При нажатии во всплывающей подсказке должна выдаваться информация о загазованности и номер сработавшего газоанализатора.

Система должна иметь возможность задавать различные цветовые схемы кодирования для различных объектов.

Окончательно все цветовые решения должны быть согласованы с заказчиком при наладке и пуске системы.

Видеокадр любого защищаемого объекта в отдельности должен вызываться по требованию оператора. При приходе сигналов («Тревога», «Пожар», «Неисправность» и «Высокая загазованность») должен автоматически выбираться видеокадр того объекта, от которого пришел данный сигнал. Сигнал должен отображаться изменением цвета и миганием на видеокадре изображения соответствующего устройства, автоматическим вызовом информационного окна «Сигнализация» (для оперативного текстового представления информационного сообщения) и сопровождаться звуком до момента квитирования оператором пришедшего ему сообщения.

При возникновении на объектах неисправности или аварийных ситуаций, независимо от вывода на экран основного или дополнительного видеокадра, в специальное поле экрана выводится сообщение о событии.

Управление вывода видеокадров и значений параметров должно осуществляться при помощи двух курсоров:

Программно реализованного курсора;

курсора, перемещаемого по экрану с помощью устройства «электронная мышь». Производные форматы вызываются при помощи программно реализованного курсора, совмещаемого с позицией соответствующих кнопок основного видеокадра. При установке курсора «электронная мышь» в поле возврата дополнительного видеокадра на экране автоматически выводится основной видеокадр.

Все события в САУ ПО, КЗ и АУПТ должны регистрироваться в журнале событий.

В журнал событий должны заноситься все получаемые и отработанные события с меткой времени. Просмотр журнала событий должен осуществляться по вызову, инициированному оператором.

Система должна обеспечивать ведение архивов данных, организованных следующим образом:

Текущий архив должен обеспечивать хранение всей текущей информации о состоянии системы (частота обновления - 1 машинный цикл); глубина хранения информации должна составлять не менее 4800 циклов).

Архив по событию - должен обеспечивать хранение информации о состоянии системы в случае аварийной ситуации (частота обновления - аварийное событие; глубина хранения информации не менее 300 событий).

Архив по событию должен содержать следующую информацию:

Архив аварий должен содержать информацию о пожарной опасности (при формировании сигнала «пожар») на объекте защиты. В указанный архив записывается дата, время, номер (номера) шлейфов извещателей (аналогично для сигналов «Загазованность»).

Архив неисправностей должен содержать информацию обо всех неисправностях в системе, с расшифровкой по направлениям, с указанием даты и времени.

Так же должны быть обеспечены подсистемы архиваций следующих данных:

Подсистема архивации останова. Предназначена для изучения причин и хода останова. Хранит в себе значения аналоговых параметров в ходе останова, а так же содержит дискретную информацию в виде протокола всех событий, произошедших за сутки до момента останова, а также заносит в протокол события, возникающие при отработке режима останова.

Подсистема архивации пуска . Предназначена для изучения хода пуска, также заносит в протокол события, возникающие при отработке режима пуска.

Подсистема архивации защит. Предназначена для изучения хода срабатывания автоматических защит.

Сменный журнал должен хранить записи о приемах смены. Каждая запись в журнале содержит дату и время приема смены, а также имя сменного инженера.

Кроме того, система управления должна обеспечивать распечатку следующих документов: суточные таблицы, распечатки текущих значений аналоговых параметров, суточные ведомости, протоколы проверки защит, кадры и протоколы останова, выписки из журнала событий, а также распечатки групповых графиков.

2.5 Датчики, применяемые в системе ПО и КЗ

Пожарная безопасность - общее состояние объекта, степень защищенности его от возникновения пожара, его предотвращение и локализация в случае опасности. На каждом объекте, вне зависимости от его предназначения, должны соблюдаться определенные меры пожарной безопасности. Это ряд мероприятий, организационных действий по обеспечению огнезащиты.

Пожаротушение будет эффективным, если охранно-пожарная сигнализация входит в общую интегрированную систему безопасности объекта, которая должна соответствовать существующим нормам и положениям. Выявить и устранить недочеты в системе пожаротушения позволит пожарный аудит. Наряду со всеми средствами защиты от посягательств на Ваше имущество или жизнь, средства, которыми обеспечивается защита от пожара, а именно системы пожарной сигнализации и пожаротушения, играют достаточно важную роль.

Учитывая то, что вокруг нас находится огромное количество электроприборов, на кухне мы используем технику, работающую на газу, а в частных домах и коттеджах вообще существуют источники открытого огня, наличие систем пожарной сигнализации является настоящей жизненной необходимостью. Только при их наличии возможно в определенной степени чувствовать себя в безопасности от возникновения пожара, или, в крайнем случае, минимизировать потери при его возникновении. Любая система пожарной безопасности, будь то пожаротушение либо просто сигнализация, направлена

·в первую очередь, на предупреждение пожара с целью минимизировать возможный ущерб имуществу,

·а главное, на избежание человеческих жертв.

Три основные задачи систем пожарной безопасности:

оповещение о возгорании,

выявление очага пожара при помощи специальных датчиков,

непосредственно тушение огня. Зачастую, задачу по тушению огня возлагают на автоматические комплексы, устанавливаемые на предприятиях.

Современные системы пожарной сигнализации подразделяются на адресные и неадресные. Так же их разделяют по типу срабатывания от одного или от двух извещателей. По требованиям ГПН пожарная сигнализация должна различать несколько состояний шлейфов, это такие состояния как: норма, обрыв, короткое замыкание, внимание и тревога.

Датчики системы пожарной сигнализации более подробно рассмотрены в статье «Пожарные извещатели». Здесь же отмечу следующее. Пожарные извещатели делятся на адресные и неадресные, по типу внешнего фактора, на который он реагирует при срабатывании, на одноразовые и многоразовые.

Одноразовые пожарные извещатели в современных системах пожарной сигнализации запрещены, это такие тепловые датчики как ДТЛ, ИП-104 и т.д. ИП-104 представлял собой два подпружиненных контакта спаянных между собой легкоплавким припоем (приближенным к эвтектическому составу). При нагревании до определенной температуры припой расплавлялся и контакты размыкались. На практике иногда такие извещатели восстанавливали, спаивая пластины снова, однако обычно их проще заменить на новые.

По типу внешнего фактора, на который срабатывают пожарные извещатели, датчики подразделяются на тепловые, дымовые и ручные. Иногда встречаются взрывозащищенные, искробезопасные пожарные извещатели, а так же специфической формы, например термошнур и специфического принципа действия - извещатель «Пламя», который анализирует спектр электромагнитных волн, в поисках спектра испускаемого открытым пламенем.

Современная пожарная сигнализация обеспечивает не только контроль за состоянием шлейфов но и при необходимости осуществляет следующие действия: выдачу тревожного сигнала на ПЦН МЧС (чаще всего посредством дополнительного прибора типа «Молния»), включение СЗУ (Свето-звукового устройства), отключение вентиляции, включение системы дымоудаления и подпора воздуха в лифтовых шахтах, отключение лифтов с опусканием кабины на первый этаж, включение свето-звуковых указателей «Выход», включение голосового оповещения о пожаре, запуск автоматического открывания дверей с электронными замками, запуск различных систем пожаротушения и т.д.

Адресная система пожарной сигнализации намного более надежна чем обычная, указывает конкретный сработавший пожарный извещатель, но она более дорогостоящая, что правда немного компенсируется тем, что в помещении допускается устанавливать минимум один пожарный извещатель вместо двух, как в обычной неадресной пожарной сигнализации.

Типы пожарных датчиков

Основные факторы, на которые реагирует пожарная сигнализация - это концентрация дыма в воздухе, повышение температуры, наличие угарного газа СО и открытый огонь. И на каждый из этих признаков существуют пожарные датчики.

Тепловой пожарный датчик реагирует на изменение температуры в защищаемом помещении. Он может быть пороговым, с заданной температурой сработки, и интегральным, реагирующим на скорость изменения температуры. Применяются в основном в помещениях, где не возможно использование дымовых датчиков.

Дымовой пожарный датчик реагирует на наличие дыма в воздухе. К сожалению, также реагирует на пыль и пары. Это самый распространенный тип датчиков. Используется повсеместно кроме курилок, запыленных помещений и комнат с влажными процессами.

Датчик пламени реагирует на открытое пламя. Используется в местах, где возможен пожар без предварительного тления, например столярные мастерские, хранилища горючих материалов и т.д.

Последнее изобретение в области противопожарных систем - это мультисенсорный извещатель. Разработчики уже давно были озадачены проблемой создания датчика, который бы рассматривал все признаки в совокупности, а, следовательно, более точно определял бы наличие пожара, на порядок, уменьшая ложные тревоги пожарной сигнализации.

Первыми были изобретены мультисенсорные датчики, реагирующие на совокупность двух признаков: дым и повышение температуры. Но развитие технологий не остановилось на этом и теперь уже используются датчики нового поколения, которой учитывают совокупность трех и даже всех четырех факторов. На сегодняшний день, многие фирмы уже выпускают системы пожарной защиты с мультисенсорными датчиками. Наиболее известные из них System Sensor, Esser, Bosch Security Systems и др.

Для повышения эффективности работы пожарка, как правило, оснащается ручными пожарными извещателями . Они обычно имеют вид закрытой прозрачной коробки с красной кнопкой и размещаются на стенах в местах, легкодоступных, чтобы в случае обнаружения пожара работник без труда мог оповестить все предприятие об опасности.

2.6 Расчет критериев взрывопожарной и пожарной опасности и определение категории помещения нагнетательных коллекторов газа

Исходные данные

Характеристика помещения:

Длина l = 30 м

Ширина b = 12 м

Высота h = 6 м

Расчетная температура воздуха tp = 35°С - абсолютная максимальная температура воздуха (для Ухты) согласно табл. 2 СНиП 23-01 .

Характеристика веществ и материалов, обращающихся (находящихся) в помещении:

Природный газ (по метану - СН4): горючий газ (ГГ).

Молярная масса: 16,043 кг/кмоль.

Низшая теплота сгорания: 50000 кДж/кг.

Характеристика технологического процесса:

Оборудование:

коллектор с газом производительностью 0,9 млн м3/сут (10,42 м3/с), объем трубопровода 7,05 м3, давление 55 кг/см2;

коллектор газа высокого давления, производительностью 0,9 млн м3/сут (10,42 м3/с), объем трубопровода до задвижек 1,65 м3, давление 75 кг/см2 (7355 кПа).

Отключение автоматическое, без резервирования, расчетное время отключения принимается согласно НПБ 105 (далее - НПБ) равным 120 с.

Расчет критериев взрывопожарной и пожарной опасности

За расчетную аварийную ситуацию принимаются разгерметизация коллектора газа высокого давления и выход в помещение горючего газа.

Определяется объем газа, поступившего в результате аварийной ситуации, м3:

где Vт - объем газа, вышедшего из трубопровода, м3:

т = V1т + V2т,

где V1т - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3;

где q - расход газа, м3/с;

Т - расчетное время отключения, с;т = 10,42120 = 1250 м3,т - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3;

где Р - давление в трубопроводе, кПа;- объем трубопровода до задвижек, м3.т = 0,011,657355 = 121,36 м3,

т = Vав = 1250 + 121,36 = 1371,36 м3.

Определяется масса выделившегося при аварии газа, кг:

где Vав - объем газа, поступившего в результате аварийной ситуации, м3;

г - плотность газа при расчетной температуре, кг/м3,= 1371,360,634 = 869,44 кг

Определяется избыточное давление взрыва, кПа:

При расчетной аварийной ситуации в помещение поступает горючий газ в количестве, достаточном для образования газовоздушной взрывоопасной смеси, создающей при сгорании избыточное давление взрыва Р больше 5 кПа, следовательно, помещение относится к взрывопожароопасной категории А.

3 Организация производства

.1 Организация работ службы КИПиА

Основное и вспомогательное технологическое, теплотехническое и энергетическое оборудование и технологические установки на предприятиях и магистральных газопроводах должны оснащаться устройствами теплотехнического контроля, автоматического управления и технологической защиты в соответствии с утвержденным проектом.

Эксплуатацию устройств контроля, автоматического управления и защиты осуществляет персонал цеха (службы, лаборатории) или специализированных организаций, специально обученный и допущенный к соответствующим работам.

Находящиеся в эксплуатации устройства защиты и автоматики должны быть включены в работу постоянно, за исключением тех устройств, которые по принципу действия выводятся из работы при отключении оборудования.

В процессе эксплуатации особое внимание следует обращать на наличие питания устройств защиты, автоматического управления и контроля, а также на исправность предохранителей и автоматов защиты сети во вторичных цепях.

Устройства технологической защиты должны проверяться в сроки, установленные графиком ППР и производственными инструкциями. Об отключении устройств защиты для проверки должна делаться запись в оперативном журнале. В случае необходимости отключение должно проводиться по наряду.

Осуществлять ремонтные и наладочные работы в работающих цепях защиты запрещается.

Значения уставок и выдержки времени срабатывания технологических защит устанавливаются заводами-изготовителями и проектными организациями для каждого вида защит, уточняются во время испытаний оборудования и последующей его эксплуатации. Средства защиты, имеющие устройства для изменения уставок, должны быть опломбированы. Пломбы могут быть сняты только работником цеха (лаборатории) службы КИП и А с разрешения руководства предприятия, о чем делается запись в журнале.

Периодический контроль исправности или опробования средств КИП и А в случаях, когда осуществление этих операций требуется по условиям эксплуатации, должен проводиться дежурным персоналом по специальной инструкции. Результаты записывают в специальном журнале.

Вновь смонтированные устройства автоматического управления и защиты, средства измерений перед вводом их в эксплуатацию должны пройти наладку и приемные испытания вместе с комплексным оборудованием в соответствии с требованиями настоящих Правил.

Устройства автоматики и контроля не должны подвергаться вибрации, влиянию агрессивных сред, воздействию электромагнитных полей, превышающих уровни, допускаемые техническими условиями.

Температура в местах установки щитов шкафного типа должна быть не выше 50°С и не ниже 5°С. Щиты должны быть тщательно уплотнены, иметь постоянное освещение, штепсельные розетки на напряжение 220 В (при необходимости - 12 В) и подвод сжатого воздуха, если температуры окружающей среды и внутри щитов равны или превышают 50°С.

Конструктивное исполнение средств защиты, автоматики и контроля, устанавливаемых во взрывоопасных зонах, должно соответствовать требованиям главы VII-3 «Правил устройства электроустановок».

Щиты, переходные коробки и сборные кабельные ящики должны быть пронумерованы, все зажимы и подводимые к ним провода, импульсные линии контрольно-измерительных приборов и автоматических регуляторов - иметь маркировку, органы управления и сигнализации, измерительные устройства - надписи, разъясняющие их назначение.

Сопротивление изоляции относительно земли электрически связанных цепей защиты, автоматики и всех остальных вторичных цепей для каждого присоединения должно поддерживаться на уровне не ниже 1 МОм; вторичных цепей с применением устройств напряжения 60 В и ниже, нормально питающихся от отдельного источника, - на уровне не ниже 0,5 МОм. В первом случае сопротивление изоляции измеряется мегомметром на напряжение 1000-2500 В, во втором - мегомметром на напряжение 500 В.

При первичном включении и первой плановой проверке сопротивления изоляции относительно земли электрически связанных цепей защиты, систем автоматики и всех других вторичных цепей для каждого присоединения изоляция должна испытываться напряжением 1000 В переменного тока в течение 1 мин. В дальнейшем изоляцию испытывают один раз в 3 года напряжением 1000 В переменного тока, а при сопротивлении изоляции 1 МОм и выше - выпрямленным напряжением 2500 В с помощью мегомметра или специальной установки.

Исполнительные устройства, средства измерения и автоматики, поступившие к месту монтажа, следует хранить в закрытом сухом помещении. Перед монтажом оборудование подвергают внешнему осмотру и ревизии в соответствии с требованиями настоящих Правил.

При работе с образцовыми и рабочими средствами измерений ртутного наполнения необходимо соблюдать правила безопасности при работе со ртутью, изложенные в настоящих Правилах.

Ответственность за сохранность и чистоту внешних частей устройств автоматики, защиты и средств измерений несет оперативный персонал цехов и служб, в которых установлены эти устройства.

Технические средства, как правило, должны ремонтировать работники цехов (лабораторий, служб) КИП и А предприятий или специализированных организаций одновременно с ремонтом основного оборудования по рекомендациям заводов-изготовителей и положений о ППР.

Ремонт регулирующих органов и сочленение их с исполнительными механизмами редукторов, электроприводов, а также дроссельных органов расходомеров, арматуры, штуцеров и т.п. должен осуществлять персонал, ведущий ремонт основного оборудования. В установке на место и приемке отремонтированной аппаратуры принимают участие работники цеха (лаборатории) КИП и А.

3.2 Плановые и профилактические работы по ремонту и обслуживанию систем и средств автоматизации

Текущие и капитальные ремонты, профилактические испытания электродвигателей и электроприборов, запорных и регулирующих органов, входящих в комплект устройств автоматического регулирования, защиты и дистанционного управления, должны проводиться цехами (службами, лабораториями) КИП и А или специализированными организациями.

Перемотку электродвигателей, соленоидов и т.д. должны выполнять ремонтные организации по заявкам эксплуатирующих организаций.

Неисправности, обнаруженные при техническом обслуживании, необходимо устранять в соответствии с указаниями, изложенными в таблице, производственными инструкциями на установку пожаротушения и правилами техники безопасности.

Литература

А.С. Клюев «Наладка средств измерений и систем технического контроля» Справочное пособие Москва Энергоатомиздат 1990 г.
А.С. Клюев «Проектирование систем автоматизации технологических процессов» Справочное пособие Москва Энергия 1980 г.

З.А.С. Клюев «Монтаж средств измерений и автоматизации» Справочник. Москва Энергоатомиздат 1988 г.

Справочник по автоматизации в газовой промышленности под редакцией В.В. Дубровского, Москва, Недра. 2002 г.

Номенклатурные справочники по датчикам и вторичным приборам

Построение вычислительных систем на базе перспективных микропроцессоров. Д. Фрир. Москва, Мир.

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.