Эксплуатация компрессорного цеха

Агентство по управлению государственными учреждениями    

Пермского края

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего  профессионального образования

ЧАЙКОВСКИЙ ПРОМЫШЛЕННО-ГУМАНИТАРНЫЙ КОЛЛЕДЖ

 

 

 

Техническое отделение

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ

на тему ЭКСПЛАТАЦИЯ КОМПРЕССОРНОГО ЦЕХА

 

 

 

Студентки группы СЭГГ-41

Тюкаловой О. С.

 

Преподаватель

Латыпов К. М.

 

 

 

 

 

Чайковский 2012

Содержание

 

1. Введение

2. Газотурбинная установка ГТУ-25

3. Устройство и работа ГТУ

4. Центробежный нагнетатель

5. Последовательность пуска агрегата ГТК-25

6. Система технического обслуживания и ремонта ГПА

7. Организация технического обслуживания

8. Организация плановых ремонтов

9. Система маслоснабжения КС и ГПА

10. Список литературы

 

Введение

 

Компрессорные станции магистральных  газопроводов предназначены для  компримирования транспортируемого газа до давления, обеспечивающего его подачу от источников газа до газораспределительных станций потребителей.

Основными параметрами КС являются количество транспортируемого  газа, давление и температура газа на входе и выходе станции.

По технологическому принципу КС делятся на головные, размещаемые  обычно в непосредственной близости от месторождений газа, и на промежуточные, располагаемые по трассе газопровода, в соответствии с его гидравлическим расчетом, на площадках, выбранных в  процессе изысканий. На ГКС газ не только компримируется, но и подготавливается для транспорта.

Для обеспечения требований, предъявляемых к транспортируемому  газу, на головных станциях газопровода  производится сепарация, осушка, очистка, удаление сероводорода и углекислоты, охлаждение и замер количества газа. На промежуточных КС обязательно  производится очистка газа от механических примесей и, при необходимости, охлаждение газа.

По типу применяемых на них газоперекачивающих агрегатов  КС разделяют на:

– станции, оборудованные поршневыми компрессорами с газомоторным приводом (газомотокомпрессорами);

– станции, оборудованные центробежными нагнетателями с приводом от электродвигателей.

Бесперебойная работа КС обеспечивается согласованным функционированием  всего комплекса сооружений, который  по степени значимости может быть разделен на объекты основного и  вспомогательного назначения.

К основным объектам КС относятся: площадки приема и пуска очистных устройств; установки очистки газа от механических примесей; компрессорный  цех; коллекторы газа высокого давления; узел охлаждения газа.

 

Газотурбинная установка  ГТУ-25

 

Газотурбинная установка  ГТУ-25, входящая в состав ГПА, предназначена для сжатия и транспортирования газа по магистральным газопроводам и служит приводом центробежного нагнетателя природного газа.

ГТУ-25 является блочным автоматизированным агрегатом промышленного типа для бесподвальной установки на компрессорной станции (КС). ГТУ выполнена по простому циклу, трехвальной, с прямоточным движением рабочего тела и осевым входом в компрессор. Выхлоп продуктов сгорания в зависимости от конкретных условий компоновки КС может осуществляться вверх или в сторону. Агрегат размещается в легкосборном индивидуальном здании (укрытии) с разделительной стенкой между помещениями ГТУ и нагнетателя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Устройство и  работа ГТУ

Газотурбинная установка  состоит из:

– блок турбогруппы;

– система маслоснабжения;

– система автоматического  регулирования (ССАР);

– установка воздушных  маслоохладителей;

– система КИП и А;

– трубопроводы;

– КУВ;

– двух компрессоров: компрессор низкого давления (КНД) и компрессор

высокого давления (КВД);

– трех турбин: ТВД, ТНД и СТ.

Компрессор низкого давления, приводимый турбиной низкого давления и компрессор высокого давления, приводимый турбиной высокого давления, входят в блок газогенератора и служат для производства рабочего тела для силовой турбины.

Силовая турбина вместе с  диффузором и выхлопным патрубком, образующие блок силовой турбины, являются приводом центробежного нагнетателя (ЦН).

ГТУ выполнена в общем корпусе цилиндрической формы, имеющем горизонтальный и ряд вертикальных разъемов.

Корпус турбокомпрессора состоит из корпусов компрессоров и  турбин, в которых расположены  корпуса подшипников со вкладышами для установки роторов КНД, ТНД, КВД-ТВД, СТ. Ротор ТНД проходит внутри ротора КВД-ТВД.

Для проворота ротора КВД-ТВД при пуске, служит валоповоротное устройство, а для проворота КНД-ТНД – мотор-редуктор.

Пуск агрегата осуществляется при помощи пускового турбодетандера, работающего на перекачиваемом газе.

ГТУ работает по схеме открытого  цикла. Воздух из атмосферы через  КУВ засасывается и последовательно  сжимается сначала в КНД, а  затем в КВД. Далее воздух попадает в камеру сгорания, куда подается и топливо. Продукты сгорания направляются на ТВД и ТНД, которые приводят КВД и КНД, затем поступают на СТ, вращающую нагнетатель.

После турбины продукты сгорания выбрасываются и атмосферу через  дымовую трубу. ГТУ позволяет  производить установку утилизатора  тепла за турбиной с соответствующим  уменьшением полезной мощности.

Общий корпус ГТУ состоит  из всасывающей части КНД, корпуса  КНД, корпуса блока среднеосевых компрессоров, корпуса КВД и корпуса турбины, соединенных между собой по вертикальным фланцам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Центробежный  нагнетатель

 

Центробежный нагнетатель (ЦН) типа 650 представляет собой полнонапорную двухступенчатую центробежную машину, предназначенную для параллельной схемы работы на КС. Вместе со вспомогательным оборудованием и первичными датчиками САУ нагнетатель смонтирован на раме и представляет собой транспортно-монтажный блок.

ЦН служит для сжатия природного газа и его перекачки по магистральным  газопроводам.

Корпус ЦН изготавливается  из высококачественных конструкционных  сталей.

Корпус сварно-литой, с  торцевых сторон закрывающийся крышками, которые крепятся к корпусу шпильками.

Ротор ЦН – сборный, имеет  кованный вал и кованное основание колес, на которых фрезеруются спирального типа лопатки. Лопатки закрываются покрышками, крепящимися заклепками или сваркой. Все колеса надежно с натягом насажены на валы и крепятся шпонками. Каждый ротор состоит из необходимого числа колес, шеек под опорные подшипники, упорного диска под упорный подшипник, диска реле осевого сдвига, специальных уступов и буртов под уплотнения и полумуфты для связи с ротором СТ.

Перед каждым колесом предусмотрен входной конфузор в виде улитки. Это конструкция ассиметричной формы, за счет которой газ направляется в колеса ЦН. На выходе из каждого колеса предусмотрены выходные диффузоры, где газ сжимается. Колесо ЦН с обеих сторон уплотняется.

Вся ходовая часть машины, включая ротор, неподвижные элементы проточной части, уплотнения и подшипники образуют единый узел-пакет, который  может быть легко заменен в  процессе эксплуатации.

 

 

Последовательность  пуска агрегата ГТК-25

 

Проверить, находится ли все автоматы щитов НВ1, НВ2 и ДВ в положении «Включено». При подаче питания на панель щита управления «Спидтроник» необходимо вернуть некоторые индикаторы неисправности и оповестительное устройство в исходное состояние (превышение оборотов, температуры).

Система автоматики контролирует выполнение предпусковых условий:

– отсутствует сигнал аварийного останова от системы телемеханики;

– отсутствует опасная концентрация газа в блок – боксе турбины и в укрытии агрегата;

– нет пожара в укрытии и блок – боксах агрегата;

– отсутствует аварийный останов станции;

– напряжение на аварийном маслонасосе смазки есть;

– отсутствует сигнал наличия пламени в камерах сгорания;

– разрешение пуска от цехового щита автоматики компрессорной станции;

– исправность цепей электрогидравлических сервоприводов;

– наличие напряжения 0,4 кВ на ДВ.

Выполнение перечисленных  условий индицируется зеленым табло  «Проверка» на лицевой панели щита управления.

Ключ выбора режима «43»  в любом положении, кроме «Выкл» и выполнены следующие условия:

– автоматы безопасности турбины высокого давления и турбины низкого давления взведены;

– температура смазочного масла выше +20°С;

– платы защиты по сверх оборотам турбины высокого давления и турбины низкого давления исправны и стоят на месте;

– турбины высокого давления и пусковая турбина не вращается;

– неисправность системы контроля пламени в камерах сгорания;

– цепь датчика 96 СД исправна;

– контроль давления воздуха за осевым компрессором;

– заслонка системы охлаждения турбины открыта;

– технологические краны в открытом положении;

– противопомпажная система осевого компрессора в исходном положении;

– счетчик цифровой установки «Пустой»;

– температура на выходе нагнетателя в норме;

– отсутствует повышенное давление на выходе нагнетателя;

– отсутствует высокая температура подшипников нагнетателя;

– защита по температуре выхлопа исправна;

– отсутствует вибрация турбины;

– отсутствует вибрация и осевой сдвиг ротора нагнетателя;

– отсутствует перепад давления на фильтрах воздухозаборной камеры.

Выполнение перечисленных  условий и наличие сигнала  «Проверка» индицируется зеленым табло  «Готовность» на лицевой панели щита управления. Сигнал «Пуск» не пройдет, если данные условия не выполнены.

Подан сигнал пуска от:

– ключа пуск / стоп щита НВ1 при положении ключа «43» «Прокрутка», «Зажигание», «Ручная»

– щита НС1 при ключе «43» в «Автомат»;

– системы телемеханики при положении ключа «43» «Дистанционное».

Загорается белое табло  «Пуск» и янтарное «Вспомогательное оборудование в работе».

С интервалом в 6 секунд запускаются  вспомогательные механизмы:

– насос смазки;

– насос уплотнения;

– насос системы охлаждения масла;

– вентиляторов блок – боксов турбины;

– заслонки системы вентиляции блок – боксов открываются;

– вентилятор инерционного фильтра Н1:

– вентилятор инерционного фильтра №2, вспомогательный гидронасос;

– вентиляторы инерционного фильтра №3 и №4;

– разрешается работа насосов дегазаторов.

Открываются отсечные краны  пускового и топливного газа.

После того, как установилось нормальное давление масла в системах смазки, гидравлики и уплотнения и  воздуха в блок – боксах турбины, а также за полнились аккумуляторы смазки и уплотнения, вводится главная  цепь защиты «4», загорается янтарное табло  «Последовательность выполняется» (табло «Проверка», и «Готовность», «Пуск» гаснут), поступают команды  на:

– закрытие клапана 20 НД (перекрытие сброса масла предельной защиты);

– открытие клапана 20 CS (ввод пусковой муфты в зацеплении и включение валоповорота);

– закрытие свечей пускового и топливного газа при достижении температуры газа +15°С;

– краны нагнетателя – открывается 4 кран (GP), продувается контур нагнетателя, закрывается 5 кран (GV), заполняется контур нагнетателя. При перепаде давления на 1 кране (GS) меньше 1,5 кг/см2 открывается 1 (GS) и 2 (GD) краны, закрываются 4 кран (GP);

– включается пусковая турбина, раскручивается ротор турбины высокого давления, включается зеленое табло 14 SR и 14 HR, указывая, что пусковая турбина и ротор турбины высокого давления вращаются. При скорости вращения вала турбины высокого давления 20% номинала включается зеленое табло 14 НМ.

Краны нагнетателя в рабочем  положении; ключ «43» не в положении  «Выключено», а «Прокрутка». После 120 секунд прокрутки на скорости 25% номинала турбины высокого давления включается синее табло «Пуск – топливо», «Пуск – сопла», напряжение VCE устанавливается  на величину зажигания, открываются  стопорный и регулирующий клапаны, подавая топливо в камере сгорания, включаются свечи зажигания.

При появлении пламени  в камерах сгорания включается янтарное табло «Пламя», VCE понижается до величины подогрева (6,4).

По истечении одной  минуты прогрева VCE экспоненциально  растет, ротор турбины высокого давления начинает ускоряться, при этом:

– включается янтарное табло «Ускорение ТВД», если VCE управляется контуром ограничения ускорения турбины высокого давления (1% рабочей скорости в секунду);

– включается красное табло «Температура топлива», если VCE управляется контуром ограничения скорости роста температуры выхлопа (2,78°С в секунду;

– включается зеленое табло 14 НА, когда обороты достигнут 40%;

– начинает разгоняться турбина низкого давления, при этом включается янтарное табло «Ускорение ТНД», если VCE управляется контуром ограничения ускорения турбины высокого давления (1% рабочей скорости в секунду);

– отключается пусковая турбина и выводится из зацепления пусковая муфта при достижении оборотов турбины низкого давления приблизительно 60% номинала, с агрегата стравливается пусковой газ (14SR – гаснет).

Обороты турбины высокого давления достигают рабочей скорости (91%), при этом происходит:

– включение зеленое табло 14HS;

– открывание входной направляющий аппарат осевого компрессора;

– закрывание воздуховыпускные клапаны осевого компрессора;

– отключение вспомогательного маслонасоса при давлении в коллекторе насосов более 6,1 кг/см2 и в коллекторе смазки более 1,4 кг/см2;

– отключение вспомогательного гидронасоса при давлении в гидросистеме более 74 кг/см2.

Скорость вращения турбины  высокого давления достигает 98% номинальной. Электропитание агрегата 0,4 кВ переключается на генератор собственных нужд.

Окончание ускорения турбины  высокого давления. Обороты турбины  высокого давления достигли 99% номинала, загорается зеленое табло «Скорость  ТВД», табло «Пуск – сопла» гаснет, поворотный направляющий аппарат начинает прикрываться, обороты турбины низкого  давления ускоряются до 45% от номинала, загорается зеленое табло 14 LS и красное  табло «Последовательность операции завершена», гаснут табло «Вспомогательное оборудование в действии», «Последовательность  выполняется».

Окончание ускорения турбины  низкого давления. Обороты турбины  низкого давления соответствуют  цифровой остановке.

Нагрузка агрегата регулируется:

– ключом 70 R4 в положении ключа «43» «Ручное» и «Выключено»;

– со станционного щита при положении ключа «43» «Автоматическое»;

– сигналом телеуправления при положении ключа «43» «Дистанционное».

Последовательность останова агрегата ГТК-25 ИР:

Ключ пуска / останова «1» щита «Спидтроник» кратковременно поворачивается в положение «Останов», при этом происходит:

– отключение красного табло «Последовательность операций завершена», включается янтарное табло «Последовательность операций выполняется» и «Вспомогательное оборудование в работе»;

– отключение противопомпажной системы нагнетателя, открывается клапан GR;

– обороты турбины низкого давления снижаются до минимального значения, горит зеленое табло «Понижение».

Обороты турбины низкого  давления достигают минимального значения, гаснет табло «Понижение».

Главная цепь защиты турбины  «4» сбрасывается, при этом происходит:

– отключение табло «Скорость ТНД» и «ТВД»; VCE = 0;

– открывается воздуховыпускные клапаны осевого компрессора;

– закрывается выходной направляющий аппарат осевого компрессора;

– отключается клапан 20 HD (сброс масла предельной защиты);

– стопорный и регулирующий клапаны перекрывают подачу топлива на турбину, гаснет янтарное табло «Пламя»;

– полное открытие поворотно-направляющего аппарата;

– стравливание топливного газа с агрегата.

Турбина высокого давления и турбина низкого давления выбегают:

– при 98% рабочей скорости турбины высокого давления электропитания агрегата 0,4 В переходит на сеть;

– последовательно гаснут табло 14 HS, 14 LS, 14 HA;

– запускаются вспомогательные насосы смазки и гидравлики;

– гаснут табло 14 НМ, 14 НR, «Последовательность выполняется», «Останов»;

– включается табло «Проверка», «Готовность». Турбина готова к пуску;

– Запускается десяти часовой таймер охлаждения и каждые три минуты происходит проворачивание ротора турбины высокого давления;

– при снижении температуры в турбинном отсеке ниже 49°С отключаются вентиляторы блок – бокса турбины;

– при снижении температуры охлаждающей жидкости ниже 32°С и 21°С отключаются вентиляторы системы охлаждения масла.

Цикл охлаждения оканчивается:

– гаснет табло «Вспомогательное оборудование в работе»;

– отключается валоповорот;

– отключается вспомогательный гидронасос;

– отключается насос системы охлаждения масла;

– отключается вспомогательный насос смазки.

 

 

Система технического обслуживания и ремонта ГПА

 

Система технического обслуживания и ремонтов ГПА ГТК-25ИР предусматривает  следующие виды работ:

  • ТО-1 - ежедневное техническое обслуживание. Включает контроль систем измерения, сигнализации и регулирования параметров работы систем ГПА с использованием штатных индикаторов и средств контроля;
  • ТО-2 - еженедельное техническое обслуживание. Включает контроль технического состояния элементов САУ ГПА и контроль неравномерности температурного поля на выхлопе турбины с построением диаграммы;
  • ТО-3 - ежемесячное техническое обслуживание;
  • ТО-4 - ежеквартальное техническое обслуживание;
  • ТО-5 - полугодовое техническое обслуживание;
  • ТО- 6 - ежегодное техническое обслуживание.

СР - средний ремонт. Выполняется после наработки агрегатом 16000 часов и, кроме того, включает в себя все работы, предусмотренные очередным ТО.

КП - капитальный ремонт. Выполняется после наработки агрегатом 30000 часов или по фактическому состоянию агрегата, отраженному в акте комиссии, проводившей обследование.

Основными факторами для  вывода агрегата в капитальный ремонт по фактическому состоянию следует  считать резкое возрастание потока отказов составных частей ГПА  и невозможность их восстановления путем текущих или средних  ремонтов, достижение предельного состояния  составных частей ГПА после аварии или стихийного бедствия (пожар, затопление кабельных каналов, крупные механические повреждения), невозможность дальнейшего использования ГПА по назначению.

В объем капитального ремонта  включаются все работы, выполняемые  при техническом обслуживании, текущем  и среднем ремонтах.

Мелкие неисправности  и отказы оборудования ГПА устраняются  в процессе эксплуатации. Объем работ  по текущему ремонту определяется при  проведении технического обслуживания или в процессе эксплуатации. Так  как объем этих работ невелик, он отдельно не планируется, совмещается  с проведением технического обслуживания.

 

 

 

Организация технического обслуживания

 

Организацию и руководство  работ по техническому обслуживанию ГПА осуществляет начальник ГКС (начальник цеха). Начало, окончание  и содержание работ по ТО согласуются  с начальником ГКС (начальником  цеха).

Работы, проводимые при ТО–3 - ТО–6, регистрируются в эксплуатационных формулярах ГПА и различных систем, а также в «Журнале учета технического обслуживания средств автоматизации». Работы по ТО–1 и ТО–2 выполняются в порядке текущей эксплуатации и в журналах не регистрируются. Повреждения и отказы ГПА, выявленные при всех видах ТО, а также обнаруженные сменным персоналом при эксплуатации ГПА, фиксируются в «Журнале дефектов основного и вспомогательного оборудования» и в «Журнале учета неисправностей и отказов средств автоматизации».

Техническое обслуживание и  текущий ремонт проводятся силами эксплуатационного  персонала или подрядных организаций.

Запасные части, предназначенные  для текущих ремонтов и ТО ГПА, входят в оперативный запас ЗИП  и хранятся в ЛПУМГ (компрессорном  цехе). Ответственность за формирование, расход и восполнение оперативного запаса ЗИП несут начальники соответствующих  служб (ГКС, КИП и А и ЭВС). Комплект оперативного запаса ЗИП формируется в зависимости от условий эксплуатации, количества цехов с ГПА ГТК-25ИР в составе КС, трудоемкости и продолжительности ремонта, при котором заменяются отдельные виды запчастей, удаленности от КС региональных складов ПО «Союзгазэнергоремонт» и СУ «Орггазремавтоматика», а также фактического расхода запчастей на данной КС. Комплект оперативного запаса ЗИП является неснижаемым и восполняется постоянно по мере расхода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Организация плановых ремонтов

 

Плановый средний или  капитальный ремонт ГПА проводится силами специализированных ремонтных  организаций и эксплуатационного  персонала. Вывод ГПА в ремонт, приемку в эксплуатацию и оценку качества ремонта производит комиссия под руководством начальника ГКС. В  состав комиссии входят: начальник  компрессорного цеха, инженер по ремонту  и инженер по эксплуатации, инженер  – электрик, инженер службы КИП  и А, начальник участка и прораб (мастер) ремонтной организации, представитель теплотехнической лаборатории.

После вскрытия агрегата и  демонтажа оборудования КИП и А по результатам обследования и проверок составляется уточненная ведомость дефектов и график проведения работ по основному и вспомогательному оборудованию.

Централизованному ремонту  при необходимости подлежат следующие  узлы и детали агрегата:

    • роторы ТВД и ТНД;
    • все подшипники турбин и нагнетателей;
    • насосы;
    • электромоторы, генераторы и трансформаторы;
    • блок стопорного и регулирующего клапанов;
    • маслоохладители;
    • редуктор блока вспомогательных механизмов;
    • блок управления поворотными соплами ТНД;
    • блок управления входными направляющими лопатками ОК;
    • элементы камер сгорания;
    • колеса и ротора нагнетателей всех типов;
    • турбодетандер;
    • регуляторы давления и температуры;
    • предохранительные клапаны;
  • элементы системы КИП и А (реле давления, температуры, перепада);
  • датчики давления, скорости, вибрации, влажности, загазованности и т.п.; электронные блоки системы управления; преобразователи, сумматоры, карточки системы «MARK – V», электропневматические преобразователи, расходомеры, сервоклапана и т.п.).

Государственная и ведомственная  поверка средств измерений проводится после их стендовой проверки и  настройки в процессе ремонта  ГПА.

 

Система маслоснабжения КС и ГПА 

 

 

Система маслоснабжения КС включает в себя две маслосистемы: общецеховую и агрегатную. Общецеховая маслосистема предназначенная для приема, хранения и предварительной очистки масла перед подачей его в расходную емкость цеха. Эта система включает в себя склад горюче-смазочных материалов (ГСМ) 1 и помещение маслорегенерации 3. На складе имеются в наличии емкости 2 для чистого и отработанного масла. Объем емкостей для чистого масла подбирается исходя из обеспечения работы агрегатов сроком не менее 3 месяцев. В помещении склада ГСМ устанавливается емкость отрегенерированного масла и емкость отработанного масла, установка для очистки масла типа ПСМ-3000-1, насосы для подачи масла к потребителям, а также системы маслопроводов с арматурой.

После подготовки масла на складе ГСМ и проверки его качества, подготовленное масло поступает  в расходную емкость. Объем расходной  емкости выбирается равным объему маслосистемы ГПА, плюс 20% для подпитки работающих агрегатов. Эта расходная емкость, оборудованная замерной линейкой, используется для заправки агрегатов маслом. Для газотурбинных ГПА применяется масло марки ТП-22С или ТП-22Б.

Для организации движения масла между складом ГСМ и  расходной емкостью, а также для  подачи к ГПА чистого масла  и откачки из него отработанного  масла их соединяют с помощью  маслопроводов. Эта система должна обеспечивать следующие возможности  в подаче масла:

1) подачу чистого масла  из расходного маслобака в  маслобак ГПА, при этом линия  чистого масла не должна иметь  возможность смешиваться с отработанным  маслом;

2) подачу отработанного  масла из ГПА только в емкость  отработанного масла;

3) аварийный слив и  перелив масла из маслобака  ГПА в аварийную емкость. Для  аварийного слива необходимо  использовать электроприводные  задвижки, включаемые в работу  в автоматическом режиме, например, при пожаре.

Cхема маслосистемы для агрегата ГТК-25И фирмы «Нуово-Пиньоне», которая включает в себя: смазочную систему, систему управления и гидравлическую систему, обеспечивающую подачу масла высокого давления на привод стопорного и регулирующего клапанов топливного газа, узла управления поворотными сопловыми лопатами ТНД, а также подачу масла в систему уплотнения ЦН.