Проект Бельск

      Необходимо констатировать, что газодобыча в Украине ежегодно падает. В условиях постоянного падения пластового давления добычу газа приходится вести с помощью дожимных компрессорных станций (ДКС). Сейчас таким образом добывается 65% газа в Украине. Поэтому вопрос строительства новых и реконструкции существующих ДКС приобретает все большую остроту.

На 2012-2015 гг. в ДК «Укргаздобыча» планируется внедрение компрессоров малой мощности – до 300кВт, которые будут устанавливаться на группах малодебитных скважин (или отдельных скважинах), что даст возможность дополнительно добывать до 1 млрд. куб. м газа в год. На эту программу необходимы инвестиции в объеме 800 млн. грн.

 Таблица 1. Прогноз добычи газа ДК «Укргаздобыча» на 2012-2022гг. с вводом новых дожимных компрессорных станций, млрд. м3

 

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

С вводом новых ДКС

15,1

15,1

15,1

15,1

15,2

15,3

15,4

15,5

15,5

Без ввода новых ДКС

15

14

13

12

11

10

9

7

6

 

Реализацию этой программы было продолжено на объекте ГПУ «Полтавагаздобыча» Бельского НГКМ где совместно с ООО «МИКЭМ» во втором квартале 2012 года введена в эксплуатацию станция газовая винтовая СГВв 315-20/0,5-25 У1 (Рис. 1 и 2).

       ДКС СГВв 315-20/0,5-25 У1 позволяет компримировать газ малодебитных скважин, отдувочный газ, а также факельный газ в пределах 20,0-100,0 тыс. нм3/сутки с давлением 0,15-0,5 МПа (абс) до 1,7-2,6 МПа (абс) (Рис. 3) при потребляемой мощности электропривода не более 315 кВт.

Рис.1. Внешний вид станции газовой винтовой СГВв 315-20/0,5-25 У1

 

Станция работает в автоматическом  режиме с передачей параметров в диспетчерскую и при необходимости может быть оснащена системой удаленного мониторинга.

Для безотказной работы станция СГВв 315-20/0,5-25 У1 оборудована системами:

-    КИП и А и электроснабжения;

-    приточно-вытяжной вентиляции;

-    газоанализа и пожарной сигнализации;

-    продувки инертным газом;

-    освещения и электроотопления.

  Рис.2. Работа станции газовой винтовой СГВв 315-20/0,5-25 У1 на УКПНГ Бельск

Рис.3. График зависимости производительности СГВв 315-20/0,5-25 У1 в зависимости от давления всасывания

Станция состоит из двух теплозвукоизолирующих 20-ти футовых контейнеров (Рис. 4):

-    компрессорного (установленного во взрывоопасной зоне);

-    КИП и А и электроснабжения (расположенного на расстоянии 12 м от компрессорного контейнера).


Рис.4. Компрессорный контейнер и контейнер КИП и А

На станции установлен винтовой маслозаполненный компрессор типа «ST» (Рис. 5) производства GRASSO (Германия) с внутренней степенью сжатия 4,8 и рабочим давлением до 2,8 МПа с регулировкой производительности от 100 до 10% золотником.

Рис.5. Винтовой блок типа «ST»


Рис.6. Фильтры грубой и тонкой очистки  Рис.7. Сдвоенный масляный фильтр сверхтонкой очистки

Привод компрессора осуществлен от электродвигателя ВАО2-315L2 У2,5 315 кВт, 380 В, синхронная частота вращения 3000 об/мин. Производства ОАО Первомайский электромеханический завод.

Подача масла в компрессор осуществляется по насосной системе (насос фирмы KRACHT) (Рис. 6) c фильтрацией масла в фильтрах грубой, тонкой и сверхтонкой очистки (Рис. 6, 7) с фильтроэлементами из нержавеющей стали с возможностью их многократной очистки и использования.

Система охлаждения масла и газа (Рис. 8) применена воздушная с нержавеющими теплообменниками пластинчасторебристого типа производства АО «НПАО «ВНИИкомпрессормаш».

При работе на номинальном режиме безвозвратный унос масла не более 1мг/м3,что достигается за счет применения маслоотделителя (МО) с несколькими ступенями сепарации с изменением скорости и направления потока газомасляной смеси и отделения аэрозолей масла коалесценцией и коагуляцией в фильтре-сепараторе производства MANN+Hummel (Германия). Это позволяет вести длительную работу станции без дозаправки маслом.


Рис.8. Система охлаждения масла и газа

Системы газопроводов станции на всасывании и нагнетании компрессора оборудованы газовыми
фильтрами-сепараторами с «автоматическими» конденсатосборниками и запорно-регулирующей арматурой как с ручным так и с автоматическим приводом.

Автоматическая система газового (углекислотного) пожаротушения и пожарной сигнализации (АСГПТ)
(Рис. 9) с датчиками пламени позволяет осуществить защиту компрессорной станции как в автоматическом так и в ручном режимах, как из компрессорного модуля так и  из операторной (контейнер КИП и А и электроснабжения) и диспетчерской Бельского НГКМ.

Модуль газового пожаротушения СГП-2-80 с баллонами и весовыми устройствами (Рис. 9)  расположен в отсеке пожаротушения станции. Шкаф управления «АСПСПТ» расположен в операторной (контейнер КИП и А и Э).  Прибор приемно-контрольный пусковой ППКП «ПАРУС» - в диспетчерской (Рис. 9).

Рис. 9.  Система пожаротушения

Система газообнаружения изготовлена на базе сигнализатора ТХС-1 для контроля концентраций углеводородных паров и их довзрывоопасных концентраций в воздухе. Состоит из блока обработки сигналов (БОС-1) установленного в шкафу управления и датчика TD-XP, установленного в компрессорном отсеке. При 10 % НКПВ включается вытяжная вентиляция подкапотного пространства компрессорной станции, при 20%  НКПВ станция останавливается.

Рис. 10.  Система газообнаружения

Освещение рабочего пространства компрессорного модуля, отсека пожаротушения и наружного освещения осуществляется светильниками взрывозащищенного исполнения (Рис. 11).

Освещение модуля (контейнера) системы автоматики, управления и электроснабжения – светильниками общепромышленного исполнения (Рис. 11).

Для нагрева станции, для поддержания положительной температуры в неработающей станции она оборудована ребристыми обогревателями во взрывозащищенном исполнении (Рис. 12). Нагреватели управляются автоматически от контроллера по собственному датчику температуры.

Станция оборудована местной манометровой панелью (Рис. 13) для визуального контроля работы станции с кнопочными постами для пуска, останова станции и маслонасоса. Также имеется кнопка аварийной остановки.


Рис. 11.  Система освещения

Рис. 12.  Ребристый обогреватель

Рис. 13.  Панель манометровая

Система автоматики, управления и электроснабжения (САУ и Э) предназначена для  управления станцией, визуального контроля параметров, защитных блокировок, защитного отключения при выходе контролируемых параметров за пределы допустимых значений, оперативной световой и звуковой сигнализации.

САУ и Э имеет в своем составе:

Шкафы ПЛК, управления главным электродвигателем, силовой шкаф.

САУ построена на базе промышленного программируемого контроллера Siemens SIMATIC S7-300. Мониторинг состояния датчиков, исполнительных механических механизмов, агрегатов осуществляется на экране цветной сенсорной Touch мультипанели «SIMATIC MP377» Siemens.

Имеется подключение к сети PROFIBUS DP через встроенный интерфейс центрального процессора. Дополнительно подключен персональный компьютер расположенный в диспетчерской и подключен PROFIBUS сети со скоростью до 12 Мбит/сек и MPI интерфейсу SIMATIC S7(Рис. 14).

Рис. 14. Операторная

С  учетом положительных результатов ввода в эксплуатацию КС СГВв 315-20/0,5-25 У1 (Рис. 15) на Бельском УКПГ и ранее введенных в эксплуатацию двух аналогичных КС СГВв 315-20/0,5-24 У1 (Рис. 16) на нефтегазовом месторождении «Кенлык» (Рис. 17) Респ. Казахстан, где они подают попутный газ на электростанцию ЭГ-6000, производства «Мотор Сич», АО «НПАО "ВНИИкомпрессормаш» в 3 квартале 2012г. после устранения замечаний по результатам ввода в эксплуатацию и модернизации приступит к серийному производству КС СГВ 315-20/0,5-25 У1.

Рис. 15 Внешний вид СГВв 315-20/0,5-25 У1

Непродолжительная эксплуатация КС СГВ на нефтегазовых месторождениях Украины и Казахстана показала универсальность возможности их работы при изменении давления подаваемого газа от 0,5 до 4 bar(g) на всасывании компрессора  при  давлении нагнетания  в пределах 16...25 bar(g) с поддержанием постоянной производительности, так и при необходимости изменения ее от 100 до 10% без превышения мощности установленного электропривода 315 кВт.

Рис. 16 Внешний вид станций газовых винтовых  СГВв 315-20/0,5-24 У1

Рис. 17 Месторождение «Кенлык» (Казахстан).  Электростанции газотурбинные АО «Мотор Сич».

В то же время открылась потребность в КС, которые бы работали в более широком диапазоне давлений газа на всасывании КС до 12 bar(g) с сохранением параметров газа на выходе КС по давлению до 25 bar(g) и производительности от 20 до 100 тыс. нм. куб., так и в увеличении давления перекачиваемого газа до 35 bar(g) и выше при увеличении производительности до
150 нм. куб. сут.

          Поэтому ООО «МИКЭМ» совместно с АО «НПАО "ВНИИкомпрессормаш» приступил к модернизации КС  СГВв 315-20/0,5-25 У1 и к концу 2012г. закончит ее.

         Во-первых. Будет введена опция по установке на  СГВв 315-20/0,5-25 У1 одного и того же винтового компрессора, но с разными внутренними степенями сжатия 2; 2,2; 2,6; 3,6; 4,8; 5,5 под оптимальное  отношение давления нагнетания и всасывания. Это позволит  КС СГВв 315-20/0,5-25 У1 работать при давлении всасывания до 12 bar(g) и выше.

Во-вторых. Будет разрешена замена на КС СГВ 315-20/0,5-25У1 компрессорного блока (КБ) «ST» (max Pнагн. = 28 bar(a))  на КБ «SP» (max Pнагн. = 52 bar(a)) для перекачки газа в одной ступени или КБ другой марки, что позволит увеличить давление на раздаче КС СГВв315-20/0,5-25У1 до 35 bar(a).

         В-третьих. Поскольку устройство плавного пуска КС СГВв 315-20/0,5-25У1 допускает увеличение пусковых токов электродвигателя  при Uпит=380В до 3х кратных от номинального, что может вызвать на некоторых УКПГ отключение питания, нами предусмотрена замена его на управление пуском и работой КС частотным преобразователем. Это позволит снизить пусковые токи до 2х кратных и уменьшить реактивную мощность. А главное позволит дополнительно регулировать производительность винтового компрессора за счет изменения оборотов от 1500 до 3200 об./мин. при 3000 об./мин. номинальных. Расчеты показали, что регулирование производительности винтового компрессора «ST» («SP») от 100% до 45% оборотами электродвигателя или золотником компрессора равнозначно по удельным показателям, однако в зоне производительности от 45% до 10% достигается экономия электроэнергии до 25%.

Еще дополнительно появляется возможность регулировать производительность компрессора не только оборотами, но и золотником от 100% до 10%.

 В конечном итоге это позволяет экономично регулировать производительность станции до 2%.

         В четвертых. В конечном итоге все эти мероприятия могли бы позволить увеличить производительность КС СГВв 315-20/0,5-25У до 150 тыс. нм. куб. в сутки.

         Для реализации этой возможности, будет увеличен встроенный в маслоотделитель (МО) фильтр-сепаратор (ФС) очистки газа от масла почти вдвое. (Рис. 18). В зависимости от параметров газа, предусмотрено увеличение фильтров-сепараторов газа всасывающих и нагнетающих

линий.

Рис. 18 Фильтр-сепаратор общий вид

Таблица 2.Фильтр-сепаратор до и после модернизации

модели

Расход газа

3/мин]

Живое сечение

[см2]

Размеры, мм

d1

d2

d3

h

49 304 52 101

22

3280

300

355

220

400

49 306 52 102

39

5860

300

355

220

700

 

         В пятых. Для увеличения продолжительности работы КС СГВв 315-20/0,5-25 У1 без остановки на обслуживание, будут установлены все  сдвоенные фильтры маслосистемы (Рис. 19).

         В шестых. Работа КС СГВв 315-20/0,5-25 У1 в широком диапазоне давления всасывания ( от 0,5 до 10 bar (g)), давление  нагнетания (от 17 до 35 bar (g)) и производительности, в том числе и при регулировке производительности от 100% до 2% требуется разное количество подаваемого масла в компрессор от 50 до 350 литров в минуту. Большая подача масла в компрессор ведет к увеличению потребляемой мощности и уносу масла.

Рис. 19 Сдвоенные масляные фильтры

Поэтому, предусмотрена установка частотного преобразователя для управления оборотами электродвигателя маслонасоса и двигателями блока охлаждения масла (БОМ) или газа (БОГ) (рис. маслонасоса), что позволит оптимизировать количество подаваемого масла в зависимости от режима работы станции, температуры масла и времени года (зима-лето) и работать как по «насосной» системе подачи масла, так и по смешанной «насосно-безнасосной».

         Все эти мероприятия будут предусмотрены без замены мощности установленного привода компрессора (315 кВт, 380 В, 3000 об/мин) КС СГВв 315-20/0,5-25 У1.

В завершении хотелось бы сообщить, что ООО «МИКЭМ» разработал, а АО «НПАО ВНИИкомпрессормаш» изготовил и испытал КС СГВ 400-65/4-26У1 (Рис. 20) - три опытных образца для питания природным газом газовой турбины Siemens SGT-400. Промышленная эксплуатация их планируется на Киевском КБК (г. Обухов) с сентября 2012 года. Некоторые из выше перечисленных мероприятий успешно применены на этих станциях.

Рис. 20. Внешний вид блочной дожимной компрессорной станции СГВ 400-65/4-26 У1

В перспективе, предприятия концерна «Укрроссметалл» могли бы серийно изготавливать от 10 до 15 КС типа СГВв 315-20/0,5-25У1 в год, что не закрыло бы все потребности в ДКС Украины, но существенно увеличило бы количество добываемого Украиной природного и попутного нефтяного газа.