Автоматизированная газораспределительная станция

ГРС – газораспределительная станция, снабженная оборудованием, позволяющим понижать давление поступающего из магистральной сети газа до требуемого уровня. Кроме того, в задачи станции входят фильтрация и одоризация, распределение и учет потребленного газа.

Назначение

Газораспределительная станция является последним объектом в цепи газотранспортной системы и одновременно головным сооружением для городских систем газоснабжения. Ввиду того что прекращение подачи газа к городам и крупным промышленным предприятиям недопустимо, в ГРС предусмотрена защитная автоматика. Причем защитная автоматика выполнена по принципу резервирования. Резервная линия включается тогда, когда вышла из строя основная линия редуцирования.

ГРС предназначена для:

• приема газа из магистральных газопроводов;
• очистки его от различных механических примесей;
• понижения давления до значений, необходимых в городских системах;
• поддержания давления на постоянном уровне;
• одоризации и подогрева газа;
• определения его расхода.

Виды станций

ГРС и АГРС делятся по своему назначению:

• Автоматические на ответвлениях основных газопроводов – для обеспечения газом малых населенных пунктов. Дополнительно подразделяются на газорегуляторные пункты (1000-30000 м³/ч) и газорегуляторные установки (до 1500 м³/ч).
• Контрольно-распределительные пункты – питают промышленные и сельхозобъекты, кольцевые газопроводы вокруг больших поселений и городов 2000-12000 м³/ч).
• Промысловые ГРС – устанавливаются на газопромыслах, осуществляют очистку добытого сырья от влаги и примесей.
• Конечные станции – строятся непосредственно у потребителя (предприятия, населенные пункты).

Автоматизация

В последние годы получили широкое распространение автоматизированные газораспределительные станции. АГРС производительностью до 200000 м³/ч эксплуатируют безвахтенным обслуживанием. В этом случае на станциях имеется комплекс оборудования и КИП, позволяющих осуществлять эксплуатацию ее в автоматизированном режиме.

Обслуживание таких ГРС осуществляют удаленно. Оператор газораспределительной станции, как правило, находится в помещении обслуживающей организации, мониторинг может осуществляться даже на дому. В случае возникновения аварийной ситуации звуковые и световые сигналы передаются в помещения и жилые дома операторов, которые располагаются на расстоянии не более 0,5 км от подконтрольной станции. Обслуживание ГРС производительностью более 200000 м³/ч производится в вахтенном режиме.

Оборудование

Газораспределительная станция включает последовательный комплекс технологического оборудования:

• отключающее устройство на входе;
• фильтры;
• подогреватель;
• линию редуцирования и регулирования давления газа;
• устройство для замера расхода поступившего газа;
• отключающее устройство на выходе.

В качестве регуляторов давления на станции используются регуляторы прямого действия типа РД и непрямого действия типа РДУ.

Технологический цикл

Поступивший газ принимает газораспределительная станция. Схема его перемещения по технологической цепочке выглядит следующим образом:

1. Из магистрального газопровода газ вначале проходит отключающее устройство и поступает в фильтр.
2. После этого он закачивается в первую ступень редуцирования, имеющую две или три линии, одна из которых резервная. При наличии двух линий редуцирования, резервная нитка рассчитывается на стопроцентную производительность, а в случае трех линий – на 50 %. Резервную линию при указанной схеме можно использовать для байпасирования первой ступени.
3. Если давление на входе в ГРС составляет 4 МПа, то в первой ступени давление газа понижается до 1-1,2 МПа, а во второй ступени до 0,2-0,3 МПа. После второй ступени давление газа будет иметь значение равное 0,6-0,7 МПа.

Установка фильтров и контроль давления

Выбор места установки фильтров зависит от входного давления и от состава газа. Если газораспределительная станция принимает влажный газ, то фильтры необходимо устанавливать перед 1-й ступенью редуцирования. Фильтры в этом случае будут улавливать как конденсат, так и механические примеси. После этого смесь пыли с конденсатом поступает в отстойники. Отстоявшийся продукт направляют в емкости, откуда производят его периодическую откачку и вывоз в автоцистернах.

Если на входе в ГРС рабочее давление менее 2 МПа, то фильтры устанавливают после 1-й ступени редуцирования. При такой схеме установки фильтров производят байпасирование (монтаж обводной линии) первой ступени. Фильтры в этом случае настраивают на давление 2,5 МПа. При повышении газового давления на входе свыше 2,5 МПа, отключающее устройство на байпасной линии закрывают и направляют газ в линию 1-й ступени редуцирования. После ее прохождения газ направляют во вторую ступень, а после 2-й – в отводящий газопровод.

Если газораспределительная станция требует замены оборудования на основной линии редуцирования, а также при создании аварийной обстановки, производят отключение этой линии и открытие байпасной линии, снабженной отключающим устройством и редуцирующим клапаном. Регулировка расхода газа и его давления осуществляется в этом случае вручную.

Устройство автоматизированных ГРС

Автоматизированные газораспределительные станции имеют несколько вариантов компоновки оборудования. Однако все они должны учитывать опасность как гидратообразования, так и наружного обмерзания наружных узлов редуцирования. В связи с этим в зимнее время обслуживающему персоналу станции приходится обращать особое внимание на указанные выше факторы. Для предотвращения гидратообразования в ГРС применяются узлы подогрева газа.

Узел подогрева включает в себя подогреватель и водогрейный котел. Вода поступает в котел из специальной емкости, собственно подогрев воды в котле осуществляется за счет сжигания газа поступающего на ГРС и прошедшего систему редуцирования. Газогорелочное устройство водогрейного котла работает на низком давлении газа. Для предотвращения подачи газа, идущего на сжигание в топку водогрейного котла с давлением свыше установленных пределов, имеется предохранительное устройство. Таким образом, газ с входным давлением, поступающий в ГРС, направляется сначала на очистку в фильтры, а затем в подогреватель. В подогревателе происходит подогрев газа, в результате чего из него удаляются гидратообразования. Пройдя подогреватель, осушенный газ поступает в линии редуцирования и затем в отводящий газопровод.

Меры безопасности

Во избежание взрывов и пожаров на ГРС устанавливают специальные установки для придания запаха газу. Эти установки устанавливаются, когда на головных сооружениях газ не одорируется или ее степень ниже установленных пределов. Установки по одоризации газа подразделяются на барботажные, капельные и фитильные. Последние называются еще испарительными.

Автоматизация газораспределительной станции

Принцип действия автоматизированной ГРС с надомным обслуживанием заключается в следующем. При отклонении выходного давления газа сверх допустимого значения, датчик, настроенный на определенное значение, дает команду на переключение крана с одновременным оповещением обслуживающего персонала станции при помощи звуковой и световой сигнализации, размещенной на щите.

В том случае, когда происходит повышение давления газа на выходе из ГРС на 5 % сверх установленного номинального значения давления, то происходит срабатывание соответствующего датчика. В результате чего, регулирующий кран на одной из рабочих линий редуцирования начнет закрываться, снижая тем самым выходное давление газа. Если давление не будет снижаться, то произойдет срабатывание другого датчика, который даст команду на еще большее прикрытие регулирующего крана, вплоть до полного отключения всей линии редуцирования. В случае же снижения выходного давления до 0,95Р, происходит открытие резервной линии.

Техническое состояние

Несмотря на простоту устройства, газораспределительные станции нуждаются в обновлении. Строительство газораспределительных станций в большинстве случаев осуществлялось в 70-х годах, когда прокладывались тысячекилометровые газопроводы от месторождений Сибири к европейским потребителям, и осуществлялась массовая газификация населенных пунктов и предприятий Советского Союза. Почти 34 % ГРС отметили 30-летний юбилей, 37% - старше 10 лет, лишь менее трети станций укомплектованы современным оборудованием младше 10 лет. На данный момент рассматривается комплексная программа технического перевооружения и реконструкции газораспределительных станций.