2. Основное оборудование компрессорных станций

Компрессорные станции выполняют свою главную функцию - компримирование газа - благодаря согласованному взаимодействию различного оборудования, размещенного на территории КС. Данное оборудование в соответствии с его ролью в технологическом процессе подразделяется на две группы:

- основное технологическое оборудование;

- оборудование подсобно-вспомогательного назначения.

Основное технологическое оборудование выполняет, работу по непосредственному транспорту газа. К нему относятся устройства очистки газа от механических примесей перед компримированием газового потока, газоперекачивающие агрегаты и установки охлаждения газа. Перечисленное оборудование сосредоточено на соответствующих узлах - на узлах очистки, компримирования и охлаждения газа. Узел компримирования чаще именуется компрессорным цехом (КЦ).

Оборудование подсобно-вспомогательного назначения включает в себя многообразные технические средства, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу основных объектов КС.

В эту вторую группу оборудования входят:

-узел подготовки газа топливного, пускового, импульсного и газа

собственных нужд;

-средства связи;

-трансформаторная подстанция;

-котельная или установка утилизации тепла выхлопных газов

турбопривода КС;

-средства водоснабжения и т. п.

При подразделении оборудования компрессорных станций по степени его значимости особое место отводится газоперекачивающим агрегатам (ГПА). Они выделяются в отдельную градацию - основное оборудование КС.

Газоперекачивающие агрегаты состоят из компрессорных машин и их привода. ГПА размещаются в компрессорных цехах, которые могут иметь различное инженерно-строительное исполнение (см. раздел 1).

На современных КС в основном встречается три типа газоперекачивающих агрегатов:

-газомотокоморессоры;

-турбоприводные ГПА;

-электроприводные ГПА.

Каждый тип перекачивающих агрегатов имеет свою область рационального применения, обусловленную в первую очередь спецификой входящих в них компрессорных машин и двигателей.

2.1. Газомотокомпрессоры

Газомотокомпрессор (ГМК) представляет собой конструкцию, состоящую из поршневого компрессора и поршневого газового двигателя внутреннего сгорания, объединенных в одно целое общим коленчатый валом и распложенных в едином блоке на общей фундаментной раме.

Данная конструктивная схема ГМК является самой общей. В реальных газомотокомпреесорах она реализуется в двух вариантах.

По одному из вариантов силовые цилиндры двигателя ГМК располагаются вертикально в ряд, по другому - V-образно в два ряда с углом между осями цилиндров 60° . Цилиндры компрессора в обоих случаях имеют одинаковое рядное расположение в горизонтальной плоскости.

Варианты конструкций газомотокомпрессоров приведены на рис. 2.1 и рис.2.2.

Газовый двигатель ГМК работает по двухтактному циклу с щелевой продувкой. Современные газомотокомпрессоры для повышения их мощности оснащаются газотурбинным наддувом.

Рис.2.2. Газомотокомпрессор типа 10ГКН:

1 – цилиндр двигателя; 2 – продувочный цилиндр; 3 – компрессорный цилиндр; 4 – выпускной коллектор; 5 – отводящий коллектор; 6 – водоприемный коллектор; 7 – шатун цилиндра двигателя; 8 – шатун компрессорный; 9 – крейцкопф; 10 – поршень двигателя.

Поршневой компрессор ГМК - двухстороннего действия. Его подача регулируется изменением числа оборотов коленчатого вала агрегата (двигателя) и изменением объема мертвого пространства цилиндров компрессора путем подключения к их рабочему объему дополнительного объема, называемого "карманом".

Газомотокомпрессоры выпускаются по достаточно широкой номенклатуре, из которой на магистральных газопроводах используются преимущественно: 10ГК, 10ГКМ, 10ГКМА, 10ГКН, МК-8, ДР-12. Из приведенного перечня в подавляющем большинстве случаев (в 80 %)

находят применение 10ГК и 10ГКНА.

Маркировка ГМК расшифровывается следующим образом: цифры обозначают количество силовых цилиндров двигателя агрегата; Г – газовый; К - компрессор; М - модернизированный; Н - с наддувом; А - с системой автоматики; МК- мотокомпрессор; ДР - завод-изготовитель "Двигатель революции".

В полной маркировке ГМК помимо отмеченных сведений о машинах указывается число ступеней сжатия в компрессоре, давление на всасывании и нагнетании ГМК. Например:

10ГКМ 1/25-55,

где 1 - число ступеней сжатия в компрессоре, 25 и 55-соответственно давление на всасывании и на нагнетании ГМК в кгс/см².

Все разновидности газомотокомпрессоров 10ГК, а также ГМК типа ДР-12 имеют V-образное расположение цилиндров двигателя; у МК-8 цилиндры двигателя составляют один ряд в вертикальной плоскости.

Основные технические характеристики рассмотренных выше газомотокомпрессоров приведены в Приложении 1, загрузочные кривые ГМК - в Приложении 2.

Газомотокомпрессорам как средствам транспорта газа присущи следующие достоинства:

- способность работать в широком диапазоне давлений;

- наличие двух экономичных способов регулирования подачи

изменением частоты вращения коленчатого вала агрегата и

изменением объема мертвого пространства;

- длительный срок службы;

-сравнительно высокий для газоперекачивающих агрегатов к.п.д. (до37%).

К недостаткам данного типа машин относятся:

- значительный вес на единицу мощности (около 85 кг/кВт);

- большая неуравновешенность движущихся деталей, требующая для

снижения вибрации оборудования значительного фундамента;

- пульсирующая подача, приводящая к неустановившемуся течению

газа, вибрации оборудования и трубопроводов, к излишней потери

энергии;

- потребность в мощной системе охлаждения компрессора и двигателя;

- значительный расход масла (2,5...3,4 г/(кВт-ч)) из-за большого

количества узлов трения и необходимости смазки внутренних поверхностей цилиндров двигателя и компрессора.

Совокупные достоинства и недостатки ГМК обеспечили им в трубопроводном транспорте газа область рационального применения, ограниченную компрессорными станциями малой производительности (до10...15млн.м²/сут).