korzh_v_v_salnikov_a_v_ekspluataciya_i_remont_oborudovaniya

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ухтинский государственный технический университет (УГТУ)

Корж В.В., Сальников А.В.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ОБОРУДОВАНИЯ НАСОСНЫХ И КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ

Учебное пособие

Ухта 2010

Учебное издание

Корж Владимир Васильевич Сальников Александр Викторович

ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ОБОРУДОВАНИЯ НАСОСНЫХ И КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ

Учебное пособие

УДК 622.691.4.052-77 (075.8) К 66

Корж, В. В. Эксплуатация и ремонт оборудования насосных и компрессорных станций [Текст]: учеб. пособие / В.В. Корж, А.В. Сальников. - Ухта : УГТУ, 2010. - 184 с.

ISBN 978-5-88179-603-7

Учебное пособие предназначено для студентов дневного и безотрывной формы обучения направления 130500 «Нефтегазовое дело» в рамках специальности 130501 «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилигц» по дисциплине «Эксплуатация и ремонт оборудования нефтеперекачивающих и компрессорных станций» составлено в соответствии с рабочей программой на оснований государственного образовательного стандарта, содержат краткий курс лекций по данной дисциплине и вопросы для самоконтроля и примеры расчета оборудования насосных и компрессорных станций.

Учебное пособие рекомендовано к изданию редакционно-издателъским советом Ухтинского государственного технического университета.

Рецензенты: Генеральный директор ООО «Ихтиандр-М», к.т.н. Маматкулов А.А.; старший научный сотрудник «Отдела центра исследований нефтегазовых пластовых систем и технологического моделирования» филиала ООО «Газпром ВНИИГАЗ» в г. Ухта Долбилина И.Е.

Редактор Кокшарова JI.A. Технический редактор Коровкина Л.П.

План 2010 г., позиция 49. Подписано в печать 05.07.2010 г. Компьютерный набор. Гарнитура Times New Roman.

Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 10,7. Уч.- изд. л. 10,4. Тираж 120 экз. Заказ № 244.

Ухтинский государственный технический университет. 169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Первомайская, д. 13. Отдел оперативной полиграфии УГТУ.

169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Октябрьская, д. 13.

©Ухтинский государственный технический университет, 2010

©Корж В.В., Сальников А.В., 2010

ISBN 978-5-88179-603-7

Оглавление
Принятые сокращения	6
Термины и определения	8
Часть I Компрессорные станции	12
1.1 Введение в дисциплину	12
1.1.1 Роль нефтяной и газовой промышленности в народном хозяйстве
страны	12
1.1.2 Задачи технической эксплуатации и ремонта КС и НС	13
1.2 Состав оборудования компрессорных станций в системе
перекачки газа магистральных газопроводов	15
1.3 Нагнетатели, применяемые на КС магистральных газопроводов ..19
1.4 Порядок проведения ремонтов ГПА	22
1.5 Привод компрессоров ГПА	25
1.5.1 Электрические двигатели для привода компрессоров	26
1.5.2 Двигатели внутреннего сгорания для привода компрессоров	26
1.5.3 Газотурбинный привод	27
1.6 Общестационарное технологическое оборудование КС	28
1.7 Запорная арматура на КС	29
1.8 Очистка газа от механических примесей	31
1.8.1 Пылеуловители	31
1.8.2 Эксплуатация пылеуловителей	35
1.9. Система воздушного охлаждения газа и её эксплуатация	37
1.9.1 Эксплуатация АВО	38
1.10 Устройство и расположение узлов пуска и приема очистных
поршней	40
1.11 Эксплуатация системы топливного, пускового, импульсного
газа	42
1.12 Эксплуатация системы маслоснабжения КС	45
1.13 Система пожаробезопасности, промышленной канализации,
электроснабжения, вентиляции, кондиционирования и отопления, сжатого
воздуха, грузоподъемные механизмы и машины	48
1.14 Комплекс средств контроля и автоматики	51
1.14.1 Эксплуатация средств контроля и автоматики	53
1.14.2 Краткое описание основных систем защиты ГТК-10-4	54
Часть II. Нефтеперекачивающие станции	58
2.1. Эксплуатация нефтеперекачивающих станций	58

2.1.1 Классификация НПС и характеристика основных объектов	58
2.2. Насосные агрегаты, применяемые на нефтеперекачивающих
станциях магистральных трубопроводов	62
2.2.1 Основные сведения о насосах	62
2.2.2 Принцип работы центробежных насосов	65
2.2.3 Основные детали насоса	67
2.3 Основное технологическое оборудование промежуточной НПС .. 68
2.4 Вспомогательное оборудование насосной станции	73
2.4.1 Маслосистема	75
2.4.2 Система откачки утечек	77
2.4.3 Система пожаротушения	78
2.5 Маслосистема НПС	79
2.5.1 Назначение маслосистемы	79
2.5.2 Насосы НПС	80
2.5.3 Система разгрузки концевых уплотнений насосов	84
2.5.4 Устройство и работа оборудования системы смазки	86
2.5.5 Режимы управления для агрегатов маслосистемы	87
2.5.6 Порядок ввода маслосистемы в работу	88
2.5.7 Система сбора и откачки утечек	88
2.5.8 Техническое обслуживание системы утечек	91
2.5.9 Техническое обслуживание и ремонт маслосистемы	92
2.5.10 Технологические трубопроводы для системы маслоснабжения	95
2.5.11 Воздушное охлаждение масла	96
2.6. Резервуары нефтепроводов	100
2.7 Обслуживание резервуаров	105
2.8 Функции, реализуемые системой автоматики НПС	107
2.8.1 Виды защиты НПС	108
2.9 Система сглаживания ударной волны типа АРКРОН	118
2.9.1 Назначение системы	118
2.9.2 Устройство и принцип действия	118
2.9.3 Меры безопасности	122
2.9.4 Эксплуатация и технологическое оборудования	122
2.10 Водоснабжение и система канализации очистных
сооружении НПС	126
2.10.1 Система канализации и очистных сооружений НПС	126
2.10.2 Методы очистки промышленных сточных вод	128

4

2.10.3 Состав, назначение, рабочие характеристики оборудования
очистных сооружений хозяйственно-бытовых стоков	129
2.10.4 Состав, назначение, рабочие характеристики оборудования
очистных сооружений промышленных стоков	131
2.11 Система вентиляции	133
2.11.1 Режим нормальной эксплуатации	134
2.11.2 Техническое обслуживание и ремонт вентиляционных систем и
оборудования	135
2.12 Система пожаротушения	138
2.12.1 Устройство и работа	141
2.12.3 Устройство и принцип работы изделий	146
2.12.4 Сигнализация и состав средств автоматики	147
2.12.5 Требования к эксплуатации и обслуживанию системы	148
Часть III Расчет оборудования НС и КС	150
3.1 Примеры расчета оборудования НС и КС	150
3.1.1 Расчет режима работы компрессорного цеха	150
3.1.2 Расчет вертикального масляного пылеуловителя	159
3.1.3 Определение технического состояния нагнетателя	165
3.1.4 Расчёт торцевого уплотнения	167
3.1.5 Расчет основных параметров оборудования ГРС	171
3.2 Расчет маслосистемы НПС	176
3.2.1 Исходные данные к расчету	176
3.3 Расчет трубопроводов системы маслоснабжения	177
3.4 Расчет системы воздушного охлаждения масла	178
3.4.1 Выбор типа калорифера	178
3.4.2 Проверка условия нормальной работы системы воздушного
охлаждения	179
3.4.3 Выбор вентиляторов	180
3.5 Расчет высоты расположения аккумулирующего бака и объёма
маслобака	180
Библиографический список	184

5

Принятые сокращения

ABO - аппарат воздушного охлаждения

АВР - автоматическое включение резервного механизма АВР - автоматическое выключение резервного агрегата АРМ - автоматизированное рабочее место оператора

АСУ ТП - автоматизированная система управления технологическим процессом

БГУВ - блок гашения ударной волны ВЗК - воздухозаборная камера ВНА - входной направляющий аппарат

ВОУ - входное очистительное устройство ГГПА - газотурбинный газоперекачивающий агрегат ГНПС - головная нефтеперекачивающая станция ГНС - главный насос смазки ГНУ - главный насос уплотнений

ГПА - газоперекачивающий агрегат ГТД - газотурбинный двигатель ГТУ - газотурбинная установка

Дефект ПОР - дефект первоочередного ремонта ДКС - дожимная компрессорная станция ДПР - дефект, подлежащий ремонту КВД - компрессор высокого давления

КИП и А - контрольно-измерительные приборы и автоматика КНД - компрессор низкого давления КПД - коэффициент полезного действия КР - капитальный ремонт

КРД - камера (площадка) регулирования давления КРД - камеры регулирования давления КС - компрессорная станция

КС ПХГ - компрессорная станция подземного хранилища газа КЦ - компрессорный цех ЛПДС - линейная производственно-диспетчерская станция

МДП - местный диспетчерский пункт НПС - нефтеперекачивающая станция

НТД - нормативно-техническая документация

б

OK - осевой компрессор

ОНА - обратный направляющий аппарат 111 НА (ГМК)- поршневой газоперекачивающий агрегат (газомотокомпрессор) ПНА - поворотный направляющий аппарат

ПНПС - промежуточная нефтеперекачивающая станция ПНС - пусковой насос смазки ППР - наработка ГПА или агрегата после последнего ремонта

ПТБ - правила техники безопасности РДП - районный диспетчерский пункт

РР - регламентированный ремонт (для газоперекачивающих агрегатов) САНПС - система автоматики НПС САР - система автоматического регулирования

САУ - система автоматического управления СКЗ - среднее квадратическое значение

СНЭ - наработка ГПА или агрегата сначала эксплуатации СОД - средства очистки и диагностики

CP - средний ремонт

СТ - свободная (силовая) турбина ТВД - турбина высокого давления

ТГДУ - торцовое газодинамическое уплотнение ТДП - территориальный диспетчерский пункт ТНД - турбина низкого давления ТО - техническое обслуживание

ТОР - техническое обслуживание и ремонт TP - текущий ремонт

УПС - узел подключения станции ЦБПО (БПО) - центральная база производственного обслуживания

ЭГПА - электроприводной газоперекачивающий агрегат ЭХЗ - электрохимическая защита

7

Термины и определения

Аварийный запас - необходимый запас технологического оборудования и материалов, определенный в соответствии с установленными нормами, по номенклатуре и количеству достаточный для восстановления работоспособности оборудования и сооружений после аварий и инцидентов на объектах магистральных нефтепроводов и для выполнения неплановых ремонтов, не предусмотренных графиками ППР и ТО.

Авария - внезапный выброс продукта в результате полного или частичного разрушения или повреждения трубопровода, его элементов, резервуаров, оборудования и устройств, сопровождаемые одним или несколькими из следующих событий:

-воспламенением продукта или взрывом его паров;

-загрязнением рек, водоемов и водотоков сверх пределов, установленных стандартом на качество воды;

-утечками продукта объемом 10 м3 и более.

Градирня - сооружение для охлаждения воды атмосферным воздухом. Инцидент - отказ или повреждение оборудования или технических устройств, отклонение от режима технологического процесса, которые сопровождаются утечками объемом менее 10 м3 без воспламенения нефти или взрыва

паров, без загрязнения водотоков.

Капитальный ремонт - плановый ремонт, выполняемый для восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановления ресурса изделия с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые.

Контроль технического состояния - проверка соответствия значений параметров оборудования и сооружений требованиям технической документации и определение на этой основе одного из видов технического состояния в данный момент времени (работоспособно или не работоспособно).

Коогуляция - свертывание, укрупнение частиц.

Назначенный срок службы - календарная продолжительность эксплуатации согласно сроков, установленных заводом-изготовителем или по результатам технического освидетельствования, при достижении которой эксплуатация оборудования должна быть прекращена.

Неплановый диагностический контроль - осуществляемый без предварительного назначения контроль технического состояния оборудования, прово-

8

димый при отклонении постоянно контролируемых параметров от нормативных величин.

Неплановый ремонт - ремонт, постановка на который осуществляется без предварительного назначения.

Неработоспособное состояние (неработоспособность) - состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния оборудования, сооружений, объектов.

Периодическое техническое обслуживание - техническое обслуживание, выполняемое через установленные в документации значения наработки или интервалы времени.

Плановый диагностический контроль - осуществляемый по графику контроль фактического технического состояния оборудования позволяющий оценить техническое состояние оборудования, составить прогноз его работоспособности, наработки до ремонта или до следующего диагностического контроля, определить необходимость, объем и вид ремонта.

Плановый ремонт - ремонт, осуществляемый по графику в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.

Помпаж - вредные явление, наблюдаемое при работе лопастных компрессорных и насосных установок, сопровождаемая вибрацией и шумом. Данное явление происходит из-за нарушений аэродинамических свойств лопаток. Устраняется установкой сбросных клапанов или поворотных лопаток во время запуска.

Предельное состояние - состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или опасна из-за физического износа, а восстановление его работоспособного состояния экономически нецелесообразно.

Работоспособное состояние (работоспособность) - состояние оборудования, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативнотехнической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Регламентированный ремонт - плановый ремонт, выполняемый с периодичностью и в объеме, установленными в эксплуатационной и нормативной документации.

Ремонт - комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности и полному или частичному восстановлению ресурса оборудова-

9

ния и его составных частей, обеспечивающий эксплуатацию с заданной надежностью и экономичностью в периоды между ремонтами и диагностическими контролями. По объему работ ремонт подразделяется на следующие виды: текущий, средний, капитальный.

Ремонт по техническому состоянию - ремонт, при котором контроль технического состояния выполняется с периодичностью и в объеме, установленными в нормативно-технической документации, а объем и момент начала ремонта определяется текущим техническим состоянием, сведения о котором получены по результатам проведения диагностического контроля или данным о надежности изделия или его составных частей. По степени неисправности оборудования ремонты могут выполняться по типовому объему работ текущего, среднего или капитального ремонтов.

Ремонтный цикл - наименьший повторяющийся интервал времени или наработка изделия, в течение которых выполняются в определенной последовательности в соответствии с требованиями нормативно-технической или эксплуатационной документации все установленные виды ремонта.

Ресурс - суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.

Система технического обслуживания и ремонта - совокупность взаимосвязанных средств, документации технического обслуживания и ремонта и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества изделия.

Средний ремонт - плановый ремонт, выполняемый для восстановления исправности и частичного восстановления ресурса изделия с заменой или восстановлением составных частей ограниченной номенклатуры и контролем технического состояния составных частей, выполняемом в объеме установленном в нормативно-технической документации.

Техническое освидетельствование - комплекс работ, выполняемых с целью оценки технического состояния оборудования и выдачи заключения о возможности и условиях его дальнейшей эксплуатации на определенный период, необходимости ремонта или списания.

Техническое состояние - состояние оборудования и сооружений, которое характеризуется в определенный момент времени, при определенных условиях внешней среды, значениями его параметров, установленных технической документацией.

Технологический резерв - запас оборудования, запасных частей и материалов, предназначенный для обеспечения проведения работ по техниче-

ю