Основные сведения о магистральных газопроводах. Линейные сооружения их.

Магистральным газопроводом называется трубопровод, предназначенный для транспортировки газа из района добычи или производства в район его потребления, или трубопровод, соединяющий отдельные газовые месторождения. Ответвлением от магистрального газопровода называется трубопровод, присоединенный непосредственно к магистральному и предназначенный для отвода части транспортируемого газа к отдельным населенным пунктам и промышленным предприятиям.

В состав магистральных газопроводов (рис.35) входят: линейные сооружения, представляющие собой собственно трубопровод, систему противокоррозионной защиты, линии связи и т.п.; перекачивающие станции; конечные пункты конденсатопроводов и газораспределительные станции (ГРС), из которых принимают поступающие по трубопроводу продукт и распределяют его между потребителями, подают на завод для переработки или отправляют далее другими видами транспорта.

Рис. 13. Схема магистрального газопровода;

1 - газосборные сети; 2 - промысловый пункт сбора газа; 3 - головные сооружения;

4 - компрессорная станция; 5 - газораспределительная станция; 6 - подземные хранилища; 7 - магистральный трубопровод; 8 - ответвления от магистрального трубопровода; 9 - линейная арматура; 10 - двухниточный проход через водную преграду

В некоторых случаях в состав магистрального трубопровода входят и подводящие трубопроводы, по которым конденсат или газ от промыслов подается к головным сооружениям.

Основные элементы магистрального трубопровода – сваренные в непрерывную нитку трубы, представляющие собой собственно трубопровод. Как правило, их заглубляют в грунт обычно на глубину 0,8 м до верхней образующей трубы, если большая или меньшая глубина заложения не диктуются особыми геологическими условиями или необходимостью поддержанию температуры перекачиваемого продукта на определенном уровне. Для магистральных трубопроводов применяют цельнотянутые или сварные трубы диаметром 300¸1420 мм. Толщина стенок труб определяется проектным давлением, которое достигает 10 МПа. Трубопровод, прокладываемый по районам с вечномерзлыми грунтами или через болота, можно укладывать на опоры или в искусственные насыпи.

На пересечении крупных рек газопроводы (а в некоторых случаях и конденсатопроводы) утяжеляют грузами или сплошными бетонными покрытиями и заглубляют ниже дна реки. Кроме основной укладывают резервную нитку перехода того же диаметра. На пересечении железных и крупных шоссейных дорог трубопровод проходит в патроне из труб, диаметр которых на 200 мм больше диаметра основного. Для удовлетворения потребностей в нефтепродуктах и газе населенных пунктов, находящихся вблизи трасс нефтепродуктопроводов и газопроводов, от них прокладывают отводы или ответвления из труб сравнительно малого диаметра, по которым газ непрерывно отводится в эти населенные пункты. С интервалом 10¸30 км в зависимости от рельефа трассы на трубопроводе устанавливают линейные краны или задвижки для перекрытия участков в случае аварии или ремонта. С обеих сторон линейного крана на газопроводе имеются свечи для выпуска газа в атмосферу при авариях.

Вдоль трассы проходит линия связи (телефонная, радиорелейная), которая в основном имеет диспетчерское назначение. Ее можно использовать для передачи сигнала телеизмерения и телеуправления. Располагаемые на трассе станции катодной и дренажной защиты, а также протекторы защищают трубопровод от наружной коррозии, являясь дополнением противокоррозионному изоляционному покрытию. На расстоянии 10¸20 км друг от друга вдоль трассы размещены усадьбы линейных обходчиков, в обязанность которых входит наблюдение за исправностью своего участка и устройствами электрической защиты трубопровода от коррозии.

Перекачивающие станции располагаются на конденсатопроводах с интервалом 50¸150 км и на газопроводах с интервалом 100¸200 км. В начале конденсатопровода находится головная насосная станция (НС). Кроме основных объектов, на каждой насосной станции имеется комплект вспомогательных сооружений: трансформаторная подстанция, снижающая напряжение подаваемого на линию электропередачи (ЛЭП) тока с 110 или 35 до 6 кВ, котельная, а также система водоснабжения, канализации, охлаждения и т.п.

Компрессорные станции (КС) газопроводов оборудуют поршневыми или центробежными компрессорами с приводом от поршневых двигателей внутреннего сгорания, газовых турбин и электродвигателей. Мощность одного агрегата в настоящее время достигает 25 МВт. Обычно центробежные нагнетатели работают группами по два или по три последовательно, и несколько групп могут быть включены на параллельную работу. Подача одного агрегата может достигать 50 млн. м³/сутки, а давление на выходе станции – 10 МПа. При высоком пластовом давлении газа в первый период эксплуатации месторождения газопровод может работать без головной КС. На всех КС газ очищается в пылеуловителях от механических примесей. Кроме того, на головной станции возможны осушка газа, очистка от сероводорода и углекислого газа и одоризация природного газа. КС, также как и насосные, имеют вспомогательные сооружения: котельные, системы охлаждения, электроснабжения и др.

Магистральный газопровод подает газ к газораспределительным станциям и контрольно-распределительным пунктам, где его очищают от механических примесей, конденсата и влаги, замеряют проходящий объем, снижают давление и одорируют (т.е придают запах, если это не было выполнено на головных сооружениях газопровода) перед подачей к потребителю. Вблизи конечного участка магистрального газопровода у потребителя создаются подземные хранилища газа, предназначенные для регулирования сезонных и суточных неравномерностей газопотребления.

Источник : Коршак А.А. , Нечваль А.М. Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов /Под. ред. А.А.Коршака. - СПб.: Недра, 2008. - 488 с.

29. Осложнения, возникающие при эксплуатации магистральных газопроводов и меры борьбы с ними.

Нормальная эксплуатация магистральной части газопровода может быть обеспечена при качественной осушке природного газа на промысловых пунктах подготовки. Наличие влаги в газе при некачественном се отделении часто является причиной образования новых гидратов.

Гидраты газов представляют собой кристаллические соединения, образованные ассоциированными молекулами углеводородов и воды и имеющие строго определенную структуру. Внешне они напоминают кристаллы льда или мокрый спрессованный снег.

Скопления гидратов в линейной части газопроводов Moгyт вызвать частичную или полную их закупорку и тем самым нарушить нормальный режим работы магистрали.

На процесс образования гидратов влияет состав транспортируемого газа, содержание воды, давление и температура. Обязательными условиями существования гидратов является снижение температуры газа ниже точки росы, при которой происходит конденсация паров воды (наличие капельной влаги в газе), а также ниже температуры равновесного состояния гидратов.

Поскольку гидраты природных газов являются нестойкими химическими соединениями, любое отклонение от термодинамического равновесия приводит к их распаду. Однако, если термодинамическое равновесие сохраняется, скопления гидратов могут находиться в газопроводе длительное время. Поэтому для своевременного предупреждения образования гидратных пробок необходимо знать условия их возникновения и прогнозировать места их возможных скоплений.

Максимальное содержание влаги в газе на линии насыщения W определяют по графику зависимости от давления и температуры. При известном значении максимального влагосодержания можно определить температуру, соответствующую точке росы, которая понижается при уменьшении давления.

Источник: Эксплуатация магистральных газопроводов: Учеб. пособ. / Под ред. Ю.Д. Земенкова. – Тюмень: «Вектор Бук»,2002. -528с.

30. Система осушки газов адсорбентами. Назначение, принцип осуществления.

Этот метод получил наиболее широкое применение. В качестве абсорбентов (жидких веществ, по­глощающих влагу) используют этиленгликоль (ЭГ), диэтиленгликоль (ДЭГ), триэтиленгликоль (ТЭГ).

Преимущества абсорбентов: хорошая растворимость в воде; быстрая регенерация (восстановление) и высокая стабильность после регенерации; низкое давление паров при контакте с газом и поэтому их незна­чительные потери; отсутствие способности к образованию пен и эмульсий с углеводородным конденсатом и разделение с последним в отстойниках в результате значительной разницы в плотностях; нетоксичность:

отсутствие коррозионной активности.

Рис. 14. Принципиальная схема осушки газа глнколпми.

1 - линия сырого газа; II - линия сухого газа; III - линия газа на сжигание; IV - линия хо­лодной воды; V - дымоход; 1 - сепаратор; 2 - абсорбер; 3 - линия слива уловленного гликоля;

4 - жалюзийный каплеуловитель; 5. - регулятор уровня; 6, 10 - холодильники; 7 - выветриватель; 8 - эжектор; 9 - сепаратор для улавливания гликоля; 11 - десорбер; 12 - кольца Рашига; 13 - кипятильник; 14 - насос; 15 - фильтр; 16 - холодильник.

При осушке газа, не содержащего углеводородного конденсата, влажный газ сначала поступает в сепаратор 1, где предварительно отделяется вода, образующаяся при снижении давления и температуры в процессе движения по стволу скважины и шлейфу. Затем газ направляется в нижнюю часть абсорбера 2, в котором проходит ряд тарелок, контактируя с опускающимся раствором гликоля, подаваемого насосом на верхнюю тарелку абсорбера. Концентрированный раствор гликоля, двигаясь с верхней тарелки вниз на­встречу газу, постепенно насыщается парами воды и опускается в нижнюю часть абсорбера. Газ, двигаясь навстречу гликолю, отдает ему пары воды и, осушенный, через жалюзийную кассету 4 поступает в магист­ральный газопровод. Насыщенный водой гликоль через теплообменник 16 поступает в выветриватель 7, в фильтр 15, а затем в десорбер (выпарную колонну) I! В кипятильнике 13 выпарной колонны гликоль на­гревается от 150 (ДЭГ) до 180 °С (ТЭГ), в результате чего вода вместе с небольшим количеством паров гликоля проходит через холодильник 10 и попадает в сепаратор 9. Сконцентрированные пары воды и гли­коль скапливаются в сепараторе, а затем сбрасываются в специальную емкость или снова в кипятильник 13. В верхней части выпарной колонны температура поддерживается в пределах 105-107 °С. регенированный раствор гликоля забирается насосом 14 и через теплообменник 6 и холодильник 16 с температурой около 30 °С снова поступает на верхнюю тарелку абсорбера. Цикл повторяется.

Для получения высокой концентрации (98 - 99 %) и с целью достижения низких точек росы (от -36 до -45) гликоли регенерируются под вакуумом. Для успешной осушки газа должно циркулировать не менее 25 л гликоля на 1 кг абсорбируемой воды и применяться возможно большее число тарелок в абсорбере (до десяти).