Режим работы газопровода при сбросах и подкачках

Характерной особенностью МГ является наличия значительного числа сбросов попутным потребителям. Эти сбросы могут производиться как в течение всего года (как правило, переменные по времени), так и периодическими (сбросы буферным потребителям). Для протяженных МГ нередко наличие подкачек по трассе. Эти поступления газа возможны из других МГ по специальным перемычкам или и недалеко расположенных газовых месторождений и подземных хранилищ газа.

В связи с созданием Единой системы Газпрома любой крупный МГ имеет значительное число сбросов и подкачек, которые будучи переменными во времени, могут существенно влиять на режим работы газопровода в целом. Расчет режима работы протяженного МГ с переменными сбросами и подкачками представляет весьма сложную инженерную задачу, требующую применения совершенного математического аппарата.

Проведем качественный анализ режима работы МГ с переменными сбросами и подкачками и на основе этого некоторые общие рекомендации по регулированию ее режима работы.

На рисунке 3 изображен график изменения режима работы газопровода при периодическом сбросе.

Рисунок 3. Графики изменения режима работы газопровода при периодических сбросах (а) и подкачках (б):1 и 2 – линия давления газопровода со сбросом и без сброса; 3 и 4 – линия давления газопровода с подкачкой и без подкачки.

Линия депрессии давления (пунктирная линия) снижается на всем протяжении газопровода, но особенно на участке после сброса. Это объясняется тем, что при сбросе пропускная способность на участке после сброса уменьшается, а это в свою очередь, и при неизменном конечном давлении газопровода и характеристиках КС приводит к снижению линии депрессии давления за сбросом. Отсюда же следует, что на участке до сброса пропускная способность должна несколько возрасти. С увеличением пропускной способности степени сжатия КС, расположенных до сброса, уменьшаются, что приводит к снижении линии депрессии на этом участке.

Очевидно, чем больше сброс, тем в большей степени снижается линия депрессии давления. На основе сделанного ранее анализа так же следует, что тем ближе к началу газопровода будет расположен сброс, тем в большей степени при прочих равных условиях будет изменяться режим работы газопровода. Таким образом, при периодических сбросах давления на всех КС газопровода понижаются, а подача газа конечному потребителю уменьшаются (при неизменных характеристиках КС). Такая же картина получается при увеличении сброса. Последнее очень характерно для зимнего периода работы газопровода, когда из-за сезонной неравномерности газопотребления сбросы газа попутным потребителям заметно увеличиваются. При этом давления на выходе последних станций заметно снижаются, а эффективность их работы падает вследствие снижения их степеней сжатия.

Снижение степеней сжатия на КС, расположенных за сбросом, объясняется увеличением объемной производительности, отнесенной к условиям всасывания КС этого участка. В некоторых случаях данная производительность может, снизится настолько, что возникает необходимость регулирования, поскольку она не должна быть меньше минимально допустимой, указанной в паспорте центробежного нагнетателя. Повышение рабочих давлений на участке за сбросом можно добиться за счет отключения части ГПА на одной или двух последних КС или снижения частоты вращения роторов данных нагнетателей. При отключении части ГПА на последней или двух последних КС пропускная способность протяженного газопровода с большим числом станций практически не изменяется, в тоже время заметно повышается эффективность работы остальных КС за сбросом (повышается их степень сжатия, мощность и КПД)

График изменения режима работы газопровода при периодической подкачке изображен на рисунке 3 б. Как видно из графика, при подкачке (пунктирная линия) наблюдается повышение давления на всех КС газопровода. Поэтому если давления на какой-то КС превышает максимально допустимое, то возникает необходимость регулирования отключением части ГПА или снижением частоты вращения ротора ГПА на этой станции или на станциях, расположенных до неё.