Одоризационные установки ГРС

Качество одоризации газа во многом определяется способом одорирова­ния и оборудованием, которое осуществляет процесс одоризации. Выбор спо­соба одорирования и типа одоризатора газа зависит от требуемой производи­тельности, необходимой точности и материальных возможностей заказчика.

Одорант может вводиться в поток газа, как в жидком, так и в парообраз­ном состоянии. В жидком состоянии подача одоранта в газопровод производит­ся с помощью капельницы или дозирующего насоса. Для одорирования парами одоранта, часть общего потока газа ответвляется, насыщается парами одоранта, перемещаясь над жидким одорантом, барботируя через него, или обдувая сма­чиваемый в одоранте фитиль, и возвращается в общий поток газа.

Капельный способ ввода одоранта в поток газа. Этот способ из-за своей простоты и дешевизны, несмотря на повышенные требования к качеству одори­зации газа, остается наиболее распространенным на действующих российских ГРС. В его основе лежит относительно постоянная величина массы одной кап­ли жидкости (для одоранта - масса одной капли считается равной 0,02 г, то есть в 1 г одоранта содержится приблизительно 50 капель). Регулируя подачу одо­ранта и подсчитывая количество капель в единицу времени, можно добиться требуемого расхода одоранта для установленного значения расхода газа. При больших расходах газа, последовательность капель одоранта трансформируется в струю жидкости. В этом случае расход одоранта отслеживается по шкале уровнемера расходной емкости (на некоторых одоризаторах газа для этих целей устанавливается специальная замерная емкость, с предварительно выверенной ценой деления).

Данный способ требует постоянных проверок и регулировки осуществля­емого через капельницу расхода одоранта при изменениях расхода газа (напри­мер, при подключении или отключении отдельных потребителей). Такие регу­лировки выполняются оператором ГРС вручную и не поддаются автоматиза­ции. Фактическая точность одорирования при этом невысока (составляет от 10 до 25 %). Поэтому в современных одоризационных установках капельница ис-

пользуется только как резерв для работы во время ремонта основного оборудо­вания.

Фитильный одоризатор, как правило, применяется при небольших, ■ мало изменяющихся расходах газа с использованием стабильного по химическому составу (как для жидкого состояния, так и для паров) одоранта. Содержание одоранта в одорированном газе оценивается по количеству израсходованного в единицу времени одоранта и может регулироваться изменением количества га­за, пропускаемого через фитиль. Регулирование производится вручную опера­тором ГРС и высокой точности одорирования, при этом, добиться не удается.

Барботажный способ ввода одоранта в поток газа. В отличие от ка­пельницы и фитильного одоризатора, одоризационные установки с использова­нием барботажа уже могут быть автоматизированы. Примерами являются одо-ризаторы газа ОД {показано на фолии 28) (производитель - ООО завод «Газ-проммаш») и блоки одоризации БО (производитель - ООО фирма «Саратовгаз-приборавтоматика»).

В этих устройствах автоматическая подача одоранта, пропорционально расходу одорируемого газа, обеспечивается с помощью диафрагмы, устанавли­ваемой в трубопровод и специального дозатора. При движении потока газа по трубопроводу, на диафрагме возникает перепад давления, величина которого изменяется пропорционально расходу движущегося газа. Часть потока газа от­ветвляется и через регулировочный вентиль поступает в дозатор, где, барботи-руя через жидкий одорант, насыщается его парами. Далее насыщенный парами одоранта газ проходит через смотровое окно, возвращается в трубопровод по другую сторону диафрагмы и смешивается с основным потоком газа. В дозатор одорант непрерывно подается самотеком из расходной емкости. Расходная ем­кость пополняется периодически методом передавливания из резервной емко­сти для хранения одоранта. Все заправки производятся закрытым способом с использованием эжектора, обеспечивающего удаление паров одоранта из емко­стей и из шланга автоцистерны-заправщика с последующим сбросом этих па­ров в трубопровод. Следует отметить, что использование эжектора эффективно только в том случае, когда отношение его входного давления (отбираемого на входе ГРС) к выходному давлению составляет величину от 2 до 3. В других случаях, для нейтрализации паров одоранта следует применять дезодоратор с заполнением 50-70 % его объема нейтрализатором (например, 20% раствором хлорной извести).

Наличие одоранта в расходной емкости отслеживается визуально опера­тором ГРС. Кроме того, предусматривается передача в систему управления ГРС предупредительного сигнала о минимальном уровне одоранта в расходной ем­кости.

Одоризационные установки типа ОД и БО имеют ряд существенных не­достатков, ограничивающих широкое применение этих устройств. К их числу можно отнести следующее:

- при изменениях газопотребления в процессе эксплуатации одоризатора более чем на 30%, процесс одоризации выходит из режима и требует ручной настройки на новый режим;

- точность одорирования невысока (в зависимости от условий эксплуата­ции может меняться от 5 до 20 %), причем, определяется она только качеством изготовления дозатора и стабильностью расхода газа в трубопроводе; темпера­турные колебания окружающего воздуха, а также резкие изменения газопо­требления в виде отключений или подключений сравнительно крупных потре­бителей газа, существенно ухудшают качество одорирования, но не могут быть в данных устройствах автоматически учтены и скомпенсированы;

- необходимость использования сужающего устройства создает дополни­тельные неудобства обслуживающему персоналу, а зачастую требует еще и се­зонной замены шайбы;

- в систему управления ГРС или в системы верхнего уровня передается только предупредительная информация о минимальном уровне одоранта в рас­ходной емкости; других датчиков для оценки состояния оборудования одориза­тора и качества его работы, нет.

Дозированная подача одоранта в поток газа. Существуют разные спосо­бы реализации дозированного ввода одоранта в поток газа.

[Первоначально дозирование подачи одоранта сводилось к установке пе­ред капельницей электромагнитного клапана, управляемого от электронного блока, который обеспечивал заданное время открытого состояния клапана, а также частоту его включений. Таким образом, единичная доза определялась ко­личеством одоранта, пропущенного через электромагнитный клапан за время пребывания его в открытом состоянии, а требуемая норма ввода одоранта в по­ток газа обеспечивалась выбором нужной частоты включений клапана. В отли­чие от предыдущих способов, дозирование одоранта с помощью электромаг­нитного клапана позволяет повысить качество одорирования, а при наличии со-

ответствующих программно-аппаратных средств, организовать автоматическую подачу одоранта пропорционально расходу газа и косвенный учет введенного одоранта (по количеству срабатываний электромагнитного клапана). В то же время данный способ не нашел широкого распространения из-за ряда суще­ственных недостатков:

- в случае протечек через клапан, процесс одоризации газа становится неуправляемым, так как подача одоранта в трубопровод осуществляется само-теко;

- величина единичной дозы в значительной мере зависит от температуры окружающего воздуха (из-за температурных изменений объема меняется плот­ность вещества и, как следствие, масса дозы) и от степени заполнения расход­ной емкости (с изменением гидростатического давления, меняется скорость по­дачи одоранта и, соответственно, его количество, протекающее через открытый электромагнитный клапан за одно и то же время);

- отсутствует информация о фактическом прохождении одоранта через одоризатор (имеется только визуальный контроль).

В дальнейшем для дозированной подачи одоранта стали применяться до­зирующие насосы, позволившие значительно усовершенствовать процесс одо­ризации газа. Как правило, на базе таких насосов изготавливаются дозаторы одоранта, которые содержат в своем составе помимо самого насоса фильтр для очистки одоранта, управляющее устройство (в зависимости от конструкции до­затора это может быть электромагнит или электропневматический клапан) и электронный блок управления.

Дозатор одоранта ДО 1-25. Разработанный и изготовленный самарскими авиаторами дозатор одоранта представляет собой плунжерный насос с регули­руемым ходом поршня, управляемый с помощью электропневмоклапана от электронного блока. Доза (от 1 до 25 см³) задается установкой ограничителя хода поршня в нужное положение по лимбу на регулировочной головке. Элек­тронный блок управления обеспечивает требуемую частоту срабатывания управляющего клапана, устанавливаемую оператором исходя из текущего рас­хода газа. Перемещения поршня производятся газом от газопровода высокого давления. При этом перепад давления между газопроводами высокой и низкой сторон должен быть не менее 0,6 МПа. Поступающий одорант перед подачей в насос проходит через фильтр.

Эти дозаторы эксплуатируются в основном на объектах ООО «Самара-трансгаз». К их недостаткам следует отнести усложненную конструкцию и наличие большого количества уплотнительных элементов, являющихся потен­циальными источниками утечек.

Автоматизированная система одоризации газа (АСОГ). АСОГ, создан­ная атомщиками из г. Саров, по своей сути является дозатором одоранта, но в отличие от ДО 1-25, с более высокой степенью автоматизации. Кроме того, здесь мы имеем дело с микродозами (0,15-0,45 см³), что повышает требования к чистоте одоранта (любые твердые частицы, попавшие в игольчатый клапан, нарушают нормальную работу дозатора). АСОГ имеет фильтр тонкой очистки, а также новый элемент - датчик подачи одоранта, который уже позволяет иметь информацию о реально поступившем в трубопровод одоранте. К сожалению, эксплуатирующие организации отмечают низкую надежность работы этого датчика. Блок управления АСОГ имеет связь со штатным расходомером одори­руемого газа и обеспечивает подачу одоранта в трубопровод пропорционально расходу газа с точностью не хуже 5%.

Завод «Газпроммаш» разработал и изготовил на базе АСОГ одоризатор газа с дозированной подачей газа (ОДД) для северных районов. Одоризатор ОДД размещается в утепленном блок-боксе с системами отопления, освещения, контроля загазованности и приточно-вытяжной принудительной вентиляции. Помимо АСОГ, одоризатор оснащен расходной емкостью на ПО л., дезодора­тором, резервной капельницей и необходимой запорной арматурой. По жела­нию заказчика ОДД комплектуется эжектором для закрытой заправки емкостей. В качестве резервной емкости для хранения одоранта используется контейнер для перевозки одоранта объемом 1,5м³, устанавливаемый рядом с блок-боксом. Одоризатор ОДД успешно эксплуатируется на газораспределительной станции ОАО «Сургутнефтегаз» в г. Сургут. Аналогичный одоризатор производства за­вода «Газпроммаш», но размещенный не в блок-боксе, а в шкафу, работает на одном из объектов ООО «Пермтрансгаз» (показано на фолии 29). Из-за услож­ненной конструкции дозатора и наличия малых зазоров в клапанных группах, АСОГ нередко бывает «капризной» в работе с отечественным одорантом, по­этому спрос на одоризаторы с использованием данной системы невелик.

Блок одоризации с электронным управлением (БОЭ). Блоки одоризации типа БОЭ, изготавливаемые в ООО фирма «Саратовгазприборавтоматика», представляют собой полнокомплектные устройства для одоризации газа, обес-

печивающие дозированный ввод одоранта пропорционально расходу газа и способные передавать обобщенный аварийный сигнал в АСУТП объекта. БОЭ оснащаются расходной емкостью требуемого объема и сужающим устройством соответствующего типоразмера, а также дозирующим насосом нужной произ­водительности. Кроме того, в обвязку блока одоризации включается резервная капельница, эжектор и запорная арматура.

Дозированный ввод одоранта производится мембранным насосом с пнев­матическим приводом, который управляется электромагнитным клапаном. Рас­чет расхода одорируемого газа и формирование управляющих сигналов выпол­няется микропроцессорным блоком управления. Предварительно требуемая до­за устанавливается на насосе специальным задатчиком.

Блоки одоризации БОЭ являются развитием ранее выпускаемых фирмой «Саратовгазприборавтоматика» блоков одоризации типа БО и автоматически унаследовали часть их недостатков, например, наличие сужающего устройства. Кроме того, что данное устройство создает определенные неудобства и допол­нительные проблемы при обслуживании, расчет расхода газа, выполненный блоком управления, зачастую существенно отличается от показаний штатного расходомера, а это может привести к недопустимым погрешностям одорирова­ния (в частности не учитывается температура газа).

Одоризатор газа с дозированной подачей одоранта и автоматической коррекцией степени одорирования как по текущему расходу газа, так и по ре­альному расходу одоранта (ОДДК). Одоризаторы газа ОДДК, серийно выпус­каемые заводом «Газпроммаш» с апреля 2007 г., представляют собой новое по­коление одоризационных установок, позволяющих решать уже комплексные задачи создания автоматизированных систем, сориентированных на централи­зованные формы обслуживания и на безлюдные технологии.

Анализ возможностей существующих дозаторов одоранта и одоризаци­онных установок показал, что стремление к обеспечению высокой точности до­зирования, в итоге ведет к усложнению конструкции дозирующего устройства. В свою очередь, усложнение конструкции, на смену решенным проблемам вы­зывает новые, заставляя идти на дальнейшие усложнения. Специалисты завода «Газпроммаш» решили задачу повышения точности одорирования по-своему. В одоризаторе газа ОДДК может быть использован любой дозирующий насос, обеспечивающий требуемую потребителю производительность. Высокая точ­ность одорирования (по паспорту - не хуже 2%) достигается постоянным уче-

том реально проходящего через насос одоранта и своевременной корректиров­кой сигнала, управляющего работой насоса. При этом учитывается значение те­кущего расхода газа, снимаемое со штатного расходомера. Учет одоранта ве­дется гидростатическим методом в единицах массы, что исключает влияние температурных колебаний и связанных с этим изменений объема вещества. Блок управления одоризатором может работать с любыми видами сигналов от расходоизмерительных комплексов, оговариваемых при заказе одоризатора, а также интегрироваться с любыми системами верхнего уровня. Основной про­токол обмена — MODBUS, возможен информационный обмен по любому дру­гому согласованному протоколу.

Основным конструктивным исполнением такого одоризатора считается ОДДК 02 {показано на фолии 30). В данном варианте все оборудование разме­щается в утепленном шкафу с системами освещения, электрообогрева, и есте­ственной вентиляции. В состав одоризатора входят: расходная емкость на ПО л. из нержавеющей стали, эжектор, дозирующий насос собственного изготовле­ния, датчик разности давлений, смотровое окно, резервная капельница, запор­ная арматура и элементы обвязки (фирм «Hamlet» или «Swagelok»). ОДДК 02 комплектуется блоком управления БУО (показано на фолии 31) для установки в блоки КИП и А и дезодоратором.

Одоризатор ОДДК 01 (показано на фолии 32) предназначен для установки в дополнение к действующей капельнице с существующей расходной емкости. Оборудование такого одоризатора размещается в холодном шкафу и не содер­жит в составе расходной емкости, эжектора, капельницы.

Оборудование одоризатора ОДДК 03 размещается в блок-боксе.

Импортные одоризационные установки. В последнее время на россий­ский рынок газового оборудования все настойчивее стучатся зарубежные про­изводители одоризационных установок. Импортные одоризаторы и отдельные составные части одоризационных установок эксплуатируются на целом ряде газораспределительных станций России. Однако их более широкое распростра­нение на российских территориях сдерживают следующие факторы:

- высокая стоимость зарубежного оборудования;

- состав и качество отечественного одоранта.

Учитывая тот факт, что российская экономика переживает сложный пе­риод, зарубежные производители заполнили нашу страну товарами широкого потребления по сравнительно доступным ценам. В промышленности, особенно

в стратегических ее отраслях, такой доступности ожидать не приходится. По­этому более перспективным видится создание отечественного газового обору­дования современного уровня. Контакты с производителями газового оборудо­вания Германии (RMG) и Италии (Tartarini), показывают, что масштаб цен, установленный для России на Западе, в ближайшее время существенно не из­менится. Несколько привлекательнее по ценам изделия из Чехии и Сербии, к тому же оборудование этих стран в большей степени адаптировано к россий­ским климатическим условиям. Известное украинское газовое оборудование пока не может конкурировать с лучшими российскими образцами.

Опыт работы с зарубежным оборудованием указывает на необходимость значительной его доводки для эксплуатации в российских условиях. Например, одоризатор газа, собранный из немецких комплектующих изделий фирмы RMG {показано на фолии 33) по немецкой технологической схеме, оказался совер­шенно не пригодным для работы в нашей климатической зоне с использовани­ем природного отечественного одоранта СПМ. Также не может быть реализо­вана на российских территориях немецкая система бесперебойного обеспечения одорантом газораспределительных станций, основанная на своевременной раз­возке и замене 50-литровых емкостей с одорантом.

Вместе с тем, богатый опыт зарубежных специалистов по газовому обо­рудованию заслуживает самого тщательного изучения и применения, в той или иной степени, при разработке и изготовлении одоризационного оборудования для российских объектов.