CC BY
97ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СТАНЦИИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
С.А. Наволоцкий, ООО «Газпром трансгаз Нижний Новгород» (Нижний Новгород, РФ) И.М. Хабибуллин, ООО «НПП «Авиагаз-Союз+» (Казань, РФ) М.Г. Хабибуллин, д.т.н., ООО «НПП «Авиагаз-Союз+»
В ООО «Газпром трансгаз Нижний Новгород» проходит опытно-промышленную эксплуатацию автоматическая газораспределительная станция нового поколения АГРС «ИСТОК-20», разработанная в соответствии с типовыми техническими требованиями АГРС НП-1 (первого поколения).
Наиболее важными особенностями конструкции автоматической газораспределительной станции нового поколения (АГРС НП) при обеспечении ее надежности, удобства обслуживания, сокращения объема пусконаладочных работ и регламента технического обслуживания, а также снижения трудоемкости изготовления являются следующие показатели:
- объединение узлов очистки, подогрева газа и редуцирования в две технологические линии, включаемые в работу попеременно, сокращает количество запорной арматуры на 30 % (снижение вероятности отказов АГРС) и обеспечивает равномерную загрузку перечисленных выше узлов и продолжительность бездефектной работы АГРС;
- введение дополнительных средств диагностики в виде контроля положения исполнительного органа регулятора давления газа «ЛОРД» [1] и предохранительного клапана с возможностью его дистанционного открытия для проверки работоспособности («подрыв») направлены на повышение надежности эксплуатации основных систем АГРС;
СЛТМ
САУ ГРС
АРМ оператора
КПТМ-1
АРМ КПТМ
КПТМ-2
I I I I I I 1
I I
Сигналы с исполнительных устройств и датчиков
I I I I I I
2
Рис. 1. Структурная схема САУ АГРС НП: 1 - блок-бокс технологический, 2 - блок-бокс вспомогательных помещений
- применение в системе подогрева технологического газа теплогенератора пульсирующего горения (ТПГ) для подогрева теплоносителя обеспечивает высокий уровень безопасности из-за малых объемов камеры сгорания при малых габаритах и металлоемкости;
- конструкция насоса-дозатора одоранта сильфонного типа [2] в автоматическом блоке одоризации исключает возможность утечек одоранта при работе;
- применение регулятора давления газа «ЛОРД-Э», оснащенного
многооборотным электрическим механизмом (МЭМ) для дистанционного управления настройкой усилителя ЛОРД-8У, обеспечивает возможность дистанционного запуска регулятора и дистанционного изменения выходного давления из диспетчерской линейного производственного управления магистральных газопроводов по каналам системы линейной телемеханики (СЛТМ);
- в разработанной системе управления АГРС нижний уровень автоматизации построен из локальных
блоков автоматики на базе отечественного контроллера Fastwel I/O для решения задачи локальной автоматизации в объеме каждого из двух блок-боксов АГРС.
ПРИНЦИП РАБОТЫ
Как видно из структурной схемы системы автоматического управления (САУ) АГРС НП (рис. 1), в контролируемых пунктах телемеханики (КПТМ) блок-боксов 1 и 2 все исполнительные механизмы, датчики,сигнализаторы и цифровые устройства подключены к соответствующим блокам автоматики, создавая единую информационную сеть с единым адресным пространством. Необходимые алгоритмы реализуются в локальных блоках автоматики. Автоматизированное рабочее место (АРМ) для управле -ния нижним уровнем через КПТМ-1 и КПТМ-2 используется как при испытаниях АГРС на заводе-изготовителе, так и при пусконаладочных работах (ПНР) на объекте. Второй уровень автоматизации - САУ ГРС взаимодействует с блоками автоматики в КПТМ по интерфейсу и гарантированно имеет доступ к адресному пространству, управляется АРМ оператора и имеет вы -ход на СЛТМ. Построение системы управления АГРС по распределенной схеме значительно сократило объем ПНР на объекте. Эта система позволяет отправлять блок-боксы АГРС в полной заводской готовности с проведением части объема ПНР в заводских условиях. Более того, возникла возможность запуска и эксплуатации АГРС в автоматическом режиме посредством локальных блоков автоматики, что актуально в случае отдельной от ГРС централизованной закупки САУ.
ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНЦЕПЦИИ
Первый опыт эксплуатации полноразмерного АГРС НП «ИСТОК-20» (рис. 2), а также накопленный опыт эксплуатации отдельных агрегатов и блоков из компоновки АГРС НП на других ГРС показал обоснованность выбора направлений
Рис. 3. Система подогрева технологического газа с теплогенераторами пульсирующего горения ТПГ-100
совершенствования АГРС под общие технические требования стандарта ПАО «Газпром» СТО Газпром 2-2.3-1081-2016 и типовые технические требования к АГРС НП - 1 (проект 2017 г.).
Принятая концепция обеспечения надежности работы систем АГРС НП как основы сокращения и упрощения регламента технического обслуживания оказалась
достаточно эффективной. При этом следует отметить перспективность применения системы подогрева газа с промежуточным теплоносителем на базе теплогенератора пульсирующего горения (рис. 3), конструктивная схема которого позволяет максимально сократить режимы «старт-стопов» за счет расширения зоны устойчивой работы теплогенератора по расходу технологического газа [4].
Разработанная на предприятии конструкция регулятора давления «ЛОРД» по прямоточной схеме [5] и усилителя регулятора давления с дополнительной обратной связью по давлению за рабочим клапаном усилителя [6]обеспечили высокую точность поддержания давления (±1 %) и хорошую динамику регулирования. Необходимо отметить, что в ходе эксплуатации АГРС НП «ИСТ0К-20» выявлены недостатки в системе зажигания камеры сгорания ТПГ и в электронно-клапанном блоке (ЭКБ) управления регулятора давления газа Л0РД-Э-50.
В первом случае дефект проявился в виде нестабильного запуска ТПГ из-за прогорания электрода свечи зажигания запального устройства, размещенного в зоне горения камеры сгорания ТПГ. Дефект устранен переносом свечи 8 (рис. 4) из зоны горения 3 камеры сгорания 4 в холодную зону 6 карбюратора 1, где воздух из цилиндрической полости 5 сме -шивается с газом, подводимым через сопла 2, образуя топливо-
1 2 3 4
Рис. 4. Камера сгорания: 1 - карбюратор, 2 - сопло, 3 - зона горения, 4 - камера сгорания, 5 - цилиндрическая полость, 6 - холодная зона, 7 - электрод, 8 - свеча
Рис. 5. Электронная система регулирования давления: 1, 4 - электромагнитные клапаны, 2, 3 - дозаторы расхода, 5 - редуцирующее устройство
Рис. 6. Пневмомеханическая система регулирования давления: 1 - усилитель, 2 - регулятор давления «ЛОРД», 3 - МЭМ-16
воздушную смесь. Свеча зажигания 8 поджигает топливовоздушную смесь, и очаг горения, локально образующийся вдоль струйки тока за электродом 7 свечи 8, сносится потоком в зону горения 3 камеры сгорания 4 и поджигает топливо -воздушную смесь.
Во втором случае проверка работы модуля спаренных регуляторов давления газа Л0РД-Э-50 с ЭКБ на второй резервной линии редуцирования газа показала нестабильность поддержания давления газа за регулятором. Дефект устранен установкой (рис. 5) на выходе из электромагнитных клапанов 1 и 4 управления редуцирующим устройством 5 дополнительных дозаторов расхода 2 и 3.
Следует отметить, что дублирование пневмомеханической системы регулирования давления газа, обладающей высокой точностью и надежностью, электронной системой нецелесообразно. При этом ввод в усилитель 1 регулятора
давления «ЛОРД» 2 дистанционной настройки за счет механизма 3 типа МЭМ упрощает запуск и техобслуживание АГРС НП (рис. 6).
ВЫВОДЫ
В руководстве по эксплуатации АГРС НП «ИСТ0К-20» заложен регламент технического обслуживания, предусматривающий проведение всех традиционных осмотров на первой после 10 дней эксплуатации форме с постепенным сокращением их объема вплоть до полу -годового регламента с переходом на годовой регламент технического обслуживания. По итогам годовой эксплуатации будет сделан анализ статистики по выполнению объема и периодичности регламентных работ для внесения необходимых корректив в регламент.
Таким образом, первый опыт эксплуатации полноразмерной АГРС НП подтвердил возможность реализации «типовых технических требований к АГРС НП - 1(пер-
вого поколения) ПАО «Газпром». Дальнейшая наработка АГРС НП «ИСТОК-20», а также ввод в эксплуатацию очередных автоматических станций позволит решить вопросы повышения надежности, упростить обслуживание ГРС и в конечном счете оптимизировать стоимость жизненного цикла АГРС. ■
ООО «Научно-производственное предприятие «Авиагаз-Союз+»
420036, РФ, г. Казань,
ул. Тэцевская, д. 1а
Тел.: +7 (843) 211-53-38, 211-53-22
Факс: +7 (843) 570-70-82
E-mail: [email protected]
www.agrs.ru
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент № 160248. Регулятор давления газа / М.Г. Хабибуллин, А.И. Якимов, А.П. Макаров. Заявл. от 15.10.2015, опубл. 10.03.2016 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://patentimages.storage.googleapis.com/07/90/25/055f78c10cf5f6/RU160248U1. pdf (дата обращения: 12.08.2019).
2. Патент № 2671282. Насос-дозатор / Г.А. Глебов, А.П. Макаров, С.А. Наволоцкий. Заявл. от 10.01.2018, опубл. 30.10.2018 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://patents. s3.yandex.net/RU2671282C1_20181030. pdf (дата обращения: 12.08.2019).
3. Патент № 2655426. Устройство подогрева технологического газа в газораспределительной станции / И.М. Хабибуллин, Г.А. Глебов, М.Ю. Коротков и др. Заявл. от 30.06.2017, опубл. 28.05.2018 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://patentinform.ru/inventions/ reg-2655426. html (дата обращения: 12.08.2019).
4. Патент № 148399. Регулятор давления газа непрямого действия / И.Р. Гимранов, А.И. Кривошеев, Л.В. Трескин и др. Заявл. от 05.08.2014, | опубл. 30.10.2014 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://patentinform.ru/utility-models/reg-148399. html (дата обращения: 12.08.2019). s
5. Патент № 2631513. Усилитель регулятора давления / А.А. Макаров, А.П. Макаров. Заявл. от 24.04.2018 г. [Электронный ресурс]. Режим доступа: Ц. https://findpatent.ru/patent/268/2681513. html (дата обращения: 12.08.2019). S
