CC BY
26УДК 62
Д.Н. Лисенков
ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ТРАДИЦИОННОЙ СХЕМЫ ОБВЯЗКИ ПУНКТОВ РЕДУЦИРОВАНИЯ ГАЗА
В статье рассматриваются вопросы повышение надежности традиционной схемы обвязки пунктов редуцирования газа. Указаны ее недостатки, систематизированы основные неисправности, связанные с работой регуляторов давления и предлжены пути их решения.
Ключевые слова: пункт редуцирования газа, регулятор давления, газораспределительная станция, надежность.
Для снижения и регулирования давления газа в газораспределительной сети применяют пункты редуцирования газа (ПРГ) они различаются по следующим типам: газорегуляторные пункты (ГРП), газо-регуляторные пункты блочные (ГРПБ) заводского изготовления в зданиях контейнерного типа, газорегуляторные пункты шкафные (ГРПШ) и газорегуляторные установки (ГРУ). На площадках газораспределительных станциях (ГРС) подающие газ с магистрального газопровода в сети газораспределения также устанавливаются ПРГ для обеспечения газом необходимым на собственные нужды. [1]
На ГРС общества ООО «Газпром трансгаз Нижний Новгород» установлено 531 ПРГ низкого давления различного типа с общей производительности 153,41 тыс. куб. м /ч [5]
_Таблица 1
Тип ПРГ (ГРП, ШРП, ГРПБ, ГРУ) шт Производительность проектная тыс. куб. м /ч
ШРП 278 62
ГРУ 132 69
ГРПШ 85 8
ГРПУ 32 13,4
ГРПБ 2 0,7
ГРП 1 0,12
ПШГР 1 0,19
итого 531 153,41
Средний срок эксплуатации ПРГ на сегодняшний день составляет 21 год. Подавляющее большинство (97 %) всех пунктов редуцирования газа работают по традиционной схеме не обеспечивающие в должной мере современным требованиям надежности. Состоят из одной нитки редуцирования на которой последовательно расположены: газовый фильтр, предохранительный запорный клапан, регулятор давления, предохранительный запорный клапан.
Рис. 1.
© Лисенков Д.Н., 2019.
Научный руководитель: Шеногин Михаил Викторович - кандидат технических наук, доцент, Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ), Россия.
В приведенной выше схеме газ через входной газопровод поступает на фильтр, где очищается от механических примесей, и через предохранительно запорный клапан подается в регулятор давления, где давление газа снижается и поддерживается в заданных предела, независимо от расхода потребителей. В случае повышения давления газа после регулятора выше допустимых значений, например в результате сбоя работы регулятора давления газа - срабатывает предохранительно-сбросной клапан - ПСК, в результате чего излишки давления газа сбрасываются через сбросную свечу в атмосферу. Если давление газа продолжает возрастать и сброс газа через ПСК достаточного эффекта не дал, срабатывает предохранительно-запорный клапан и доступ газа потребителю через эту линию редуцирования прекращается. Для того, чтобы обеспечить возможность подачи газа во время ремонта или отказа в случае выхода из строя регулятора давления в ГРП установлена байпасная линия с отключающей арматурой. На входе и выходе из ГРП установлены манометры. Для централизованного замера расхода газа устанавливается измерительное устройство — газовый счетчик промышленного назначения. Диаметр байпаса1 должен быть не менее диаметра седла клапана регулятора давления газа.
На рисунке 1 представлена самая простая схема комплектации оборудования на линии редуцирования газа, включающая один регулятор .давления и отсекающий клапан. Система содержит сбросной клапан - весьма непрактичный, который нужен для того, чтобы выбросить излишки газа, если возникают протечки через затвор регулятора. Повышение давления может быть вызвано тем, что последний потребитель в данный момент газом не пользуется и утечек после регулятора недостаточно для выхода газа. Таким образом, не срабатывает отсекающий клапан, поскольку ПСК постоянно помогает поддерживать нужное давление. Другая возможная причина повышения давления - повреждение седла. Неисправность по превышению давления имеет два порога защиты от превышения давления, но при этом на этапе 4 графика происходит отсекание потребителя и как следствие в нашем случае остановка подогревателя газа. Цифра 3 на графике показывает сценарий при котором происходит неисправность регулятора давления приводящая в его закрытию, отсутствие порогов защиты нижнего предела настройки регулятора давления приводят также к остановке подогревателя газа. И так реализуемая на данный момент схема газоснабжения подогревателя не является надежной, так как в случае неисправности 2 и 4 на графике (превышения давления) на «коротком плече» может вызвать «отрыв пламени» и остановку подогревателя. Непрерывность подачи газа не обеспечена. В случае неисправности, приводящей к закрытию регулятора, (3 на графике) приводит к аналогичному результату.
Р2
Ро
Pi
настр ПЗК 4
настр ПСК / / \ \ % \ % \ %
1 1 1 f t * % % \ % %
Ш \ настр РД
k тт>т V \
/ * * \
ß
Рис. 2.
Надо заметить, что согласно п. 44 «Технического регламента «О безопасности сетей газораспределения и газопотребления» в газорегуляторных пунктах всех видов и газорегуляторных установках не допускается проектирование обводных газопроводов с запорной арматурой, предназначенных для транспортирования природного газа, минуя основной газопровод на участке его ремонта и для возвращения потока в сеть в конце участка, что прямо запрещает использование байпасов. [1]
Рассмотрим регуляторы давления газа применяемые в пунктах редуцирования газа на ГРС. ООО «Газпром трансгаз Нижний Новгород» [5]
1 Байпас - термин английского происхождения (англ. bypass - обход).
Таблица 2
№ Тип регулятора давления Количество , шт
1 РД-32(м) 112
2 РДБК 87
3 РДГК 78
4 РДСК 376
5 другой 113
Большую часть из них составляют регуляторы РДСК со средним сроком эксплуатации 16 лет
Если структурировать неисправности регуляторов давления по следсвию изменения давления на выходе РД газа, то их можно свести к трем основным:
- Давление за регулятором растет Р|
- Давление за регулятором падает Р|
- Давление за регулятором колеблется в диапазоне выше зоны нечувствительности РД РД~
Выделим наиболее часто встречающиеся причины отмеченных неисправностей.
Р|
- На малых расходах связано с повреждением седла (качество очистки)
- Конструктивно не рассчитан на данную производительность.
- Конструктивно пятно контакта седла и клапана мало что повышает вероятность протечки
- обрыв (утечка засорение, пережатие) линии обратной связи РД
- Разрушение мембраны у нормально открытых пружинных регуляторов давления.
Р|
- Разрушение мембраны у нармально закрытого РД
- Засорение линии подачи давления на пилот (отсутствует фильтр, блок подготовки импульсного
газа)
- Срабатывание отсекателя в следствии вибрации износа рычажной системы
- Примерзание подвижной части - влага в газе, кристалогидраты
РД^
- Повышено трение подвижной части в следствии износа уплотнительных колец или отсутствия смазки.
- Изменение вязкости смазки при отрицательных температурах.
Отметим также конструктивно большую статическую ошибку1 из-за применения рычажного привода (люфты в сочленениях деталей, трение, масса передаточных механизмов) приводят длительному времени стабилизации давления. А резинотехнические изделия (РТИ) не всегда обеспечивают необходимый температурный диапазон эксплуатации, что приводит к хрупкости РТИ, образованию мелких трещин.
Делая вывод из приведенных неисправностей можно выделить критерии регулятора давления который будет более надежен по сравнения с приведенными.
При выборе регулятора давления необходимо учитывать в конструктивные особенности:
- Минимальное количество уплотнительных колец
- Минимальное количество трущихся деталей
- Предварительная очистка импульсного газа на управление
- Минимальное количество рычажных механизмов, минимизация их массы
- Применение полимерных материалов предотвращающих примерзанию при отрицательных температурах
- Повышение пятно контакта «затвор-седло» для достижения большей герметичности на малых расходах
1 Статическая ошибка - это разность величин регулируемого параметра в исходном и конечном (после окончания регулирования) состояниях равновесия системы.
Библиографический список
1.ГОСТ Р 56019-2014 Функциональные требования. Пункты редуцирования газа
2.ГОСТ Р 55472-2013 Требования к сетям газораспределения. Общие положения.
3.ГОСТ Р 54983-2012 Сети газораспределения природного газа. Общие требования к эксплуатации. Эксплуатационная документация.
4. Данилов А.А. Автоматизированные газораспределительные станции справочник СПб. Химиздат, 2004
5.Корпоративный портал ООО «Газпром трансгаз Нижний Новгород» http://portal/deps/administration/POGRS/Rep_year/SitePages/
ЛИСЕНКОВ ДМИТРИЙ НИКОЛАЕВИЧ - магистрант, «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ), Россия.
