Рис. 23. Неполнонапорный одноступенчатый нагнетатель 370-18 агрегатаГТК-10-4 производства НЗЛ: 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - лопаточный диффузор;4 - рабочее колесо; 5 - гильза; 6 - зубчатая муфта; 7 - клиновые прокладки;
8 - анкерные болты.
Рис. 24 Полнонапорный двухступенчатый нагнетатель НЦ-16/76 агрегата ГПА У16 производства АО «СМПО им. Фрунзе»: 1-опорный подшипник;2 - крышка; 3 - корпус; 4 - внутренний корпус; 5 - ротор; 6 - крышка;7 - уплотнение; 8 - опорно-упорный подшипник; 9 - блок масляных насосов;10 - думмис; 11 - улитка; 12 - обратный направляющий аппарат.
Рис. 25. Приведённые характеристики нагнетателя 370-18-1 при [Ти ]пр =288К; zпр =0,9; Rмр =490 Дж / (кг -К)
Таблица 15
Характеристики центробежных нагнетателей для транспорта природных газов
| Тип нагнетателя |
Номинал произвол, при 20 "С и 1 МПа |
Номинал. частота вращения, об/мин |
Объемная произвол,., м3 /мин |
Степень сжатия |
Конечное давление на выходе, |
| 370-14-1 |
19,1 |
5300 |
289 |
1,25 |
5,66 |
| Н-300-1,23 |
20,0 |
6150 |
260 |
1,24 |
5,50 |
| Н-196-1,45 |
10,7 |
8200 |
196 |
1,45 |
5,60 |
| 520-12-1 |
29,3 |
4800 |
425 |
1,27 |
5,60 |
| 370-18-1 |
36,0 |
4800 |
370 |
1,23 |
7,60 |
| Н-16-56 |
51,0 |
4600 |
800 |
1,24 |
5,60 |
| Н-16-75 |
51,0 |
4600 |
600 |
1,24 |
7,50 |
| Н-16-76 |
31,0 |
6500 |
380 |
1,-44. |
7,50 |
| 650-21-1 |
53,0 |
3700 |
640 |
1,45 |
7,60 |
| 820-21-1 |
53,0 |
3700 |
820 |
1,45 |
5,60 |
| Купер-Бессемер: |
|||||
| 280-30 |
16,5 |
6200 |
290 |
1,51 |
5,60 |
| СДР-224 |
17,2 |
6200 |
219 |
1,51 |
7,50 |
| 2ВВ-30 |
21,8 |
5000 |
274 |
1,51 |
7,50 |
| Нуово-Пиньони: |
|||||
| РСЬ- 802/24 |
17,2 |
6500 |
219 |
1,49 |
7,52 |
| РС-Ы001-40 |
45,0 |
4600 |
520 |
1,51 |
7,52 |
Пользуются характеристиками следующим образом. Зная фактические значения величин R , z , Т , п для данных условий, по соотношению 13, определяют приведенную относительную частоту вращения нагнетателя (n/n0 )пр . По известной степени сжатия, находят приведенный объемный расход газа Q пр , соотношение 14, а затем по соответствующим кривым (рис.25) определяют политропический КПД ηпол и приведенную внутреннюю мощность нагнетателя (Ni /ρи )пр
(13)
(14)
Внутренняя мощность, потребляемая нагнетателем, определяется соотношением:
, (15)
В соотношениях 13-15 индексом «О» отмечен номинальный режим работы нагнетателя; индексом «в» — отмечены параметры на входе в нагнетатель. Плотность газа при всасывании, кг/м3 , ρ определяется по соотношению:
(16)
где Рвх ,Т- абсолютное давление (МПа) и температура (К) при всасывании.
Мощность на муфте привода, кВт:
N = Ni + N мех , (17)
где Nмех- механические потери, для газотурбинного привода Nмех = 100 кВт, для электропривода Nмех = 150 кВт.
Расчетный рабочий расход газа Q пр для нагнетателей должен быть примерно на 10 -12% больше крайних левых значений расхода, соответствующего условиям начала срыва потока газа по нагнетателю (зоне помпажа). На рис. 25 этому соответствует подача газа ~ 360 м3 /мин.
Наличие надежных приведенных характеристик при эксплуатации газотурбинного привода позволяет обслуживающему персоналу выбирать наилучший режим работы в зависимости от конкретных условий. Для центробежных нагнетателей с электроприводом также можно пользоваться приведенными газодинамическими характеристиками, но только для какого-то вполне определенного значения (n/n0 ) , так как электропривод не имеет регулируемую частоту вращения.
Наличие надежных приведенных характеристик с использованием соотношений (13 - 16) позволяет относительно легко определять мощность ГПА в эксплуатационных условиях.
5. Пожарная опасность при добычи газа.
Пожар на газовом промысле может возникнуть как при истечении природного газа из аппаратов и коммуникаций, по которым он проходит с последующим его воспламенением, так и в результате пролива пожароопасных веществ (метанол, ДЭГ, масло), обращающихся в установках и трубопроводах.
Значительную пожарную опасность представляет транспортируемый природный газ. Пожары на газотранспортных объектах развиваются по следующей схеме: авария, утечка газа, образование облака взрывоопасной смеси, воспламенение ее от источника зажигания, горение газа, нагревание и разрушение технологического оборудования под воздействием пламени.
Истечение газа из аварийного участка может происходить в виде струи газа или конденсата. Наиболее опасно истечение жидкой фазы, которая под большим давлением вытекает из отверстия в виде струи. При истечении струя распыляется и начинается интенсивное испарение газа. Испарение струи конденсата происходит за счет избыточного давления, а также за счет подвода тепла извне. В это время образуется взрывоопасная газовоздушная смесь.
При аварии в помещении взрывоопасная концентрация газа возникает в первую очередь вблизи места утечки газа, а затем распространяется по всему помещению. На открытых площадках вблизи места утечки образуется зона загазованности, распространяющаяся по территории объекта. Величина ее при аварийном истечении газа зависит от многих факторов, главный из которых расход газа, форма и направление его струи, метеорологические условия, рельеф местности. Наибольшее влияние на величину зоны загазованности имеет ветер. Размеры зон загазованности при различных расходах газа и скорости ветра сведены в таблицу.
| Расход газа. кг/с |
Скорость ветра, м/с |
|||
| 0,5 |
1,0 |
5,0 |
10,0 |
|
| Глубина загазованности |
||||
| 0,5. |
40 |
30 |
10 |
10 |
| 1 |
55 |
40 |
20 |
15 |
| 2 |
75 |
55 |
25 |
17 |
| 3 |
100 |
70 |
30 |
20 |
| 4 |
120 |
80 |
35 |
25 |
| 5 |
130 |
90 |
40 |
28 |
| 6 |
140 |
100 |
45 |
30 |
| 7 |
150 |
110 |
48 |
34 |
| 8 |
160 |
120 |
50 |
37 |
| 9 |
170 |
125 |
53 |
39 |
| 10 |
180 |
130 |
55 |
40 |
| 12 |
200 |
150 |
65 |
46 |
| 14 |
210 |
160 |
69 |
49 |
| 16 |
230 |
170 |
72 |
51 |
| 18 |
250 |
180 |
76 |
53 |
| 20 |
260 |
180 |
80 |
55 |
При аварии, связанной с разрушением газопровода или иного технологического аппарата, находящегося под давлением, в атмосферу или в помещение выбрасывается большое количество газа, (давление газа достигает 75 атмосфер). При наличии источника воспламенения газовое облако воспламеняется.
Возможные источники воспламенения:
- открытое пламя
- электрические и механические искры
- самопроизвольное воспламенение пирофорных отложений
- работающие двигатели внутреннего сгорания
- разряды статического электричества
- грозовые разряды
После сгорания газового облака горение локализуется в месте утечки. Размеры и форма пламени определяется расходом газа и формой струи. При разрывах трубопровода факел может иметь вытянутую форму, а при пробое фланцевого соединения - веерообразную. При горении струй газа технологическое оборудование вблизи подвергается интенсивному тепловому воздействию. Факел пламени газа при горении имеет бледно-желтую окраску. Горящие струи газа сопровождаются характерным сильным свистящим звуком.
Пожарная опасность веществ, применяемых в технологическом процессе.
Главными факторами, определяющими пожарную опасность технологического процесса, являются свойства транспортируемого газа, а также пожароопасные вещества, применяемые в производстве.
Природный газ - бесцветный горючий газ без запаха. Химическая формула СН4 , плотность 0.7166 кг/м.куб при 0 градусов и 760 мм. рт. ст. Теплота сгорания 11910 ккал/кг. Горит, бледным синеватым пламенем в воде не растворим. Температура самовоспламенения 537о Минимальная энергия зажигания 0,28 мдж. Давление взрыва 7,2 кг/см2 .
Газ легче воздуха, он не ядовит, но при недостатке в воздухе рабочей зоны кислорода и при длительном вдыхании вызывает удушье. Смеси газа с воздухом имеют нижний и верхний концентрационные пределы взрываемости от 5%...15% газ взрывоопасен, а свыше 15% - огнеопасен, при более высоких концентрациях - не горит. Предельно допустимая концентрация (ПДК) содержания метана в воздухе не должна превышать 0,5 %.
Добываемый природный газ в своем состав имеет чуть больше 98% метана и менее 2% примесей других газов.
Для предупреждения взрыва при аварийном истечении метана и тушении факела в закрытых помещениях применяют инертные и другие негорючие газы, минимальная концентрация (в % объёмных долей): аргона 52; гелия 40; азота 39; углекислого газа 26. Минимальное взрывоопасное содержание кислорода при разбавлении метановоздушных смесей (в % объемных единиц): углекислым газом 15,6; азотом 12,8; гелием 12,7; аргоном 10,1. В настоящее время идет испытание нового способа тушения газа и предотвращения взрыва взрывоопасных концентраций газа в закрытых помещениях – применение тонко распылённой воды. Проект установки водяного пожаротушения с применением тонко распыленной воды разрабатывается для ДКС Вынгапуровского газового промысла. Установка рассчитана не только на тушение газа, но и на предотвращение взрыва газа при загазованности (УАПТ сблокирована с системой газового анализа и срабатывает при достижении в помещении взрывоопасной концентрации).
ДЭГ (диэтиленгликоль) - бесцветная прозрачная горючая жидкость.
Температурные пределы:
- температура самовоспламенения на воздухе + 343О С,
- температура воспламенения + 132О С,
- температура вспышки в открытом тигле + 124О С,
Плотность 1,118г/см3 ,
ДЭГ - токсичен: при попадании в организм вызывает острое отравление, действует на почки, печень. Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны производственных помещений 10 мг/м3 .
Конденсат - желтоватая жидкость с сильным запахом бензина представляет собой смесь предельных углеводородов. Пределы взрываемости по объему:
- нижний 15%
- верхний 8%
- температура вспышки +30О С
- температура воспламенения +380О С.
МЕТАНОЛ (метиловый спирт) – бесцветная легковоспламеняющаяся ядовитая жидкость, химическая формула СН3 ОН. Молекулярный вес 32,04; плотность 795,0 кг/м3 ; температура плавления – 97,8º C; температура кипения 64,7º C; плотность пара по воздуху 1,1; вязкость пара 87 микропуаза ( мкпз) при 0º C; коэффициент диффузии пара в воздух 0,062 см2 /сек. при 25º C; диэлектрическая проводимость 32,65; удельное электрическое сопротивление 4,5 х 106 ом х см; растворимость в воде не ограниченная; температура вспышки 8º C; температура воспламенения 13º C; температура самовоспламенения 464º C; область воспламенения 6-34,7 % объемных долей; температурные пределы воспламенения – нижний 7, верхний 39º C; максимальное давление взрыва 7,4 кГ/ см2 ; максимальная скорость горения паро-воздушной смеси 0,572 м/сек. Минимальное взрывоопасное содержание кислорода при разбавлении спиртовоздушных смесей углекислым газом 13,4 % объемн.; азотом 10,4%;
Метанол - сильный яд, действующий преимущественно на нервную систему. В организм человека может проникнуть через дыхательные пути и даже через неповрежденную кожу. Особенно опасен при приеме внутрь: 5- 10 грамм его может вызвать тяжелое отравление, 30 грамм является смертельной дозой.
Для предотвращения аварий на ТКЦ предусмотрены следующие технологические защиты , при срабатывании которых происходит аварийная остановка ГПА:
- пожара на ТА
- погасание факела в камере сгорания
- повышения температуры газов за силовой турбиной ТНД выше максимально допустимой
- повышение температуры подшипников выше 80 гр.С.
- повышение частоты вращения роторов ТВД и ТНД выше предельно допустимой
- осевой сдвиг роторов турбины и нагнетателя на величину 0.8-1.0 мм. против нормального значения (о чем свидетельствует повышение давления на контактах манометра реле осевого сдвига)
- понижение давления масла в подшипниках турбины ниже 0.2 кг/см. кв., а на опорно-упорном подшипнике до 1.2 кг/см.кв.
- появление вибрации подшипников более 0.06 мм
- понижение перепада давления масла и давления газа в нагнетателе в масляном уплотнении "масло-газ" ниже 0.5 кг/см.кв.
- понижение давления топливного газа до 10 кгс/см.кв.
- появление масла на турбине (разрыв маслопровода)
- прорыв газа из зала нагнетателей в помещение машинного зала
- самопроизвольное срабатывание кранов обвязки нагнетателя и турбины
- нерасцепление муфты турбодетандора, повышение частоты вращения ротора турбодетандора до частоты вращения 9100-10500 об/мин
- резкое падение уровня масла в раме-маслобаке
- появление стуков, необычных звуков внутри ГПА.
Предупредительная сигнализация по всем видам защит выведена на шкафы контроля и управления главного щита управления компрессорного цеха.
6. Пожарная опасность при транспортировке газа
Особую пожарную опасность представляют турбокомпрессорные цеха, в частности основное их оборудование - ГПА.
Главными факторами, определяющими пожарную опасность технологического процесса, являются свойства транспортируемого газа, а также пожароопасные вещества, применяемые в производстве.
Характеристика пожарной опасности применяемых веществ и материалов:
Природный газ:
· Бесцветный горючий газ без запаха;
· Химическая формула СН4,
· Плотность 0.7166 кг/м.куб при 0 градусов и 760 мм. рт. ст.
· Теплота сгорания 11910 ккал/кг. Горит, бледным синеватым пламенем в воде не растворим.
· Температура самовоспламенения 537 гр.С
· С воздухом образовывает взрывоопасные смеси:
· НПВ - 5%
· ВПВ - 15%
· Минимальная энергия зажигания 0.28 мдж.
· Давление взрыва 7.2 кг/см.кв.
Транспортируемый КС природный газ имеет следующий состав:
| метан 98.21 % |
| пропан 0.37 % |
| этан 0.98 % |
| изобутан 0.05 % |
| бутан 0.04 % |
| азот 0.31 % |
| углекислый газ 0.04 % |
Турбинное масло ТП-22
| Плотность 900 кг/м.кв. |
| Температура вспышки 184 гр.С |
| НТПВ 148 гр.С |
| ВТПВ
Разделы сайта |