Создание высоконадежной экологически чистой газораспределительной станции
(Доклад на конференции в рамках III Международной специализированной выставки «GAZ INDUSTRY», 02.10.2008, г. Сочи)
Б.К. Ковалёв, зам. генерального директора по НИОКР
Экология промышленного объекта в нефтегазовой отрасли напрямую зависит от технического состояния расположенного на этом объекте оборудования. Для объектов, введенных в эксплуатацию более двадцати лет назад, помимо физического износа оборудования, весьма существенной проблемой является его моральное старение, поскольку за последние годы значительно повысились требования к безопасной работе и экологической чистоте опасных промышленных объектов. В связи с этим, капитальный ремонт и даже частичная реконструкция морально устаревшего оборудования далеко не всегда решают вопрос приведения объекта в соответствие требованиям сегодняшних нормативно-технических документов. Все вышесказанное в полной мере относится к промышленному оборудованию магистральных газопроводов и, в частности, к автоматизированным газораспределительным станциям.
Материалы различных научно-практических конференций и производственных совещаний, связанных с эксплуатацией, диагностикой, ремонтом, проектированием и изготовлением газораспределительных станций магистральных газопроводов, свидетельствуют о постоянно возрастающей сложности приведения морально устаревшего оборудования действующих ГРС (число которых с каждым годом возрастает из-за их естественного старения) в соответствие современным требованиям. И это в то время, когда появление новейших материалов, тех- нологического оборудования и существенное обновление элементной базы для создания автоматизированных систем управления, открывает широкие возможности для производства высоконадежных, экологически чистых, автоматизированных газораспределительных станций качественно нового поколения. Очевидно, назрел момент кардинального изменения ситуации. Ведь при разумном системном подходе, оборудование, разработанное для таких станций, может быть использовано как для строительства новых АГРС, так и для реконструкции или планомерного переоснащения действующих объектов.
Специалисты завода «Газпроммаш» уже не первый год ведут разработки технологического оборудования газораспределительных станций, позволяющего повысить их надежность и экологическую чистоту. На сегодняшний день существующие наработки, в сочетании с известными техническими решениями других отечественных и зарубежных производителей, позволяют говорить о наличии полного комплекта оборудования для реализации проекта высоконадежной, экологически чистой автоматизированной газораспределительной станции нового поколения.
Основными веществами, загрязняющими окружающую среду в районе функционирования газораспределительной станции, являются природный газ и продукты его сгорания, газовый конденсат, одорант и его пары, а также ещё применяющийся на ряде станций метанол. Причинами попадания этих веществ в воздух и почву могут быть как отдельные разовые аварийные выбросы или проливы, так и продолжительные утечки через некачественные, недолговечные соединительные уплотнения и сбросные клапаны, а также через узлы и детали, вышедшие из строя в результате коррозии. Кроме того, некоторые виды запорной и регулирующей арматуры заведомо предполагают стравливание небольших объемов газа в атмосферу. Практически невозможно избежать выбросов и протечек также при проведении ремонтных работ, особенно в аварийных ситуациях.
Таким образом, при разработке и модернизации газового оборудования необходимо оптимизировать его технологическую схему и со- став оборудования, сокращая до минимума число потенциальных источников утечек газа, конденсата, одоранта. При выборе материалов и комплектующих изделий, в целях уменьшения возможного количества ремонтных и профилактических работ, следует учитывать реальные сроки службы в конкретных климатических условиях, в том числе и для быстроизнашивающихся составных частей изделия. Средства автоматизации газораспределительной станции должны выполнять весь ком- плекс диагностических, управляющих и информационных функций, обеспечивая своевременные технологические переключения, а также направляя предупредительные действия обслуживающего персонала станции или диспетчерской службы.
В общем виде необходимые требования к оборудованию подобной газораспределительной станции были сформулированы специалистами завода «Газпроммаш» в статье, вошедшей в 1-й выпуск заводского ежегодника «Вестник Газпроммаша» за 2007 год и в дальнейшем озвучены на техническом совещании в ОАО «Газпром». С некоторыми дополнениями, появившимися в процессе обсуждения и дискуссий, эти требования приняли следующий вид:
1. Все технологическое оборудование ГРС в сочетании с системой автоматического управления должно обеспечивать полноценное функционирование в условиях централизованного обслуживания.
2. Система автоматического управления ГРС должна иметь современную элементную базу и обеспечивать полный объем информационных, управляющих, диагностических функций, а также осуществлять связь с системами верхнего уровня. Кроме того, САУ ГРС должна интегрироваться с действующими системами телемеханики и производить информационный обмен с диспетчерским пунктом по модемной связи с использованием стандартного протокола обмена. Считывание не- обходимой информации и управление станцией в объеме, доступном оператору, должно быть простым и удобным.
3. Технологическая схема газораспределительной станции должна предусматривать использование качественной, высоконадежной запорной и регулирующей арматуры с присоединением «под приварку» для минимизации источников возможных утечек газа.
4. Основу узла редуцирования должны составлять регуляторы давления, рассчитанные на безотказную работу в любых климатических зонах России, включая районы крайнего севера (Тмин.= – 60ºС). Эти регуляторы должны также обеспечивать устойчивую работу ГРС при минимальных расходах газа, близких к нулю.
5. Узел переключений должен оснащаться шаровыми кранами, обладающими повышенной износостойкостью и укомплектованными надежными приводами, работающими без выбросов вредных веществ в атмосферу. При использовании пневматических приводов, в качестве рабочей среды должен использоваться инертный газ или очищенный и осушенный воздух.
6. Для передавливания конденсата и одоранта из емкости в емкость, а также для продувки трубопроводов ГРС должен использоваться азот.
7. Обвязка импульсных линий и одоризационных установок должна выполняться из коррозионно-стойких сталей, на базе стандартных элементов обвязки (без применения уплотнительных резинотехнических деталей), поставляемых фирмами «Swagelok», «Hamlet», «Parker» или с использованием аналогичных изделий других производителей, не уступающих по качеству указанным выше.
8. Система одоризации газа должна отвечать всем современным нормам, включая требования экологии в отношении утилизации отходов производства и демонтированных частей оборудования, побывавших в прямом контакте с одорантом. Весь одорант на ГРС должен тщательно учитываться, а информация о его количестве и расходе — передаваться на верхний уровень управления и, при необходимости, архивироваться.
9. В качестве емкости для хранения одоранта должна применяться двухстенная емкость с внутренним сосудом из коррозионно-стойкой стали, размещаемая в специальном блок-боксе (отсеке) или устанавливаемая подземно.
10. Узлы очистки газа должны обеспечивать полное отделение капельной влаги и тонкость очистки от механических примесей не хуже 10мкм. 11. Подогрев газа должен быть оптимальным, при этом температура газа на выходе подогревателя газа не должна отклоняться более чем на ±2ºС от требуемого в реальности значения.
12. Подогреватели газа и котельные установки должны подвергаться режимной наладке в реальных условиях эксплуатации и не допускать содержания в дымовых газах продуктов неполного сгорания.
13. АГРС должна оснащаться системой электроснабжения с обеспечением гарантированной категории надежности для каждой группы потребителей и с комплектацией ГРС автономным источником питания необходимой мощности.
14. В европейских странах газораспределительные станции и газорегуляторные пункты эксплуатируют по единым нормативам, не создавая между ними принципиальных различий. В России, при соответствующей доработке и согласовании нормативных документов, можно было бы пойти на сближение с международными стандартами и, в частности, повысить входное давление газорегуляторных пунктов до 2,5 МПа.
15. В целях сокращения сроков ввода АГРС в эксплуатацию, а также для повышения качества всех видов работ, связанных с проектированием;изготовлением; испытаниями; монтажом;предпусковой, пусковой и режимной наладкой оборудования, целесообразно в качестве генерального подрядчика на проведение всего комплекса обозначенных работ привлекать производителя основного оборудования ГРС.
Вышеперечисленные требования сегодня находят воплощение в новых разработках завода «Газпроммаш». В разных стадиях освоения находятся различные изделия, предназначенные для использования в составе высоконадежной, экологически чистой ГРС. Поставлены на производство новые регуляторы давления газа, шаровые краны, газовые фильтры. Серийно выпускаются подогреватели газа, одоризационные установки, газорегуляторные пункты, шкафы контроля и управления ГРС, блоки локальной автоматики и другое оборудование, полностью отвечающее поставленным требованиям. В подразделениях НИОКР завода ведется постоянный анализ результатов эксплуатации поставляемого оборудования, совершенствование технических решений, а также изучение опыта лучших отечественных и зарубежных производителей аналогичного оборудования.
Сегодня завод «Газпроммаш» в полной мере готов к выполнению на объектах ОАО «Газпром» всего комплекса работ от проектирования до запуска в эксплуатацию автоматизированной ГРС, полностью соответствующей вышеперечисленным требованиям, а также способен, при соответствующем решении, газифицировать конкретный объект с использованием газорегуляторных пунктов на входное давление 2,5 МПа. Попутно могут быть решены и некоторые другие актуальные проблемы, например, непрерывный контроль качества одорирования газа непосредственно на газорегуляторном пункте с введением необходимой коррекции в процесс одоризации. Кроме того, в ходе согласования технического задания на проведение указанного комплекса работ, не останутся без внимания любые дополнительные предложения и пожелания, не противоречащие предлагаемой специалистами завода концепции создания высоконадежной, экологически чистой автоматизированной газораспределительной станции.
В период подготовки Зимних Олимпийских игр 2014 года, обозначенные и реализованные технические решения особенно актуальны при проведении газификации Черноморского побережья России, включая олимпийские объекты. Газораспределительная станция «Газпроммаш-5», (Омская область) ГРС «Газпроммаш» на полуострове Ямал (Мыс Каменный)
Газораспределительная станция «Газпроммаш-5», (Омская область)
ГРС «Газпроммаш» на полуострове Ямал (Мыс Каменный)