Газораспределительные станции (ГРС)

 

Газ из магистральных газопроводов поступает в распределительные газовые сети через газораспределительные станции (ГРС). На ГРС давление снижается до величины , необходимой для городских систем и поддерживается постоянным.

Основное отличие ГРС от ГРП состоит в том, что ее оборудование рассчитывают на максимально рабочее давление в магистральном газопроводе (до 7,5 МПа), а также имеет большую пропускную способность. Учитывая высокое давление газа перед ГРС дросселирование газа в них осуществляют в несколько ниток, т.е. защитную автоматику ГРС создают по принципу резервирования, а не отключения потока газа при отказах регулирующего оборудования. ГРС отличаются от ГРП также дополнительной обработкой газа. Газ на ГРС очищается от механических примесей в фильтрах: в висциновых, масляных или циклонных сепараторах. Фильтров устанавливается не менее двух. Затем газ может направляться в подогреватель. Подогрев газа в теплообменниках предусматривают для того, чтобы предотвратить образование гидратов при дросселировании газа. На ГРС устанавливаются регуляторы как прямого действия, так и непрямого. Схемы ГРС позволяют в аварийных случаях снабжать газом потребителей по обводной линии с ручным регулированием давления газа. На байпасе устанавливаются два крана. Обводная линия располагается не ближе 10 м от наружной стены вне здания. На выходной линии из ГРС устанавливаются два предохранительных сбросных клапана . Свечи выводятся на 2 м выше крыши. Технологическое оборудование ГРС, автоматика и КИП располагается в здании. Требования к зданиям ГРС. Диспетчерская отделяется от основного помещения капитальной стеной. На ГРС также предусматривается одоризация газа. Используются два вида обслуживания ГРС:

 

Рисунок 16.1 Общая компоновка автоматизированной ГРС с надомным обслуживанием (помещения КИП и служб не показаны)

1 - кран с пневматическим приводом; 2 - регулятор давления РД-80; 3 - кран со смазкой; 4 - висциновые фильтры; 5 - подогреватель; 6 - продувочная свеча.

 

1) Вахтовые - ГРС с расходом газа более 200000 м³/ч. Обслуживающий персонал находится на ГРС;

2) Безвахтовые - обслуживание предусматривает установку световых и звуковых сигнализаторов на квартирах операторов, после срабатывания которых они должны явиться на ГРС и устранить неполадки.

 

5) Управление гидравлическими режимами и технологическими процессами распределения газа

Газ из магистральных газопрово­дов поступает в городские распреде­лительные сети и по ним доставляется к потребителям. Городские потре­бители: бытовые, коммунально-бытовые и промышленные существенно отличаются друг от друга как по объе­мам потребляемого газа, так и по ре­жимам его потребления. Для удовлет­ворения различных требований к по­даче газа, как но режиму во времени, так и по его параметрам, необходима современная гибкая система управле­ния технологическими процессами рас­пределения газа, согласно требовани­ям потребителей. Это достигается прежде всего иерархическим построе­нием газовых сетей, их автоматиза­цией и принятой системой присоеди­нения потребителей к сетям различ­ного иерархического уровня.

Газоиспользующие приборы и установки жилых зданий, большинст­во коммунально-бытовых потребите­лей присоединяют к сетям низкого давления, т. е. низшему иерархичес­кому уровню системы газоснабжения. Необходимый гидравлический режим в этих сетях поддерживается авто­матическими газорегуляторными пунктами, через которые поступает газ в сети низкого давления. Гидрав­лический режим верхнего иерархичес­кого уровня —сетей высокого и сред­него давления определяется совмест­ной работой газорегуляторных пунк­тов, расположенных на выходах из этих сетей, и газораспределительных станций, через которые газ поступает в сети. Таким образом, стабильный гидравлический режим городской сис­темы. газоснабжения обеспечивается совместной работой автоматических регуляторов давления, которые под­держивают постоянное давление газа в заданных точках системы, независи­мо от режима потребления газа. Сле­довательно, с изменением спроса на газ потребителями, связанного с их технологическими режимами, изменя­ется пропускная способность автома­тических регуляторов давления, начи­ная от регуляторов потребителей и кончая регуляторами давления на ГРС, но давление в заданных точках сети сохраняется постоянным, что обеспечивает устойчивое газоснаб­жение.

Устойчивый режим газоснабжения будет обеспечен в том случае, если расходы газа потребителями не будут превосходить расчетные значения, а подача газа будет соответствовать спросу на газ. Но указанного выше соответствия спроса на газ и его подачи без специальных дополнитель­ных систем добиться в течение всего года невозможно. Это связано с не­равномерностью потребления газа и возникающей необходимостью балан­сирования подачи и потребления газа как в суточном, так и в годовом разрезах. Как это было показано вы­ше, для балансирования газа и вырав­нивания графиков его потребления ис­пользуют подземные хранилища газа, аккумулирующую емкость магист­ральных газопроводов и потребителей-регуляторов.

Из проведенного рассмотрения управление системой газоснабжения, имеющей иерархическое построение с помощью одних автоматических газорегуляторных станций оказывается не­возможным. Кроме автоматического управления ГРП необходимо управ­ление из центрального диспетчер­ского пункта. Основное назначение диспетчерского управления — это из­менение режима, автоматически под­держиваемого регуляторами давле­ния, при дисбалансе спроса и подачи га­за как локально в отдельных зонах системы, так и для всего города в целом. Эти дисбалансы вызываются как режимными факторами, так и возни­кающими аварийными ситуациями. Для обеспечения устойчивого газо­снабжения города диспетчер управля­ет потоками газа путем перенастройки регуляторов на другие значения регулируемого давления, перекрытия потока газа на отдельных участках с помощью задвижек, а также путем изменения подачи газа потребителям-регуляторам.

Такое управление в минимальном объеме возможно- осуществлять с по­мощью службы эксплуатации, но при этом нельзя избежать (в отдельных случаях) ущерба, наносимого пред­приятиям от недоподачи газа, и нельзя оптимизировать гидравлические режимы в сетях в целях полу­чения экономического эффекта. Ква­лифицированно решить отмеченные выше задачи, а также обеспечить оп­тимальное управление технологичес­ким процессом распределения газа возможно лишь при наличии автома­тизированной системы управления технологическими процессами газо­снабжения (АСУТП газоснабжения).

5.1 АСУ ТП газоснабжения

В комплекс программно-техничес­ких средств АСУ ТП газоснабжения входят: телемеханический и вычисли­тельный комплекс на базе ЭВМ. АСУ ТП обеспечивает: контроль парамет­ров и учет расхода газа, контроль состояния оборудования, управление автоматическими регуляторами дав­ления и отдельными запорными за­движками, оптимизацию технологи­ческого режима распределения га­за.

Централизированная станция АСУ ТП размещается на диспетчерском пункте. Это вычислительный комплекс, в состав которого входят ЭВМ, дисплей, печатающее устройство. Дисплей является пультом управления и находится непосредственно на столе перед диспетчером. Вычислительный комплекс с помощью линии связи соединен с аппаратурой, размещае­мой на контролируемом пункте (КП). На КП установлены датчики теле­измерений, устройства дистанционно­го управления настройкой регулято­ров давления и дистанционного уп­равления закрыванием и открыванием задвижек, а также приемно-передающее устройство.

В качестве линий связи исполь­зуют двухпроводные телефонные ли­нии, арендуемые у городской теле­фонной сети. Каждый сигнал переда­ется импульсами постоянного тока. Селекция сигналов обеспечивается изменением полярности электрическо­го тока, величиной напряжения и дли­тельностью. Различные комбинации сигналов обеспечивают необходимую связь в АСУ ТП. АСУ ТП газоснаб­жения выполняет информационные, управляющие и вспомогательные функции.

К информационным функциям от­носятся: а) сбор, первичная обработ­ка и хранение информации о гидрав­лическом режиме газовых сетей (ре­жимы давлений, режимы потребле­ния и подачи газа); б) расчет по программам требуемых технологичес­ких режимов и определение отклоне­ния требуемых значений параметров от измеренных значений; в) расчет технологических показателей распре­деления газа, суточных графиков по­требления газа и интегральных пока­зателей потребления, определение, от­клонений этих показателей от лими­та газопотребления; г) диагностика состояния технологического оборудо­вания, выявление отклонений состоя­ния и режимов работы оборудова­ния от нормальных значений; д) об­наружение крупных утечек газа в се­тях высокого и среднего давлений по резкому росту расхода и падению давления газа в аварийных зонах; е) подготовка и передача требуемой информации.

Управляющими функциями явля­ются следующие: а) управление гид­равлическими режимами на базе рас­чета потокораспределения на ЭВМ, обеспечивающее установление мини­мально необходимого давления газа перед ГРП. Такие режимы разра­батываются на основании измеренных давлений в характерных точках СВД (ССД) и режимов газопотребления. Режимы потребления газа проходят математическую обработку, в резуль­тате которой создаются прогнозные модели. Поддержание такого режима облегчает работу регулирующего обо­рудования сетей, позволяет более точ­но поддерживать требуемое давление в сетях и способствует исключению перерасхода газа потребителями; б) управление распределением ограни­ченных ресурсов природного газа, соответствующих плановым лимитам газа, отпускаемых городу, в целях минимизации снижения эффективнос­ти работы промышленных предприятий. Близкой к приведенной выше задаче является управление распре­делением газа при нерасчетных похолоданиях и возникновениях аварий­ных ситуаций; в) управление регуля­торами давления, которые подают газ в сети низкого давления, в целях приближения давления газа перед горелками потребителей к номиналь­ному значению, что обеспечивает экономию в расходовании газа за счет оптимизации КПД газовых при­боров.

К вспомогательным функциям в основном относятся следующие: а) контроль состояния технических средств системы; б) хранение инфор­мации; в) обеспечение связи с инфор­мационной базой данных.