что такое грс в газоснабжении
Газораспределительная станция (ГРС)
Промысловые газораспределительные станции служат для обработки газа, добываемого на промыслах, а также для снабжения газом близлежащего к промыслу населенного пункта, контрольно-распределительные пункты — промышленных или сельскохозяйственных объектов, а также для питания кольцевой системы газопроводов, сооружаемых вокруг города. Автоматические газораспределительные станции снабжают газом небольшие населенные пункты, совхозы и колхозы на ответвлениях от магистральных газопроводов.
В состав газораспределительных станций входят основные блоки: отключающих устройств; очистки газа; предотвращения гидратообразования (при необходимости); автоматического редуцирования (регулирования давления, измерения расхода газа); автоматической одоризации газа. Газ из входного газопровода поступает в блок отключающих устройств и направляется на очистку в масляные пылеуловители или в висциновые фильтры блока очистки, затем поступает в блок автоматического регулирования давления. Далее газ направляется в выходные газопроводы низкого давления, где производятся измерение расхода, его количественный учет и одоризация. Число линий редуцирования на газораспределительных станциях зависит от расхода газа; одна из линий предусматривается как резервная. Автоматизированные газораспределительные станции снабжаются комплектом запорной арматуры, которая при аварийной ситуации обеспечивает автоматический ввод в действие и отключение рабочих и резервных линий редуцирования.
Газораспределительные станции (ГРС)
Рисунок 16.1 Общая компоновка автоматизированной ГРС с надомным обслуживанием (помещения КИП и служб не показаны)
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.
Типы газораспределительных станций
Газораспределительная станция (ГРС) предназначена для снижения уровня давления газа до заданной величины, которая является необходимой в соответствии с нормами безопасного потребления. Также к ее функциям относятся очистка среды от механических примесей и конденсата, измерение и регистрация расхода топлива. Станция является важной составляющей в современной системе транспортировки газа и представляет собой целый комплекс оборудования, измерительных и вспомогательных устройств.
Основными потребителями газораспределительной станции являются:
Существует несколько классификаций ГРС. Рассмотрим основные из них:
Остановимся подробнее на особенностях различных конструкций ГРС:
— Станции индивидуального проектирования.
Их разрабатывают специализированные проектные организации. Такие станции располагают вблизи крупных населенных пунктов. Они отличаются улучшенными условиями обслуживания и управления оборудованием.
— Блочно-комплектные ГРС.
Использование станций такой конструкции позволяет существенно сократить сроки и затраты на строительство. Основой ГРС в этом случае является блок-бокс, который выполнен из трехслойных панелей. Он обладает высокой огнестойкостью и сравнительной легкостью конструкции. Кроме того, панели бокса хорошо защищают оборудование от низких температур (до –45 °С). БК-ГРС могут иметь одну или две выходные линии к потребителям.
— Автоматические газораспределительные станции (АГРС).
Они состоят практически из тех же технологических узлов, что и ГРС предыдущих двух типов. На монтажной площадке они комплектуются дополнительным оборудованием и оградой. Главной особенностью данных станций является работа в автоматическом режиме без присутствия людей. Эти ГРС позволяют снижать давление природного, искусственного или попутного нефтяного газа с высоких значений (55 кгс/см 2 ) до низких (3–12 кгс/см 2 ). Также они обеспечивают поддержание данного параметра на постоянном уровне с точностью +/– 10 %.
Распределительные газопроводы и их классификация
Газопровод является важным элементом системы газоснабжения, так как на его сооружение расходуется 70-80% всех капитальных вложений.
Газопровод является важным элементом системы газоснабжения, так как на его сооружение расходуется 70-80% всех капитальных вложений.
Газопроводы низкого давления служат для подачи газа к жилым домам, общественным зданиям и коммунально-бытовым предприятиям.
Газопроводы среднего давления через газорегуляторные пункты (ГРП) снабжают газом газопроводы низкого давления, а также промышленные и коммунально-бытовые предприятия.
По газопроводам высокого давления газ поступает через газораспределительные установки (ГРУ) на промышленные предприятия и газопроводы среднего давления.
Связь между потребителями и газопроводами различных давлений осуществляется через ГРП и ГРУ и ГРШ.
В зависимости от расположения газопроводы делятся на наружные (уличные, внутриквартальные, дворовые, межцеховые) и внутренние (расположенные внутри зданий и помещений), а также на подземные (подводные) и надземные (надводные).
В зависимости от назначения в системе газоснабжения газопроводы подразделяются на распределительные, газопроводы-вводы, вводные, продувочные, сбросные и межпоселковые.
Газопроводом-вводом считают участок от места присоединения к распределительному газопроводу до отключающего устройства на вводе.
Межпоселковыми являются распределительные газопроводы, проложенные между населенными пунктами и связывающие газопроводы различного назначения между собой.
Внутренним газопроводом считают участок от газопровода-ввода (вводного газопровода) до места подключения газового прибора или теплового агрегата.
В зависимости от материала труб газопроводы подразделяют на металлические (стальные, медные) и неметаллические (полиэтиленовые).
Различают также трубопроводы с сжиженным углеводородным газом (СУГ), а также сжиженным природным газом (СПГ), при криогенных температурах.
По принципу построения распределительные системы газопроводов делятся на кольцевые, тупиковые и смешанные.
В тупиковых газовых сетях газ поступает потребителю в одном направлении, т. е. потребители имеют одностороннее питание.
В отличие от тупиковых кольцевые сети состоят из замкнутых контуров, в результате чего газ может поступать к потребителям по 2 м или нескольким линиям.
Надежность кольцевых сетей выше тупиковых.
При проведении ремонтных работ на кольцевых сетях отключается только часть потребителей, присоединенных к данному участку.
В систему газоснабжения входят распределительные газопроводы всех давлений, газораспределительные станции (ГРС), газорегуляторные пункты и установки.
Все элементы систем газоснабжения должны обеспечивать надежность и безопасность подачи газа потребителям.
В зависимости от числа ступеней и давления газа в газопроводах, системы газоснабжения городов и населенных пунктов делятся на одно-, двух-, трех- и многоступенчатые.
Одноступенчатые системы газоснабжения обеспечивают подачу газа потребителям по газопроводам только одного давления, как правило, низкого (рис.5.1 )
Двухступенчатые системы газоснабжения (рис.5.2) обеспечивают распределение и подачу газа потребителям по газопроводам среднего и низкого или высокого и низкого давлений.
Трехступенчатая система газоснабжения позволяет осуществлять распределение и подачу газа потребителям по газопроводам низкого, среднего и высокого давлений.
Многоступенчатая система газоснабжения предусматривает распределение газа по газопроводам высокого I категории (до 1,2 МПа), высокого II категории (до 0,6 МПа), среднего (до 0,3 МПа) и низкого (до 500 даПа) давлений.
Выбор системы газоснабжения зависит от характера планировки и плотности застройки населенного пункта.
Устройство подземных распределительных газопроводов.
Система газоснабжения должна быть надежной и экономичной, что определяется правильным выбором трассы газопровода, который зависит от расстояния до потребителя, ширины проездов, вида дорожного покрытия, наличия вдоль трассы различных сооружений и препятствий, а также от рельефа местности.
Минимальная глубина заложения газопроводов должна быть не менее 0,8 м.
В местах, где не предусматривается движение транспорта, глубина заложения газопровода может составлять 0,6 м.
Расстояние от газопровода до наружной стены колодцев и камер подземных сооружений должно быть не менее 0,3 м.
Допускается укладка 2 х и более газопроводов в одной траншее на одном или разных уровнях.
При этом расстояние между газопроводами в свету должно быть достаточным для их монтажа и ремонта.
Расстояние по вертикали между подземными газопроводами всех давлений и другими подземными сооружениями и коммуникациями должно составлять:
Допускается уменьшать расстояние между газопроводом и электрокабелем при прокладке их в футлярах.
При этом концы футляра электрокабеля должны выходить на 1 м по обе стороны от стенок пересекаемого газопровода.
При пересечении каналов теплосети, коллекторов, туннелей, каналов с переходом над или под ними следует предусматривать прокладку газопровода в футляре, выходящем на 2 м в обе стороны от наружных стенок пересекаемых сооружений, а также проверку физическими методами контроля всех сварных стыков в пределах пересечения и на расстоянии 5 м в стороны от наружных стенок этих сооружений.
Запорную арматуру и конденсатосборники на газопроводах устанавливают на расстоянии не менее 2 м от края пересекаемой коммуникационной системы или сооружения.
Газопроводы в местах прохода через наружные стены зданий заключают в футляры диаметром не менее чем на 100-200 мм больше диаметра газопровода.
Газораспределительная станция – назначение и устройство
В промышленные и городские системы газопроводов газ поступает через газораспределительные станции (ГРС). Основная функция оборудования – понижение давления продукта (редуцирование) до необходимого уровня.
Кроме этого, на этих агрегатах газ очищается от твердых и жидких примесей с помощью специальных фильтров и пылеуловителей. Поскольку природный газ не имеет цвета и запаха, это затрудняет выявление утечек, поэтому в состав систем ГРС входит оборудование для одоризации – придания газовой смеси специфического запаха.
Какие бывают ГРС и из чего они состоят
Станции ГРС различаются по назначению и производительности:
Магистральные. Стоят на ответвлениях от магистральных трубопроводов к промышленным объектам или населенным пунктам. Имеют высокую производительность (до 500 тыс. м³/ч)
Промысловые. Используются для подготовки (очистки) продукта после его добычи.
Автоматические. Применяются для снабжения газом небольших потребителей.
Контрольно-распределительные. Располагаются на ответвлениях магистральных трубопроводов к объектам промышленного назначения.
Основными компонентами объектов ГРС являются регуляторы давления газа (газовые редукторы). Эти устройства обеспечивают снижение и дальнейшее поддержание заданного давления на выходе. При этом выходное давление не зависит от его величины на входе и расхода продукта. Наибольшим доверием среди потребителей пользуются редукторы производства компаний COPRIM, TARTARINI,
FISHER, «МЕТРАН» (поставщик оборрудования этих брендов в России ООО “ТЕРМОГАЗ”). Также в состав газораспределительных станций входят узлы очистки газа, его учета, оборудование для одоризации и предотвращения гидратообразований.
Принцип работы газораспределительных станций
Магистральные ГРС работают по следующей схеме:
Газ из трубопровода поступает на пылеуловители, где очищается от механических примесей. Очищенный продукт подается в газовые редукторы, где давление ГРС снижается до заданного уровня. Давление контролируется входными и выходными манометрами, при его превышении срабатывает предохранительный клапан, сбрасывающий избытки в атмосферу через газовую свечу. Потребление продукта контролируется специальными измерительными устройствами.
При оборудовании ГРС важнейшее значение имеет качество комплектующих, особенно газовых редукторов. Наибольшей популярностью пользуются РГД производства итальянских компаний TARTARINI, FISHER и COPRIM, а также российский регулятор «МЕТРАН».