3. АНАЛИЗ РАБОТЫ ГАЗОПРОВОДОВ
Эффективная работа магистральных трубопроводов может реализоваться только при наличии объективной информации о состоянии установленного оборудования и эффективности его использования. В процессе эксплуатации техническое состояние оборудования и условия его эксплуатации постоянно меняются, что вызывает необходимость периодического отслеживания основных показателей работы оборудования и эффективности его использования.
Работа магистральных трубопроводов анализируется в следующих направлениях:
1) использование линейной части и оборудования по времени (показатели экстенсивного использования);
2) использование линейной части и оборудования по пропускной способности, располагаемой мощности, теплосъему (показатели интенсивности использования);
3) исследование технического состояния и надежности работы линейной части и оборудования;
4) оценка эффективности использования энергии.
Результаты анализа позволяют наметить пути повышения эффективности работы магистрального трубопровода.
3.1. Исходная информация
Глубина проведения анализа и достоверность результатов во многом предопределяются полнотой и достоверностью исходной информации. Для проведения анализа требуется информация по физическим свойствам транспортируемого продукта, характеристике линейной части трубопровода, характеристике используемого оборудования, параметрам работы линейной части и оборудования и данные об использовании оборудования.
Технологические параметры работы трубопровода предпочтительно получать в ходе специальных контрольных замеров с использованием приборов повышенной точности. Для получения необходимой достоверности результатов замеры следует производить сериями с последующей статистической обработкой результатов.
При отсутствии возможности проведения контрольных замеров анализ производится на основе диспетчерских данных и данных по эксплуатации оборудования. Необходимую выборку режимов производят из периода (2-3 суток) стабильной работы трубопровода с производительностью, приблизительно равной средней производительности за анализируемый период (неделя, месяц, год).
1) Физические свойства: состав, плотность, относительная плотность, вязкость, содержание воды, низшая теплота сгорания.
2) Характеристика линейной части: длина, диаметр, толщины стенок труб и их раскладка, длины резервных ниток и лупингов и их положение на трассе, наличие и расположение перемычек и отводов или подключений, профиль трассы, положение запорной арматуры и ее состояние (открыто, закрыто), отказы и их причины, периодичность очистки и дата проведения последней, характеристика очистных устройств.
3) Характеристика оборудования: тип, техническая характеристика, время начала эксплуатации, наработка, отказы и их причины, наработка после капитального ремонта, техническая характеристика технологий и техники для утилизации энергии.
4) Параметры работы линейной части: производительность, температура и давление в начале и в конце анализируемого участка, температура грунта и воздуха.
5) Параметры работы КС: схема работы ГПА, АВО и пылеуловителей, производительность КС и ЦН, давление и температура газа на входе и выходе КС, давление и температура газа на входе и выходе ЦН, давление и температура газа на входе и выходе АВО, потери давления во входных и в выходных коллекторах КС, потери давления в пылеуловителях и в АВО, частота вращения роторов ЦН, температура и давление атмосферного воздуха, температура воздуха на входе осевых компрессоров ГТУ, давление воздуха до и после осевых компрессоров, температура продуктов сгорания до и после силовых турбин, расход топливного и пускового газа, расход электроэнергии на технологические нужды, количество утилизируемой энергии на КС.
6) Использование оборудования: длины отключаемых участков и время и причины их простоя, наработка оборудования, время нахождения оборудования в резерве, время нахождения оборудования в плановом техническом обслуживании, время и причины нахождения оборудования в вынужденном простое, количество отказов и их причины.
7) Характеристика измерительных приборов: пределы измерения, класс точности, относительная ошибка измерений, цена деления шкалы прибора.
3.2. Оценка использования оборудования
Использование оборудования по времени оценивается коэффициентом экстенсивного использования .
Для линейной части
, (4.1)
где li - длина i-го участка;
- время работы i-го участка в анализируемом периоде работы трубопровода;
L - длина анализируемого участка;
- продолжительность анализируемого периода.
Для оборудования
, (4.2)
где - время работы оборудования в анализируемом периоде.
Проектная величина kЭП определяется соотношением
, (4.3)
где - количество рабочего и установленного оборудования.
Высокое значение kЭ не всегда свидетельствует о рациональности использования оборудования. Большое значение имеет степень его загрузки. Интенсивность использования оборудования оценивается соотношением фактических значений производительности, потребляемой мощности или теплосъема к проектным, располагаемым или номинальным их значениям.
Возможность эффективного использования оборудования во многом зависит от производительности трубопровода. Для оценки степени загруженности трубопровода анализируются значения коэффициентов использования проектной производительности и пропускной способности :
, (4.4)
, (4.5)
где Q - фактическая производительность;
- проектная производительность;
qТВ - технически возможная (максимальная) пропускная способность.
Интенсивность использования перекачивающих агрегатов характеризуется коэффициентом загрузки :
, (4.6)
где - потребляемая и располагаемая мощность агрегата при условиях эксплуатации.
Потребляемая агрегатами мощность определяется из уравнения (2.11) или (3.72).
Располагаемая мощность ГТУ зависит от давления и температуры воздуха:
, (4.7)
где - номинальная мощность ГТУ (приложение 4);
- коэффициент технического состояния ГТУ, принимаемый по данным исследования технического состояния агрегата (при отсутствии таких данных принимается равным 0,95);
- коэффициент, учитывающий влияние противооблединительной системы;
- коэффициент, учитывающий влияние системы утилизации тепла выхлопных газов, =0,985;
- коэффициент, учитывающий влияние температуры наружного воздуха(приложение 4);
- фактическая и расчетная температура воздуха перед осевым компрессором (приложение 4);
- фактическое и расчетное давление воздуха.
Коэффициент принимается равным 1 при отсутствии противообледенительной системы и при температуре на входе осевого компрессора выше 50С. При прочих условиях можно принять =0,9.
Располагаемая мощность синхронного электродвигателя принимается равной номинальной мощности при номинальных параметрах системы охлаждения. Номинальные температуры охлаждения составляют 300 С при охлаждении воздухом и 400 при охлаждении водой. Повышение температуры воды или воздуха приводит к снижению располагаемой мощности (приложение 6).
Интенсивность использования АВО характеризуется средним коэффициентом тепловой эффективности kСР (2.44).
Качество очистки газа циклонными пылеуловителями зависит от производительности. При малых производительностях скорости течения газа в циклонах получаются ниже оптимальных, что снижает качество очистки, а при больших производительностях возрастает унос газом жидкости. Нормальной работе пылеуловителя соответствует условие
. (4.8)
Максимальная производительность Qmax и минимальная Qmin определяются по характеристикам пылеуловителей в зависимости от давления газа на входе в КС и его плотности.
3.3. Анализ надежности и технического состояния оборудования
Надежность работы оборудования принято оценивать тремя основными показателями: коэффициентом готовности , коэффициентом технического использования и наработкой на отказ To:
, (4.9)
, (4.10)
, (4.11)
где - время работы оборудования за анализируемый период;
- время вынужденного простоя;
- время технического обслуживания и плановых ремонтов;
n - количество отказов оборудования за анализируемый период.
Техническое состояние перекачивающих агрегатов характеризуется следующими коэффициентами:
- коэффициентом технического состояния нагнетателя (насоса) :
, (4.12)
где - фактический и паспортный кпд нагнетателя (насоса);
- коэффициентом технического состояния двигателя по мощности :
, (4.13)
где - фактическая и паспортная мощность двигателя при одинаковых условиях работы;
- коэффициентом технического состояния двигателя по кпд :
, (4.14)
где - фактический и номинальный кпд двигателя.
Техническое состояние ГТУ сказывается на расходе топливного газа, и в этом случае оно оценивается коэффициентом технического состояния по топливному газа :
, (4.15)
где - фактический и паспортный расход топливного газа.
Паспортные показатели ГТУ при фактических условиях работы определяются следующими зависимостями [7]:
- паспортная мощность (кВт)
, (4.16)
где T1, - фактическая и номинальная температура перед турбиной высокого давления;
- теплота сгорания топлива BQH (кВт)
, (4.17)
где - номинальный кпд ГТУ;
- расход топливного газа (м3/с)
; (4.18)
- эффективный кпд
. (4.19)
Между коэффициентами технического состояния ГТУ существует следующая связь:
. (4.20)
3.4. Оценка результатов анализа
Результаты анализа работы магистрального трубопровода используются для принятия решения по повышению эффективности его эксплуатации. Это могут быть варианты как по совершенствованию технологической схемы работы, так и по необходимости проведения реконструкции трубопровода. В общем случае проведенный анализ может дать два основных результата.
1) Трубопровод работает с производительностью ниже проектной или ниже его пропускной способности.
В этом случае, прежде всего, необходимо выяснить причины низкого использования пропускной способности. Возможными причинами могут быть:
- низкая добыча нефти или газа;
- недостаточная потребность в нефти или газе;
- ошибки проектирования или строительства трубопровода;
- низкая гидравлическая эффективность работы;
- неудовлетворительное техническое состояние перекачивающих агрегатов;
- низкое давление поступающего с промысла газа;
- большие внутристанционные потери давления;
- пониженная надежность линейной части.
2) Низкая эффективность работы.
В данном случае причины могут быть следующие:
- трубопровод работает не в оптимальной области;
- внутренняя полость трубопровода сильно загрязнена;
- неудовлетворительное техническое состояние перекачивающих агрегатов;
- характеристика насосов или компрессоров не соответствует условиям работы трубопровода;
- перекачивающие агрегаты используются неэффективно;
- большие внутристанционные потери давления;
- низкое давление газа в газопроводе;
- высокая температура газа в газопроводе.
Признаками экономичности работы трубопровода при заданной производительности являются высокое значение коэффициента гидравлической эффективности линейной части, близкое к номинальному значению кпд перекачивающих агрегатов, и минимальное значение потерь давления на регулирование работы перекачивающих станций.
Для МГ экономичность работы в значительной степени зависит от величины давления на выходе КС. Снижение давления по отношению к допустимому для данного газопровода приводит к повышению затрат энергии. Пониженное давление на выходе станции может быть целесообразным на последней КС МГ и в случае, когда станции оборудованы агрегатами без средств регулирования производительность. В последнем случае затраты с учетом регулирования работы КС могут превысить затраты при работе газопровода с пониженным давлением. В остальных случаях пониженное давление может быть связано только с техническим состоянием перекачивающих агрегатов и их несоответствием условиям работы МГ.
В определенной степени экономичность работы зависит от оптимальности температурного режима трубопровода и периодичности его очистки.
При невозможности повышения эффективности работы трубопровода до желаемого значения возникает вопрос его реконструкции. При реконструкции станций могут выполняться:
- сооружение укрупненных цехов, взамен нескольких ликвидируемых, с использованием современного оборудования укрупненной единичной мощности;
- замена перекачивающих агрегатов и другого оборудования в старых зданиях;
- модернизация действующих перекачивающих агрегатов и другого оборудования.
При реконструкции линейной части выполняются:
- замена дефектных труб;
- лупингование отдельных участков;
- вынос трасс из зон застройки, прохождения железных и автомобильных дорог и пр.
Целесообразность и объем мероприятий по повышению экономичности работы трубопровода обосновываются экономическими расчетами. Наибольший экономический эффект дают мероприятия, проводимые на головных участках МГ.
Как правило, проводимые в целях повышения экономичности работы мероприятия должны сопровождаться благоприятным экологическим эффектом. В ряде случаев работы по реконструкции трубопровода должны быть связаны с повышением общей и экологической безопасности его работы.
- Название: Магистральные нефтегазопроводы
- Авторы: В.Г.Зубарев
- Издательство: ТНГУ
- Год: 2001
- Страниц: 77
- Формат: *.doc
- Размер: 1.5Mb
- Качество: Отличное
- Серия или Выпуск: -----
Скачать Магистральные нефтегазопроводы:
Приобететение доступа к файлам
ВНИМАНИЕ: Данная информация получена путем сканирования, цифровой обработки физических носителей или обмена с неравнодушными пользователями. Она не имеет отметок грифа секретности и тайны, если вы считаете, что эта информация нарушает Ваши авторские или другие права. Незамедлительно сообщите администратору для удаления ее из портала.