Изобретение относится к области эксплуатации магистральных газопроводов и может быть использовано для безопасного выполнения предремонтных (опорожнение) и предпусковых (заполнение участков магистральных газопроводов природным газом) операций, а также для создания резервного питания импульсным газом приводов линейных, байпасных и свечных кранов в составе крановых узлов при возможном нарушении целостности многониточных магистральных газопроводов, проложенных в одном технологическом коридоре.
Известны формы типовых байпасных и импульсных обвязок линейных кранов (7.402-2 Типовые узлы / Монтажные узлы установки арматуры на магистральных газопроводах диаметром до 1420 мм на рабочее давление 7,5 МПа// Альбом I - «Технологическая часть». Альбом II - «КИП и Автоматика». Альбом III - «Строительная часть». ВНИПИТРАНСГАЗ. -1984), а также основные правила их технической эксплуатации (СП 36.13330.2012 Свод Правил «Магистральные трубопроводы» // Актуализированная редакция СНиП 2.05.06-85* с изменениями №1, 2. -2012).
Типовая байпасная обвязка линейного крана в составе кранового узла состоит из двух байпасных и одного свечного газопроводов (DN 300) с двумя байпасными и свечным кранами, при этом первый «по ходу газа» байпасный кран имеет свой обводной газопровод (DN 100) с обводным краном и краном-регулятором. Типовая импульсная обвязка линейного крана в составе кранового узла состоит из: стояков отбора импульсного газа с силовыми инвентарными заглушками и отводными кранами; емкости резервного питания импульсным газом с входным и выходным газопроводами, отсечными кранами и манометром; газопроводов контуров импульсной обвязки с отсечными и свечными кранами, свечными линиями и обратными клапанами, манометрами, шкафами датчиков КИПиА, фильтрами, электропневматическими узлами управления пневмогидроприводами линейного, байпасных и свечного кранов в составе кранового узла.
Недостатками типовых обвязок линейных кранов являются: вынужденные ограничения в достигаемых скоростях сброса (при опорожнении) и подъема (при заполнении) давления природного газа в участке магистрального газопровода, существенно влияющие на время его вывода/ввода в эксплуатацию и, соответственно, на объем выполняемой товаротранспортной работы. Сами ограничения непосредственно связаны с проявлением разнонаправленных по своей физической сути эффектов Джоуля-Томпсона и Гартмана-Шпренгера и с не всегда адекватными последствиями ручного регулирования скорости потока природного газа имеющимся штатным оборудованием кранового узла. В трассовых условиях при отсутствии в обвязке кранового узла крана-регулятора кажущийся температурный баланс достигается дросселированием потока газа с помощью трубопроводной арматуры, чего допускать категорически нельзя, исходя из требований Правил эксплуатации шаровых кранов, по причине деформации резиновых уплотнительных колец шаровой пробки крана мощными потоками газа и приведения, таким образом, самого шарового крана в неработоспособное состояние (СТО Газпром 2-3.5-454-2010 Правила эксплуатации магистральных газопроводов // ОАО «ГАЗПРОМ». - 2010). Торможение потока газа трубопроводной арматурой, зачастую, операция вынужденная, но распространенная в эксплуатации, поскольку при проявлении вышеуказанных эффектов наблюдается нерегулируемые резкие охлаждение (при опорожнении) и разогрев (при заполнении) определенных участков байпасной и импульсной обвязок на крановом узле, частично снять которые возможно только организацией дополнительного (замедленного/ускоренного) массопереноса. Очевидно, что если в контуре есть массоперенос, то будет и теплоперенос. Другие, используемые на практике способы (например, установка дросселирующей шайбы, ограничивающей проходное сечение; установка дополнительной трубопроводной арматуры в тупиковых полостях; организация перетока газа в емкость резервирования импульсного газа; установка шланга высокого давления) либо малоэффективны, либо ограничены требованиями локальных нормативных актов и надзорными органами (например, неполное раскрытие крана). В итоге развивается температурный разбаланс, приводящий к риску возникновения аварийного нарушения работоспособности трубопроводной арматуры и разрушения коррозионно-защитного покрытия газопровода со всеми вытекающими последствиями.
Известен способ предупреждения нагрева элементов трубной обвязки кранового узла при заполнении участка газопровода (патент RU 2577896 С1, F16D3/00, опубл. 20.03.2016), включающий регулирование потоков газа и контроль давления за счет выполнения трубного соединения тупиковых ответвлений крановой обвязки путем фланцевых соединений и обеспечения тем самым дополнительного перепуска газа.
Согласно описанию, нагрев наблюдается в тупиковом ответвлении на заполняемом участке газопровода (на заполняющем - этого не происходит) из-за срыва потока и его пульсации в месте соединения стояка отбора импульсного газа к основной линии байпаса. В описании не уточняется тип соединения стояка отбора импульсного газа к основной линии байпаса. Хотя это уточнение является ключевым, поскольку, исходя из опыта эксплуатации, неконтролируемый нагрев наблюдается только в тех модификациях типовых проектных решений стояков отбора импульсного газа, которые собраны из тройника 300×200 мм, соответствующего перехода 200×100 мм (либо 200×50 мм) и непосредственно самого стояка - участка трубы DN 100 (либо DN 50), оканчивающегося силовой инвентарной заглушкой. А, к примеру, на соединениях типа «прямая врезка» заводского изготовления 300×50 такого нагрева не происходит. Заявленный способ работает только на предупреждение нагрева за счет компенсации эффекта Гартмана-Шпренгера. Компенсация резкого охлаждения при опорожнении из-за эффекта Джоуля-Томпсона не рассмотрена вообще, и получается, что сам крановый узел, судя по описанию, работает только в одну сторону - для заполнения газом, хотя это далеко не так. Крановый узел в зависимости от рельефа местности может быть расположен в самой высокой и самой низкой части трассы и, исходя из производственной необходимости и при соблюдении всех исчерпывающих требований безопасности, должен выполнять обе функции - работать не только на заполнение, но и на опорожнение, причем с одинаковым функционалом для любого из прилегающих участков, расположенных до и после линейного крана. Очевиден также недостаток в выборе способа установки дополнительного байпаса на крановом узле через фланцевые соединения. В газовой промышленности применение фланцевых соединений носит самый ограничений характер, поскольку при таких показателях трассового давления (от 7,4 МПа) и при наличии суточных и сезонных перепадов температур - любое фланцевое соединение из-за использования в нем материалов с различной степенью температурного расширения/сужения является потенциальной угрозой возникновения неконтролируемых утечек природного газа. Поэтому согласно руководящим и локальным нормативным актам ПАО «Газпром» вместо фланцевого соединения наиболее логичным и приемлемым представляется использование технологий сварки (СТО Газпром 2-2.2-136-2007 Инструкция по технологиям сварки при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов / Части I и II //ОАО «ГАЗПРОМ». - 2007) в комплексе с неразрушающими методами контроля (СТО Газпром 2-2.4-083-2006 Инструкция по неразрушающим методам контроля качества сварных соединений при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов //ОАО «ГАЗПРОМ». - 2006). Также согласно изобретению после заполнения газопровода и пуска его в эксплуатацию предложено производить обратную замену крана обратным клапаном. Эту операцию без стравливания части контура импульсной обвязки сделать невозможно по очевидным техническим причинам. Следовательно, в качестве недостатка можно отметить не только возможное наличие невосполнимых потерь товарного газа, но и вероятное нанесение вреда экологии в околотрассовом пространстве. Также в данном способе не уделено внимания усовершенствованию байпасной и импульсной обвязок с целью дополнительного резервирования импульсного газа для управления линейным, байпасными и свечным кранами в случае возникновения аварийной ситуации на магистральном газопроводе для перекрытия потока перекачиваемой среды, в том числе и на многониточных магистральных газопроводах, проложенных в одном технологическом коридоре.
Известна байпасная обвязка линейного крана магистрального газопровода, применяемая для предотвращения катастрофического развития аварийной ситуации при нарушении целостности газопровода, обеспечивающая импульсным газом привод линейного крана и используемая в качестве аккумулятора импульсного газа для него (патент RU 2714466 С2, F17D 3/00, F17D5/00, опубл. 17.02.2020).
Недостатком является неполный функционал используемой импульсной обвязки, которая после заявленного усовершенствования в аварийной ситуации обеспечивает импульсным газом только привод линейного крана, не охватывая при этом своим резервным ресурсом обеспечение приводов байпасных и свечного крана в составе кранового узла. He предусмотрено также взаимное резервирование импульсного газа для многониточных магистральных газопроводов, проложенных в одном технологическом коридоре.
Поскольку ни одно из рассмотренных выше изобретений не решает в комплексе всех насущных производственных задач, но при этом они сами по себе все-таки являются, несмотря на наличие недостатков, исчерпывающими функциональными техническими решениями части этих задач, и построены на усовершенствовании типовой обвязки кранового узла, то наиболее близким техническим решением (прототипом) целесообразно считать устройство именно типовой обвязки крановых узлов (7.402-2 Типовые узлы / Монтажные узлы установки арматуры на магистральных газопроводах диаметром до 1420 мм на рабочее давление 7,5 МПа // Альбом I - «Технологическая часть». Альбом II - «КИП и Автоматика». Альбом III - «Строительная часть». ВНИПИТРАНСГАЗ. - 1984).
В добавление к уже перечисленным недостаткам прототипа, связанным с необходимостью компенсации двух физических эффектов Джоуля-Томпсона и Гартмана-Шпренгера, приводящим к температурному разбалансу и требующим организации дополнительного перетока газа в контурах крановых узлов (взамен неконтролируемого дросселирования трубопроводной арматурой), следует отнести также отсутствие взаимного резервирования импульсного газа для управления линейными, байпасными и свечными кранами в составе крановых узлов многониточных магистральных газопроводов, проложенных в одном технологическом коридоре.
Задачей изобретения являются: компенсация температурного разбаланса, возникающего в крановых узлах при опорожнении (резкое охлаждение в зоне свечной линии и свечного крана) и заполнении (резкий нагрев в зоне стояков отбора импульсного газа) участков магистральных газопроводов природным газом; обеспечение этой температурной компенсации при осуществлении обеих функций крановых узлов (при работе на опорожнение/заполнение) для любого из прилегающих участков магистральных газопроводов, расположенных до и после линейных кранов; использование только неразъемных составных функциональных элементов и частей крановых узлов для снижения риска возникновения невосполнимых потерь товарного газа и нанесения вреда экологии в околотрассовом пространстве; газосбережение перед осуществлением технологических операций по опорожнению участков магистральных газопроводов; создание дополнительного резервного ресурса импульсного газа для управления линейными, байпасными и свечными кранами в составе крановых узлов и перекрытия потока перекачиваемого природного газа в случае возникновения аварийной ситуации на многониточных магистральных газопроводах, проложенных в одном технологическом коридоре; создание дополнительного резервного ресурса импульсного газа из участков байпасных газопроводов между байпасным и свечными кранами в период проведения ремонтных, диагностических и экспертных работ на емкостях резервного питания импульсным газом.
Технический результат достигается тем, что в известном устройстве типовой обвязки крановых узлов многониточных магистральных газопроводов, проложенных в одном технологическом коридоре, между первыми и вторыми «по ходу газа» байпасными и свечными кранами (DN 300) в байпасных обвязках (DN 300) линейных кранов (DN 1400) смонтированы узлы переключений, состоящие из обводных газопроводов (DN 100) с двумя обводными кранами (DN 100) и краном-регулятором (DN 100), между первыми и вторыми «по ходу газа» стояками отбора импульсного газа (DN 50) смонтированы узлы переключений, состоящие из обводных газопроводов (DN 50) с четырьмя обводными кранами (DN 50) и краном-регулятором (DN 50); между газопроводами байпасных обвязок (DN 300) и входными газопроводами (DN 25) в емкости резервного питания импульсным газом (DN 150) смонтированы обводные газопроводы (DN 25) с обводными кранами (DN 25); между выходным газопроводом (DN 25) из емкости резервного питания импульсным газом (DN 150) кранового узла на первом магистральном газопроводе (DN 1400) и выходным газопроводом (DN 25) из емкости резервного питания импульсным газом (DN 150) кранового узла на втором магистральном газопроводе (DN 1400), проложенном в одном технологическом коридоре с первым, смонтирован обводной газопровод (DN 25) с обводным краном (DN 25).
На чертеже представлена принципиальная схема байпасной и импульсной обвязок линейных кранов в составе крановых узлов многониточных магистральных газопроводов, проложенных в одном технологическом коридоре. Контуры демонтированных оборудования и газопроводов показан штрих-пунктирными линиями. Вновь смонтированные оборудование и газопроводы показаны жирной линией.
Конструкция байпасной и импульсной обвязки линейных кранов 1 и 2 в составе крановых узлов многониточных магистральных газопроводов 3 и 4, проложенных в одном технологическом коридоре, содержит в своем составе байпасные 5-8 и свечные 9 и 10 газопроводы с установленными на них байпасными 11-14 и свечными 15 и 16 кранами. Обводные газопроводы 17 и 18 байпасных кранов 11 и 12 с обводными кранами 19 и 20, кранами-регуляторами 21 и 22, имеющиеся в прототипе, демонтированы и установлены во вновь смонтированных узлах I и II переключений на байпасных обвязках (обозначены жирными линиями на чертеже), состоящих из обводных газопроводов 23-26 с обводными кранами 27-30 и кранами-регуляторами 31 и 32. На стояках 33-36 отбора импульсного газа с отводными кранами 37-44 демонтированы силовые инвентарные заглушки, на месте которых смонтированы узлы III и IV переключений между стояками отбора импульсного газа (обозначены жирными линиями на чертеже), состоящие из обводных газопроводов 45-50 с обводными кранами 51-58 и кранами-регуляторами 59-60. Между байпасными газопроводами 5 и 6 и входными газопроводами 61 и 62 в емкости резервного питания импульсным газом 63 и 64 с отсечными кранами 65-68 смонтированы обводные газопроводы 69 и 70 с обводными кранами 71 и 72. Между выходным газопроводом 73 из емкости резервного питания импульсным газом 63 (с отсечными кранами 74, 75 и манометром 76) и выходным газопроводом 77 из емкости резервного питания импульсным газом 64 (с отсечными кранами 77, 79 и манометром 80) смонтирован обводной газопровод 81 с обводным краном 82. Газопроводы контуров импульсной обвязки 83-86 (с отсечными 87-96 и свечными 97 и 98 кранами, свечными линиями 99 и 100 обратными клапанами 101-104, манометрами 105-110, шкафами датчиков КИПиА 111-114, фильтрами 115 и 116, электропневматическими узлами управления 117 и 118) запитаны от стояков отбора импульсного газа 33-36. Пневмогидроприводы 119-126 управляются сигналами от электропневматических узлов управления 117 и 118, импульсный газ для которых поступает по газопроводам импульсной обвязки 127-134.
Байпасная и импульсная обвязки линейных кранов в составе крановых узлов многониточных магистральных газопроводов, проложенных в одном технологическом коридоре, работают следующим образом.
При эксплуатации многониточного технологического коридора магистральных газопроводов 3 и 4 природный газ транспортируется через открытые линейные краны 1 и 2. Нормальное положение байпасных 11-14, свечных 15 и 16, обводных 27-30, 51-58, отводных 39, 40, 43, 44 кранов и кранов-регуляторов 31, 32, 59, 60 - «закрыт». Нормальное положение отводных кранов 37, 38, 41, 42 - «открыт». Обводные газопроводы 17 и 18 байпасных кранов 11 и 12 с обводными кранами 19 и 20, кранами-регуляторами 21 и 22 демонтированы. Основное питание газопроводов 83-86 импульсной обвязки с открытыми отсечными 87-96 и свечными 97 и 98 кранами, свечными линиями 99 и 100 обратными клапанами 101-104, манометрами 105-110, шкафами датчиков КИПиА 111-114, фильтрами 115 и 116, электропневматическими узлами 117 и 118 управления осуществляют от стояков 33-36 отбора импульсного газа. Импульсный газ поступает по газопроводам 127-134 импульсной обвязки на электропневматические узлы 117, 118 управления и пневмогидроприводы 119-126 линейных 1 и 2, байпасных 11-14 и свечных 15 и 16 кранов. Резервное питание газопроводов 83-86 импульсной обвязки осуществляют от емкостей 63 и 64 резервного питания импульсным газом. Нормальное положение отсечных кранов 65-68, 74, 75, 78, 79 на входных 61, 62 и выходных 73, 77 газопроводах емкостей 63 и 64 резервного питания импульсным газом - «открыт». Дополнительное резервное питание газопроводов импульсных обвязок крановых узлов при возможном нарушении целостности многониточных магистральных газопроводов, проложенных в одном технологическом коридоре, осуществляют через вновь смонтированные обводные газопроводы 69, 70, и 81. Нормальное положение вновь смонтированных обводных кранов 71, 72 и 82 - «открыт».
Для опорожнения природного газа из участков магистральных газопроводов 3 и 4, находящихся до открытых линейных кранов 1 и 2, во вновь смонтированных узлах I и II переключений на байпасных обвязках открывают вновь смонтированные обводные краны 27 и 28 на вновь смонтированных обводных газопроводах 23 и 24. Через вновь смонтированные краны-регуляторы 31 и 32 на вновь смонтированных обводных газопроводах 25 и 26 природный газ, с оптимально настроенным расходом, поступает в участки байпасных газопроводов 5 и 6 между закрытыми байпасными 11, 12 и свечными 15, 16 кранами. Линейные краны 1 и 2 закрывают. После заполнения обводных газопроводов 69, 70, 81 и емкостей 63 и 64 резервного питания импульсным газом, руководствуясь показаниями манометров 76 и 80, обводные краны 71, 72 закрывают. После этого открывают свечные краны 15, 16 и с оптимальной (для компенсации эффекта Джоуля-Томпсона) скоростью, за счет включения в схему кранов-регуляторов 31 и 32, стравливают природный газ в атмосферу, не допуская переохлаждения оголовков свечных газопроводов 9, 10 и свечных кранов 15, 16.
Для опорожнения природного газа из участков магистральных газопроводов 3 и 4, находящихся после открытых линейных кранов 1 и 2, во вновь смонтированных узлах I и II переключений на байпасных обвязках открывают вновь смонтированные обводные краны 29 и 30 на вновь смонтированных обводных газопроводах 23 и 24. Из байпасных газопроводов 7 и 8 через вновь смонтированные краны-регуляторы 31 и 32 на вновь смонтированных обводных газопроводах 25 и 26 природный газ, с оптимально настроенным расходом, поступает в участки байпасных газопроводов 5 и 6 между закрытыми байпасными 11, 12 и свечными 15, 16 кранами. Линейные краны 1 и 2 закрывают. После заполнения обводных газопроводов 69, 70, 81 и емкостей 63 и 64 резервного питания импульсным газом, руководствуясь показаниями манометров 76 и 80, обводные краны 71, 72 закрывают. После этого открывают свечные краны 15, 16 и с оптимальной (для компенсации эффекта Джоуля-Томпсона) скоростью, за счет включения в схему кранов-регуляторов 31 и 32, стравливают природный газ в атмосферу, не допуская переохлаждения оголовков свечных газопроводов 9, 10 и свечных кранов 15, 16.
Для заполнения природным газом участков магистральных газопроводов 3 и 4, находящихся до закрытых линейных кранов 1 и 2, во вновь смонтированных узлах I и II переключений на байпасных обвязках открывают вновь смонтированные обводные краны 29 и 30 на вновь смонтированных обводных газопроводах 23 и 24. Из байпасных газопроводов 7 и 8 через вновь смонтированные краны-регуляторы 31 и 32 на вновь смонтированных обводных газопроводах 25 и 26 природный газ, с оптимально настроенным расходом, поступает на заполнение в участки байпасных газопроводов 5 и 6 с закрытыми свечными 15, 16 и открытыми байпасными 11, 12 кранами. Обводные краны 27, 28 закрыты. Для компенсации эффекта Гартмана-Шпренгера на стояках 33-36 отбора импульсного газа открывают отводные краны 39, 40, 43, 44. Природный газ, проходя вновь смонтированные узлы III и IV переключений между стояками отбора импульсного газа, поступает по обводным газопроводам 45-50 через открытые обводные краны 53-56 в участки байпасных газопроводов 5 и 6 с оптимально отрегулированным кранами-регуляторами 59, 60 расходом, не вызывая при этом резкого перегрева в заполняемом участке за счет исключения тупиковых зон и организации дополнительного массо- и теплопереноса из заполняющего в заполняемый газопровод. Обводные краны 51, 52, 57, 58 закрыты. Руководствуясь показаниями манометров 105-108, при достижении перепада давления на затворе не более 0,2 МПа линейные краны 1 и 2 открывают и участок магистрального газопровода запускают в работу.
Для заполнения природным газом участков магистральных газопроводов 3 и 4, находящихся после закрытых линейных кранов 1 и 2, во вновь смонтированных узлах I и II переключений на байпасных обвязках открывают вновь смонтированные обводные краны 27 и 28 на вновь смонтированных обводных газопроводах 23 и 24. Через вновь смонтированные краны-регуляторы 31 и 32 на вновь смонтированных обводных газопроводах 25 и 26 природный газ, с оптимально настроенным расходом, поступает на заполнение в участки байпасных газопроводов 5 и 6 с закрытыми свечными 15, 16 и открытыми байпасными 13, 14 кранами. Обводные краны 29, 30 закрыты. Для компенсации эффекта Гартмана-Шпренгера на стояках 33-36 отбора импульсного газа открывают отводные краны 39, 40, 43, 44. Природный газ, проходя вновь смонтированные узлы переключений между стояками отбора импульсного газа III и IV, поступает по обводным газопроводам 45-50 через открытые обводные краны 51, 52, 57, 58 в участки байпасных газопроводов 5 и 6 с оптимально отрегулированным кранами-регуляторами 59, 60 расходом, не вызывая при этом резкого перегрева в заполняемом участке за счет исключения тупиковых зон и организации дополнительного массо- и теплопереноса из заполняющего в заполняемый газопровод. Обводные краны 53-56 закрыты. Руководствуясь показаниями манометров 105-108, при достижении перепада давления на затворе не более 0,2 МПа линейные краны 1 и 2 открывают и участок магистрального газопровода запускают в работу.
Пример 1. При проведении предремонтных операций на МГ «Ямбург-Тула I» требуется осуществить опорожнение от природного газа участка магистрального газопровода 3 до линейного крана 1.
Для этого осуществлены: демонтаж обводного газопровода 17 (DN 100) байпасного крана 11 (DN 300) с обводным краном 19 (DN 100) и краном-регулятором 21 (DN 100); сварочно-монтажные работы по установке между байпасным 11 (DN 300) и свечным 15 (DN 300) кранами узла переключений на байпасной обвязке I (DN 100), состоящего из обводных газопроводов 23, 25 (DN 100) с двумя обводными кранами 27, 29 (DN 100) и краном-регулятором 31 (DN 100). На стояках 33, 35 отбора импульсного газа (DN 50) демонтированы силовые инвентарные заглушки, на месте которых произведены сварочно-монтажные работы по установке узла III переключений между стояками отбора импульсного газа, состоящего из обводных газопроводов 45, 47, 49 (DN 50) с обводными кранами 51, 53, 55, 57 (DN 50) и краном-регулятором 59 (DN 50). Между газопроводом 5 байпасной обвязки (DN 300) и входным газопроводом 61 (DN 25) в емкость 63 резервного питания импульсным газом (DN 150) смонтирован обводной газопровод 69 (DN 25) с обводным краном 71 (DN 25). Между выходным газопроводом 73 (DN 25) из емкости 63 резервного питания импульсным газом (DN 150) кранового узла на магистральном газопроводе 3 (DN 1400) МГ «Ямбург-Тула I» и выходным газопроводом 77 (DN 25) из емкости 64 резервного питания импульсным газом (DN 150) кранового узла на магистральном газопроводе 4 (DN 1400) МГ «Ямбург-Тула II», проложенном в одном технологическом коридоре с магистральным газопроводом 3, смонтирован обводной газопровод 81 (DN 25) с обводным краном 82 (DN 25).
Для опорожнения природного газа из участка магистрального газопровода 3, находящегося до открытого линейного крана 1, в узле I переключений на байпасной обвязке открыли обводной кран 27 на обводном газопроводе 23. Обводной кран 29 при этом остался в положении - «закрыт». Через кран-регулятор 31 на обводном газопроводе 25 природный газ, с оптимально настроенным расходом, поступил в участок байпасного газопровода 5 между закрытыми байпасным 11 и свечным 15 кранами. Линейный кран 1 закрыли. После заполнения обводных газопроводов 69, 81 и емкости 63 резервного питания импульсным газом, руководствуясь показаниями манометра 76, обводной кран 71 закрыли. После этого открыли свечной кран 15 и с оптимальной (для компенсации эффекта Джоуля-Томпсона) скоростью, за счет включения в схему крана-регулятора 31, стравили природный газ в атмосферу, не допуская переохлаждения оголовка свечного газопровода 9 и свечного крана 15.
Пример 2. При проведении предремонтных операций на МГ «Ямбург-Тула I» требуется осуществить опорожнение от природного газа участка магистрального газопровода 3 после линейного крана 1.
Для этого осуществлены: демонтаж обводного газопровода 17 (DN 100) байпасного крана 11 (DN 300) с обводным краном 19 (DN 100) и краном-регулятором 21 (DN 100); сварочно-монтажные работы по установке между байпасным 11 (DN 300) и свечным 15 (DN 300) кранами узла I переключений на байпасной обвязке (DN 100), состоящего из обводных газопроводов 23, 25 (DN 100) с двумя обводными кранами 27, 29 (DN 100) и краном-регулятором 31 (DN 100). На стояках 33, 35 отбора импульсного газа (DN 50) демонтированы силовые инвентарные заглушки, на месте которых произведены сварочно-монтажные работы по установке узла III переключений между стояками отбора импульсного газа, состоящего из обводных газопроводов 45, 47, 49 (DN 50) с обводными кранами 51, 53, 55, 57 (DN 50) и краном-регулятором 59 (DN 50). Между газопроводом 5 байпасной обвязки (DN 300) и входным газопроводом 61 (DN 25) в емкость 63 (DN 150) резервного питания импульсным газом смонтирован обводной газопровод 69 (DN 25) с обводным краном 71 (DN 25). Между выходным газопроводом 73 (DN 25) из емкости 63 (DN 150) резервного питания импульсным газом кранового узла на магистральном газопроводе 3 (DN 1400) МГ «Ямбург-Тула I» и выходным газопроводом 77 (DN 25) из емкости 64 резервного питания импульсным газом (DN 150) кранового узла на магистральном газопроводе 4 (DN 1400) МГ «Ямбург-Тула II», проложенном в одном технологическом коридоре с магистральным газопроводом 3, смонтирован обводной газопровод 81 (DN 25) с обводным краном 82 (DN 25).
Для опорожнения природного газа из участка магистрального газопровода 3, находящегося после открытого линейного крана 1, в узле I переключений на байпасной обвязке открыли обводной кран 29 на обводном газопроводе 23. Обводной кран 27 при этом остался в положении - «закрыт». Через кран-регулятор 31 на обводном газопроводе 25 природный газ, с оптимально настроенным расходом, поступил в участок байпасного газопровода 5 между закрытыми байпасным 11 и свечным 15 кранами. Линейный кран 1 закрыли. После заполнения обводных газопроводов 69, 81 и емкости 63 резервного питания импульсным газом, руководствуясь показаниями манометра 76, обводной кран 71 закрыли. После этого открыли свечной кран 15 и с оптимальной (для компенсации эффекта Джоуля-Томпсона) скоростью, за счет включения в схему крана-регулятора 31, стравили природный газ в атмосферу, не допуская переохлаждения оголовка свечного газопровода 9 и свечного крана 15.
Пример 3. При проведении предпусковых операций на МГ «Ямбург-Тула I» требуется осуществить заполнение природным газом участка магистрального газопровода 3 до линейного крана 1.
Для этого осуществлены: демонтаж обводного газопровода 17 (DN 100) байпасного крана 11 (DN 300) с обводным краном 19 (DN 100) и краном-регулятором 21 (DN 100); сварочно-монтажные работы по установке между байпасным 11 (DN 300) и свечным 15 (DN 300) кранами узла I (DN 100) переключений на байпасной обвязке, состоящего из обводных газопроводов 23, 25 (DN 100) с двумя обводными кранами 27, 29 (DN 100) и краном-регулятором 31 (DN 100). На стояках 33, 35 (DN 50) отбора импульсного газа демонтированы силовые инвентарные заглушки, на месте которых произведены сварочно-монтажные работы по установке узла переключений между стояками III отбора импульсного газа, состоящего из обводных газопроводов 45, 47, 49 (DN 50) с обводными кранами 51, 53, 55, 57 (DN 50) и краном-регулятором 59 (DN 50). Между газопроводом 5 (DN 300) байпасной обвязки и входным газопроводом 61 (DN 25) в емкость 63 (DN 150) резервного питания импульсным газом смонтирован обводной газопровод 69 (DN 25) с обводным краном 71 (DN 25). Между выходным газопроводом 73 (DN 25) из емкости 63 (DN 150) резервного питания импульсным газом кранового узла на магистральном газопроводе 3 (DN 1400) МГ «Ямбург-Тула I» и выходным газопроводом 77 (DN 25) из емкости 64 (DN 150) резервного питания импульсным газом кранового узла на магистральном газопроводе 4 (DN 1400) МГ «Ямбург-Тула II», проложенном в одном технологическом коридоре с магистральным газопроводом 3, смонтирован обводной газопровод 81 (DN 25) с обводным краном 82 (DN 25).
Для заполнения природным газом участка магистрального газопровода 3, находящегося до закрытого линейного крана 1, в узле I переключений на байпасной обвязке открыли обводной кран 29 на обводном газопроводе 23. Обводной кран 27 при этом остался в положении - «закрыт». Из байпасного газопровода 7 через кран-регулятор 31 на обводном газопроводе 25 природный газ, с оптимально настроенным расходом, поступил на заполнение в участок байпасного газопровода 5 с закрытым свечным 15 и открытым байпасным 11 кранами. Для компенсации эффекта Гартмана-Шпренгера на стояках 33, 35 отбора импульсного газа открыли отводные краны 39 и 43. Природный газ, пройдя узел III переключений между стояками отбора импульсного газа, поступил по обводным газопроводам 45, 47, 49 через открытые обводные краны 53 и 55 в участок байпасного газопровода 5 с оптимально отрегулированным краном-регулятором 59 расходом, не вызывая при этом резкого перегрева в заполняемом участке за счет исключения тупиковых зон и организации дополнительного массо- и теплопереноса из заполняющего в заполняемый газопровод. Обводные краны 51, 57 остались закрытыми. Руководствуясь показаниями манометров 105 и 107, при достижении перепада давления на затворе не более 0,2 МПа линейный кран 1 открыли и участок магистрального газопровода запустили в работу.
Пример 4. При проведении предпусковых операций на МГ «Ямбург-Тула I» требуется осуществить заполнение природным газом участка магистрального газопровода 3 после линейного крана 1.
Для этого осуществлены: демонтаж обводного газопровода 17 (DN 100) байпасного крана 11 (DN 300) с обводным краном 19 (DN 100) и краном-регулятором 21 (DN 100); сварочно-монтажные работы по установке между байпасным 11 (DN 300) и свечным 15 (DN 300) кранами узла переключений на байпасной обвязке I (DN 100), состоящего из обводных газопроводов 23, 25 (QN 100) с двумя обводными кранами 27, 29 (DN 100 и краном-регулятором 31 (DN 100). На стояках 33, 35 отбора импульсного газа (DN 50) демонтированы силовые инвентарные заглушки, на месте которых произведены сварочно-монтажные работы по установке узла III переключений между стояками отбора импульсного газа, состоящего из обводных газопроводов 45, 47, 49 (DN 50) с обводными кранами 51, 53, 55, 57 (DN 50) и краном-регулятором 59 (DN 50). Между газопроводом байпасной обвязки 5 (DN 300) и входным газопроводом 61 (DN 25) в емкость 63 (DN 150) резервного питания импульсным газом смонтирован обводной газопровод 69 (DN 25) с обводным краном 71 (DN 25). Между выходным газопроводом 73 (DN 25) из емкости 63 (DN 150) резервного питания импульсным газом кранового узла на магистральном газопроводе 3 (DN 1400) МГ «Ямбург-Тула I» и выходным газопроводом 77 (DN 25) из емкости 64 (DN 150) резервного питания импульсным газом кранового узла на магистральном газопроводе 4 (DN 1400) МГ «Ямбург-Тула II», проложенном в одном технологическом коридоре с магистральным газопроводом 3, смонтирован обводной газопровод 81 (DN 25) с обводным краном 82 (DN 25).
Для заполнения природным газом участка магистрального газопровода 3, находящегося после закрытого линейного крана 1, в узле I переключений на байпасной обвязке открыли обводной кран 27 на обводном газопроводе 23. Обводной кран 29 при этом остался в положении - «закрыт». Из байпасного газопровода 5 через кран-регулятор 31 на обводном газопроводе 25 природный газ, с оптимально настроенным расходом, поступил на заполнение в участок байпасного газопровода 7 с закрытым свечным 15 и открытым байпасным 13 кранами. Для компенсации эффекта Гартмана-Шпренгера на стояках 33, 35 отбора импульсного газа открыли отводные краны 39 и 43. Природный газ, пройдя узел III переключений между стояками отбора импульсного газа, поступил по обводным газопроводам 45, 47, 49 через открытые обводные краны 51 и 57 в участок байпасного газопровода 7 с оптимально отрегулированным краном-регулятором 59 расходом, не вызывая при этом резкого перегрева в заполняемом участке за счет исключения тупиковых зон и организации дополнительного массо- и теплопереноса из заполняющего в заполняемый газопровод. Обводные краны 53, 55 остались закрытыми. Руководствуясь показаниями манометров 105 и 107, при достижении перепада давления на затворе не более 0,2 МПа линейный кран 1 открыли и участок магистрального газопровода запустили в работу.
Изобретение может найти широкое применение в газовой промышленности при эксплуатации объектов магистрального газопровода.
Изобретение относится к области эксплуатации магистральных газопроводов и может быть использовано для безопасного выполнения предремонтных (опорожнение) и предпусковых (заполнение участков магистральных газопроводов природным газом) операций, а также для создания резервного питания импульсным газом приводов линейных, байпасных и свечных кранов в составе крановых узлов при возможном нарушении целостности многониточных магистральных газопроводов, проложенных в одном технологическом коридоре. Байпасная и импульсная обвязки линейных кранов в составе крановых узлов многониточных магистральных газопроводов, проложенных в одном технологическом коридоре, включают байпасные и свечные газопроводы с байпасными и свечными кранами, а также импульсные обвязки, состоящие из: стояков отбора импульсного газа с отводными кранами, емкостей резервного питания импульсным газом с входными и выходными газопроводами, отсечными кранами и манометрами, газопроводов контуров импульсной обвязки с отсечными и свечными кранами, свечными линиями и обратными клапанами, манометрами, шкафами датчиков КИПиА, фильтрами, электропневматическими узлами управления пневмогидроприводами линейных, байпасных и свечных кранов в составе крановых узлов многониточных магистральных газопроводов. При этом между байпасными и свечными кранами смонтированы узлы переключений на байпасных обвязках, состоящие из обводных газопроводов с обводными кранами и кранами-регуляторами; в импульсных обвязках смонтированы узлы переключений между стояками отбора импульсного газа, состоящие из обводных газопроводов с обводными кранами и кранами-регуляторами, между газопроводами байпасных обвязок и входными газопроводами в емкости резервного питания импульсным газом смонтированы обводные газопроводы с обводными кранами, между выходными газопроводами из емкостей резервного питания импульсным газом смонтирован обводной газопровод с обводным краном. Изобретение обеспечивает компенсацию температурного разбаланса, возникающего в крановых узлах при опорожнении (резкое охлаждение в зоне свечной линии и свечного крана) и заполнении (резкий нагрев в зоне стояков отбора импульсного газа) участков магистральных газопроводов природным газом. 1 ил.
Байпасная и импульсная обвязки линейных кранов в составе крановых узлов многониточных магистральных газопроводов, проложенных в одном технологическом коридоре, включающие байпасные и свечные газопроводы с байпасными и свечными кранами, а также импульсные обвязки, состоящие из: стояков отбора импульсного газа с отводными кранами, емкостей резервного питания импульсным газом с входными и выходными газопроводами, отсечными кранами и манометрами, газопроводов контуров импульсной обвязки с отсечными и свечными кранами, свечными линиями и обратными клапанами, манометрами, шкафами датчиков КИПиА, фильтрами, электропневматическими узлами управления пневмогидроприводами линейных, байпасных и свечных кранов в составе крановых узлов многониточных магистральных газопроводов, отличающиеся тем, что между байпасными и свечными кранами смонтированы узлы переключений на байпасных обвязках, состоящие из обводных газопроводов с обводными кранами и кранами-регуляторами; в импульсных обвязках смонтированы узлы переключений между стояками отбора импульсного газа, состоящие из обводных газопроводов с обводными кранами и кранами-регуляторами, между газопроводами байпасных обвязок и входными газопроводами в емкости резервного питания импульсным газом смонтированы обводные газопроводы с обводными кранами, между выходными газопроводами из емкостей резервного питания импульсным газом смонтирован обводной газопровод с обводным краном.
