Способ очистки технологических трубопроводов нагнетательных установок магистральных газопроводов Советский патент 1983 года по МПК B08B9/32 

00

00 ю

4 Изобретение относится к очистке внутренней полости трубопровода от крупных инородных предметов,в частности технологических трубопроводов соединяющих блок пьтеуловителей с группой центробежных нагнетателей компрессорной станции на,магистраль ном газопроводе. Известен способ очистки трубопро водов с помощью проталкивания различного рода скребков, поршней. Причем они перемещаются с помощью побу дителя потока. Например насоса или крмпоессора. Эти трубопровода оснащены средствами запуска и приема очистных устройств - пусковыми и при емными камерами, быстродействующей запорной дистанционно-управляемой ар матурой и датчиками для регистрации прохождения по трубопроводу очистных устройств. Этот способ предназначен в основном, для использования при эксплуатации магистральных нефте- и газопроводов Недостатком этого способа является то, что очистка технологических трубопроводов сложна, так как необходимо предварительно произвести монтаж средств-запуска и приема порш ня, а затем после очистки произвести демонтаж. Кроме этого, необходимо наличие мощного мобильного побудителя потока, с помощью которого переме щают по трубопроводам поршень. Целью изобретения является снижение потребляемой энергии и повышение качества очистки. Цель достигается тем, что согласно способу очистки технологических трубопроводов, нагнетательных -установок магистральных газопроводов, преимущественно трубопроводов, соеди няющих пылеуловители и нагнетатели когтрессорных станций на магистральном газопроводе, заключающемуся в пе ремещении очищаемого средства в тру- бопроводе, в качестве очищающего средства используют транспортируемый по магистрали рабочий агент, при это последний подают в один из технологи ческих трубопроводов неработающей нагнетательной установки с расходом и под давлением соответствующими и развиваемыми соседними нагнетательными установками, затем продукты очистки удаляют из трубопровода. Кроме того, для очистки от металлических предметов с диаметром эквивалентным диаметру шара, превышающим ,0,05 м, подачуочищающего средства осуществляют с объемным расходом, превышающим в 1,2-3,0 раза номинальный расхол нагнетательной установки. На фиг.1 показана типовая гехнологическая схема компрессорной станции с нагнетательными установками) на фиг.2 - схема магистрального газо провода на фиг.З - график расхода. газа Oi для перемещения стального Предме.та эквивалентного диаметра cL при различных давлениях для технологических трубопроводов с внутренним диаметром, равным 0,68 м; на фиг.4 то же, с внутренним диаметром, равным 0,98м. На перемещение предмета по трубопроводу потоком газа влияет скорость газа, его плотность и форма предмета. Если в трубопроводе будет достигнута скорость, больше скорости витания (скорость трогания по величине примерно на 30% меньше )для предмета определенного размера, то это явяется гарантией их выноса. На основе- этих аналитических зависимостей роведены исследования и выполнены асчеты для определения условий выноса предметов различного размера. Расчеты вьяюлняются по формуле РО( й. ар«см о-04 -ЛГц о( - диаметр эквивалентного де шара, м;. D - внутренний диаметр трубопровода, м р - плотность предмета, КГ/М ; PQ - плотность газа при давлении и температуре в трубопроводе, д - относительная плотность газа по воздуху; eg ускорение силы тяжести, Ц) - коэффициент сопротивления W 0, Q j;; расчетный расход газа, при котором достигается скорость витания, млн . На фиг.З и 4 показаны графики, на которых приведены при различных давлениях рассчитанные расходы газа, необходимые для достижения скорости витания стального .предмета Рр 7800 кг/м. На эти же графики нанесены номинальные производительности различных типов нагнетательных установок (.НУ), которые обвязаны трубопроводами определенного диаметра на фиг.З - для внутреннего диаметра технологического трубопровода 0,68 м; на фиг.4 - для 0,98 м). По горизонтальной оси нанесен диаметр шарообразного стального предмета в метрах рр 780Ю . По вертикальной оси нанесен расход природного газа в млн .

Из анализа результатов следует, что условия выноса довольно крупных предметов диаметром около 0,05 м существуют в рабочем режиме для нагнетательной установки типа Н-300-1,23 и 370-14-1 и отсутствуют для 280-11520-12-1, для очистки одного технологического трубопровода (ТТ ) от f всех предметов необходимо поддерживать расход газа, превышающий номинальную производительность НУ в 1,23,0 раза (в зависимости от давления диаметра ТТ ), т.е. необходимо, чтобы работала параллельно группа НУ; очистку производить предоочтительно при низком давлении газа; расход газа (при Р достигает максимальной величины для Ъ 0,68 м при 0f367f а для t 0f98 м при сГ 0,3.

Известно, что технологическая схема не позволяет включать параллелно группу НУ через один технологический трубопровод. Вследствие этого : применять в качестве побудителя потока НУ, вводимой в эксплуатацию компрессорной станции (КС), нельзя.

Обычно линейная часть магистрального газопровода вводится в эксплуатацию раньше, чем КС. И часто ейлвает что в.начале вводятся четные номера КС, а: затем остальные. В этих Случаях газ. идет мимо строящейся КС транзитом.

Использование в качестве побудителя потока .газа группы компрессоров предыдущей компрессорной станции являетсясущественно новым и .позволяет значительно сократить капитальные и материальные затраты, на очистку t вводимой в эксплуатацию КС. Сокращениеэатрат связано-С тем, что нет необходимости производить сварочномонтажные работы соединительных трубопроводов с мобильным побудителем потока газа (или жидкости ). Не нужен и сам мощный мобильный побудитель потока, так как используют группу НУ на:предыдущей КС. Значительно сокра1г||ается время на производство всех работ, связанных с очисткой. Упрощается технология очистки. Поочередная подача газа через ТТ каждого НУ является важным и необходимым условием для создания и поддержания сясорости трогания, витания.

Бели подавать весь объем газа одновременно во все ТТ, когда их коли чество больше одного, тогда суммарная производительность группы НУ предыдущей КС может оказаться недостаточной, чтобы создать скорость вита ния и очистить ТТ от всех крупных предметов. Поступление круптлх предметов в магистральный газопровод нежелательно. Предлагается их улавливать с помощью, например защитной решетки.. .

Обычно отделение (улавливание ) крупных предметов из газа производят снижением скорости, например, направляя поток газа в сепаратор. Установка и демонтйж сепаратора на период очистки усложняет технолог-ию, поэтому улавливание предметов с помощью защитной решетки является наиболее простым. Возможен и другой вариант , когда для снижения потерь давления фильтрацию осуществляют в корпусе центробежного нагнетателя, из которого вынут ротор и со ртороны вала ротора установлена- инвентарная заглушка. В этом случае, из-Ъа увеличения живого сечения скорость потока падает и фильтрацию осуществля-г ют с меньшими потерями давления газй на фильтре..

Можно вести фильтрацию в сечении ТТ, где он соединен с патрубком люкгаза. Из-за увеличения живого сечения скорость газа снижается, что также уменьшает потери давления газа. Наличие этих новых суи ественных признаков позволяет реализовать поставленную цель - снижение материальных и капитальных затрат на ОЧИСТКУ. Кроме того, позволяет производить фильтрацию газа от предметов при пониженных потерях давления газа.

Поскольку с помощью производимой очистки вынос Bceit крупных предметов обеспечен, это дает гарантию на эксплуатацию НУ без защитной решетки. А это t в свею очередь, дает выигрыш в мощности 200 КВт на кгокдой НУ.

.Природный газ транспортируют из газового промысла 1 по магистрально-му газопроводу 2, на котором находится в эксплуатации КС-2,КС-4,КС-3планируется ввести в эксплуатацию. Газ мимо нее идет транзитом (секущий кра 30 открыт, краны 7, 8-А и 8-Б закрыты ). На действующих КС работает , например, последовательно по двд центробежных нагнетателя. На КС-3 снимают Еютор с кгикдого нагнетателя и устанавливают интентарную эаглутяку со стороны привода. По известной-технологии производят вытеснение газовоздушной смеси И9 коммуникаций и оборудования КС, и затем заполняют газе до.давления в магистральном газопроводе. Устанавливают фильтры 1 защитные решетки). Открывают крашд 7, 8-А, 8-Б, 3.-А, 3 (на всех агрегатах;. Закрывают краны 30 и €р, и разделяют вход от выхода.

Краны 1, 2 на Обвязке НУ находятся в закрытом положении. Через открытый кран В 7, входной коллектор м газ проходит блок пь1леуловителей 3, технологические трубопроводы 4 и 5 выходные трубопроводы б и 7 и поступает в магистральный газопровод 2. На технологическом трубопроводе 8 кран № 1-А закрыт, поэт му газ через него не идет. Измеряя давление газа, для d 0,68 м, (,367, ,245, по формуле (l) находят требуемый расхо газа, при котором достигается скорость витания для всех крупных пред метов .Полученную цифру сравнивают с фа тическим расходом и, если она выше, то включают еще параллельно группу НУ на прерыдущей КС {V.C-2) и последующей КС (КС-4 ). Очистку ТТ можно производить без фильтрации и с фильтрацией, причем фильтр можно устанавливать в различ ных местах. Рассмотрим примеры выполнения способа очистки технологических трубопроводов КС. Пример 1. Очистка технологических трубопроводов без фильтрации газа. Весь объем газа направляют через технологический трубопровод 4 для чего закрывают кран №3-4 на технологическом трубопроводе 5. Поток газа проходит последовательно через открытые краны № 3 на № 1-3 и очищае от инородных предметов, которые выносятся по выкидному трубопроводу 6 через кран 8-А в магистральный газопровод 2. Очистив таким образом технологический трубопровод приступают к очистке технологического трубопровода 8. Для этого открывают краны № , № 1 на НУ 3 и закрывают кран № 3 на НУ № 2. Очистив технологический трубопровод 8, приступают к очистке технологического трубопровода 5. Для этого открывают кран № 3-А и закрывают кран 1-А (jipaH № 2-А закрыт). Поток газа проходит через открытые краны № 3 на НУ № 4, 5 и по выкидному трубопроводу 7, открытый кран № 8-Б посту пает с инородными предметами в магистральный газопровод 2. Пример 2. Очистка технологических трубопроводов с фильтрацией газа на защитной решетке, С целью предупреждения попадания .крупных инородных предметов в магист ральный газопровод газ предложено фильтровать на защитной решетке,которую устанавливают во всасывающем трубопроводе после люк-лаза 9 перед каждой НУ. в отличие от примера при очистке каждого технологического трубопровода поток газа через открытые краны 1, 2 (кран 3; закрыт} направляют через корпус НУ. При этом предметы, переносимые потоком, задерживаются на защитной решетке, а отфильтровйнный газ подают в магистральный газопровод 2. Эту операцию повторяют по очереди на каждом НУ. Пример 3. Очистка технологических трубопроводов с фильтрацией газа на фильтре, устанавливаемого в корпусе центробежного нагнетателя или в -сечении патрубка к люк-лазу. Типовая защитная решетка сужает живое сечение трубы примерно на 40%, а это вызывает потери газа на ней (при скорости 15-40 м/с). Это, в свою очередь, снижает производительность газопровода на период проведения работ по очистке. Желательно производить фильтрацию с низкими потерями давления газа на фильтре. Предложено фильтровать газ в, корпусе НУ или в сечении, где имеется патрубок в люк-лазу. Увеличенное живое сечение ( по сравнению с ТТ ) позволяет -СНИЗИТЬ скорость и потери давления. При этом облегчаются работы по установке и демонтажу фильтров. Можно применять для фильтрации нитяные сетчатые фильтры из прочного гибкого материала. Технология очистки такая же, что и в примере 2. Приведенные примеры по очистке ТТ производят при объемах газа превышающих номинальную производительность НУ, например, в 1,2-3,0 раза. А это вызывает уверенность в отсутствии в ТТ .. предаетов, способных переместиться потоком газа при эксплуатации НУ. Чтобы получить гарантиюпо полной очистке ТТ от всех предметов, требуемый объем газа определяют по формуле (1 ), причем принимают величину ,37 (для ,68 мJ или ,3 дпя ,98 м ). Пример (конкретное выполнение способа ). Имеется магистргшьный Газопровод Дч,1200мм с расположенными на нем КС Чфиг.1 и 2). Расстояние между КС L, 100 км. Давление на выхода КС-2 РН кгс/см. Давление входа КС-4, кгс/см2-. Средняя температура газа, Т , А 0,6. Фактическая производительность газопровода на участке между КС-2 и КС-4 составляет млн . Определяют, что проходное давление газа на КС-3, где планируется произвести очистку ТТ, составляет 47 кгс/см. Принимают для стального предмета, имеющего шароподобную-ioi ty, коэффициент . Ц 0,245, , if 0,367 tii 0,25 м ). По формуле (1 определяют расчетный расход газа .(i ,ц) , при котором достигается скорость витания в ТТ ,68 м. Расчетом определяют 36, В млн м 7сут. Поскольку ficteii dkr -, вьйос всех предметов из ТТ гарантировав. Последовательность проведения раoT по очистке описана выше (приер 1. .

.7 10332418

В случае производства фильтрации -рез один ТТ значительно больше номигаза ((пример 2 и 3 ) из-за возрастаниянальной производительности НУ Н-ЗООгидравлического сопротивления произ-1;23 : (и 19 млн. .

водительность газопровода снижается ,

что, в свою очередь, приводит к сни-Пpи eнeниe данного способа позвожению давления газа на КС-3. Полагают,5лйет снизить затраты энергии и повыауо ив этом случае расход газа че-,сить качество очистки.

SY

чд ь

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ НАГНЕТАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ, преимущественно трубопроводов, соеди-. няющих пьшеуловители и нагнетатели компрессорных станций на магистральном газопроводе, заключающийся в по ремещении очищаемого средства в трубопроводе, отличающийся тем/ что, с целью снижения потребляе V us-, SWSr; C:r :,j мой энергии и повьпиения качества очистки, в качестве очищающего средства используют транспортируемый по магистрали рабочий агент, при этом последний подают в один кз технологических трубопроводов неработающей нагйетательной установки с расходом и под давлением соответствующими и развиваемыми соседними нагнетательными установками, затем продукты очистки удаляют из трубопровода. 2, Способ по П.1, о т ли ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения качества очистки технологических трубопроводов от металлических предметов с диаметром, эквивалентным диаметру шара, превышающим 0,05 м, по- § дачу очищающего средства осуществля(Л ют с объемным расходом, превышающим, в 1,2-3,0 раза номинальный расход нагнетательной установки.

ao ff,ro /j ffjQ. ff.j fjj

р.,,

х;- ff-J3,

y7-//g

Q}ve.J

affj ff.rff ar j ff,j w.