Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 [ 59 ] 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

5.13. РАЗМЕЩЕНИЕ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ НА ТРАССЕ ГАЗОПРОВОДА

Компрессорные станции на трассе газопровода размещают с учетом как чисто технологических, так и экономических соображений. В частности, необходимо стремиться к тому, чтобы размещение КС отвечало требованиям удобства их строительства и эксплуатации. Кроме того, следует помнить, что расположение КС по трассе существенно влияет на пропускную способность отдельных участков и 1азопровода в целом, а также на суммарную мощность КС. Как было показано ранее (см. уравнение (5.65)), при прочих равных условиях пропускная способность газопровода тем больше, чем ближе к его началу расположены КС. Физически увеличение пропускной способности газопровода при смещении КС к началу газопровода объясняется двумя причинами. Во-первых, при приближении КС к началу газопровода (рис. 5.16, а) увеличнваются давления на входе станций, а следовательно, уменьшается подача КС, отнесенная к условиям всасывания. Это, в свою очередь, приводит к увеличению степени сжатия КС, а значит, и пропускной способности газопровода. Во-вторых, при смещении КС к началу газопровода повышается среднее давление на участках между станциями, что приводит к уменьшению затрат энергии (при прочих равных условиях) на преодоление сил трения при движении газа по трубопроводу, так как снижается скорость движения газа. Максимально возможная пропускная способность газопровода при заданном числе КС с учетом ограничения давления нагнетания, следовательно, будет достигнута при таком расположении КС по трассе, когда на всех станциях давление нагнетания будет равно максимально допустимому ртах- Так, при однотипных КС и отсутствии сбросов и подкачек по трассе газопровода оптимальное расположение КС на трассе, обеспечивающее максимально возможную пропускную способность газопровода, может быть найдено из следующей системы уравнений характеристик участков трубопровода и КС:

2 2 2 2 2 2

Pmax-=PDH-C/Qmax; Ртаха/в-Qmaxl Ртах = Рк

+ c(L-nZ)QLx. (5.81)

Отсюда находим максимально возможную пропускную способность газопровода Qmax при п промежуточных КС

-1)+а] р~ар1

Qmax - I, , , .

acL -f nb

затем расстояние между КС

(Д-)Ршах-<Зтах «<ах

И давление всасывания КС

Рис. 5.16. График изменения режима работы 1азопро1!ода при смещении КС (а и промежуточной КС (б) к началу газопровода:

1 и 2 - линии Д(П1)ссс11и Г£К1ип[1оподл соот11стст1ич1по после смещения и до смеи10иия КС

Давление нагнетания го,;10вноп КС также принято равным /),пах-Следует подчеркнуть, что давление нагнетания головной КС необходимо во всех случаях (б том числе и в процессе падения пластового давления на промысле) поддерживать па уровне Pmnx за счет ввода дополнительных мощностей (увеличения числа ступеней сжатия), так как это позволяет максимально использовать пропускную способность газопровода в целом и уменьшить затраты энергии на перекачку газа.

При строительстве крупных магистральных газопроводов в несколько очереден возникает задача определения очередности ввода в эксплуатацию КС газопровода. Минимально возможное число КС, которые должны быть введены в экси.чуатацию на том или ином этапе развития газопровода с заданной нропускной способностью, может быть найдено из системы уравнений (5.81). При этом необходимо лишь учитывать, что на КС к этому времени могут быть в эксплуатации не все газоперекачивающие агрегаты, что отразится на коэффициентах а и b в уравнении характеристик КС.

В некоторых случаях размещение КС на трассе газопровода может проводиться из условия минимальных энергозатрат на перекачку заданного количества газа. Это, в частности, возможно в том случае, когда при расстановке КС и соответстпии с системой уравнений (8.51) пропускная способность газопровода окажется больше необходимой подачи газа или возможностей про.мь1сла.

Так, при одной промежуточной КС и постоянном начальном давлении газопровода p„i (рис. 5.16, б) мощность этой КС при неизменной (заданной) пропускной способгксти газопровода будет существенно зависеть от ее положения на трассе газопровода. Чем ближе она расположена к началу газопровода, тем меньше будет ее степень сжатия (при постоянной пропускной способности газопровода) и тем меньше будет ее рабочая мощность. Следовательно, для уменьшения энергозатрат иа перекачку газа надо КС располагать как можно ближе к началу газопровода, т. е. размещать их на трассе таким образом, чтобы давления нагнетания на них были равны ртах-

С энергетической точки зрения при поэтагпгом вводе в эксплуатации протяженного газопровода с большим числом КС пред1ючтителен одновременный пуск возможно большего числа КС, что позволит при

заданной [(ропускной способности на первых этапах развития газопровода уменьшить расход энергии иа перекачку газа (за счет снижения степеней сжатия отдельрИ11х КС) по сравнению с вариантом, где та же сама:! пропускная способность обеспечивается строительством меньи1его числа КС (с боль(!1ей степень!о сжатия и, следовательно, большим числом газоперекачива!огд1!Х агрегатов). Так, если при полном разв!!тии газопровода все его КС будут работать по схеме двух-ступеичатоп) компримирования, то ул<е на !1ервом этапе строительства, когда пропускная способность его будет ме!ты!1е проектной, может оказаться целесообразным ввести в эксплуатацию большую часть КС (а возможно, и все КС) !!а режиме од!{оступенчатого компримирования, так как это может умеи1>шить энергозатрат!:,! на перекачку газа. Однако в этом случае увеличивается фронт строительно-монтажных работ, поскольку их необходимо вести на большем числе площадок, что имеет свои ми!!усь!. Очев!!дно, в каждом конкретном случае необходим детальный техиико-Э!<ономическ!ш расчет для выбора оптимального варианта наращ!!вания мощности газопровода в ![елом.

Характерной особе1!ностью работь! магистральных газопроводов является наличие сезонной и суточной неравномерности газопотребления. В част1юсти, для !!0кр1.1тия часовых пиков газопотребления используется аккумулирую1цая с!1особиость самого газопровода и прежде всего его последнего участка. Аккумулирую1дая снособиость послед1!его участка зависит, очев1!дно, от его геометрических размеров (диаметра и длины) и рабоче!ю давления, а следовательно, и от расположения последней КС.

Исследуем, как зав!!сит аккумулирующая способность последнего участка газо!!рово,аа от его длин!,1. Для определения аккумулирующей способности последнего участка воспользуемся методом последовательной сме!!ы стационарных состояний, считая, что дважды в сутки, когда расход газа в начале и конце участка становится равным среднеч.!совому, режим движения газа и распределение давления на последнем участке близки к стационарному. Тогда в конце периода накопления газа в !10следием участке среднее давление можно выразить следую!цим образом:

Рсршах f,па. I-----------) . (5.82)

где /7(max - максима.!!>!!ое давление в начале последнего участка газопровода; оно определяется !1рочностью газопровода или возможностями последней КС; /зтах - максимальное давление в конце последнего участка.

С учетом сделан!!Ь!х допущений из уравнения для последнего участка

Лггаах - vР1п,а. -С1Д:., . (5,83)

в конце 1!ер1!ода в!)1дач!! !iaK()n,rie!!!ioro в !!ослед!!ем участке газа в нем будет сред!!ее давлеи!!е