Μονάδες άντλησης αερίου: περιγραφή, συσκευή, αρχή λειτουργίας, κριτικές

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Από την πρωτογενή παραγωγή έως την άμεση χρήση, τα μείγματα αερίων περνούν από διάφορα τεχνολογικά στάδια. Για τη βελτιστοποίηση της μεταφοράς και της ενδιάμεσης αποθήκευσης μεταξύ αυτών των διεργασιών, η πρώτη ύλη υποβάλλεται σε συμπίεση με συμπιεστή. Τεχνικά, παρόμοιες εργασίες υλοποιούνται από μονάδες συμπιεστή αερίου (GCU) σε διαφορετικούς κόμβους δικτύων κορμού.

Σχεδίαση και σχεδιασμός εξοπλισμού

Η μονάδα είναι ένα λειτουργικό εξάρτημα πολλαπλών συστατικών αγωγών αερίου. Τα κύρια μέρη του περιλαμβάνουν συμπιεστές, ανεμιστήρες και φυσητήρες. Η εγκατάσταση κινείται από έναν κινητήρα που αντιπροσωπεύεται από έναν ηλεκτροκινητήρα ή έναν στρόβιλο αερίου-αέρα. Παρεμπιπτόντως, το εύρος ισχύος μιας μονάδας συμπιεστή αεριοστροβίλου κυμαίνεται κατά μέσο όρο από 4 έως 25 MW. Ο εξοπλισμός διαθέτει ειδικό κάλυμμα σε αρθρωτό σχεδιασμό, το οποίο προστατεύει τη γέμιση εργασίας από εξωτερικές επιρροές. Το πλαίσιο είναι κατασκευασμένο απόλαμαρίνα χάλυβα υψηλής αντοχής με τεχνολογικές εξόδους. Ως πρόσθετα λειτουργικά μπλοκ μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποθηκευτικοί χώροι αποθήκευσης, κανάλια εξόδου καυσίμου, συστήματα εξάτμισης, μονάδες θέρμανσης και κλιματισμού. Το σύστημα ασφαλείας περιλαμβάνει απαραίτητα εξοπλισμό πυροπροστασίας, αυτοματισμό απενεργοποίησης έκτακτης ανάγκης και αισθητήρες για την παρακολούθηση μεμονωμένων παραμέτρων δικτύου όπως η πίεση και η θερμοκρασία.

Αρχή λειτουργίας

Μια μονάδα συνδεδεμένη στη γραμμή, μετά την εκκίνηση της μονάδας κίνησης, ξεκινά την περιστροφή του συμπιεστή. Η πτερωτή του ρότορα είναι σχεδιασμένη με τέτοιο τρόπο ώστε η πίεση να αυξάνεται κατά την περιστροφή της και να αναρροφάται αέρας στον συμπιεστή. Εάν είναι απαραίτητο, η διόρθωση πίεσης, καθώς και ο κλιματισμός και ο καθαρισμός του αέρα, πραγματοποιούνται από συνδεδεμένους ανεμιστήρες. Η συμπίεση του μεταφερόμενου μείγματος πραγματοποιείται από μονάδες άντλησης αερίου κατά τη διάρκεια μιας αδιαβατικής διαδικασίας, δηλαδή χωρίς απότομη αύξηση της θερμοκρασίας (περίπου 200 ° C). Περαιτέρω, το μείγμα αερίου-αέρα παρέχεται στο μπλοκ διανομέα, στον αγωγό για περαιτέρω παράδοση μέσω ακροφυσίων με φίλτρα ή στην προσωρινή ζώνη αποθήκευσης.

Μονάδες με παλινδρομικό συμπιεστή

Παραδοσιακή έκδοση GPA, η οποία χρησιμοποιεί δίχρονους ή τετράχρονους κινητήρες απευθείας συνδεδεμένους με τη μονάδα συμπιεστή. Ανάλογα με το επίπεδο πίεσης που διατηρείται, οι μονάδες εμβόλου χωρίζονται ως εξής:

• Συστήματα χαμηλής πίεσης (έως 2 MPa). Χρησιμοποιούνται στις μονάδες συμπιεστή κεφαλής ως μέρος του δικτύου μεταφοράς, της πηγήςπρώτες ύλες αερίου στις οποίες υπάρχουν εξαντλημένα κοιτάσματα.
• Συστήματα μέσης πίεσης (μέσος όρος 3-5 MPa). Χρησιμοποιούνται κυρίως στην υποδομή ενδιάμεσων σταθμών για την ομαλοποίηση των δεικτών διεκπεραίωσης των αγωγών αερίου.
• Συστήματα υψηλής πίεσης (10-15 MPa). Χρησιμοποιείται για την άντληση πρώτων υλών σε υπόγειες εγκαταστάσεις αποθήκευσης αερίου σε μεγάλους σταθμούς συμπίεσης.

Τα πλεονεκτήματα των μονάδων συμπιεστή αερίου εμβόλου με κίνηση αεριοστροβίλου περιλαμβάνουν υψηλό βαθμό τεχνικής αξιοπιστίας, δυνατότητας συντήρησης και ικανότητας χρήσης σε ένα ευρύ φάσμα όσον αφορά την πίεση.

Φυγόκεντρες μονάδες

Αυτός ο εξοπλισμός χαρακτηρίζεται από υψηλότερη παραγωγικότητα περίπου 20-30 εκατομμύρια m3/ημέρα. και την ικανότητα συμπίεσης μιγμάτων αερίου-αέρα κατά 1,5-1,7 φορές. Οι φυγοκεντρικοί φυσητήρες δεν διαθέτουν μηχανικά στοιχεία τριβής, γεγονός που παρατείνει τη διάρκεια ζωής τους, εξαλείφοντας την ανάγκη τακτικής χρήσης λιπαντικών υγρών. Αυτό το χαρακτηριστικό σχεδιασμού καθορίζει την ομοιομορφία των ροών αερίου σε υψηλή ταχύτητα χωρίς παλμούς. Εάν μιλάμε για τις αδυναμίες των φυγοκεντρικών μονάδων συμπιεστή αερίου, τότε ένας υψηλός βαθμός συμπίεσης επιτυγχάνεται μόνο με τη σύνδεση πολλών σταθμών σε σειρά σε ένα συγκρότημα. Επομένως, με υψηλές επιδόσεις, αυξάνεται και η κατανάλωση καυσίμου.

Σύστημα ελέγχου GPA

Παρέχονται σύγχρονα συγκροτήματα άντλησης αερίουαυτοματοποίηση για την παρακολούθηση των ροών εργασίας και της κατάστασης των λειτουργικών μονάδων. Συγκεκριμένα, υλοποιούνται οι ακόλουθες εργασίες:

• Ρύθμιση της ταχύτητας του υπερσυμπιεστή κατά την τροφοδοσία του μείγματος καυσίμου στον κινητήρα.
• Προσαρμογή με έλεγχο ελάχιστου περιθωρίου υπέρτασης.
• Έλεγχος συνθηκών έκτακτης ανάγκης.
• Ρύθμιση μηχανικών μερών του συμπιεστή.
• Καταχώρηση, επεξεργασία και εμφάνιση πληροφοριών στην οθόνη του αποστολέα.

Επιπλέον, η λειτουργία των μονάδων άντλησης αερίου προβλέπει τον έλεγχο της δυνατότητας συντήρησης και τη σωστή ρύθμιση ενεργοποιητών, αισθητήρων και γραμμών επικοινωνίας. Για αυτό, χρησιμοποιούνται κανάλια εισόδου και εξόδου. Ο παλαιός εξοπλισμός μπορεί να εξακολουθεί να χρησιμοποιεί αναλογικές συσκευές, όπως θερμοστοιχεία και διακριτούς ελεγκτές.

Συντήρηση GPU

Τα αντλιοστάσια βενζίνης έχουν χρονοδιάγραμμα συντήρησης με ένα σύνολο εργασιών που στοχεύουν στη διατήρηση της μηχανικής και του λογισμικού σε κατάσταση λειτουργίας. Κατά τον έλεγχο της μονάδας ελέγχεται η δομική ακεραιότητα και η σωστή λειτουργία των εκτελεστικών οργάνων, αξιολογούνται έμμεσες παράμετροι λειτουργίας, γίνονται διαγνωστικά του συστήματος κ.λπ. Με βάση τα αποτελέσματα του ελέγχου λαμβάνεται απόφαση για την πιθανή επισκευή της μονάδας συμπιεστή αερίου με ελαττοσκόπηση λειτουργικών μερών και συγκροτημάτων. Κατά τη διάρκεια μιας μεγάλης επισκευής, τα φθαρμένα στοιχεία μπορούν να αντικατασταθούν, τα δομικά μέρη και τα τμήματα μπορούν να αποκατασταθούνγραμμές πετρελαίου κ.λπ. Οι μικρές εργασίες επισκευής συνήθως συνδέονται με την αποκατάσταση της στεγανότητας των δοχείων, την εξάλειψη διαρροών και την ενημέρωση των αναλωσίμων.

Κριτικές για το έργο της GPU

Ο συνδυασμός δικτύων αγωγών και μονάδων συμπιεστή εξακολουθεί να θεωρείται η καλύτερη λύση για τη βελτιστοποίηση των διαδικασιών μεταφοράς σε σχέση με τις πρώτες ύλες πετρελαίου και φυσικού αερίου. Όπως σημειώνουν υπάλληλοι επιχειρήσεων σε αυτόν τον τομέα, ο εξοπλισμός GCU επιτρέπει την αύξηση της ενεργειακής απόδοσης των γραμμών κορμού χωρίς να μειώνονται οι δείκτες αξιοπιστίας και ασφάλειας για την παράδοση καυσίμου. Ταυτόχρονα, ο κατάλογος των λειτουργιών των μονάδων άντλησης αερίου επεκτείνεται τακτικά λόγω του ίδιου αυτοματισμού, ο οποίος επιτρέπει την εξοικονόμηση στην οργάνωση βοηθητικών σημείων για την παρακολούθηση της λειτουργίας της υποδομής μεταφορών. Όσον αφορά τις αρνητικές κριτικές, συνδέονται με το υψηλό κόστος των σύγχρονων GPU και την τεχνολογική πολυπλοκότητα, η οποία απαιτεί τα κατάλληλα προσόντα από το προσωπικό συντήρησης.

Συμπέρασμα

Τα τελευταία χρόνια, η βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου διέρχεται ένα στάδιο εγκατάλειψης των τεχνικών μέσων που τέθηκαν σε λειτουργία τον 20ο αιώνα. Η τεχνική υποδομή πλησιάζει τα όρια ζωής, απαιτώντας αναβαθμίσεις. Μεταξύ των πρώτων θέσεων σε αυτή τη λίστα είναι οι σταθμοί συμπίεσης. Οι επιχειρήσεις πετρελαίου και φυσικού αερίου εισάγουν ολοένα και περισσότερο μονάδες άντλησης αερίου νέας γενιάς στη ροή εργασίας τους, χρησιμοποιώντας τις αρχές της μοντελοποίησης μέσω υπολογιστή. Σε συνδυασμό με τα πιο πρόσφατα εργαλεία εποπτικού ελέγχου, αυτόπαρέχει εκτεταμένο έλεγχο στη μεταφορά αερίου. Το πραγματικό αποτέλεσμα του εκσυγχρονισμού σήμερα επιβεβαιώνεται από πραγματικά δεδομένα σχετικά με τα λειτουργικά χαρακτηριστικά του εξοπλισμού συμπιεστή και των γραμμών μεταφοράς.