Бастырмалатқыштың қысуындағы газдың қысымы

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 80 бет
Таңдаулыға:

8

9

10

11

Aңдатпа

Берілген дипломдық жобада газ өнеркәсібі арқылы газды

тасымалдаудың оперативті басқару сұрақтары қарастырылады.

Магистральды газ құбыры арқылы газ тасымалдаудың оперативті

басқару оның сенімділігі және тиімді жақтары қарастырылған.

Технологиялық

бөлімде магистральды газ құбыры арқылы газ

тасымалдаудың оперативті түрде жұмыс жасайтын құрылғылардың,

тәртіптерінің барлық түрі қарастырылған және бұрынғы басқару және

бақылау практикасы қарастырылған.

Арнайы бөлімде магистарльды газ құбырының сызықты бөлігінің

ерекшеліктері мен қасиеттері, оның объект ретінде басқарылуы, негізгі

технологиялық операциялар, бұл жүйенің структурасы мен мәні. Қазіргі кезде

газ құбыры арқылы газды тасымалдауды оперативті түрде басқарудың

тиімділігі жөнінде ақпараттар қарастырылады.

Экономикалық бөлім басқару жүйесінің экономикалық тиімділігі мен

өтеу мерзімін енгізеді.

Жобада еңбек қорғаумен байланысты ұйымдастыру шараларымен

жұмысты атқарушы адамдарды және жұмыс орнын қауіпсіздендіру шаралары

қарастырылды.

Aннотация

В данном дипломном проекте рассмотрены вопросы оперативного

управления транспортировки газа по трубопроводу.

Рассматриваются все его возможности и оптимальные стороны

применения линейной частью магистральных газопроводов в

промышленности.

В технологической части рассмотрены работа вспомогательных средств

автоматизации в автоматизированном режиме работы и рассмотрена ранее

существующая практика контроля и управления транспортировки газа по

трубопроводу.

Специальная часть содержит разделы: особенности линейной части

магистральных газопроводов и как объект управления, основные

технологические операции, структуру и значение системы. В данное время

транспортировка газа по трубопроводу работает в автоматическом режиме,

рассматривается его оптимальное управление и обеспечение информацией.

Экономическая часть дипломного проекта содержит расчеты

экономической эффективности и сроки окупаемости системы управления.

В проекте приведены организационные мероприятия и рассмотрены

безопасность рабочего состава и рабочего места.

12

Мазмұны

Кіріспе

Технологиялық бөлім

1. 1 Магистральды газ құбырларының жалпы сипаттамасы

1. 2 Компрессорлық станцияның мақсаты

1. 3 ГӨА-ның электржетектерімен компрессорлық станцияларды

құрастыру

1. 4 Магистральды газ құбырындағы электржетекті компрессорлық

станцияның технологиялық сұлбасы

1. 5 ГӨА электржетектері

1. 5. 1 280-11-1 центрден тебетін электржетегі бар компрессорлық

қондырғы

1. 5. 2 Электрқозғалтқыштың айналу санын реттейтін қондырғы

1. 5. 3 Центрден тебетін бастырмалатқыш

1. 6 Бастырмалатқыштардың сипатттамалық қисықтары

1. 7 Әр түрлі сору жағдайлары үшін бастырмалатқыш сипаттамасының

өзгеруі

1. 8 Бастырмалатқыштың көлемді өнімділігі

1. 9 Режимді-технологиялық көрсеткіштерді есептеу

2 Арнайы бөлім

2. 1 Қарымталаушы станция автоматты реттеу объектісі ретінде

2. 2 Математикалық модельдеу

2. 2. 1 Газды тасымалдаудың математикалық моделінің қазіргі жағдайы

2. 2. 2 Газ құбырының математикалық моделі оптималды басқару

объектісі ретінде

13

8

2. 2. 3 Компремирлеуші қондырғының математикалық моделі

2. 2. 4 Компрессорлық станцияның математикалық моделі

2. 3 Компрессорлық станцияның жұмыс режимдерінің тиімді

басқаруының автоматтандырылған жүйесін жасау

2. 3. 1 Тиімділенген есептер критерилері

2. 3. 2 Есептер мен олардың өзара байланыстылығының анализі

2. 3. 3 Математикалық модельдеу теорияларын қолдану

2. 3. 4 Компрессорлық станцияның жұмыс режимдерінде оптимизациялау

есебінің қойылуы (құрылуы)

2. 3. 5 Компрессорлық станция қасиеттерінің аналитикалық берілу

2. 4 Газды тасымалдаудағы оптимизациялау есебін логика -

комбинаторлық әдіспен шешу

2. 5 Электржетекті компрессорлық станция режимдерінің

оптимизациялау бағдарламасының блок - схемасы

2. 6 Иммитациялы модельдеу

2. 7 КС-ны автоматизациялау сұлбасының сипаттамасы

2. 8 Автоматизацияның техникалық құралдарын таңдау

2. 8. 1 Жүйенің функционалды мүмкіндіктері

2. 8. 2 Жүйенің құрылу деңгейлері

3 Экономикалық бөлім

3. 1 Магистральды газ құбырларының компрессорлық станцияларында

автоматтандырылған басқару жүйесін енгізудің экономикалық

негізделуі

3. 2 Автоматты басқару жүйесін құру мен енгізуге кеткен шығындарды

есептеу

14

3. 3 Қосымша эксплуатациялық шығындар

3. 4 ТП АБЖ экономикалық эффектілігін есептеу

4 Өміртіршілік қауіпсіздігі

4. 1 Өрт қауіпсіздігі

4. 1. 1 Жеке қорғаныс құралдары

4. 2 Жасанды жарықтандыруды ұйымдастыру

4. 2. 1 Жасанды жарықтандыруды есептеу

4. 4 Өміртіршілік қауіпсіздігі бөліміне қорытынды

Қорытынды

Қысқартылған сөздер

Пайдаланған әдебиет тізімі

15

Кіріспе

Қазақстан Республикасында газды табу,

тасымалдау, компремирлеу

технологиялық процестерін басқару жүйелерінің және құралдарының

қажеттілігін айқын және әрдайым қажетті фактор болып табылады. Жаңа

технологиялардың пайда болуына бәсекелік күрестен басқа даму және

жетілдіру әдістері мен құралдары, оларды нәтижелі басқару рыноктық

экономика талабына сай өндірісті автоматтандырудың өткір сұрағына

айналады.

Газ өнеркәсібі - Қазақстанның энергетика шаруашылығының ең

нәтижелі отын салаларының бірі болып табылады. Өнеркәсіп аудандарындағы

отынмен жабдықтау экономикасына және өндірістің дамуына әсерін тигізеді.

Газ өнеркәсібінің негізі болып кен орны комплексінен, газ

қоймаларынан, тұтыну объектілерінен, күрделі желімменен біріктірілген газ

құбырынан тұратын Газбен жабдықтау жүйесі (ГЖЖ) болып табылады. ГЖЖ-

нің ең капитал сиымды бөлігі, ол-газдың магистральды транспорт жүйесі. Бұл

жүйе күшті газ құбыры жүйесінен, жерасты қоймаларынан, газ тарату

пункттерңнен, компрессорлық станциялардың жиынтығынан тұрады. Газдың

магистральды транспорт жүйесі және ГЖЖ көбіне энергетиканың басқа үлкен

жүйелеріне ұқсамайды және өз бетімен үйрену мен зерттеу объектісі болып

табылады. ГЖЖ ортақ және спецификалық қасиеттерге ие, оларды оқып

үйрену тек қана қазіргі заманғы тиімді басқару теориясын қолдану негізінде

ғана мүмкін.

ГЖЖ тұтастығы және оның негізгі бөлімдері газдың магистральды

транспорт жүйесінің жасанды ішкі жүйелерге бөлінуіне қайшылық етпейді.

Мұндай бөлінулер тиімділеу проблемаларын шешуді жеңілдетеді, бұндай

жағдайда деңгейлік және объектілік шешімдерді құру принципін қолдануға

болады. Бірақ ішкі жүйелерді ерекшелеу мүмкін емес, бұл жағдайда бөлек

ішкі жүйелер бойынша бөлек табылған тиімді шешімдерді қоса отырып,

барлық жүйе бойынша глобальды тиімді шешім алуға болады.

ГЖЖ және үлкен басқару жүйелері үшін энергетикада ішкі жүйелерге

технологиялық, территориалдық және декомпозицияның уақытша қасиеті

сәйкес келеді.

Технологиялық принципке сүйене отырып ГЖЖ газды олжалау,

транспорттау, сақтау және қолдану деген ішкі жүйелерге бөлінеді. ГЖЖ-нің

ішкі жүйелерге бөлінуі аналогты бөлінуден біршама ерекшеленеді, өйткені

оның салалар жүйесі (электроэнергетикалық, газбен қамтамасыздандыру,

көмірмен қамтамасыздандыру және т. б. ) технология бойынша мүлдем

ұқсамайды. ГЖЖ өз алдына иерархиялық деңгейде соғылған, бірақ бөлек

жұмыс істейтін ішкі жүйелерден тұратын бірыңғай комплекс.

Қазіргі заманда автоматты басқару жүйесінің мұнай, газ шығару

өндірісінде техникалық базасының өсу ерекшелігі иерархиялық деңгейлерге

таратылған біртексіз техникалық құралдардың бірыңғай комплекске бірігуі.

16

Бұл технологиялық процестермен басқару жүйесінің жұмыс істеуін және

ЭЕМ-нің таратылған жүйелерін ұйымдастыруды қамтамасыз етеді.

Осы фактілерге сүйене отырып, ТП автоматтандыру облысында, еңбекті

басқаруда және бүгінгі күндегі газ құбыры транспортын автоматтандыру

құралдарына талап қойылуына байланысты қайта құру және Біріктірілген

автоматты басқару жүйесін құру (БАБЖ) проблемалары туындайды.

БАБЖ-сін құру келесі объективті себептерге байланысты:

- рынокты экономиканың механизмдерін енгізу, сонымен қатар газ

транспорты төлемінің тарифті жүйеге өтуі, магистральды газ құбырларының

өзін-өзі қаржыландыруын және өз шығынын өзі өтеуін қамтамасыздандыру;

- моральды және физикалық ескірген АБЖ жабдықтарын, телемеханика

жүйелерін және жергілікті автоматиканы ауыстырумен келісілген осы күнгі

АБЖ-нің дамуының проблемалары;

- қайта құру мен автоматтандыру құралдарының дамуына қаржы

жұмсау тиімділігінің төмендігінен, АБЖ-нің техникалық және бағдарламалық

құралдарының даму проблемаларының типті шешімінің болмауына әкеп

соғады;

- құбырлардың

ескіруі, құбырлы транспорттың қауіпсіздігі мен

сенімділігіне қойылған талаптар деңгейінің қайта-қайта өсуі.

Газды транспорттау кәсіпорынның Автоматты басқару жүйесі (АБЖ)

бөлімдерінің бірі болып компрессорлық цехтердің (КЦ) жұмыс істеу

режимдерінің Автоматты реттеу жүйесі (АРЖ) болып табылады. Ол АБЖ-ін

ендірудің бірінші этабында берілген параметрлерді қолдап және газды өңдеу

процесінің сапалылығын қамтамасыз етуде автономды түрде жұмыс істейді.

Бұндай жүйені құру қажеттілігі газды өңдеудің технологиялық

процесінің ерекшелігімен анықталады:

- компрессорлық цехтердің жұмыс істеу режимінің өзгеруі, тәуліктік

және сезондық газды тұтынудың бірыңғай емес болуы, газды өңдеу

параметрлерінің өзгеруі (құрамы, калориясының температурасы және т. б. ),

көрші компрессорлық станциялардағы (КС) газды өңдеу агрегаттарының

(ГӨА) жіберілуі және тоқтауы, т. б. ;

- берілген параметрлерді реттеу дәлдікті қолдауға жоғары талаптар

қояды, дәлдіктің өзгеруі газ құбырының учаскесінде өнімділіктің айтарлықтай

өзгеруіне әкеп соғады;

- белгілі бір агрегаттың жұмыс істеу режимінің белгілі арақатынасын

қолдау қажеттілігі энергияны минималды пайдалану критериін есепке алады.

КЦ-тің жұмыс істеу режиміне АРЖ-ін ендіру КЦ-тің режимдік

параметрлерін тұрақты бақылауға және жылдам ақпараттардың көлемін

төмендетуге мүмкіндік береді.

Газбен жабдықтау жүйесі міндеттерінің бірі болып тиімділеу

міндеттерінің құрылымы, параметрлері, басқарушы әсерлері есептеледі.

17

1 Технологиялық бөлім

1. 1 Магистральды газ құбырларының жалпы сипаттамасы

Газ шығарудың тұрақты артуына байланысты өнімді жүргізу желісі

өседі.

Құбыр көлігінің негізгі тиімді нәтижелі қолдану факторлары болып газ

құбырын түгел автоматтандыру мүмкіндігі есептеледі.

Қазіргі таңда әлемдегі барлық елдерде континентаралық газ көлігінің

негізгі түрі болып құбырлық есептеледі. Газ құбыры көлігінің тез дамуының

себебі көліктің басқа түрімен (теміржолдық, өзендік, автомобильдік)

жеткізуге қарағанда, құбыр бойымен өңдеу тиімді. Осыған орай, газ құбыры

көлігі кейін де негізгі болып қалады деп есептеуге болады.

Шығару (газ кен орны) және өндіру (газ өңдейтін зауыт) ауданынан

тұтыну ауданына (қала, ауыл, өнеркәсіпті кәсіпорын, электр станциялары)

жеткізетін құбыр магистральды газ құбыры деп аталады. Магистральды газ

құбыры жыл бойы күні-түні жұмыс істеп, біршама диаметрі мен ұзындығы

болады. Магистральды газ құбырының диаметрі 150 ден 1420 мм-ге дейін, ал

ұзындығы ондаған мыңнан бірнеше мың километрге дейін өзгереді.

Магистральды газ құбырының жіберу қабілеттілігі 80млн. м3/тәу дейін жетуі

мүмкін.

Магистральды газ құбыры жұмыс қысымына байланысты екі класка

бөлінеді:

а) 1 класс-жұмыс қысымы 2, 5 тен 10МПа;

б) 2 класс-жұмыс қысымы 1, 2 ден 2, 5МПа;

Қазіргі заманғы магистральды газ құбыры инженерлік құрылысты

ұсынады, ол газды транспорттауға, компремирлеуге және құбыр бойымен

өңдеуге дайындайтын негізгі технологиялық процесті қамтамасыз етеді.

Негізгі технологиялық процестерді орындайтын жабдықтардан басқа

магистральды газ құбырларында қосалқы құрылғылар бар, олар газ құбырын

коррозиядан, электр жабықтаудан және су жабдықтауынан сақтайды.

Магистральды газ құбырының құрамы оның ұзындығымен, транспортталушы

газдың фракционды құрамымен, газда СО2, H2S және ылғалдың сақталуымен,

газды қолданатын тұтынушылардың талаптарымен анықталады.

1. 2 Компрессорлық станцияның мақсаты

Газ құбыр бойымен қозғалғанда газ кәсіпшілігінен тұтынушыға дейінгі

жолынла құбырдың кедергісін және қысымын жоғалтады. Қысымды шамадан

тыс жоғалту құбырды тиімсіз қолдану мен жіберу қабілетін төмендетеді.

Газды үлкен қашықтықта тиімді өңдеу үшін компрессорлық станциялар

соғылады. Олардың құбыр трассасының бойымен орналасуын есеп айыру

жолымен анықтайды. Осыны қорыта келе, берілген құбырдың өнімділігі мен

кәсіпшіліктен газды тұтынушылардың қашықтығын анықтау үшін құбырдың

18

диаметрін алады, жұмысшы қысымды, құбыр қабырғасының қалыңдығын,

компрессорлық станцияның санын және орналасқан жерін анықтайды.

Компрессорлық станциялардың арасындағы қысым құламасы

компрессорлардағы қысу дәрежесін анықтайды. Учаскенің аяғындағы қысым

компрессордың басындағы қысымға тең, ал учаскенің басындағы қысым

компрессордың аяғындағы қысымға тең. Қысу дәрежесінің таңдауы

компрессордағы газ қысуы энергиясының шығынын анықтайды.

Газ құбырының максималды жіберу қабілеттілігін қамтамасыз ету үшін

оны орнату мен қанауына кететін минималды шығындарды есептегенде

барлық факторлардың жиынтығы есепке алынады. Компрессорлық станция

газ құбыры трассасының бойында орналасуына байланысты басты және

аралық болып бөлінеді.

Газ кәсіпшілігінің жанында орналасқан станция басты (БКС), ал

қалғандары газ құбырында аралық (КС) деп аталады. БКС газ құбырындағы

газды шығару қайнарына немесе өндіріске беріледі. Мұндай кен орындарында

газ мұнайдың серігі болып табылады және оның ішінде ерітілген күйінде

болады. Мұнай скважинадан шыққанда газ олардан арнаулы сепараторларда

бөлініп шығады. Бұл жағдайда газ қысымы үлкен болмайды. Мұнай

кәсіпшілігінде бағыттас газды жинау үшін кәсіпшілік құрама КС орнатылады.

Олар мұнай скважиналарының тоқуларына қосылады. Бұл станциялардан

газды фракциондағанда құнды компоненттер бөліну (бутан, пропан және т. б. )

үшін газ-бензин зауытына жөнелтіледі, содан соң газ газ құбырының

қабылдағышына келіп түседі.

Газ өндіретін зауыттардың (тақта тас өңдейтін, кокс-газ және т. б. )

жанында БКС орналасқан. Магистральды газ құбырының КС-ына келесі

негізгі технологиялық процестер қарастырылады: газды шаңнан тазарту,

компремирлеу-газды қысу және оны салқындату. Одан басқа БКС-да газды

кептіру жүргізіледі, егер ол күкіртті сутектен тұратын болса, онда газды

күкірттен тазарту жүргізіледі. Кептірудің мақсаты-газдан ылғалды тартып алу.

Скважинадан 10-200С температурада шығатын газ суға қанық болады. Егер

газдан ылғалды тартып алмаса, онда салқын газ құбырында салқындату

кезінде су бөлінеді. Қыста газ құбыры тоңған жерлерде судың мұз болуы және

мұзды тығын болуы мүмкін.

Күкірттісутек-газдағы зиян қоспа. Ылғал болған жерде ол құбыр және

жабдықтар коррозиясына әкеп соғады. Магистральды газ құбырында

транспортталатын газда күкіртті сутектің болуы 100м3-қа 2 г. газдан аспауы

керек. Газды қойылған шарт бойынша күкірт тазалау БКС-ның қондырғысына

әкеледі. Газды шаңнан тазалау КС жабдықтарының мезгілсіз тозуынан

сақтайды және олар арнайы аппараттарда жасалынады. Аппараттарда газ

өзінің бағытын күрт өзгертеді және өлшенген қатты өоспалар маймен

жұтылып түсіп қалады. Көрсетілген негізгі технологиялық процестерден басқа

КС-да көмекші процестер орындалады, ол үшін келесі жүйелер

қарастырылады:

19

- компрессорлар мен қозғалтқыштардың салқындауына арналған

айналып жүрулер;

- машинаға майды құю үшін;

- өрт сөндіруші жылу және су жабдықтаушыларының желдетушілері.

1. 3 ГӨА-ның электржетектерімен компрессорлық станцияларды

құрастыру

Магистральды газ құбырының компрессорлық станциясы бір-бірімен

байланысқан көп технологиялық объектілерден тұрады. КС-ның негізгі

құрылысы болып компрессорлық цехтің басты ғимараты болып табылады.

Оған ГӨА орнатылады. Бір цехті КС барлық территориясы 3-4 га болады. Газ

құбырының трассасы өтетін КС территориясынан тыс түйінді қосу крандары

орналасқан. Бұл КС крандары арқылы газ құбырына қосылады. КС-ға кіретін

газ шаңұстағыш арқылы өтеді, ал шығатын газ газсуытқыш арқылы өтеді.

Компрессорлық цехтың басты корпусымен бойлай орналасқан ГӨА

бастырмалатқыш кранымен бірге орап байлау құбыры оларды қосу үшін

қажет болады. Басты корпустың арғы жағында жоғарғы вольтты жабық бөлңп

тұратын құрылғы (ЖБТҚ) орналасқан. Одан кабельдер мен эстакадалар

бойымен ГӨА-нан электр қозғалтқыш жетегіне қорек келеді. КЦ басты

корпусының жанында тағы да ауадағы салқындату аппараттары (АСА)

орналасқан. Олардың көмегімен ГӨА-нан келіп түсетін қыздырылған майлар

мен суларды салқындатуға болады (егер де ол жерде суды салқындатқыш

болса) . КС-ның шетінде әкімшілік және шаруашылық мұқтаждықтардың

ғимараты және гараждар орналасқан. Осы жерде өрт сөндіретін қажетті құрал-

саймандар да орналасқан.

Компрессорлық цех ғимараты ұзындығы бойынша екі бөлікке бөлінген:

машиналы зал, онда ГӨА-да электр құрылғылары орналасқан, және

бастырмалатқыштардың галереясы-B-1a класының жарылуға қауіпті бөлігі.

1. 4 Магистральды газ құбырындағы электржетекті компрессорлық

станцияның технологиялық сұлбасы

1-ші қосымшада электржетегі бар центрден тебетін бастырмалатқышпен

жабдықталған аралық КС-ның технологиялық сұлбасы көрсетілген. Бұл

станцияда газды салқындату көрсетілмеген. Компрессорлық цех Э-1

электрқозғалтқышынан 5 жетегі бар центрден тебетін бастырмалатқыштан

(ЦТБ) тұрады. Төрт бастырмалатқыш әрқайсысында екі-екі бастырмалатқышы

бар жеке топтар құрады. №3 бастырмалатқыш резервті болып табылады; оның

орап байлануы бірінші және екінші топтарға қызмет көрсете алатындай болып

жасалынған. Центрден тебетін бастырмалатқыштың артықшылығы бір

агрегаттың өнімділігі болып табылады. Осы жағдайда оны газ құбырларында

үлкен тәуліктік өнімділікпен қолдануға мүмкіндік береді (13млн. м3 және одан

да көп) . Магистральды газ құбырындағы бөлектенген жіптері (шлейфтері) бар

20

газ шаң ұстағыштардың коллекторының кірісіне беріледі. Шаңұстағыштардың

құрылуы тұндырғыштан, аккумулятордан және насостан тұратын май

жүйесінен тұрады. Шаңұстағыштардан кейін шығыс коллектор арқылы газ

бөлектенген жіптермен ЦТБ-тың бірінші және екінші топтарының

қабылдағышына келіп түседі.

Бастырмалатқыштардағы жүйелі қысудан кейін газ бөлектенген

лақтырғыш жіптермен газ құбырына келіп түседі. Шаңұстағыштарға дейінгі

тракттағы қабылдағыш жіп пен бастырмалатқыштан кейінгі лақтырғыш

жіптің арасында ұстатқыш қарастырылған. Ол ұстатқыш А-2 дистанциялық

және автоматты басқарылатын крандар мен A-3 дроссельді крандар

орналасқан. Бастырмалатқыштардың біреуі істен шығатын болса, онда екінші

бастырмалатқыш A-2 кранының автоматты түрде ашылуымен шығаратын

нұсқаға өтеді. Ол оның тұрақсыз жұмыс режиміне (помпаж режимі) өтуден

сақтайды.

A-3 дроссельді краны нұсқадағы қысымның айқын құламасын және

жұмыс режимін сақтауға арналған.

1. 5 ГӨА электржетектері

ТМД-да ГӨА электржетектерінің екі түрі қолданылады. Олар центрден

тебетін компрессорлар және поршеньді компрессорлар.

ЦТБ-шы бар ГӨА электржетегі кранды орап байлаудан тұратын

бастырмалатқыштан, редукторы бар жетекті ,

нығыздау және майлау жүйесінен, және де бақылау, басқару және қорғаныс

жүйесінен тұрады.

Магистральды газ құбырының компрессорлық станцияларында әдетте

бастырмалатқышы бар ГӨА электржетектері қолданылады. Поршеньді

электржетекті компрессорлар магистральды газ құбырындағы ең кіші

бастапқы қысымы бар бағыттас мұнайды шайқау үшін қолданылады.

Конструкциясы бойынша бастырмалатқыштар бір адамдық болады, ал оның

КС-да қолданылуы бойынша газдың қажетті қысу дәрежесін қамтамасыз ету

үшін олар толық тегеурінді және толық емес тегеурінді болып бөлінеді. Толық

тегеурінді бастырмалатқыш өзі жалғыз КС-ға газдың керекті қысу дәрежесін

қамтамасыз ете алады.

1. 5. 1 280-11-1 центрден тебетін электржетегі бар компрессорлық

қондырғы

Қондырғыда