Совершенствование системы технического обслуживания оборудования компрессорной станции

Совершенствование системы технического обслуживания оборудования компрессорной станции
Светлана Каменских

Монография посвящена исследованию и совершенствованию системы технического обслуживания и ремонта (ТОиР) оборудования компрессорной станции. Рассматриваются современные подходы к оптимизации процессов ТОиР, внедрение инновационных методов и технологий, направленных на повышение надежности и эффективности работы оборудования. Особое внимание уделено анализу практических результатов внедрения улучшений в реальных производственных условиях.

Совершенствование системы технического обслуживания оборудования компрессорной станции

Светлана Каменских

© Светлана Каменских, 2024

ISBN 978-5-0064-5179-7

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Введение

Актуальность темы исследования обусловлена тем, что надежная и эффективная работа компрессорных станций является одним из ключевых факторов обеспечения бесперебойной транспортировки природного газа по магистральным газопроводам. Совершенствование системы технического обслуживания и ремонта (ТОиР) оборудования компрессорных станций позволяет повысить эксплуатационную надежность, снизить риски возникновения аварийных ситуаций, оптимизировать затраты на ТОиР.

Теоретическая значимость работы заключается в развитии научно-методических основ организации системы ТОиР оборудования компрессорных станций, разработке новых подходов к планированию и контролю выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту, совершенствовании методов оценки эффективности ТОиР.

Практическая значимость исследования состоит в том, что его результаты могут быть использованы для повышения эффективности функционирования системы ТОиР оборудования компрессорных станций ООО «Газпром трансгаз Сургут», снижения эксплуатационных затрат, повышения надежности работы оборудования и обеспечения безопасности производственных процессов. Предложенные в работе мероприятия по совершенствованию системы ТОиР имеют существенное значение для повышения эффективности и безопасности транспортировки газа, что является актуальной задачей для дочерних обществ ПАО «Газпром».

Целью работы является разработка комплекса мероприятий по совершенствованию системы технического обслуживания и ремонта оборудования компрессорной станции ООО «Газпром трансгаз Сургут» Вынгапуровского ЛПУМГ для повышения эксплуатационной надежности и эффективности работы оборудования.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Провести анализ существующей системы ТОиР оборудования компрессорной станции, выявить основные проблемы и направления совершенствования.

2. Разработать мероприятия по повышению качества подготовки персонала, осуществляющего ТОиР оборудования КС.

3. Усовершенствовать систему планирования ТОиР на основе риск-ориентированного подхода и анализа коэффициента технического использования оборудования.

4. Предложить методы повышения эффективности контроля технического состояния оборудования и устранения отказов.

5. Оценить эффективность предложенных мероприятий по совершенствованию системы ТОиР.

Объектом исследования является компрессорная станция «Вынгапуровская» ООО «Газпром трансгаз Сургут».

Предметом исследования выступает система технического обслуживания и ремонта оборудования компрессорной станции.

Гипотеза исследования заключается в том, что реализация предложенных мероприятий по совершенствованию системы ТОиР, основанных на внедрении современных методов управления надежностью, риск-ориентированного подхода к планированию работ, повышении качества подготовки персонала, позволит существенно повысить эффективность функционирования компрессорной станции, снизить риски отказов оборудования и аварийных ситуаций.

В работе использованы такие общенаучные и специальные методы исследования, как анализ научно-технической литературы и нормативной документации по теме работы, изучение и обобщение опыта эксплуатации оборудования КС, системный анализ производственных процессов, методы технико-экономических расчетов, статистические методы анализа данных по отказам оборудования и оценке эффективности системы ТОиР.

Информационную базу исследования составили научные публикации отечественных и зарубежных авторов по вопросам эксплуатации, технического обслуживания и ремонта оборудования компрессорных станций, материалы научно-технических конференций, нормативно-техническая документация ПАО «Газпром», производственно-техническая документация ООО «Газпром трансгаз Сургут», статистические данные по работе оборудования КС «Вынгапуровская».

Работа состоит из введения, 8 глав, заключения, списка использованных источников. В первой главе приводится общая характеристика компрессорной станции. Вторая глава посвящена вопросам подготовки персонала КС. В третьей главе рассматриваются основные составляющие системы ТОиР оборудования КС. Четвертая глава посвящена анализу отказов оборудования и методам их устранения. В пятой главе предложен усовершенствованный подход к планированию ТОиР. В шестой главе проводится анализ эффективности системы ТОиР. Седьмая глава посвящена применению современных технологий для анализа эффективности ТОиР. В восьмой главе оценивается эффективность предложенных мероприятий по совершенствованию системы ТОиР КС «Вынгапуровская».

1. Общая характеристика предприятия

1.1. Основные процессы на компрессорной станции

Компрессорная станция (КС) является одним из ключевых элементов газотранспортной системы, обеспечивающим надежную и бесперебойную транспортировку природного газа на дальние расстояния. Как отмечает А. Н. Козаченко, «компрессорные станции магистральных газопроводов предназначены для компримирования перекачиваемого газа с целью обеспечения его транспортировки на значительные расстояния с заданной производительностью».[1 - Коршак А. А. Компрессорные станции магистральных газопроводов. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2021, С. 5.]

На компрессорной станции «Вынгапуровская» ООО «Газпром трансгаз Сургут» реализуется комплекс технологических процессов, связанных с подготовкой и компримированием природного газа. Основными процессами на КС являются:

1. Очистка газа от механических примесей и капельной жидкости. Этот процесс осуществляется с помощью специальных установок очистки, включающих циклонные пылеуловители, фильтры-сепараторы и другое оборудование. Очистка газа необходима для защиты технологического оборудования КС от эрозионного и коррозионного износа, обеспечения стабильной работы газоперекачивающих агрегатов (ГПА).

2. Компримирование газа. Основное назначение КС заключается в повышении давления транспортируемого газа для обеспечения его дальнейшего перемещения по магистральному газопроводу. Компримирование осуществляется с помощью ГПА, которые приводятся в действие газотурбинными установками или электроприводами. В процессе компримирования газа происходит повышение его температуры, что требует применения специальных мер по охлаждению.

3. Охлаждение газа. Для снижения температуры газа после компримирования используются аппараты воздушного охлаждения (АВО). АВО предс0тавляют собой теплообменники, в которых горячий газ охлаждается за счет теплообмена с атмосферным воздухом, нагнетаемым вентиляторами. Охлаждение газа необходимо для предотвращения теплового старения изоляционных покрытий трубопроводов и снижения энергозатрат на транспортировку.

4. Замер количества и качества газа. Для учета объемов транспортируемого газа и контроля его качественных показателей на КС используются различные системы измерений. Они включают в себя узлы коммерческого учета газа, потоковые хроматографы, анализаторы точки росы и другие приборы. Полученные данные используются для оперативного управления режимами работы КС, формирования отчетной документации, выявления и локализации утечек газа.

Реализация указанных процессов обеспечивается комплексом основного и вспомогательного технологического оборудования КС. Надежность и эффективность работы этого оборудования во многом зависит от качества проведения технического обслуживания и ремонта. Как справедливо указывают Э. А. Микаэлян и др., «обеспечение надежной и эффективной эксплуатации оборудования КС невозможно без решения комплекса задач по организации и проведению технического обслуживания и ремонта».[2 - Микаэлян Э. А. Эксплуатация газотурбинных газоперекачивающих агрегатов. – М.: РГУ нефти и газа, 2019, С. 8.]

Для управления режимами работы КС и контроля параметров технологических процессов используются автоматизированные системы управления (АСУ). АСУ КС строятся на базе современных программно-технических комплексов и обеспечивают оперативное управление работой оборудования, регулирование давления и расхода газа, контроль технологических параметров, аварийную защиту и сигнализацию. Применение АСУ позволяет повысить надежность и эффективность эксплуатации КС, снизить риски возникновения нештатных ситуаций.

Таким образом, на компрессорной станции «Вынгапуровская» реализуется комплекс взаимосвязанных процессов, направленных на подготовку, компримирование, охлаждение и учет транспортируемого природного газа. Эффективное управление этими процессами и поддержание работоспособности соответствующего технологического оборудования является необходимым условием обеспечения надежного и бесперебойного газоснабжения потребителей. Ключевая роль в решении этой задачи принадлежит системе технического обслуживания и ремонта оборудования КС, совершенствованию которой посвящена настоящая работа.

1.2. Основное оборудование компрессорной станции

Компрессорная станция «Вынгапуровская» оснащена современным технологическим оборудованием, обеспечивающим надежную и эффективную транспортировку природного газа. Основу производственных мощностей КС составляют газоперекачивающие агрегаты (ГПА), предназначенные для компримирования газа. Как отмечает Р. А. Кертис, «газоперекачивающие агрегаты являются сердцем компрессорной станции, от их надежности и эффективности зависит работа всей газотранспортной системы».[3 - Ананьев С. А. Современные методы технического обслуживания и ремонта компрессорного оборудования. – М.: Изд-во «Нефть и газ», 2021, С. 132.]

На КС «Вынгапуровская» установлены газотурбинные ГПА типа ГПА-Ц-16 и ГПА-Ц-25, оснащенные центробежными нагнетателями. ГПА-Ц-16 имеет номинальную производительность 16 млн. м3/сутки и мощность газотурбинного двигателя 16 МВт. ГПА-Ц-25 обладает производительностью 25 млн. м3/сутки и мощностью 25 МВт. Применение этих высокоэффективных агрегатов позволяет обеспечить необходимый уровень компримирования газа при оптимальных энергозатратах.

Для очистки газа от механических примесей и капельной жидкости на КС используются циклонные пылеуловители и фильтры-сепараторы. Циклонные пылеуловители обеспечивают первичную очистку газа за счет центробежных сил, отделяющих твердые частицы. Фильтры-сепараторы осуществляют тонкую очистку газа путем улавливания мелкодисперсных частиц и капельной жидкости на фильтрующих элементах. Э. Р. Блинов подчеркивает, что «своевременная замена и регенерация фильтрующих элементов является важным условием обеспечения качественной очистки газа и защиты оборудования КС».[4 - Бойко Е. А. Эксплуатация компрессорных станций: учебное пособие. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2019, С. 23.]

Охлаждение газа после компримирования производится в аппаратах воздушного охлаждения (АВО). На КС «Вынгапуровская» применяются АВО горизонтального типа с вентиляторами. Горячий газ проходит по трубному пучку теплообменной секции, омываемой снаружи потоком холодного воздуха, создаваемым вентиляторами.[5 - Саруев А. Л., Дель Д. А. Совершенствование систем охлаждения газа на компрессорных станциях // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – №10. – С. 102.] Эффективность охлаждения газа в АВО зависит от многих факторов, таких как температура окружающего воздуха, чистота поверхностей теплообмена, исправность вентиляторов и приводов.

Важным элементом технологического оборудования КС является трубопроводная арматура, предназначенная для управления потоками газа. На компрессорной станции используются различные типы арматуры: запорная (краны, задвижки), регулирующая (клапаны, регуляторы давления), предохранительная (предохранительные клапаны). От надежности работы арматуры зависит возможность оперативного управления режимами транспорта газа, проведения ремонтных работ, локализации аварийных ситуаций. А. В. Рудаченко и Н. В. Чухарева отмечают, что «обеспечение надежности трубопроводной арматуры требует применения современных методов диагностики, таких как виброакустический контроль, ультразвуковая толщинометрия, магнитопорошковая дефектоскопия».

Автоматизированные системы управления (АСУ) КС построены на базе программируемых логических контроллеров, компьютерных систем диспетчерского контроля и управления, информационно-измерительных комплексов. АСУ обеспечивают контроль параметров работы оборудования, управление технологическими процессами, аварийную защиту и сигнализацию, архивирование данных. Современные АСУ КС имеют развитые системы отображения информации, включая мнемосхемы, тренды, журналы событий, что повышает информированность оперативного персонала и качество управления.

Системы электроснабжения КС включают в себя линии электропередачи, трансформаторные подстанции, распределительные устройства, системы бесперебойного питания, аварийные дизель-генераторы. Электроснабжение ГПА осуществляется по схеме с двумя независимыми взаиморезервируемыми источниками питания, что обеспечивает высокий уровень надежности. Для питания АСУ, систем связи, противоаварийной защиты применяются источники бесперебойного питания, поддерживающие работоспособность оборудования при нарушениях внешнего электроснабжения.

В состав оборудования КС входят также системы вентиляции, кондиционирования, отопления машинных залов и других производственных помещений, системы пожаротушения, оборудование и инструменты для проведения ремонтных работ. Поддержание этих систем в исправном состоянии является необходимым условием обеспечения безопасной и надежной эксплуатации КС.

Таким образом, компрессорная станция «Вынгапуровская» оснащена комплексом современного технологического оборудования, в который входят:

– Газоперекачивающие агрегаты ГПА-Ц-16 и ГПА-Ц-25, предназначенные для компримирования газа.

– Установки очистки, включающие циклонные пылеуловители и фильтры-сепараторы.

– Аппараты воздушного охлаждения газа горизонтального типа.

– Разнообразная трубопроводная арматура (краны, задвижки, клапаны и др.).

– Автоматизированные системы управления на базе современных программно-технических средств.