image
energas.ru

Территория Нефтегаз № 12 2016

Газораспределительные станции и системы газоснабжения

01.12.2016 10:00 Опыт ООО «Газпром трансгаз Нижний Новгород» по разработке программы «Загрузка ГРС» для автоматического определения оптимальных режимов работы и предела эксплуатационной производительности газораспределительных станций
В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 30 декабря 2013 г. № 1314 «Об утверждении Правил подключения (технологического присоединения) объектов капитального строительства к сетям газораспределения, а также об изменении и признании утратившими силу некоторых актов Правительства Российской Федерации» газотранспортные общества подготавливают заключения о технической возможности подачи газа через газораспределительные станции (ГРС) по запросам потребителей с расходом газа свыше 300 м3/ч. В соответствии с СТО Газпром 2-3.5-051-2006 «Нормы технологического проектирования магистральных газопроводов» скорость газа в трубопроводах ГРС не должна превышать 25 м/с. В целях автоматизации процесса расчета пропускной способности ГРС в Обществе разработана программа «Загрузка ГРС», которая позволяет: рассчитать возможный объем дополнительной подачи газа через коммуникации ГРС, с учетом существующих режимов работы газотранспортной системы (ГТС), выбирая из диспетчерской автоматической системы управления технологическими процессами (АСУТП) ГОФО-2 наихудшие за последние три года параметры, влияющие на производительность (температура газа, давление газа, максимальная производительность), при условии непревышения скорости газа в коммуникациях ГРС более 25 м/с; рассчитать оптимальный режим работы ГРС с учетом возможного повышения входного и выходного давления; определить предел эксплуатационной производительности ГРС с учетом фактического режима работы станции и условных диаметров трубопроводной обвязки; сократить и автоматизировать процесс расчета пропускной способности при подготовке заключения о технической возможности подачи газа через ГРС.
Ключевые слова: газораспределительные станции, загрузка газораспределительных станций, расчет предела эксплуатационной производительности газораспределительных станций, подбор оптимального режима работы газораспределительной станции.
Ссылка для цитирования: Садртдинов Р.А., Наволоцкий С.А., Наседкина В.А. Опыт ООО «Газпром трансгаз Нижний Новгород» по разработке программы «Загрузка ГРС» для автоматического определения оптимальных режимов работы и предела эксплуатационной производительности газораспределительных станций // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2016. № 12. С. 39–43.
Открыть PDF


Поручение отраслевого совещания ПАО «Газпром» 2015 г. по вопросам эксплуатации ГРС (п. 1.8) о «Проработке вопроса определения резервов пропускной способности ГРС для обоснования возможности безопасной эксплуатации действующих ГРС…» направлено на обеспечение качественного выполнения газотранспортными организациями целого ряда задач и функциональных обязанностей, возложенных на Общества научно-техническими документами, законами и постановлениями Российской Федерации, с заданным уровнем надежности, безопасности и эффективности.

1_1.jpg

Рис. 1. Количество выданных заключений о технической возможности подачи газа и подтвержденный объем газа в 2013–2016 гг. в границах деятельности ООО «Газпром трансгаз Нижний Новгород»

Fig. 1. The number of given conclusions on the technical feasibility of gas supply and the confirmed volume of gas in 2013–2016 within the limits of the operations of Gazprom transgaz Nizhny Novgorod LLC

Для чего это нужно на практике?

Постановлением Правительства РФ от 30 декабря 2013 г. № 1314 (гл. V, п. 56–58) были утверждены Правила подключения (технологического присоединения) объектов капитального строительства к сетям газораспределения, в соответствии с которыми газотранспортные организации должны при поступлении обращения от потребителя с расходом газа свыше 300 м3/ч в течение 14 рабочих дней подготовить заключение о технической возможности подачи газа через эксплуатируемые объекты газотранспортной системы, в том числе и ГРС.

Количество выдаваемых заключений по Обществу составляет 360–609 в год, объем ежегодно подтверждаемого газа – 1,7–2,1 млрд м3 (рис. 1).

При этом очевидно, что объем дополнительной возможности подачи газа через ГРС определять разницей между проектной производительностью и фактическим расходом газа некорректно, поскольку проектная производительность, как правило, проектными организациями рассчитывается исходя из условия, что скорость газа в коммуникациях ГРС не должна превышать 25 м/с (п. 9.1.7. СТО Газпром 2-3.5-051-2006 «Нормы технологического проектирования магистральных газопроводов»).

Image_007.jpg

Рис. 2. Вид интерфейса программы «Загрузка ГРС» при поиске ГРС

Fig. 2. The interface of the program «GDS load» when searching for GDS

Кроме того, в расчетах принимались идеальные показатели максимального рабочего давления ГТС (например, 55 или 75 кгс/см2) и максимального проектного выходного давления (ежегодно подтверждаемого или кгс/см2), что на практике не всегда соответствует фактически установленному режиму работы ГТС и согласованному потребителем выходному давлению с ГРС.

В связи с этим эксплуатационная производительность ГРС может значительно отличаться от проектной.

Для подготовки обоснованных документально заключений требовалось выполнить значительное количество расчетов. С учетом ограниченного времени для подготовки ответов потребителям (14 рабочих дней) процесс необходимо было автоматизировать.

Для обеспечения бесперебойной подача газа с заданным уровнем надежности оборудования в переделах эксплуатационной производительности ГРС, а также в целях автоматизации процесса расчета пропускной способности ГРС Обществом в 2013 г. разработана программа «Загрузка ГРС», позволившая:

  • рассчитать возможный объем (дельту) дополнительной подачи газа через коммуникации ГРС с учетом существующих режимов работы ГТС;

  • рассчитать оптимальный режим работы ГРС с учетом возможного повышения входного и выходного давления;

  • определить предел эксплуатационной производительности ГРС с учетом фактического режима работы ГТС и диаметров трубопроводной обвязки ГРС;

  • автоматизировать процесс и сократить время расчета пропускной способности при подготовке заключения о технической возможности подачи газа через ГРС.

Итогом стало наличие оперативной информации о резерве пропускной способности и режиме работы ГРС.

Image_008.jpg

Рис. 3. Интерфейс программы с «автоматически» полученными оперативными данными при выборе ГРС

Fig. 3. The interface of the program with the «automatically» obtained operational data when choosing GRS

Программа «Загрузка ГРС» разрабатывалась специалистами Службы автоматизации Общества на основании разработанных Отделом по эксплуатации ГРС технических требований и формы предоставления информации, в основе которых лежат следующие основные принципы:

1) скорости газа рассчитываются отдельно для участков «от входного крана до линии редуцирования» и «от линии редуцирования до выходного крана ГРС»;

2) максимальная эксплуатационная производительность ГРС рассчитывается с учетом существующих режимов работы ГТС на основе выбора из диспетчерской автоматической системы управления технологическими процессами (АСУТП) ГОФО-2 наихудших за последние три года параметров, влияющих на производительность (температура газа, давление газа, максимальная производительность), при условии, что скорость газа в коммуникациях ГРС не превышает 25 м/с;

3) резерв пропускной способности ГРС рассчитывается из разницы максимальной эксплуатационной производительности ГРС и фактически достигнутой максимальной производительности станции.

Image_009.png

Рис. 4. Печать отчетной формы в программе «Загрузка ГРС»

Fig. 4. Print of the reporting form in the app «GDS load»

Работа с программой осуществляется следующим образом.

В интерактивном поиске (рис. 2) выбираем ГРС, по которой поступил запрос на подтверждение технической возможности подачи газа, и выполняем пробный расчет.

На рис. 3 мы видим интерфейс программы с полученными оперативными расчетами. На экране отражены:

  • наименование ГРС;

  • год ввода в эксплуатацию;

  • проектные и фактические значения по производительности ГРС – отдельно по каждому выходу;

  • проектное входное давление и минимально достигнутое фактическое входное давление на ГРС;

  • минимальные температуры газа на входе и выходе с ГРС (при наличии двух и более выходов с ГРС – отдельно по каждому выходу);

  • условные диаметры трубопроводной обвязки отдельно на участках «от входного крана до линии редуцирования» и «от линии редуцирования до выходного крана ГРС» отдельно по каждому выходу, при этом при наличии разных диаметров принимается минимальное значение.

Показан также результат расчета скорости газа на входном участке и отдельно по каждому выходу. В итоге рассчитан объем резерва пропускной способности ГРС.

Полученные результаты можно вывести в отчетную форму и распечатать (рис. 4).

Программу «Загрузка ГРС» также можно использовать для проработки вариантов оптимизации режима работы ГРС в целях увеличения объема резерва пропускной способности ГРС и обеспечения надежной и безопасной эксплуатации трубопроводной обвязки, исключающей превышение допустимого значения скорости газа в коммуникациях.

В левой части рис. 5 показан пример, как на практике по ГРС «Горький-2» при фактическом минимально достигнутом входном давлении на ГРС 1,6 МПа скорость газа на участке «от входного крана до линии редуцирования» достигала 36 м/с, что напрямую влияет на эрозионный износ трубопроводов.

Image_010.pngImage_011.png

Рис. 5. Пример расчета скорости газа в коммуникациях ГРС на участке «от входного крана до линии редуцирования» при изменении входного давления

Fig. 5. The example of calculation of the gas velocity in the GDS communications in the area «from the input tap to the reducing line» when changing the input pressure

После внесения вручную значений в поле «Минимальное фактическое входное давление» (правая часть рис. 5) мы видим изменение скорости газа на входном участке.

Расчет показывает, что при входном давлении 2,6 МПа скорость газа не будет превышать 23 м/с.

На рис. 6 показан пример использования программы для расчета влияния увеличения выходного давления на резерв пропускной способности.

В левой части рис. 6 видно, что при фактическом выходном давлении 0,9 МПа по 1-му выходу с ГРС «Горький-2» отсутствовал резерв эксплуатационной производительности по дополнительной подаче газа потребителям, т. е. ГРС по данному выходу работала на пределе.

Правая часть рис. 6 показывает, что при повышении фактического выходного давления до проектного значения в 1,2 МПа появляется резерв по пропускной способности ГРС в объеме 29 тыс. м3/ч без превышения допустимого значения по скорости газа, т. е. появляется дополнительный объем газа, который можно поставить потребителю с учетом допустимого режима работы, обеспечивающего надежную и безопасную эксплуатацию оборудования ГРС.

Image_012.pngImage_013.png

Рис. 6. Пример расчета скорости газа в коммуникациях ГРС на участке «от линии редуцирования до выходного крана ГРС» при изменении выходного давления

Fig. 6. Example of calculation of the gas velocity in the GRS communications in the area «from reducing line to output GDS tap» when changing the output pressure


Таким образом, программа «Загрузка ГРС» позволила без дополнительных финансовых затрат при подготовке заключения о технической возможности подачи газа через ГРС:

  • автоматизировать процесс и сократить время расчета эксплуатационной производительности станции с учетом фактического режима работы ГТС при условии непревышения скорости газа в коммуникациях ГРС более 25 м/с;

  • рассчитывать оптимальный режим работы ГРС для дальнейшей проработки вопроса с газораспределительными организациями по формированию совместных программ по повышению выходного давления;

  • повысить уровень загрузки существующих мощностей ГРС;

  • проводить предварительные расчеты по определению объектов для разработки обоснования безопасности опасных производственных объектов в целях подтверждения возможности безопасной работы ГРС свыше проектной производительности без проведения ее реконструкции;

  • обеспечить «жизненный цикл» ГРС, заложенный при проектировании объекта.

 



← Назад к списку


im - научные статьи.