Обеспечение безопасности эксплуатации газотурбинных станций

Надежность  как свойство, характеризующее функционирование объектов, привязывается к некоторому промежутку времени, длительность которого зависит от заблаговременно- сти принимаемых решений и подразделяет задачи надежности на ряд временных уровней. Согласно принятой для систем энергетики иерархии [32], для таких объектов, как перекачивающая станция, выделяются два уровня развития: прогнозирование (заблаговременность 10-20 лет) и проектирование (2-10 лет) - и три уровня эксплуатации: длительный цикл регулирования (1-2 года), краткосрочный цикл регулирования (до 1 мес.), суточный цикл (до 1 сут). Надежность ГКС определяется большим числом технических, технологических, экологических и социальных факторов. Надежность оборудования определяется качеством изделий, поставляемых смежными отраслями (машиностроение, металлургия), качеством строительства и монтажа объектов, наработкой и техническим ресурсом оборудования, а также условиями эксплуатации. Оборудование ГКС чрезвычайно разнообразно по функциональному назначению и номенклатуре. Оборудование зачастую выпускается малыми сериями, если же модель долго не сходит с производства, то ее конструкция со временем модернизируется и качество изготовления не остается постоянным. Перекачивающие агрегаты - газовые компрессоры и жидкостные компрессоры - представляют собой сложные механизмы, состоят из различных функциональных блоков и сами по себе могут рассматриваться как технические системы, изучение надежности которых представляет большой интерес. Отказы агрегатов вызываются разрушением механической части, несрабатыванием автоматики, нарушением правил технической эксплуатации, а также общестанционными причинами, из которых наиболее часто встречаются перерывы в электроснабжении. Состояние перекачивающих агрегатов контролируется системами диагностики, разнообразными по конструкции и принципам действия. С совершенствованием методов контроля и появлением новых поколений диагностического оборудования улучшаются показатели надежности агрегатов. Безотказность работы оборудования во многом зависит от условий его эксплуатации. Запыленность воздуха приводит к снижению срока службы агрегатов. Линейная часть магистралей, обвязка перекачивающих станций, промысловые и распределительные сети сооружаются из металлических труб. Надежностные свойства трубопроводных плетей определяются маркой стали, качеством изготовления, в том числе наличием и качеством внутреннего и внешнего покрытия, условиями доставки, качеством проведения строительно- монтажных работ. Долговечность трубопроводов во многом зависит от того, насколько своевременно введена электрохимическая защита. По некоторым данным интенсивность отказов из-за коррозии на трубопроводах с катодной защитой составляет 0,08 отк./ 1000 км в год, а без защиты 0,45 отк./1000 км в год. На долговечность и безотказность труб и оборудования влияют разнообразные случайные факторы. Некоторые из них проявляются постоянно, другие же обусловлены причинами, повторение которых маловероятно или вообще исключено. Например, в связи с прекращением поставок импортного оборудования (по политическим мотивам) в СССР были форсированы объемы производства труб, что привело к ухудшению их качества. Поэтому неудивительно, что срок жизни трубопроводов колеблется в широких пределах. Один из первых построенных в нашей стране газопроводов - Дашава-Киев, проработав 40 лет, находился в работоспособном состоянии. В то же время некоторые газопроводы, построенные в последующие годы, полностью вышли из строя. Специфические условия Западной Сибири и Крайнего Севера накладывают отпечаток на надежность проложенных там трубопроводов. Грунты, особенно многолетнемерзлые, отличаются локальными неоднород- ностями, которые трудно предусмотреть при проектировании и учесть при строительстве. В результате со временем происходит смещение первоначального положения плети, увеличиваются внутренние напряжения в теле трубы, что делает вероятным появление трещин и разрывов. Переход к трубам большого диаметра сопряжен с увеличением влияния температурных факторов на продольную устойчивость, сохранность и долговечность изоляционных покрытий.

Качество технического обслуживания обусловлено как техническими, так  и в не меньшей степени социальными факторами. Интенсивный рост газовой отрасли привел к необходимости подготовки рабочих и инженерно-технических кадров многих, в том числе новых, профессий. Производство приходилось организовывать в районах, где промышленность не была развита и население не обладало технической культурой. В регионах с экстремальными климатическими условиями работа организуется по вахтовому методу. Все это создает различия в условиях технического обслуживания и ремонта и по регионам страны и внутри одного региона.

Большое значение имеет организация  ремонтных служб, регламентация  планово- предупредительных ремонтов. Одной из форм организации ремонтов на перекачивающих станциях является блочное обслуживание. Транспортировка  крупных блоков на специализированное ремонтное предприятие и обратно хотя в целом и обеспечивает качество ремонта, фактически может привести и приводит к увеличению сроков восстановления.

Улучшению показателей надежности и уменьшению аварийности на объектах БТС способствует своевременность профилактического обслуживания. Правильно выбрать сроки профилактики помогают средства и методы диагностики, которые весьма специфичны для различных видов оборудования. Особое место занимает диагностика трубопроводов подземного заложения. Из-за огромной протяженности магистральных трубопроводов и распределительных сетей практически невозможно непрерывное приборное освидетельствование напряженного состояния в теле труб, сохранности изоляционных покрытий в процессе эксплуатации. Однако появляются принципиально новые методы диагностики, совершенствуются существующие методы и приборы, поднимающие качество обслуживания на новый уровень.

Существуют различные  способы для распознавания момента, когда состояние трубопровода или оборудования перекачивающей станции приближается к критическому. Они основаны на изучении либо непосредственно трубопровода, либо режимов течения транспортируемого продукта, либо изменений в окружающей среде. Контроль коррозионного состояния проводится методами магнитной дефектоскопии, радиографическим, с помощью ультразвукового прослушивания или телевизионных камер, пропускаемых внутри трубы. Исследование напряжений и деформаций проводятся механическими устройствами, запускаемыми по трубопроводу по окончании строительства, тензометрическим методом и др. Для обнаружения утечек пользуются визуальным контролем при обходах или облетах трассы, газоаналитическим, акустико-эмиссионным и другими методами.

Под структурой системы подразумевается взаимное расположение объектов системы (ее конфигурация) в сочетании с различными видами резервирования системы в целом и ее объектов. Выбор структуры происходит на этапах перспективного планирования, проектирования и реконструкции системы. Методы теории надежности дают возможность формализовать некоторые процедуры с тем, чтобы избежать ошибок и обеспечить выбор рациональных вариантов структуры.

Уже выбором  конфигурации магистральных трубопроводов, распределительных и промысловых  сетей предопределяются возможности  крупномасштабного маневрирования потоками или маневрирования в пределах локальной трубопроводной сети, что оказывает влияние на надежность снабжения потребителей. К способам структурного резервирования в БТС относится создание резервных трубопроводов (питание ответственных потребителей с разных направлений), трубопроводов-перемычек. Резервирование на объектах (перекачивающих станциях, промыслах и т. п.) осуществляется путем выбора технологической схемы обвязки, то есть схемы соединения оборудования и резерва оборудования (агрегатов на КС, скважин на промыслах, аппаратов в системах промысловой подготовки газа и газа и т. д.). Стандартными способами резервирования в технических системах являются дублирование и скользящее резервирование. Содержание этих понятий определено терминологией по надежности систем энергетики [31]. Именно эти способы резервирования изучены наиболее детально. Однако они не охватывают всех возможных и даже практически применяемых вариантов резервирования оборудования в трубопроводных системах.

Обвязка агрегатов на КС бывает рассчитана на резервирование группы из нескольких последовательно работающих агрегатов, резервирование агрегатов в группе и на другие схемы включения, которые не могут быть описаны стандартными моделями дублирования и скользящего резервирования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3. Анализ   применяемых   инженерно-технических   мер   по   обеспечению   безопасности технологического процесса.

 

Ряд сооружений компрессорной станции относится  по степени пожарной опасности к  высшей категории А. Среди этих сооружений прежде всего компрессорный цех, который является основным источником пожароопасности на КС. Это связано с тем, что при аварии могут возникнуть взрывоопасные смеси горючих газов.

Для предотвращения возгораний и тушения  пожаров  цеха оборудованы системами пожаротушения. В состав системы входят:

Система водотушения:

• пожарные рукава 50 мм;
• пожарные колодцы;
• трубопровод Ду108х4;
• трубопровод Ду50х4;
• задвижка Ду100 Ру16;
• задвижка Ду50 Ру16;
• пожарные гидранты;
• краны Ду50;

Система газотушения:

• трубопроводы цеха (коллектор) Ду38х4;
• установка газового тушения БАГЭ-8;
• трубопроводы на ГПА Ду38х4;
• распределительные устройства РУ-25А;

Система пенотушения:

• трубопровод (общий коллектор) Ду159х4,5;
• трубопроводы в блоке ППТ Ду108х4;
• трубопроводы в укрытиях ГПА Ду108х4;
• задвижка Ду100 Ру16;
• задвижка Ду50 Ру16;
• задвижка с электроприводом КР-М-60,

эл. двигатель 4ААМ56В4У3;

• кран шаровый Ду25 Ру16;
• генератор пены ГПВ-600;
• центробежные компрессоры -4К6 (эл. двигатель А2-81-2);
• емкость 50 куб.м. для воды;
• емкость 4 куб.м. для пенообразователя;

Первичные средства пожаротушения:

ОП-50-14 шт.; ОПП-35-3 шт.; ОП-10-18 шт.;

ОП-5-5 шт.; ОУ-5-3 шт.; ОУ-8-2 шт.

 

Установка автоматического  пожаротушения включает в себя блок установки автоматического пожаротушения (блок УАП) и резервуары для противопожарного запаса воды. Установка автоматического пожаротушения предназначена для подачи огнетушащего вещества при возникновении пожара к газоперекачивающим агрегатам.

Блок УАП  оснащен технологическим оборудованием  для пенного и газового (химического) пожаротушения.

Пенное пожаротушение  осуществляется подачей пены от блока  установки автоматического пожаротушения в индивидуальные укрытия ГПА-10 на пенал блока двигателя.

Забор воды производится насосом из резервуаров емкостью 50 м³, установленных снаружи здания.

Для газового пожаротушения  в блоке УАП установлена шестибаллонная батарея типа К-333. Пожаротушение  осуществляется методом «объемного заполнения». Газовое тушение осуществляется подачей углекислого газа под кожух агрегата.

Установка автоматического пожаротушения представляет собой сооружение полного заводского изготовления. После установки блока УАП и резервуаров на строительной площадке производится сварка монтажных узлов технологических трубопроводов.

В состав системы  водоснабжения входит:

• артезианские скважины – 4 шт.;
• водовод (от артезианских скважин до резервуаров);
• резервуары (250 м³) – 2 шт.;
• компрессорная АНПУ-25;
• внутриплощадочная система хозяйственного питьевого водоснабжения и система пожарного водоснабжения (пожарные гидранты – 26 шт.);
• колодцы противопожарных и питьевых водопроводов.

       Компрессорные №1 и №2 для перекачки газа имеют повышенную пожарную опасность, так как из работающих компрессоров возможны утечки при нарушении герметичности уплотнений, при повреждении выкидной линии компрессора или разрушении его деталей; при этом большое количество горючих веществ выходит наружу и образует газоопасную концентрацию. Имеются также условия для появления источников зажигания и для быстрого распространения пожара. Значительная пожарная опасность возникает в периоды остановки на ремонт. Причинами повреждений компрессоров и их обвязки являются гидравлические удары и вибрация.

Теплота трения подшипников и сальников компрессоров и двигателей, высокая температура перекачиваемой жидкости (выше Тсв), искры при разрядах статического электричества, неисправности вентиляторов или электрооборудования могут служить источниками зажигания в компрессорной.

Распространение пожара обычно происходит по поверхности  разлившихся горючих жидкостей, по образовавшемуся паро-, газовоздушному облаку через дверные, оконные и технологические  проемы, по воздуховодам вентиляции, продуктопроводам, освобожденным от продукта (до их продувки), трубопроводам промышленной канализации и т.д.

          Применяемые меры профилактики.

     Подготовку компрессора к ремонту с использованием огневых работ производят в следующей последовательности:

• останавливают компрессор;
• закрывают задвижки на приемной и напорной линиях;
• избыточное давление в полости компрессора снижают до атмосферного;
• освобождают компрессор от горючей жидкости;
• отключают компрессор от действующих линий заглушками;
• промывают и пропаривают компрессор;
• вскрывают компрессор.