Мобильный узел подачи газа для временного газоснабжения потребителей при капитальном ремонте ГРС

Р. Е. Агабабян, генеральный директор

Л. Ф. Шестиперстов, заместитель директора по проектным работам - директор ВНИПИ Газпроммаш

Вопросы подачи природного газа потребителям при проведении капитального ремонта газораспределительных станций в настоящее время слабо проработаны, не освещены в достаточной мере нормативной документацией, и традиционно решаются собственными силами эксплуатирующих организаций. Подобная практика существует повсеместно на территории РФ и ближнего зарубежья, однако, в последние годы появились предпосылки для изменения данного положения вещей.

С одной стороны это обусловлено усилением надзорных функций органов Ростехнадзора и ООО «Газнадзор», которые стали выдвигать требования к наличию проектов на временные узлы подачи газа, или к применению изделий заводского изготовления, имеющих необходимые разрешительные документы.

С другой стороны, и ОАО «Газпром» принимает меры к упорядочиванию решений по временной подаче газа, благодаря чему во «Временных технических требованиях к газораспределительным станциям (ГРС)» появилось требование по наличию на вновь про- ектируемых ГРС «трубопроводов-отводов с запорной арматурой на трубопроводах входа и выхода для подключения мобильных ГРС» (п. 5.3.1.2. ВТТ), а также отражены требования к мобильным ГРС (раздел 5.5 ВТТ). Следует отметить, что выполнить требования в данной редакции можно только номинально, так как не регламентируется производительность «мобильной ГРС» по отношению к производительности ремонтируемой ГРС, неясно, исходя из какой допустимой скорости газа должны быть рассчитаны «трубопроводы-отводы», тудновыполнимы требования в части наличия систем отопления, электрооборудования, охранной сигнализации и контроля загазованности. Что касается реального существования «мобильных ГРС», то данный вопрос заслуживает отдельного освещения.

Идея создания «Мобильных ГРС» зародилась в начале 2000-х годов и начала вызревать в наиболее квалифицированных подразделе- ниях газотранспортных организаций (в частности, можно отметить такой пример в филиале ООО «Газпром трансгаз Нижний Новгород» – Пензенском ЛПУМГ), где были смонтированы пробные образцы данных изделий. Далее развитие данной темы официально взяло на себя ДОАО «Оргэнергогаз». Были также отдельные попытки создания подобных изделий заводами-изготовителями ГРС по запросам проектных организаций. Однако, по прошествии ряда лет можно констатировать, что реального материального воплощения идеи «Мобильных ГРС» в серийных изделиях так и не произошло в силу ряда причин.

Первой и возможно главной причиной явился не совсем удачный выбор названия «Мобильная ГРС», так как аббревиатура «ГРС» подразумевает ряд требований, подлежащих обязательному исполнению. При этом, в настоящее время требования к конструкции ГРС детализированы столь четко, что практически отсутствует возможность какихлибо упрощений конструкции, актуальных при временной подаче газа. В связи с этим во всех попытках создания «Мобильных ГРС» происходило примерно одно и то же – конструкция постепенно разрасталась в полноценную ГРС, функционирование которой невозможно без полноценного обустройства на местности, которое в свою очередь требует собственного проекта привязки. Когда к началу строительства выясняется, что вместо того, чтобы отремонтировать одну ГРС, необходимо построить рядом еще одну ГРС такой же производительности, а по завершении ремонта ее снести решение очевидно, подобная концепция «Мобильной ГРС» нежизнеспособна.

Второй, достаточно важной, причиной отсутствия «Мобильных ГРС» является отсутствие финансирования ОАО «Газпром» их централизованной закупки для нужд газотранспортных предприятий. Подобная позиция, вероятно, вызвана отсутствием закупок «Мобильных ГРС» в прошлом и недостаточностью обоснования их принципиальной необходимости в настоящее время. К тому же ГРС традиционно рассматривается как объект, подлежащий инвентаризации, а «Мобильная ГРС» не попадает ни в разряд инвентаризируемого оборудования, ни в разряд «оборудования, не требующего монтажа».

Третьей причиной, которая заслуживает упоминания, является отсутствие реальной концепции построения «Мобильной ГРС», обуслов- ленное невыполнением ее всесторонней проработки с привлечением эксплуатирующих организаций, проектных институтов и заводов- изготовителей. Фактически задача не была сформулирована и, как следствие, осталась нерешенной.

В связи с тем, что актуальность темы сохраняется, а в адрес Завода «Газпроммаш» продолжают поступать запросы газотранспортных предприятий по вопросам предоставления оборудования для подачи газа на время капитального ремонта ГРС, в июле 2010 г. руководством завода было принято решение о самостоятельной разработке концепции и изготовлении головного мобильного образца оборудования для временной подачи газа потребителям.

Прежде всего, с учетом предыдущего негативного опыта с «Мобильной ГРС», для разрабатываемого оборудования принято название «Мобильный узел подачи газа», сокращенно МУПГ.

Затем, с учетом опыта и предложений эксплуатирующей ГРС службы ООО «Газпром трансгаз Волгоград», составлен (и уточнен в процессе разработки изделия) нижеследующий перечень требований к мобильному узлу подачи газа, отвечающих практическим условиям проведе- ния капитального ремонта ГРС.

1. МУПГ применяется, как правило, только в летний (теплый) период времени года, в связи с этим:

• его конструктивная производительность в общем случае должна составлять не менее 15–20% величины проектной производительности ремонтируемой ГРС (в необходимых случаях уточняется эксплуатирующей организацией);
• предпочтительным является открытое исполнение МУПГ, на раме с навесом (в данном случае не требуются системы отопления, вентиляции, охранной и пожарной сигнализации, контроля загазованности).При этом следует предусматривать съемные ограждающие конструкции, предотвращающие загрязнение внутреннего оборудования МУПГ при транспортировке. 

2. МУПГ применяется для капитального ремонта действующих ГРС, во многих случаях – в стесненных условиях, в связи с этим его исполнение должно быть в виде единой, легко транспортируемой конструкции, с минимально возможными габаритами.

3. МУПГ должен подключаться по типовой схеме, включенной в его Руководство по эксплуатации, к следующим внешним коммуникациям:

• к входному трубопроводу ГРС через электроизолирующее соединение;
• к выходному трубопроводу ГРС через электроизолирующее соединение;
• к существующему контуру заземления ГРС.

Никаких других физических подключений (трубопроводов и кабелей) быть не должно. Освещение МУПГ следует предусматривать внешними источниками направленного света из взрывобезопасной зоны. 

4. Трубопроводы и оборудование входной части МУПГ (до участка установки предохранительных сбросных клапанов) в части конструктивной прочности должны быть рассчитаны на величину максимального рабочего давления подводящего газопровода – отвода (в общем случае – 7,4 МПа), выходной части МУПГ (начиная с участка установки предохранительных сбросных клапанов) – на давление 1,2 МПа. Конструктивное исполнение изделия должно обеспечивать отсутствие повреждений при многократной транспортировке, что по опытным данным Завода «Газпроммаш» эквивалентно сейсмостойкости 8 баллов.

5. Диаметры трубопроводов следует рассчитывать из условий обеспечения допустимой скорости – не более 50 м/сек при максимальном расходе (аналогично обводным линиям ГРС).

6. Конструкция МУПГ должна быть простой и надежной, но при этом обеспечивать выполнение следующих функций:

• в первоначальный период «приема нагрузки» и в ряде других случаев (вывод из работы регулятора давления, фильтра, достижение верхнего уровня конденсата) - снижение давления газа до необходимого значения и его поддержание в приемлемых пределах, осуществляемое оператором посредством перестановки рабочего органа регулирующего клапана с ручным приводом. Защита от превышения давления - путем установки сбросных предохранительных клапанов (1 рабочий плюс 1 резервный, Рнастр = 1,12 Рвых, пропускная способность Qсброса ≥ 0,5 Qвых).;
• очистку газа перед регулятором давления с целью обеспечения благоприятных условий его работы, а также нормальной работы счетчика газа, с обеспечением сбора жидких примесей в накопительной емкости, оборудованной сигнализатором верхнего уров- ня (объем емкости при этом не регламентируется). Должна быть предусмотрена сигнализация предельно допустимого перепада на фильтрующем элементе;
• автоматическое поддержание выходного давления газа регулятором давления с организацией защиты от превышения давления путем установки клапана-отсекателя в составе регулятора или последовательно с ним (Рнастр = 1,1 Рвых). Должна быть преду- смотрена сигнализация о недопустимом отклонении давления – посредством сигнализирующих манометров, а также сигнализация о срабатывании клапана – отсекателя;
• замер расхода газа для расчета количества вводимого одоранта, с обеспечением функций коммерческого учета расхода газа (для выполнения взаиморасчетов поставщика с потребителем). Должна быть предусмотрена сигнализация недопустимого перепада давления на счетчике. Узел учета должен иметь обводную линию для кратковременного пуска газа. При выборе счетчика нужно стремиться максимально расширить нижний диапазон измеряемого расхода;
• одоризацию газа посредством одоризатора с ручной настройкой подачи одоранта, с учетом количества введенного одоранта по мерному сосуду и тарировочной таблице расходной емкости. Расходная емкость должна иметь сигнализатор нижнего предельного уровня. В конструкции одоризатора должна быть предусмотрена возможность заправки расходной емкости без остановки процесса одоризации, при этом вытесняемые пары одоранта должны либо пропускаться через нейтрализатор, либо откачиваться эжектором в выходной газопровод (при наличии достаточного для работы эжектора газопотребления).

7. Свечные трубопроводы МУПГ должны крепиться на конструкциях МУПГ (разъемные соединения следует предусматривать на фланцах), выводиться на высоту не ниже 4 метров от основания МУПГ, и оснащаться оголовками, обеспечивающими выброс газа восходящим потоком, под углом к поверхности земли не менее 30–450. Должны быть предусмотрены штуцера для подачи азота на входном и выходном трубопроводах, с целью вытеснения воздух перед пуском МУПГ, а также вытеснения природного газа из МУПГ после его использования.

8. В части оснащения МУПГ приборами КИП и А следует предусматривать показывающие приборы давления и температуры на входе и выходе МУПГ, а также показывающие электроконтактные манометры, с передачей сигнализации на удаленный пульт оператора по беспроводной связи (по радиоканалу или по сетям сотовой связи GSM) обобщенного аварийного сигнала в следующих ситуациях:

• недопустимое повышение выходного давления (Р ≥ 1,1 Рвых);
• недопустимое понижение выходного давления (Р ≤ 0,9 Руст.);
• предельный перепад давления на фильтрующем элементе;
• предельный уровень жидкости в емкости сбора продуктов очистки;
• недопустимый перепад давления на счетчике;
• минимально допустимый уровень одоранта в расходной емкости.
• Емкость аккумулятора передающего устройства следует рассчитывать из условий обеспечения его работы в течение 1 месяца (не менее).
• На основе всех вышеперечисленных требований и условий Заводом «Газпроммаш» разработана технологическая схема ГПМ-МУПГ-5 (см. рис. 1), производительностью до 5000 м3/час.
• Работа ГПМ-МУПГ-5 осуществляется следующим образом.

Газ со входа МУПГ по трубопроводу DN50 поступает через электроизолирующее фланцевое соединение на узел снижения давления, состоящий из двух линий: одна на базе ручного регулирующего клапана, вторая - на базе регулятора давления газа со встроенным отсекателем, с установкой перед ним коллектора очистки газа (тонкость очистки 40 мкм). В первоначальный момент используется линия с ручным регулированием, затем производится пуск в работу автоматизированной линии очистки и редуцирования. Предусмотрен сбор продуктов очистки в накопительной емкости, оснащенной сигнализатором верхнего предельного уровня. Узлы очистки и снижения давления в составе входного модуля МУПГ показаны на рис. 2.

Далее, после снижения давления, газ поступает на узел замера расхода, состоящий из одной рабочей линии с ротационным счетчиком Delta и обводной линии. В первоначальный период газ подается по обводной линии, после перевода редуцирования на автоматический режим (с очисткой) производится включение в работу замерной линии.

Перед счетчиком также предусмотрена защитная сетка, предотвращающая попадание в него мехпримесей недопустимого размера.

После замера расхода производится ввод одоранта в газ путем ручной настройки дозирующего капельного устройства, с визуальным контролем поступления одоранта через смотровое окно. Настройка подачи производится пропорционально показаниям узла учета газа, и периодически проверяется по скорости опорожнения мерного сосуда, и расходной емкости в целом (по тарировочной таблице). Объем расходной емкости составляет 40 литров, что обеспечивает непрерывную работу ГРС в реальных условиях эксплуатации в течение 1 месяца (не менее).

Далее газ подается потребителю через выходной газопровод DN80 с фланцевым электроизолирующим соединением.

Выходной модуль МУПГ с узлами замера и одоризации показан на рис. 3.

МУПГ запускается первоначально в «ручном» режиме, затем переводится на автоматический, аналогичный эксплуатации ГРС при надо- мной форме обслуживания. Оператор постоянно имеет при себе удаленный пульт оператора (либо сотовый телефон стандарта GSM), на который

при возникновении нештатной ситуации направляется сигнал, при получении которого оператор в срочном режиме вызывает ремонтную службу, а сам отправляется на МУПГ, где переводит работу в «ручной» режим, поддерживаемый до устранения причины нештатной ситуации.

В рамках практической реализации замысла Заводом «Газпроммаш» разработана конструкция МУПГ на раме, с навесом и боковыми закрывающимися роль-ставнями. Общие размеры ГПМ-МУПГ-5 размерами 3000х1500х2400 мм, масса – не более 2,2 тонн в транспортном положении (со съемными частями).

Планируется в зимний период 2010–2011 г. г. изготовление транспортируемого ГПМ-МУПГ-5, с его установкой на малогабаритный при- цеп ПСА 2,7 т для автомобиля «Газель» (см. рис. 4).

Для размещения подобной МУПГ на объекте достаточно ровной площадки 2х4 м. Данное решение позволит осуществлять оперативную доставку МУПГ на объекты ремонта, с быстрым включением его в работу без выполнения погрузочно-разгрузочных операций. В связи с неопределенностью перспектив финансирования изготовления изделия за счет средств ОАО «Газпром», Заводом «Газпроммаш» рассматривается вариант изготовления ГПМ-МУПГ-5 за счет собственных средств, с его последующей сдачей в аренду на летний период и штатного хранения в зимний период на складе предприятия.

Подводя итоги проделанной работы, можно констатировать успешное завершение следущих этапов.

1. Разработка концепции построения мобильного узла подачи газа для временного газоснабжения потребителей при капитальном ремонте ГРС.

2. Разработка оптимальной технологической схемы МУПГ для капитального ремонта газораспределительных станций производительностью до 30 тыс. м3/час, обеспечивающей предельную простоту запуска и достаточную автоматизацию для эксплуатации изделия в условиях надомной формы обслуживания, при этом не противоречащей требованиям действующих нормативно-технических документов;

3. Разработка рабочих чертежей ГПМ-МУПГ-5 повышенной компактности и предварительная подготовка его производства.

Авторы статьи приглашают представителей газотранспортных предприятий и других заинтересованных организаций к обсуждению и дальнейшему совершенствованию предложенной концепции в рамках подготовки ее практической реализации. Завод «Газпроммаш» готов выпустить головную партию мобильных узлов подачи газа в соответствии с реальными запросами потенциальных потребителей.