Установка осушки газа ПХГ

Обозначения и сокращения

В настоящей инструкции применяются следующие сокращения:

А — абсорбер

АВО — аппарат воздушного охлаждения

АО — аварийный останов

АРМ — автоматизированное рабочее место

Б — буферная емкость

БАА — блок арматуры абсорбера

БГ — блок газоотделителя

БНГ — блок насосов гликоля

БРГ — блок регенерации гликоля

БПК — блок предохранительных клапанов

БЭТ — блок электротехнический

Г — газоотделитель

ГЖ — горючая жидкость

ДЭГ — диэтиленгликоль

Е — емкость

ЗРА — запорно-регулирующая арматура

И — испаритель

КИП и А — контрольно-измерительные приборы и автоматика

КО — клапан обратный

КШ — кран шаровой

Н — насос

нДЭГ — нерегенерированный ДЭГ (насыщенный водой ДЭГ)

НО — нормальный останов

ПП — пневмопривод

ПС — предупредительная сигнализация

ПХГ — подземное хранилище газа

рДЭГ — регенерированный ДЭГ

РП — ручной привод

Т — теплообменник «газ-гликоль»

ТО — техническое обслуживание

ТУ — технические условия

УРИ — установка регенерации ингибитора

ЭО — экстренный останов

ЭП — электропривод

Назначение установки осушки газа (УОсГ).

УОсГ предназначена для осушки природного газа по влаге до точки росы не менее минус 10 ⁰С в период его отбора из ПХГ.

Технические характеристики установки осушки газа.

Основные технические характеристики установки представлены в таблице 1.

Таблица 1

Наименование параметра	Значение
Давление газа на входе, МПа	от 4,0 до 10,0
Температура газа на входе, 0С	от +1,0 до + 20,0
Производительность по газу, не более млн. нм3/сут.	5,0
Расчетное влагосодержание газа на входе, %	100,0
Температура точки росы газа на выходе (при Рвх = 4,0 МПа), 0С	не > минус 10,0
Наименование рабочей среды	природный газ

В качестве абсорбента для осушки газа применяется диэтиленгликоль (ДЭГ) согласно ГОСТ. Параметры ДЭГа приведены в таблице 2.

Таблица 2

Наименование параметра	Значение
Плотность при 20 0С, г/см3	1,116 — 1,117
Массовая доля органических примесей, %, не болеев том числе этиленгликоля, %, не более	0,6 0,15
Массовая доля диэтиленгликоля, %, не менее	99,2 ± 0,5
Массовая доля воды, %, не более	0,1
Температура самовоспламенения, 0С	379,5
Температура вспышки, 0С:- в открытом тигле - в закрытом тигле	134 152
Температурные пределы воспламенения, 0С:- нижний - верхний	133 203
Концентрационные пределы воспламенения паров в воздухе, % (объемная доля):- нижний - верхний	1,05 22,7
Класс пожароопасности	ГЖ
Характеристика рабочей среды:- класс опасности по ГОСТ 12.1.007 - категория взрывоопасной смеси по ГОСТ 30852.11 - группа взрывоопасности по ГОСТ 30852.0	3 II В Т4

Для автоматического управления ЗРА  установки осушки газа используются импульсный газ и воздух КИП и А, отбираемые из станционных систем ПХГ.

Технические характеристики газа и воздуха представлены в таблице 3.

Таблица 3

Наименование параметра	Значения
	импульсный газ	воздух КИП и А
Давление рабочее, МПа	от 5,5 до 7,5	от 0,6 до 0,8
Температура максимальная рабочей среды, оС	окружающей среды	окружающей среды
Температура рабочей среды,оС	окружающей среды	окружающей среды

Состав оборудования  установки осушки газа.

Перечень оборудования  установки осушки газа представлен в таблице 4.

Таблица 4

Наименование	Кол-во, шт.	Обозначение
Абсорбер	1	А
Блок арматуры абсорбера	1	БАА
Блок газоотделителя	1	БГ
Блок насосов гликоля	1	БНГ
Блок регенерации гликоля	1	БРГ
Теплообменник «газ-гликоль»	1	Т
Аппарат воздушного охлаждения	1	АВО
Емкость дренажная (V = 32 м3)	1	Е 1
Емкость (V = 20 м3)	1	Е 2
Емкость (V = 5 м3)	1	Е 3
Емкость (V = 10 м3)	1	Е 4
Блок предохранительных клапанов	5	БПК

Принцип работы  установки осушки газа.

Технологический газ от установки очистки газа ПХГ поступает в абсорбер для осушки. Кран с ПП оснащен байпасной линией для обеспечения безударного заполнения газового контура установки осушки газа.

В верхнюю часть абсорбера подается высококонцентрированный регенерированный диэтиленгликоль, который стекает по тарелкам абсорбера в противоток потоку газа. Водяной пар, находящийся в газе, поглощается ДЭГом, насыщая его.

Из верхней части абсорбера газ поступает в трубное пространство теплообменника «газ-гликоль», охлаждая ДЭГ, поступающий на вход в блок насосов гликоля.

После теплообменника газ поступает в сети ПХГ и далее в магистраль. Для обеспечения безударного заполнения выходного трубопровода кран оснащен байпасной линией.

Для защиты абсорбера от превышения давления газа (>11,0 МПа) на выходе из него установлен блок предохранительных клапанов БПК1.

В случае необходимости сброс газа из абсорбера осуществляется через свечной кран и дроссель. Дроссель ограничивает скорость снижения давления с целью предотвращения выноса ДЭГа при стравливании газа на свечу.

При проведении технического обслуживания или ремонта для отключения прохода газа через теплообменник предусмотрен байпас с краном, а для отключения подачи ДЭГа в теплообменник – байпас с задвижкой.

При нарушении герметичности и прорыве газа из трубного пространства теплообменника в линию подачи ДЭГа газ через блок предохранительных клапанов БПК4, отрегулированный на давление срабатывания 0,7 МПа, направляется в емкость Е4. Из емкости Е4 газ через уравнительную линию поступает в буферную емкость блока регенерации гликоля, а затем в атмосферу.

Насыщенный водой ДЭГ с газом из кубовой части (нижней части) абсорбера отводится в блок газоотделителя. Дроссель обеспечивает понижение давления ДЭГа перед блоком газоотделителя для проведения процесса его разгазирования.

Уровень ДЭГа в кубовой части абсорбера поддерживается автоматически регулирующим клапаном уровня с ПП НГ3, оснащенным клапанами запорными с РП. Регулирование уровня ДЭГа в ручном режиме производится через байпас с регулирующим клапаном уровня с РП.

Для подготовки к работе оборудования  установки осушки газа без подачи ДЭГа в абсорбер установлен кран с ПП (режим «Кольцо»).

В блоке газоотделителя происходит отделение газа от диэтиленгликоля (разгазирование нДЭГа). Регулирующий клапан с ПП автоматически поддерживает давление газа в газоотделителе от 0,4 до 0,6 МПа, необходимое для передавливания ДЭГа в испаритель БРГ. Избыток газа автоматически отводится в атмосферу. Сброс газа в ручном режиме производится по байпасной линии краном с РП и регулирующим клапаном давления с РП.

В случае необходимости сброс газа из газоотделителя производится вручную через кран с РП на отдельно установленную свечу.

При превышении давления в газоотделителе в аварийной ситуации более 1,15 МПа газ сбрасывается в атмосферу через блок предохранительных клапанов БПК3.

Уровень нДЭГа в газоотделителе поддерживается автоматически регулирующим клапаном уровня с ПП, оснащенным клапанами запорными с РП. Регулирование уровня нДЭГа в ручном режиме производится через байпас клапаном запорным с РП и регулирующим клапаном уровня с РП.

Для очистки разгазированного нДЭГа после газоотделителя установлены фильтры (рабочий и резервный). Фильтры оснащены клапанами запорными с РП. После фильтрации нДЭГ из блока газоотделителя по трубопроводу поступает в блок регенерации гликоля.

При пуске УОсГ или при работе установки на режиме «Кольцо» возможно падение давления газа в газоотделителе, что затруднит передавливание ДЭГа в БРГ. В этом случае предусмотрена подача топливного газа в газоотделитель с давлением 0,4 МПа.

Часть ДЭГа от БГ через клапан запорный с РП и клапан регулирующий с РП отбирается на охлаждение насосных агрегатов. После охлаждения насосов нДЭГ по трубопроводу через обратный клапан КО3 и клапан запорный с РП поступает в трубное пространство теплообменника, встроенного в буферную емкость БРГ. При этом запорный клапан с РП должен быть открыт. Клапан с РП подачи ДЭГа после БНГ в трубопровод к испарителю должен быть закрыт.

Основная часть нДЭГа после блока газоотделителя подается в змеевик дефлегматора блока регенерации гликоля, установленного в верхней части регенерационной колонны в объеме, необходимом для поддержания температуры верха колонны в пределах от 80 ⁰С до 90 ⁰С. Подача нДЭГа в змеевик и выход его из дефлегматора производится клапанами затворными с РП. Количество нДЭГа, подаваемого в дефлегматор, регулируется перепуском части нДЭГа мимо дефлегматора в буферную емкость по байпасу с помощью клапана регулирующего с РП.

Для предотвращения нагрева верха колонны более 90 ⁰С предусмотрена подача ДЭГа по трубопроводу через клапан регулирующий с РП в среднюю часть колонны в качестве дополнительного «холодного» орошения.

Из дефлегматора нДЭГ по трубопроводу через клапан запорный с РП подается в трубное пространство теплообменника, встроенного в буферную емкость БРГ для охлаждения регенерированного диэтиленгликоля до температуры от 40 ⁰С до 60 ⁰С и затем поступает в среднюю часть выпарной колонны. Стекая по насадке колонны в испаритель, нДЭГ контактирует с парогазовой смесью, в результате чего он нагревается, а пары гликоля, идущие из испарителя, конденсируются. ДЭГ стекает в испаритель, пары воды идут вверх на выход из регенерационной колоны.

В испарителе нДЭГ нагревается до температуры в пределах от 140 ⁰С до 155 ⁰С от продуктов сгорания топливного газа в жаровых трубах. Верхний предел нагрева ограничен потерей абсорбционных характеристик ДЭГа вследствие его разложения при температуре равной 164 ⁰С.

Топливный газ с давлением 0,4 МПа поступает на вход в установку осушки газа. Далее через задвижку с электроприводом, кран с РП газ проходит фильтрацию. После, пройдя через расходомер, топливный газ поступает по трубопроводам на вход в БРГ, где разделяется на два потока — на подачу к горелкам, установленных в жаровых трубах испарителя, и на подачу в змеевик испарителя (отдувочный газ).

На линии подачи газа к горелкам установлен регулятор давления. Газ к горелкам подается через отсечные клапаны с ПП. Для розжига и поддержания контрольного факела горелок предназначена подача топливного газа по трубопроводу на запальные устройства через соответствующие отсечные клапаны с ПП.

После розжига горелок регулирование расхода топливного газа для поддержания заданной температуры ДЭГа в испарителе осуществляется автоматически с помощью клапана регулирующего с ПП. Регулятор оснащен клапанами запорными с РП и байпасным трубопроводом с клапаном запорным с РП. Для ручного перекрытия подачи газа к горелкам предназначены клапаны запорные с РП.

Продукты сгорания топливного газа после прохождения по двум U-образным жаровым трубам направляются в трубу вытяжную, оснащенную шибером.

При превышении давления в блоке регенерации гликоля в аварийной ситуации более 0,12 МПа парогазовая смесь сбрасывается в атмосферу через блок предохранительных клапанов БПК5.

В случае необходимости (низкое давление и высокая температура осушаемого газа) для повышения степени регенерации подается отдувочный газ. Газ предварительно нагревается во встроенном в испаритель змеевике, проходит внутри буферной емкости в испаритель. Контактируя с ДЭГом в отпарной массообменной колонне, отдувочный газ десорбирует оставшуюся часть паров воды. Расход газа 30 ± 1 м³ на 1 м³/час циркуляции ДЭГа обеспечивается регулирующим клапаном с РП ОГ3 и контролируется при помощи расходомерного устройства с запорными клапанами с РП. Расходомер оборудован байпасом с клапаном запорным с РП.

Для исключения обратного тока отдувочного газа между змеевиком и буферной емкостью установлен обратный клапан.

В случае необходимости сброс газа на свечу производится по сбросным трубопроводам через клапаны запорные с РП.

Регенерированный рДЭГ из испарителя переливается в буферную емкость через отпарную колонну и далее, проходя по межтрубному пространству теплообменника, охлаждается до температуры от 40 ⁰С до 60 ⁰С. Из буферной емкости рДЭГ самотеком по переливной трубе поступает в емкость Е4. Для обеспечения эффективной (бесперебойной) работы теплообменника уровень ДЭГа в буферной емкости поддерживается постоянным за счет трубопровода, соединяющего наджидкостное пространство буферной емкости и емкости Е4. Для предотвращения накопления газа и, как следствие, задержки перетока рДЭГа наджидкостное пространство Е4 соединено с атмосферой через клапан запорный с РП.

Из емкости Е4 рДЭГ подается к теплообменнику, оснащенному отсекающими задвижками клиновыми с РП по входу и выходу. Охлажденный до температуры от 20 ⁰С до 30 ⁰С в теплообменнике рДЭГ по трубопроводу Ду100 поступает на вход в БНГ.

В БНГ установлены соответственно задвижки клиновые с РП и фильтры очистки от механических примесей. Для сглаживания пульсаций давления ДЭГа после насосов установлены пневмогидроаккумуляторы АК1 и АК2. Далее по трубопроводам через клапаны обратные, краны с ПП рДЭГ подается на выход из БНГ в БАА через расходомерное устройство. В случае необходимости для отключения при работе УОсГ установлены краны с РП, а также байпасная линия  с краном с РП.

Из БАА рДЭГ подается в верхнюю часть абсорбера.

Парогазовая смесь из верхней части выпарной колонны БРГ направляется в аппарат воздушного охлаждения для разделения на жидкостную и газовую составляющие. На входе и выходе АВО установлены задвижки клиновые с РП и байпас с задвижкой клиновой с РП. Для продувки АВО на выходе из него установлен свечной трубопровод с клапаном запорным с РП.

Сконденсировавшаяся жидкость и газ поступают в емкость Е3. Газ по сбрасывается на свечу через огнепреградитель. Жидкость, имея высокое содержание ингибитора (этилового спирта) по достижении верхнего уровня сливается в емкость Е-2 УРИ ПХГ автоматически через задвижку с электроприводом или вручную в дренаж.

В аварийных ситуациях или при ремонте оборудования в случае необходимости слив ДЭГа из абсорбера, газоотделителя и емкости Е4 в дренажную емкость Е1 осуществляется вручную.

Опорожнение дренажной емкости Е1 производится под действием давления газа, отбираемого из топливного коллектора. ДЭГ из емкости Е1 поступает в емкость Е2 либо через задвижку клиновую с РП в трубопровод подачи ДЭГа в емкость Е4. Сброс газа из Е1 на свечу производится через задвижку клиновую с РП. В случае давления более 1,38 МПа в емкости Е1 блок предохранительных клапанов БПК2 стравит газ в атмосферу.

Потери ДЭГа на  установке осушки газа составляют 15 грамм на 1000 м³ газа. Подпитка БРГ свежим ДЭГом производится с помощью насосного агрегата из емкости Е2. Насосный агрегат по входу и выходу ДЭГа оснащен запорными клапанами с РП, фильтром и клапаном обратным.

Заправка емкости Е2 чистым ДЭГом производится насосным агрегатом. Наджидкостное пространство емкости Е2 связано с атмосферой свечным трубопроводом с огнепреградителем.

Для обеспечения нормальной работы оборудования  установки осушки газа необходимо поддерживать положительную температуру ДЭГа. Трубопроводы, ЗРА, емкости  установки осушки газа окожушены и имеют электрообогрев и обогрев теплоносителем.

Если статья оказалась полезной, в качестве благодарности воспользуйтесь одной из кнопок ниже - это немного повысит рейнинг статьи. Ведь в интернете так трудно найти что-то стоящее. Спасибо!