Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В сентябре 2007 года приказом Министерства промышленности и энергетики РФ утверждена «Программа создания в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке единой системы добычи, транспортировки газа и газоснабжения с учетом возможного экспорта газа на рынки Китая и других стран АТР» (Восточная газовая программа). «Газпром» назначен Правительством РФ координатором деятельности по реализации программы.

Проблема замещения газом дорогостоящего привозного топлива стоит для Камчатки даже более остро, чем для других регионов восточной России.

До начала реализации ОАО «Газпром» проекта газоснабжения Камчатского края уровень газификации региона природным газом составлял менее 1%. Газ в объеме 9 млн. м³ в год подавался ОАО «Камчатгазпром» (не входит в Группу ОАО «Газпром») с Кшукского месторождения в поселки Соболево и Устьевое на западном побережье Камчатки. Работа ОАО «Газпром» позволила увеличить уровень газификации Камчатского края. С 2009 года он включен в Программу газификации регионов РФ.

В рамках реализации проекта ОАО «Газпром» ведет эксплуатационное бурение и работы по обустройству Кшукского и Нижне-Квакчикского месторождений. Суммарно на Кшукском и Нижне-Квакчикском месторождениях планируется добывать 750 млн. куб. м газа в год.

Основное назначение комплексной установки подготовки газа и конденсата - подготовка газа для снабжения города Петропавловска-Камчатского и близлежащих поселков. Подготовка газа на УКПГ предусматривается методом низкотемпературной сепарации (НТС) до точки росы по воде в зимний период - минус 20 єС, а в летний период - минус 10 єС, до точки росы по углеводородам в зимний период - минус 10 єС, а в летний период - минус 5 єС.



Кшукское и Нижне-Квакчикское ГКМ

конденсат управление технологический автоматизация



1. Установка НТС Нижне-Квакчикского месторождения

Сепарация газа предусматривается по двухступенчатой схеме с предварительным отбором жидкой фазы.

Максимальная производительность установки НТС Нижне-Квакчикского месторождения принята из расчета сезонной неравномерности потребления газа согласно утвержденному варианту разработки и составляет 2,5 млн. м³/сут., единичная производительность одной технологической линии 1,25 млн. м³/сут. (202,2 млн. м³/квартал), количество рабочих линий - 2, резервных - 1.

Оборудование УКПГ рассчитано на 347 рабочих дней в году.

Установка НТС включает в себя три технологические линии: две рабочие и одну резервную.

Технологические объекты НТС скомпонованы по функциональному назначению. Максимально использовано блочно-комплектное оборудование с унифицированными узлами высокой заводской готовности и автоматизации.

Газ от кустов скважин №1, №2, №3 поступает по трем шлейфам в блок-бокс входных шлейфов и коммерческого замера газа, где последовательно проходит через отключающие краны, замерные устройства, регулирующие клапаны, обратные клапаны.

Трубопроводы оборудуются кранами с электроприводом, которые служат для отключения шлейфов, в том числе и аварийного; ручными кранами для продувки шлейфов на факел, регулирующими клапанами для снижения давления, обратными клапанами для предотвращения противотока из общего коллектора. Для защиты оборудования первой ступени сепарации от превышения давления на общем коллекторе устанавливается блок предохранительных клапанов.

Для предотвращения гидратообразования в газопроводах при сбросе давления перед регулирующими клапанами предусматривается подача метанола.

Ниже производится описание технологии подготовки газа и газового конденсата для одной технологической линии. Для остальных линий технология подготовки газа и газового конденсата аналогична.

Газ последовательно проходит отключающий кран, сепаратор первой ступени, теплообменник «газ-конденсат», теплообменник «газ-газ», размещаемый на открытой площадке, блок эжектирования, низкотемпературный сепаратор, возвращается в теплообменник «газ-газ» и через рекуперативный теплообменник «конденсат-газ» и подогреватели газа подаётся на коммерческое измерение газа. В сепараторе первой ступени С2.1.1 происходит разделение газа и газового конденсата.

После сепаратора С2.1.1 сырой газ проходит через теплообменник «конденсат-газ», где охлаждается потоком конденсата со второй ступени НТС до температуры минус 7°С, теплообменник «газ-газ», где охлаждается обратным потоком осушенного газа до температуры минус 13°С.

В обвязке теплообменников Т2.1.1, Т2.1.2 предусматриваются байпасные линии по холодному газу, в обвязке теплообменника Т2.1.1 предусмотрена установка регулирующего клапана с автоматическим управлением для поддержания необходимой температуры на линии горячего газа. После теплообменника Т2.1.1 сырой газ подаётся на узел эжектирования.

Узел эжектирования газа оборудован запорной и регулирующей арматурой и состоит из двух параллельных линий, на одной из которых установлен эжектор, а на другой - дроссельный узел с регулятором давления. При такой схеме возможно гибкое регулирование технологического режима работы эжектора в зависимости от расхода газа низкого давления. Узел эжектирования обеспечивает редуцирование давления сырого газа до 6,45 МПа и снижение температуры до минус 30°С.

Охлаждённый газ после дросселирования поступает в низкотемпературный сепаратор.

Снижение давления и температуры газа перед сепаратором способствует переходу в жидкую фазу тяжёлых углеводородов и увеличивает степень конденсации лёгких углеводородов.

В низкотемпературном сепараторе происходят процессы осушки газа и выделения жидкой фазы, состоящей из конденсата и метанола насыщенного.

Осушенный газ после сепаратора с температурой минус 30 ?С проходит через теплообменник «газ-газ», где нагревается до температуры минус 23,6 ?С, теплообменник «конденсат-газ», где нагревается до температуры минус 18,5 ?С и направляется для окончательного нагрева в подогреватели газа.

Для предотвращения гидратообразования предусматривается подача метанола в трубопровод сырого газа перед теплообменником Т2.1.2.

Жидкая фаза в сепараторах накапливается до определенного уровня, который поддерживается автоматически регуляторами и после снижения давления до 3,5 МПа подается в трехфазный разделитель, где происходит частичное разгазирование конденсата и разделение на газовый конденсат и водометанольный раствор.

Метанол насыщенный в трёхфазном разделителе накапливается до определенного уровня, который поддерживается автоматически регулятором, и после снижения давления регулятором с ручным управлением, установленным в обвязке разделителя, до 0,3 МПа подается на установку регенерации метанола.

Для поддержания давления в трехфазном разделителе 3,0 МПа на линии выхода газа выветривания предусмотрена установка регулятора давления. Газ выветривания из разделителя поступает в качестве низконапорного газа на узел эжектора. Для предотвращения обратного потока газа в разделитель на линии выхода газа выветривания установлен обратный клапан.

Конденсат из разделителя, после снижения давления до 3,0 МПа и с температурой от минус 30 єС до плюс 10 єС поступает на площадку разделителя установки стабилизации конденсата (УСК). При остановке УСК стабилизация конденсата происходит в блок-боксе технологической подготовки конденсата и на установке концевой сепарационной.

Подготовка конденсата производится трехступенчатым разгазированием.

Нестабильный конденсат поступает в выветриватель В1, где происходит его нагрев до 48 єС при давлении 1,2 МПа. Отвод газа выветривания и поддержание давления производится клапаном.

Далее конденсат поступает в выветриватель В2, где происходит нагрев до 63 єС и разгазирование при давлении 0,3 МПа. Отвод газа выветривания и поддержание давления производится клапаном. Конденсат от выветривателя В2 поступает на установку концевую сепарационную КСУ для окончательной стабилизации конденсата.

Подготовленный конденсат самотеком из КСУ направляется в емкости стабильного конденсата. Нагрев выветривателей производится посредством внешнего теплоносителя.

Газ выделившийся в выветривателе В1 редуцируется до 0,3 МПа и подается в газоуровнительную линию разделителя для последующего использования в качестве топливного для собственных нужд УКПГ. Для защиты трубопровода топливного газа от блок-бокса технологический подготовки конденсата до газоуровнительной линии установлен блок предохранительных клапанов.

Газ выделившейся в выветривателе В2 с давлением 0,3 МПа направляется в качестве топлива на котельную. Газ от КСУ сбрасывается в факельный коллектор низкого давления.

Для защиты оборудования установки НТС от превышения давления в системе установлены предохранительные клапаны на коллекторе сырого газа в блок-боксе входных шлейфов и коммерческого замера газа, на трубопроводах перед низкотемпературными сепараторами, на разделителях, выветривателях.

Теплообменники «конденсат-газ» предназначены для рекуперации тепла нагретого стабильного конденсата, поступающего с установки стабилизации конденсата (УСК) с температурой 130 єС, потоком холодного газа от теплообменников «газ-газ».

Подогреватели газа автоматизированные с промежуточным теплоносителем предназначены для подогрева осушенного газа, поступающего после теплообменников «газ-газ», «конденсат-газ» с температурой минус 18,5 єС, до температуры 20 єС.

После подогревателей газ возвращается в блок-бокс входных шлейфов и коммерческого замера газа для измерения расхода газа перед подачей в трубопровод внешнего транспорта. При порыве одного из шлейфов производится автоматическое закрытие соответствующего электроприводного крана в блок-боксе входных шлейфов и коммерческого замера газа.

2. Установка стабилизации конденсата (УСК)

Суть стабилизации нестабильного конденсата заключается в достижении упругости его паров по Рейду не более 500 мм. рт. ст. методом двухколонной стабилизации.

УСК обеспечивает подготовку стабильного конденсата до требований ОСТ 51.65-80. Схема стабилизации конденсата двухколонная, что обеспечивает получение стабильного конденсата по ОСТ 51.65-80 и пропан-бутана технического по ГОСТ Р 52087-2003. Данная схема стабилизации конденсата обеспечивает минимальные потери целевых фракций.

На рисунке 1.3 представлена технологическая схема УСК, в таблице 1.1 приведена спецификация УСК.

Нестабильный конденсат поступает на УСК с давлением 3,0 МПа и температурой от 10 до минус 30 єС, что дает возможность отправить газ деэтанизации УСК с давлением 2,8 МПа на эжектор установки НТС.

Технологические объекты УСК скомпонованы по функциональному назначению. Максимально использовано блочно-комплектное оборудование с унифицированными узлами высокой заводской готовности и автоматизации.

Разделитель Р4 размещен на бетонированной площадке 10х5 м с бордюром высотой 500 мм для предотвращения растекания продукта в соответствии с СТО Газпром НТП 1.8-001-2004.

Узел разделителя предназначен для накопления жидкости и отделения водометанольного раствора от нестабильного конденсата, поступающего с установки низкотемпературной сепарации. Узел разделителя представляет собой устройство полного заводского изготовления, которое включает в себя:

- разделитель, представляющий собой горизонтально расположенную цилиндрическую емкость, снабженную соответствующими штуцерами для ввода жидкостной смеси, выхода жидкости и газа и приборами КИПиА;

- технологические трубопроводы с арматурой и приборами КИПиА;

- площадку обслуживания и лестницу.

Блок-бокс стабилизации конденсата предназначен для:

- стабилизации конденсата (деэтанизация и дебутанизация конденсата);

- получение пропан-бутановой фракции;

- циркуляции подогретых дебутанизированного, деэтанизированного конденсатов и пропан-бутановой фракции;

Таблица 1 - Спецификация оборудования УСК

Позиция на схеме	Наименование	Количество
Р-0100	Разделитель	1
КР-0100	Колонна деэтанизации	1
КР-0200	Колонна дебутанизации	1
Пн-0100	Печь деэтанизированного конденсата	1
Пн-0200	Печь дебутанизированного конденсата	1
Т-0100	Теплообменник	1
Т-0200	Аппарат воздушного охлаждения	1
ЕР-0100	Рефлюксная емкость	1
Е-0100	Емкость аварийно-дренажная	1
Е-0010	Емкость буферная	1
Н-0101 Н-0102	Агрегат электронасосный	2
Н-0201 Н-0202	Агрегат электронасосный	2
Н-0301 Н-0302	Агрегат электронасосный	2

- подачи стабильного конденсата и пропан-бутана в склад хранения товарной продукции;

- охлаждения стабильного конденсата и подогрева нестабильного конденсата;

- охлаждения пропан-бутановой фракции;

- редуцирование топливного газа.

Блок-бокс стабилизации конденсата состоит из:

1) оборудования, размещенного внутри блок-бокса стабилизации конденсата:

- узел колонн, состоящий из двух колонн КА1 и КА2;

- узел емкости рефлюксной ЕР1;

- узел арматурный;

- узел арматурный аппарата воздушного охлаждения ВХ1 и выхода продукта из печей;

- узлы насосов Н2.1/1,2, Н2.2/1,2, Н2.3/1,2;

- узел выхода конденсата;

- узел подачи топливного газа.

2) оборудования, размещенного на крыше блок-бокса стабилизации конденсата:

- верхние части и площадки обслуживания колонн КА1 и КА2;

- узел аппарата воздушного охлаждения ВХ1;

- узел теплообменника Т5.

Узел колонн включает:

- колонну КА1 и колонну КА2, представляющие собой вертикальные аппараты с сетчатой массообменной насадкой высотой 12 метров;

- площадки обслуживания;

- технологические трубопроводы, арматуру и приборы КИПиА.

Узел емкости рефлюксной ЕР1 включает:

- емкость, представляющую собой вертикальный цилиндрический аппарат;

- технологические трубопроводы, арматуру и приборы КИПиА.

Узел арматурный аппарата воздушного охлаждения ВХ1 и выхода продукта из печей включает технологические трубопроводы, арматуру и приборы КИПиА.

Узлы насосов Н2.1/1,2, Н2.2/1,2 и Н2.3/1,2 состоят из:

- агрегат электронасосный секционный герметичный Н2.1/1,2, 2 шт. (один рабочий + один резервный) для подачи деэтанизированного конденсата от колонны КА1 в печь Пн1;

- агрегат электронасосный секционный герметичный Н2.2/1,2, 2 шт. (один рабочий + один резервный) для подачи дебутанизированного конденсата от колонны КА2 в печь Пн2;

- агрегат электронасосный секционный герметичный Н2.3/1,2, 2 шт. (один рабочий + один резервный) для подачи пропан-бутановой фракции от емкости рефлюксной ЕР1 в колонну КА2 и на площадку емкостей СУГ (поз. 3.10);

- комплекты трубной обвязки с запорно-регулирующей арматурой и приборами КИПиА для каждого насоса.

Режим работы насосных агрегатов постоянный.

Нестабильный конденсат поступает в разделитель жидкости Р4 от разделителей жидкости установки низкотемпературной сепарации газа с давлением 3,0 МПа и температурой от минус 30 єС до плюс 10 єС, где происходит накопление жидкости и дополнительное отделение водометанольного раствора от конденсата. Конденсат из разделителя Р4 поступает в колонну КА1 двумя потоками. Первый поток подается наверх колонны КА1 в качестве орошения. Второй поток нагревается в межтрубном пространстве теплообменника Т5 обратным потоком стабильного конденсата до температуры 105 єС и подается в среднюю часть колонны КА1 в виде питания.

Количество конденсата, подаваемого наверх колонны КА1, и конденсата, направляющегося в среднюю часть колонны КА1, регулируется при помощи расходомеров и клапанов, установленных на соответствующих трубопроводах.

Водометанольный раствор по уровню сбрасывается клапаном из разделителя Р4 и отводится на установку регенерации метанола.

Колонна КА1 работает при давлении 2,9 МПа. Эффективность работы колонны КА1 эквивалентна 24 теоретическим ступеням. В колонне происходит извлечение из нестабильного конденсата низкокипящих компонентов (метан, этан). Газ деэтанизации отводится с верха колонны с температурой 10…15 єС.

Газ от разделителя Р4 и колонны деэтанизации КА1 редуцируется до давления 2,8 МПа, объединяется и направляется в блок-боксы технологические подготовки газа №2.

Температура низа колонны поддерживается клапаном с помощью нагретого в печи нестабильного конденсата. Нестабильный конденсат забирается с глухой тарелки колонны насосом (один рабочий + один резервный) и подается в печь, где нагревается до температуры 167…172 єС. В результате нагрева образуется парожидкостная смесь, которая возвращается в колонну. Пары (метан и этан) поднимаются вверх, а из куба колонны отбирается деэтанизированный конденсат с содержанием этана не более 0,7% масс., что при дальнейшем фракционировании обеспечивает содержание этана в пропан-бутановой фракции не более 4%.

Уровень деэтанизированного конденсата в кубовой части колонны поддерживается клапаном. Деэтанизированный конденсат из куба колонны КА1 поступает в виде питания в колонну КА2. Давление в колонне КА2 поддерживается на уровне 1,5 МПа.

Стабилизационная колонна КА2 имеет 16 теоретических тарелок и обеспечивает отбор с верха колонны пропан-бутановой фракции (ПБФ) с содержанием пентанов не более 2% масс.

ПБФ отбирается с верха колонны и направляется в аппарат воздушного охлаждения ВХ1, где охлаждается с 95 єС до 45 єС. Сконденсировавшаяся ПБФ после аппарата воздушного охлаждения ВХ1 поступает в рефлюксную емкость ЕР1, откуда насосом Н2.3/1,2 (один рабочий + один резервный) подается в два направления. Одна часть ПБФ подается в верхнюю часть колонны КА2 в качестве орошения, другая часть направляется на площадку емкостей СУГ. На счетчике осуществляется оперативный замер пропан-бутана технического. На время запуска УСК ПБФ с выхода возвращается в колонну КА2.

Сконденсировавшаяся пропан-бутановая фракция представляет собой пропан-бутан технический (БПТ), соответствующий ГОСТ 52087-2003.

Газ, выделяющийся с рефлюксной емкости ЕР1, направляется на факел высокого давления.

Температура низа колонны КА2 поддерживается с помощью нагретого в печи деэтанизированного конденсата. Деэтанизированный конденсат забирается с глухой тарелки колонны КА2 насосом Н2.2/1,2 и подается в печь, где нагревается до температуры 229…232 єС. В результате нагрева образуется парожидкостная смесь, которая возвращается в колонну. Пары (пропан-бутановая фракция) поднимаются вверх, а из куба колонны КА2 отбирается стабильный конденсат. Стабильный конденсат соответствует требованиям ОСТ 51.65-80.

После охлаждения в теплообменнике Т5 до температуры 123 єС потоком нестабильного конденсата, стабильный конденсат охлаждается до температуры 0 єС в теплообменнике «кондесат-газ», расположенном на территории установки НТС, и направляется на склад хранения стабильного конденсата.

Переключение между рабочими и резервными насосами Н2.1/1,2, Н2.2/1,2, Н2.3/1,2 осуществляется дистанционно из операторной электроприводной арматурой, установленной на входе и выходе насосов.

В случае остановки УСК нестабильный конденсат направляется на блок-бокс технологический подготовки конденсата, а затем на КСУ для окончательного разгазирования.

3. Объекты автоматизации УКПГ

конденсат управление технологический автоматизация

АСУ ТП обеспечивает функционирование технологического оборудования в заданном режиме без постоянного присутствия обслуживающего и эксплуатирующего персонала на объекте.

Отслеживание текущего режима работы оборудования и управление технологическим процессом осуществляется автоматически на основании заложенных алгоритмов управления. При этом оперативному персоналу предоставляется возможность наблюдения за ходом процесса и управления режимами работы оборудования с автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора.

На АРМ оператора отображается текущий режим работы технологического оборудования, аварийные и предупредительные сообщения системы при отклонениях наиболее важных технологических параметров за допустимые границы, диагностическая информация о работоспособности комплекса технических средств, а также отчеты установленной формы.

На АРМ оперативного персонала также предусмотрена возможность задания режимных параметров работы оборудования (уставки регулирования, уставки включения / отключения аппаратов и др.).

В состав технологических объектов управления, охватываемых АСУ ТП входит оборудование основного и вспомогательного производственного назначения установки комплексной подготовки газа.

В состав объектов управления на площадке УКПГ входят:

1) установка низкотемпературной сепарации:

блок-бокс технологический переключающей арматуры и входного сепаратора;

блок-бокс технологический подготовки газа №1;

блок-бокс технологический коммерческого учета газа и замера газа собственных нужд;

теплообменник «газ-газ»;

емкость дренажная;

емкость дренажная;

подогреватель газа ПНГ-50;

емкость дренажная раствора ДЭГ;

блок-бокс входных шлейфов и коммерческого замера газа;

площадка сепараторов-пробкоуловителей;

блок-бокс технологический подготовки газа №2;

блок теплообменника «газ-газ»;

блок-бокс технологический подготовки конденсата;

площадка концевой сепарационной установки;

площадка теплообменников «конденсат-газ»;

подогреватель газа ПНГ-100.

2) метанольное хозяйство:

резервуар регенерированного метанола;

резервуар резервный метанола;

резервуар метанола;

площадка буферной емкости;

блок-бокс насосной метанола №2;

емкость аварийно-дренажная;

блок-бокс регенерации метанола;

блок-бокс насосной метанола №1;

блок-бокс одоризатора;

емкость дренажная.

3) установка факельная УФМГС;

факел горизонтальный с автоматическим розжигом;

площадка факельных сепараторов:

сепаратор факельный высокого давления;

сепаратор факельный низкого давления;

конденсатосборник;

установка факельная горизонтальная ГФУ-5.

4) служебный эксплуатационно-ремонтный блок;

5) котельная;

6) резервуар для дизтоплива;

7) подстанция водонапорная;

8) очистные сооружения водоснабжения:

насосная станция утилизации сточных вод;

резервуар очищенных стоков;

резервуар усреднитель;

канализационная насосная очищенных стоков;

резервуар дизельного топлива;

резервуар сбора аварийного пролива топлива.

9) площадка КОС:

очистные сооружения хоз-бытовых стоков;

емкость дренажно-канализационная.

10) площадка ресиверов:

воздухосборник;

ресивер азота;

станция азотная.

11) установка стабилизации конденсата:

площадка разделителя;

блок-бокс стабилизации конденсата;

площадка печей;

площадка емкости аварийно-дренажной;

емкость дренажная;

емкость буферная.

12) азотно-воздушная станция:

- газонаполнительная станция;

технологический корпус.

13) площадка емкостей СУГ:

- емкость СУГ.

14) площадка налива СУГ:

насосная внешней перекачки СУГ;

площадка емкости для слива СУГ;

емкость дренажная;

блок одоризации;

емкость хранения одоранта.

Размещено на Allbest.ru