Помощь студентам в учебе
Организационно-технические мероприятия по повышению эффективности работы оборудования компрессорного цеха с газотурбинными центробежными нагнетателями
|
Введение 18
1. Компрессорная станция как элемент газотранспортной системы 20
1.1 Общие сведения о компрессорных станциях 20
1.2 Основное и вспомогательное оборудование КС 21
2. Характеристика компрессорного цеха, назначение основных элементов ... 24
2.1 Оборудование компрессорного цеха. Газоперекачивающий агрегат 24
2.1.1 Турбоблок 29
2.1.2 Система воздухообеспечения 30
2.1.3 Выхлопная система 31
2.1.4 Система маслоообеспечения ЦБК 31
2.1.5 Блоки систем обеспечения 31
2.1.6 Системы газовых уплотнений, разделительного азота и
разделительного воздуха ЦБК 33
2.1.7 Блок САУ 34
2.2 Процесс компримирования природного газа 34
2.2.1 Принцип работы газотурбинного двигателя 35
2.2.2 Принцип работы центробежного компрессора 36
2.3 Мероприятия по техническому обслуживанию ГПА 38
3. Повышение эффективности работы оборудования КЦ 41
3.1 Совершенствование процесса ТО агрегата 41
3.2 Обоснование повышения эффективности 44
4. Расчётная часть 48
5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение .. 53
5.1. Потенциальные потребители результатов исследования 53
5.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 54
5.3 SWOT-анализ 56
5.4 Планирование научно-исследовательских работ 58
5.4.1 Структура работ в рамках научного исследования 58
5.4.2 Определение трудоемкости работ 59
5.4.3 Разработка графика проведения научного исследования 60
5.5 Бюджет научно-технического исследования 63
5.5.1 Расчет материальных затрат НТИ 63
5.5.2 Расчет затрат на специальное оборудование для научных работ . 64
5.5.3 Основная заработная плата исполнителей работы 64
5.5.4 Дополнительная заработная плата исполнителей работы 65
5.5.5 Отчисления во внебюджетные фонды 66
5.5.6 Накладные расходы 67
5.5.7 Формирование бюджета затрат научно-исследовательской
работы 67
5.6 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования .. 68
Вывод по разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» 71
6. Социальная ответственность 72
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 72
6.2 Производственная безопасность: анализ выявленных вредных и опасных
природных факторов 74
6.2 Обоснование мероприятий по снижению воздействия вредных и опасных факторов
6.2.1 Повышенный уровень и другие неблагоприятные характеристики
шума 76
6.2.2 Повышенный уровень общей вибрации 77
6.2.3. Производственные факторы, связанные с аномальными
микроклиматическими параметрами воздушной среды на местонахождение работника 78
6.2.4 Отсутствие или недостаток необходимого искусственного освещения 79
6.2.5 Сосуды и аппараты под высоким давлением 80
6.2.6 Производственные факторы, связанные с электрическим током . 81
6.2.7 Пожаровзрывоопасность 81
6.2.8 Вещества, обладающие острой токсичностью по воздействию на
организм 83
6.3 Экологическая безопасность 84
6.3.1 Защита атмосферы 84
6.3.2 Защита гидросферы 86
6.3.3 Защита литосферы 87
6.4 Меры безопасности в чрезвычайных ситуациях 88
Вывод по разделу «Социальная ответственность» 89
Заключение 91
Список источников 93
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Генеральный план КС-4 Иван Москвитин 99
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Выхлопная система ГТД 100
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Технологическая схема ГПА-16У 101
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Алгоритм «Промывка ГТД» 102
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Использование газа при продувке ЦБК 103
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Параметры работы ГПА КС Иван Москвитин 104
1. Компрессорная станция как элемент газотранспортной системы 20
1.1 Общие сведения о компрессорных станциях 20
1.2 Основное и вспомогательное оборудование КС 21
2. Характеристика компрессорного цеха, назначение основных элементов ... 24
2.1 Оборудование компрессорного цеха. Газоперекачивающий агрегат 24
2.1.1 Турбоблок 29
2.1.2 Система воздухообеспечения 30
2.1.3 Выхлопная система 31
2.1.4 Система маслоообеспечения ЦБК 31
2.1.5 Блоки систем обеспечения 31
2.1.6 Системы газовых уплотнений, разделительного азота и
разделительного воздуха ЦБК 33
2.1.7 Блок САУ 34
2.2 Процесс компримирования природного газа 34
2.2.1 Принцип работы газотурбинного двигателя 35
2.2.2 Принцип работы центробежного компрессора 36
2.3 Мероприятия по техническому обслуживанию ГПА 38
3. Повышение эффективности работы оборудования КЦ 41
3.1 Совершенствование процесса ТО агрегата 41
3.2 Обоснование повышения эффективности 44
4. Расчётная часть 48
5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение .. 53
5.1. Потенциальные потребители результатов исследования 53
5.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 54
5.3 SWOT-анализ 56
5.4 Планирование научно-исследовательских работ 58
5.4.1 Структура работ в рамках научного исследования 58
5.4.2 Определение трудоемкости работ 59
5.4.3 Разработка графика проведения научного исследования 60
5.5 Бюджет научно-технического исследования 63
5.5.1 Расчет материальных затрат НТИ 63
5.5.2 Расчет затрат на специальное оборудование для научных работ . 64
5.5.3 Основная заработная плата исполнителей работы 64
5.5.4 Дополнительная заработная плата исполнителей работы 65
5.5.5 Отчисления во внебюджетные фонды 66
5.5.6 Накладные расходы 67
5.5.7 Формирование бюджета затрат научно-исследовательской
работы 67
5.6 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования .. 68
Вывод по разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» 71
6. Социальная ответственность 72
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 72
6.2 Производственная безопасность: анализ выявленных вредных и опасных
природных факторов 74
6.2 Обоснование мероприятий по снижению воздействия вредных и опасных факторов
6.2.1 Повышенный уровень и другие неблагоприятные характеристики
шума 76
6.2.2 Повышенный уровень общей вибрации 77
6.2.3. Производственные факторы, связанные с аномальными
микроклиматическими параметрами воздушной среды на местонахождение работника 78
6.2.4 Отсутствие или недостаток необходимого искусственного освещения 79
6.2.5 Сосуды и аппараты под высоким давлением 80
6.2.6 Производственные факторы, связанные с электрическим током . 81
6.2.7 Пожаровзрывоопасность 81
6.2.8 Вещества, обладающие острой токсичностью по воздействию на
организм 83
6.3 Экологическая безопасность 84
6.3.1 Защита атмосферы 84
6.3.2 Защита гидросферы 86
6.3.3 Защита литосферы 87
6.4 Меры безопасности в чрезвычайных ситуациях 88
Вывод по разделу «Социальная ответственность» 89
Заключение 91
Список источников 93
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Генеральный план КС-4 Иван Москвитин 99
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Выхлопная система ГТД 100
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Технологическая схема ГПА-16У 101
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Алгоритм «Промывка ГТД» 102
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Использование газа при продувке ЦБК 103
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Параметры работы ГПА КС Иван Москвитин 104
Единая технологическая система магистрального трубопроводного транспорта природного газа состоит из труб большого диаметра и высокого давления, протяженностью более 170 тысяч километров, а также 253 компрессорных станции с газоперекачивающими агрегатами суммарной мощностью 47,1 тыс. МВт [1].
Современные компрессорные станции построены с учетом новых требований для безопасной и эффективной транспортировки газа по магистральному газопроводу. Однако, в процессе эксплуатации неизбежно могут возникать ситуации, при которых этот газ может попасть в атмосферу и привести к экологическим и финансовым последствиям. Это может произойти как в аварийных ситуациях, так и при выполнении технологических операций или переключений, таких как техническое обслуживание, ремонт оборудования или переключения при введении нового оборудования.
Энергоэффективность газопровода и безопасность газотранспортных объектов, а также постоянное снижение негативного воздействия на окружающую среду, ресурсосбережение, повышение энергоэффективности и сокращение выбросов парниковых газов являются ключевыми приоритетами ПАО «Газпром» согласно [2], как одного из крупнейших газодобывающих и газотранспортных компаний, и государства в целом. Они стоят перед задачей снижения расхода электроэнергии и природного газа, улучшения производственной безопасности работников и использования энергоэффективных технологий и оборудования. Для этого применяются различные технологические решения, такие как внутренние гладкостные покрытия на трубах, изготовленных из стали российского производства, и использование энергоэффективных компрессорных станций.
Именно поэтому на сегодняшний день актуальной темой является повышение эффективности работы компрессорного цеха, состоящего из газоперекачивающих агрегатов, как основного оборудования любой компрессорной станции.
Объектом данного исследования является компрессорный цех. Предмет - порядок проведения технического обслуживания газоперекачивающего агрегата.
Основная цель исследования заключается в разработке предложений по совершенствованию процесса технического обслуживания ГПА.
Для выполнения поставленной цели в процессе работы были выполнены следующие задачи:
1) Изучение нормативно-технической, эксплуатационной технической документации, учебной литературы и современных научных публикаций по заданной тематике;
2) Изучение технологической схемы компрессорного цеха
рассматриваемой компрессорной станции, а также компрессорной станции в целом;
3) Разработка организационно-технических мероприятий по повышению энергетической эффективности оборудования компрессорного цеха;
4) Технологический расчёт по подбору и определению характеристик оборудования компрессорного цеха;
5) Анализ вопросов финансового менеджмента, ресурсоэффективности, ресурсосбережения и социальной ответственности в рамках данной работы.
Современные компрессорные станции построены с учетом новых требований для безопасной и эффективной транспортировки газа по магистральному газопроводу. Однако, в процессе эксплуатации неизбежно могут возникать ситуации, при которых этот газ может попасть в атмосферу и привести к экологическим и финансовым последствиям. Это может произойти как в аварийных ситуациях, так и при выполнении технологических операций или переключений, таких как техническое обслуживание, ремонт оборудования или переключения при введении нового оборудования.
Энергоэффективность газопровода и безопасность газотранспортных объектов, а также постоянное снижение негативного воздействия на окружающую среду, ресурсосбережение, повышение энергоэффективности и сокращение выбросов парниковых газов являются ключевыми приоритетами ПАО «Газпром» согласно [2], как одного из крупнейших газодобывающих и газотранспортных компаний, и государства в целом. Они стоят перед задачей снижения расхода электроэнергии и природного газа, улучшения производственной безопасности работников и использования энергоэффективных технологий и оборудования. Для этого применяются различные технологические решения, такие как внутренние гладкостные покрытия на трубах, изготовленных из стали российского производства, и использование энергоэффективных компрессорных станций.
Именно поэтому на сегодняшний день актуальной темой является повышение эффективности работы компрессорного цеха, состоящего из газоперекачивающих агрегатов, как основного оборудования любой компрессорной станции.
Объектом данного исследования является компрессорный цех. Предмет - порядок проведения технического обслуживания газоперекачивающего агрегата.
Основная цель исследования заключается в разработке предложений по совершенствованию процесса технического обслуживания ГПА.
Для выполнения поставленной цели в процессе работы были выполнены следующие задачи:
1) Изучение нормативно-технической, эксплуатационной технической документации, учебной литературы и современных научных публикаций по заданной тематике;
2) Изучение технологической схемы компрессорного цеха
рассматриваемой компрессорной станции, а также компрессорной станции в целом;
3) Разработка организационно-технических мероприятий по повышению энергетической эффективности оборудования компрессорного цеха;
4) Технологический расчёт по подбору и определению характеристик оборудования компрессорного цеха;
5) Анализ вопросов финансового менеджмента, ресурсоэффективности, ресурсосбережения и социальной ответственности в рамках данной работы.
В работе описаны устройство компрессорного цеха и, в частности, устройство и принцип работы газотурбинного газоперекачивающего агрегата, а также назначение его основных блоков и систем. Представлено описание мероприятий технического обслуживания агрегата, их классификация по периодичности проведения.
В соответствии с целью ВКР была проведена разработка организационно-технических мероприятий по совершенствованию процесса технического обслуживания газотурбинного двигателя агрегата. Приведён новый порядок и алгоритм автоматического управления «Промывка ГТД» для мероприятия промывки газовоздушного тракта газотурбинной установки в составе ТО ГТУ, которые могут повысить эффективность использования природного газа с точки зрения сокращения его выбросов в атмосферу. В качестве обоснования представлен расчёт, подтверждающий сделанный вывод о повышении эффективности работы оборудования компрессорного цеха. Результат расчёта доказывает, что корректировка алгоритма позволит сэкономить 92,5 тыс. м3 природного газа в год (в денежном эквиваленте экономия составит 420 тыс. рублей), затрачиваемого на продувку в действующем алгоритме.
В качестве технологического расчёта был выполнен анализ газодинамических характеристик нагнетателя и параметров работы ГПА на соответствие функционирования нагнетателя требованиям газодинамической устойчивости. В результате на основании выполнения условий (4.6) (условие потребления мощности, условие политропных КПД, сравнение фактической степени сжатия с номинальной) сделали вывод о подходящих эксплуатационных характеристиках оборудования, а также о его безопасной и эффективной работе при заданном режиме работы МГ.
В заключительной части выпускной квалификационной работы рассмотрели вопросы финансового менеджмента, ресурсоэффективности, ресурсосбережения и социальной ответственности в рамках данной работы. Из раздела «Финансовый менеджмент» следует обоснование конкурентоспособности предлагаемого технического решения и выбор наиболее выгодного варианта разработки. Рассмотрели неизбежно возникающие в процессе работы в компрессорном цехе вредные и опасные производственные факторы, на основании нормативных документов рекомендовали мероприятия по снижению негативного влияния данных факторов.
В соответствии с целью ВКР была проведена разработка организационно-технических мероприятий по совершенствованию процесса технического обслуживания газотурбинного двигателя агрегата. Приведён новый порядок и алгоритм автоматического управления «Промывка ГТД» для мероприятия промывки газовоздушного тракта газотурбинной установки в составе ТО ГТУ, которые могут повысить эффективность использования природного газа с точки зрения сокращения его выбросов в атмосферу. В качестве обоснования представлен расчёт, подтверждающий сделанный вывод о повышении эффективности работы оборудования компрессорного цеха. Результат расчёта доказывает, что корректировка алгоритма позволит сэкономить 92,5 тыс. м3 природного газа в год (в денежном эквиваленте экономия составит 420 тыс. рублей), затрачиваемого на продувку в действующем алгоритме.
В качестве технологического расчёта был выполнен анализ газодинамических характеристик нагнетателя и параметров работы ГПА на соответствие функционирования нагнетателя требованиям газодинамической устойчивости. В результате на основании выполнения условий (4.6) (условие потребления мощности, условие политропных КПД, сравнение фактической степени сжатия с номинальной) сделали вывод о подходящих эксплуатационных характеристиках оборудования, а также о его безопасной и эффективной работе при заданном режиме работы МГ.
В заключительной части выпускной квалификационной работы рассмотрели вопросы финансового менеджмента, ресурсоэффективности, ресурсосбережения и социальной ответственности в рамках данной работы. Из раздела «Финансовый менеджмент» следует обоснование конкурентоспособности предлагаемого технического решения и выбор наиболее выгодного варианта разработки. Рассмотрели неизбежно возникающие в процессе работы в компрессорном цехе вредные и опасные производственные факторы, на основании нормативных документов рекомендовали мероприятия по снижению негативного влияния данных факторов.