Пункт редуцирования и учёта газа принимает газ из газопровода высокого давления, снижает давление до уровня, приемлемого для потребителя, и в той же точке определяет количество потреблённого или переданного газа. В международных проектах такие объекты называют RMS (regulating and metering station) или PRMS (pressure reducing and metering station). Их проектирование строится вокруг двух вопросов: в каком порядке расположить редуцирование и учёт на одном пути газа и как защитить сеть после пункта от превышения давления при отказе регулятора.
Эта страница посвящена компоновке совмещённого пункта, резервированию линий и цепочке защиты; подробный выбор регуляторов и типов подогревателей рассматривается на отдельных страницах.
Где применяются пункты редуцирования и учёта
Совмещённые пункты редуцирования и учёта устанавливают там, где потребитель питается от магистрального газопровода или распределительной сети высокого давления и нуждается в собственном выходном давлении:
· Промышленные зоны и районы газораспределения: подача газа в местную сеть с подходящим давлением и учёт суммарного потребления на входе.
· Крупные промышленные потребители: стабильное давление для печей, котлов и технологических горелок с учётом на вводе предприятия.
· Электростанции: снижение давления перед газовыми турбинами или двигателями и контроль расхода топлива; требования к топливу турбины оцениваются отдельно.
Газораспределительные станции (ГРС, City Gate) тоже редуцируют и учитывают газ, но как граница между транспортом и распределением выполняют дополнительные задачи, например одоризацию и обеспечение непрерывности снабжения сети. Пункт редуцирования и учёта обслуживает конкретного потребителя или точку передачи газа.
Типовая компоновка
1. Вход: отключающая арматура и измерение входного давления.
2. Фильтрация: защищает пилоты регуляторов, предохранительные устройства и счётчик от загрязнений.
3. Подогрев: устанавливается перед редуцированием, если охлаждение при снижении давления выходит за допустимые пределы.
4. Линии редуцирования: на каждой линии ПЗК, регулятор-монитор и рабочий (активный) регулятор.
5. Измерительная линия: счётчик, датчики давления и температуры, корректор объёма газа или вычислитель расхода.
6. Выход: предохранительный сбросной клапан (ПСК), измерение выходного давления и выходная отключающая арматура.
Цепочка защиты: рабочий регулятор, монитор, ПЗК и ПСК
Главный принцип пункта редуцирования: отказ одного элемента не должен приводить к опасному росту давления в сети после пункта. Поэтому линия редуцирования строится как многоуровневая защита:
· Рабочий регулятор: в нормальном режиме поддерживает заданное выходное давление.
· Регулятор-монитор: устанавливается последовательно с рабочим и настраивается немного выше; при отказе рабочего регулятора в открытом положении монитор берёт регулирование на себя, и подача газа продолжается.
· Предохранительный запорный клапан (ПЗК): в нормальном режиме открыт; при превышении контролируемым давлением уставки автоматически и полностью перекрывает поток. Обычно взводится вручную, чтобы линию нельзя было вновь запустить, не выяснив причину срабатывания.
· Предохранительный сбросной клапан (ПСК): сбрасывает в безопасное место ограниченные повышения давления, например из-за негерметичности закрытого регулятора или теплового расширения; нужен ли сброс на полную производительность, определяют анализ рисков и нормативные требования.
Ступени между уставками выстраиваются от максимально допустимого рабочего давления сети после пункта. Поскольку регулятор не всегда проектируется как предохранительное устройство, защита от превышения давления рассматривается как отдельная функция. В европейских стандартах требования к пункту, к регуляторам давления газа и к предохранительным запорным устройствам изложены в разных документах.
Как организуется резервирование линий
Если перерыв в подаче недопустим, редуцирование выполняют двумя или более параллельными линиями. Наиболее распространена схема из двух одинаковых линий, рабочей и резервной. Регуляторы резервной линии настраиваются на немного меньшее выходное давление: если на рабочей линии срабатывает ПЗК и давление на выходе падает, резервная линия открывается и автоматически принимает нагрузку. Когда одна линия не обеспечивает полную производительность, применяют схемы вроде двух рабочих линий и одной резервной.
Резервирование линий редуцирования и измерительных линий — разные решения: первое обеспечивает непрерывность снабжения, второе сохраняет учёт во время обслуживания и поверки. В точке коммерческого учёта нужна резервная измерительная линия или чёткое правило для любой байпасной линии без учёта.
Учёт до или после редуцирования?
Расположение измерительной линии влияет и на габариты пункта, и на качество измерений:
Расположение | Возможные преимущества | На что обратить внимание |
До редуцирования (сторона высокого давления) | Объём при рабочих условиях меньше, поэтому может хватить счётчика меньшего типоразмера; измерение ведётся вдали от возмущений потока, создаваемых регулятором. | Измерительная линия и датчики выбираются по классу входного давления; колебания входного давления учитываются при выборе диапазона измерений. |
После редуцирования (сторона низкого давления) | Давление стабильно, средства измерения можно выбрать на более низкий класс давления. | Для того же количества газа рабочий объём больше, и типоразмер счётчика может вырасти; нужны достаточное расстояние или меры против возмущений потока и шума регулятора, который может влиять на некоторые типы счётчиков. |
В точках коммерческого учёта место измерений обычно задаётся договорной точкой передачи газа, и технический выбор делается в этих рамках.
Когда нужен подогрев
При снижении давления газ охлаждается (эффект Джоуля-Томсона). При небольшом перепаде это охлаждение может не иметь значения, но при большом температура на выходе способна опуститься ниже допустимой для регуляторов, арматуры и оборудования после пункта. Потребность в подогреве определяют по температуре на выходе, рассчитанной для минимальной температуры на входе, наибольшего перепада давления и фактического состава газа. Если подогреватель нужен, его ставят перед линиями редуцирования.
Критерии проектирования
Параметр | Почему важен при проектировании | Влияние на выбор |
Минимальное и максимальное входное давление | Определяет диапазон регулирования и степень снижения давления | Тип и типоразмер регулятора, класс давления линии |
Уставка выходного давления и допустимое отклонение | Задаёт стабильность, необходимую потребителю | Класс точности регулятора, ступени уставок монитора и защиты |
Максимально допустимое рабочее давление после пункта | Задаёт верхнюю границу цепочки защиты | Уставки ПЗК и ПСК, число уровней защиты |
Диапазон расхода и ожидаемый рост | По нему выбираются производительность линий и диапазон счётчика | Число линий, схема резервирования, тип и типоразмер счётчика |
Температура и состав газа | Определяют, насколько газ охлаждается при редуцировании | Необходимость и мощность подогревателя |
Назначение учёта | Технологический и коммерческий учёт предъявляют разные требования | Резервирование измерительной линии, правило байпаса, архивирование |
Ограничения по шуму и скорости газа | Большой перепад давления может вызывать шум и вибрацию | Выбор регулятора, диаметр выходного трубопровода, шумоглушение |
Мониторинг и удалённый доступ
Входное и выходное давление, температура газа, перепад на фильтре, положение ПЗК и данные учёта обычно собираются в местном шкафу и передаются в SCADA или РСУ (DCS) эксплуатирующей организации. Немедленное оповещение о таких событиях, как срабатывание ПЗК или переход на резервную линию, важно для быстрого реагирования на пунктах без постоянного персонала.
Участие TLY Enerji
В проектах пунктов редуцирования и учёта TLY Enerji оказывает инженерную поддержку при анализе технологических данных, выборе средств измерения и поставке измерительного и управляющего оборудования. В зависимости от объёма проекта возможны монтаж датчиков и расходомеров, интеграция с ПЛК или SCADA, испытания, пусконаладка, шеф-надзор и поддержка при обслуживании. Границы поставки регулирующего и предохранительного оборудования определяются для каждого проекта по техническому заданию.
Исходные данные для инженерной оценки
· Роль пункта и тип потребителя (снабжение района, ввод предприятия, электростанция)
· Минимальное и максимальное входное давление, требуемое выходное давление и допустимое отклонение
· Максимально допустимое рабочее давление сети после пункта
· Минимальный и максимальный мгновенный расход, сезонные колебания и ожидаемый рост
· Диапазон температуры газа на входе и данные о составе
· Требуемая схема резервирования линий редуцирования и учёта
· Используется ли учёт для взаиморасчётов и как договор определяет точку передачи газа
· Размещение в укрытии или на открытой площадке, требования к дистанционному контролю
Связанные страницы
· Блочные пункты редуцирования газа: Подробный выбор регуляторов прямого действия и с пилотным управлением, а также предохранительной арматуры.
· Блоки подогрева, редуцирования и учёта газа: Типы подогревателей и регулирование температуры при большом перепаде давления.
· Газораспределительные станции (ГРС): Одоризация и ступенчатое редуцирование на границе транспорта и распределения.
· Узлы учёта природного газа: Архитектура измерительных линий и приведение объёма.
· Блоки фильтрации и учёта газа: Фильтрация для защиты регуляторов и счётчиков.
Часто задаваемые вопросы
Есть ли разница между RMS и PRMS?
На практике обе аббревиатуры обычно обозначают один и тот же тип объекта: RMS — станция регулирования и учёта, PRMS — станция снижения давления и учёта. В некоторых технических заданиях PRMS используют, чтобы подчеркнуть функцию снижения давления. Значение имеет не название, а функции, заданные в техническом задании: ступени давления, схема резервирования, назначение учёта и потребность в подогреве.
Зачем нужен ПЗК, если уже есть регулятор-монитор?
Регулятор-монитор нужен, чтобы сохранить подачу газа при отказе рабочего регулятора, а ПЗК защищает сеть после пункта, перекрывая поток при полной потере регулирования давления. Эти элементы отвечают за разные сценарии отказа. Поскольку регуляторы не всегда проектируются как предохранительные устройства, защиту от превышения давления обычно обеспечивает независимый запорный элемент; обязательные уровни защиты определяются техническим заданием и нормативами.
Как резервная линия редуцирования вступает в работу?
В типовой схеме регуляторы резервной линии настроены немного ниже выходного давления рабочей линии. Пока рабочая линия исправна, давление на выходе выше этой уставки, и резервная линия остаётся закрытой. Если на рабочей линии срабатывает ПЗК и выходное давление падает, регуляторы резервной линии открываются и автоматически принимают подачу. Сообщение о событии на диспетчерский пункт важно для выяснения причины отказа.