Модернизация процесса охлаждения природного газа на компрессорной станции

Охлаждение природного газа перед транспортировкой по магистральному трубопроводу необходимый технологический процесс.
Для охлаждения природного газа после компримирования наибольшее распространение на компрессорных станциях получили аппараты воздушного охлаждения газа (АВО). АВО способны охладить газ только до температуры среды, что является главным недостатком. В районах Крайнего Севера для вечномерзлых грунтов газ в любое время года следует охлаждать до температуры от -5 до 0 градусов.
В работе представлена новая методика охлаждения газа, позволяющая повысить производительность трубопровода, снизить нагрузку на нагнетатели и увеличить межремонтный период трубопровода.

Цель:Повышение эффективности охлаждения природного газа на компрессорных станциях
Задачи:
1) Обзор существующих способов охлаждения природного газа на компрессорных станциях
2) Предложение альтернативных технологических процессов по охлаждению газа на КС

Охлаждение природного газа перед транспортировкой по магистральному трубопроводу необходимо для понижения вязкости, что в свою очередь обеспечивает снижение гидравлических потерь и обеспечивает большую производительность трубопровода. В настоящее время охлаждение газа осуществляется с помощью аппаратов воздушного охлаждения, которые являются весьма неэффективными. Данная работа посвящена повышению эффективности охлаждения газа на компрессорных станциях перед компримированием.

Исследование включает в себя расчет холодильного комплекса и его эффективности. Комплекс состоит из парокомпрессионной холодильной машины и аппарата воздушного охлаждения.

1. Расчет стандартного варианта охлаждения природного газа на компрессорной станции

1.1.Термодинамический расчет теплообменного аппарата воздушного охлаждения

2. Расчет нового метода охлаждения природного газа на компрессорной станции

2.1.Термодинамический расчет парокомпрессионной холодильной машины

2.2.Термодинамический расчет теплообменного аппарата воздушного охлаждения

2.3. Комбинирование теплообменных аппаратов и нахождение наиболее выгодных сочетаний

3. Анализ результатов расчета холодильного комплекса. Расчет производительности трубопровода. Оценка влияния понижения температуры технологического газа на продольные напряжения в трубопроводе. Расчет мощности нагнетателей в зависимости от температуры природного газа.

Все расчетные операции проводились с помощью программного обеспечения Microsoft Excel.

Предлагаемая технология охлаждения газа перед компримированием позволяет снизить нагрузку на нагнетатели, получить регулируемые параметры газа в не зависимости от внешних условий, что позволит снизить нагрузку на конструкцию трубопровода и увеличить межремонтный период. Снижение температуры подаваемого в магистральный трубопровод природного газа позволяет повысить производительность и уменьшить расстояние между компрессорными станциями.

1. ГОСТ 30319.1-96 Газ природный. Методы расчеты физических свойств. Определение физических свойств газа, его компонентов и продуктов его переработки. – М.: Издательство стандартов, 1997
2. СНиП 2.05.06-85
3. СТО Газпром 2-2.1-249-2008. Магистральные газопроводы. – М.:Газпром, 2008
4. Проектирование магистрального газопровода: учеб. пособие / С. А. Гулина, В. К. Тян ; Самарский государственный технический университет. - Самара: 2015. - 104 с.
4. Степанов О. А. Тепловой и гидравлический расчет теплообменного аппарата воздушного охлаждения: методические указания. - Тюмень: РИО ГОУ ВПО ТюмГАСУ, 2009. – 41 с.
5. Циклы холодильных машин и методы анализа их эффективности: учебное
пособие / Г. Н. Злотин, Е. А. Захаров, А. А. Буров, В. А. Ожогин, Е. А.Федянов – ВолгГТУ, Волгоград, 2006. – 50 с.

The cooling of natural gas is necessary to reduce the viscosity. That reduces the hydraulic losses and provides higher pipeline capacity. At the moment gas is cooled with using the HC-air-cooler exchanger which is very inefficient. This work is dedicated to increasing the efficiency of the cooling process of natural gas at compressor stations before the compression.

The project includes the calculation of the refrigeration complex and its effectiveness. The complex consists of the vapour compression refrigerating machine and the HC-air-cooler exchanger.
This gas cooling technology before compression can reduce the load on the pressure blowers, get adjustable parameters of the gas, which do not depend on external conditions. That will reduce the load on the construction of the pipeline and increase the overhaul period. Lowering the temperature of the natural gas let increasethe pipeline capacity and reduce the distance between compressor stations.