Rozvoj plynových polí je spojen se specifickými rysy a řadou požadavků na organizaci procesu. Tlak v zásobníku, který je k dispozici v době zahájení rozvoje pole, je dostatečný pro dopravu plynu z vrtu do hlavní čistící jednotky a plynovodu bez použití kompresorového zařízení. Formační tlak však během výrobního procesu postupně klesá, v důsledku čehož může docházet k nedostatku tlaku pro přívod plynu do plynovodu. Z tohoto důvodu je vývoj oboru z technologického hlediska rozdělen do dvou etap - bezkompresorové a kompresorové. Liší se použitím kompresorové jednotky, která umožňuje zvýšení tlaku produkovaného plynu. Takové zařízení se nazývá přetlakové kompresorové stanice. Používám je k řešení následujících problémů:
- Produkce nízkotlakého plynu.
- Komprese přidruženého a ropného plynu pro další přepravu.
- Udržujte konkrétní výstupní tlak plynu.
- Proplachování, čištění a tlakové testování potrubí.
Regionkompresorové aplikace
Důležitou součástí vývoje v terénu je stupeň kompresoru. Výběr 50-60 % celkových zásob plynu se provádí během nekompresorové fáze, zatímco režim kompresoru umožňuje extrahovat dalších 20-30 % celkových zásob. Zařízení sloužící k přípravě plynu je navrženo pro provoz pod určitým tlakem, pod kterým bude plyn následně přiváděn do hlavního plynovodu. Při poklesu tlaku zemního plynu zajišťuje pomocný kompresor jeho stabilitu zvýšením tlaku o požadovanou hodnotu. Díky tomu jsou posilovací stanice považovány za nejdůležitější zařízení pro výrobu plynu.
Booster kompresory, neboli boostery, se instalují nejen na vrty, ale i na podzemní zásobníky plynu, kde slouží k těžbě plynu ze zásobníku a jeho následnému dodávání do plynovodu pod požadovaným tlakem. Opačný postup - těžbu plynu a jeho vtláčení do zásobníku - provádí stejná kompresorová stanice. Zařízení musí vyvinout vysoký výstupní tlak, jinak bude objem určený ke skladování neracionálně využit. Podzemní zásobníky vybudované v pevné skále mohou skladovat plyn při tlacích od 0,8 do 1 MPa.
Design a princip fungování
Booster kompresory se mohou lišit v konfiguraci a designu, ale mají několik základních prvků:
- Drive.
- Blok kompresoru.
- Volitelné vybavení.
Prozvýšení tlaku plynu odpovídá hlavní součásti pomocného kompresoru - kompresoru nebo skupině kompresorů. Je poháněna k němu připojeným pohonem. Pomocným zařízením se rozumí jakákoli zařízení, která zajišťují správný chod stanice - chladicí systémy, cirkulace oleje, soubor přístrojového vybavení a další. Stanice, reprezentovaná samostatným modulem, může být vybavena osvětlením, topením, ventilací a dalšími systémy.
Klasifikace
Klíčovým prvkem přetlakových kompresorových stanic je kompresorová jednotka, která zajišťuje pohyb plynu a vstřikování. Klasifikace stanic se provádí v závislosti na typu použitých kompresorů:
- Piston.
- Screw.
- Odstředivé.
Pístové kompresory
Reciproční pomocné kompresory jsou objemové. Princip jejich činnosti je založen na zmenšení objemu pracovní komory tvořené válcem a pohyblivým pístem, ve které se stlačuje plyn. Výhodou těchto modelů je jednoduchá konstrukce, která usnadňuje opravy a údržbu, spolehlivost a nenáročnost. Ve srovnání s analogy vyvíjejí pístové kompresory velký tlak plynu. Odvrácenou stranou těchto výhod je nerovnoměrnost proudění plynu, způsobená cyklickou změnou objemu pracovní komory, která je spojena s vratným chodem pístu. Kromě toho jsou takové kompresory vystaveny vibračnímu zatížení a jsou hlučnější. Posilovací stanice vybavenépístové kompresory mají podobné vlastnosti. Jsou snadno ovladatelné, cenově dostupné a mohou stlačit plyn na vysoké tlaky. Kompaktní modely lze umístit na přijímač, zatímco velké modely vyžadují velké a stabilní platformy.
Šroubové kompresory
Šroubový pomocný kompresor je také klasifikován jako objemový model, ale jeho pracovní komory jsou tvořeny odříznutím potřebného prostoru šrouby a skříní kompresoru, které jsou vzájemně propojeny. Na rozdíl od pístových kompresorů vyvíjejí vysoký tlak a nevyžadují vytvoření vícestupňového systému stlačování plynu. Šroubové kompresory jsou ve srovnání s podobnými kompresory konstrukčně složitější a dražší, ale zároveň jsou jednoduché a spolehlivé v provozu při přísném dodržování všech norem údržby a provozu. Kompaktní rozměry a minimální hladina hluku umožňují použití šroubových kompresorových kompresorů v mobilních stanicích, ale zároveň jsou instalovány i ve velkých kompresorových stanicích v high-tech podnicích, protože vytvářejí hladký proud plynu bez pulzací charakteristických pro pístové kompresorové stanice.
Odstředivý kompresor
Tlak plynu v odstředivém kompresoru s kyslíkovým posilovačem se zvyšuje předáním kinetické energie jeho proudu, který se následně přeměňuje na potenciální tlakovou energii. Přenos kinetické energie se provádí z rotujících lopatek obráběcího strojekola, přičemž jeho přeměna probíhá v difuzoru, na výstupu z kompresoru. Tento způsob stlačování plynu se nazývá dynamický. Na rozdíl od šroubových a pístových kompresorů nevytvářejí odstředivé kompresory tak vysoký tlak, proto se vyrábějí vícestupňové, aby bylo dosaženo požadované hodnoty komprese. Ale současně takové pomocné kompresory pro dusík a plyn a podobné stanice poskytují velký průtok plynu, což je činí nejvíce žádanými na polích produkujících plyn, podnicích a dalších místech, kde jsou vyžadovány velké objemy plynu. Odstředivý kompresor vypouští plyn rovnoměrně, takže jeho čerpání je mnohem snazší.
Klasifikace podle typu pohonu
Typ paliva používaného pro provoz pomocných kompresorů závisí na typu pohonu používaného v kompresorových stanicích. Rozhodující je možnost dodávky paliva, protože taková zařízení jsou často instalována na těžko dostupných místech a ve vzdálenosti od dopravních cest. Nejčastěji používané typy disků jsou:
- Plynový motor.
- Plynová turbína.
- Elektrický.
Pohon plynovým motorem
Pohon plynovým motorem je založen na spalovacím motoru, který využívá plynné palivo – jeden z nejlevnějších a nejdostupnějších zdrojů energie. Takové modely jsou nenáročné na provoz a spolehlivé. Pohon se spouští stlačeným vzduchem a umožňuje výměnu plynu přiváděného do válcůupravte rychlost.
Pohon plynové turbíny
Ke vzniku mechanické energie v pohonu plynové turbíny dochází pomocí turbíny, ve které expanduje horký plyn vznikající ve spalovací komoře. Kompresor nasává vzduch, proto pohon plynové turbíny vyžaduje instalaci samostatného zdroje energie - startéru. Spalovací komora, kompresor a turbína jsou hlavní konstrukční součásti zařízení plynové turbíny. Tento typ pohonu je žádaný, protože nepotřebuje palivo třetích stran a běží na plyn čerpaný posilovací stanicí. Přebytečnou vyrobenou energii lze použít k zásobování elektřinou a vytápění samotné stanice i okolních zařízení.
Elektrický pohon
Přetlakové kompresorové stanice vybavené elektrickým pohonem mají určité výhody oproti protějškům s plynovou turbínou a plynovým motorem, a to i přes potřebu dodávky elektřiny. Využitím elektrické energie dochází k úspoře čerpaného paliva a ke zvýšení šetrnosti stanic k životnímu prostředí díky snížení emisí škodlivých látek do ovzduší. Seřízení a automatizace elektromotoru je mnohem jednodušší, což značně zjednodušuje údržbu a ovládání celé stanice a snižuje počet obsluhujícího personálu. Odstranění vibrací, hluku a obsahu prachu ve vzduchu zlepšuje pracovní podmínky na takových kompresorových stanicích.
