Монтаж газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных трубопроводов

Газоперекачивающие агрегаты с приводом от стационарных га­зовых турбин поставляют с заводов-изготовителей в виде отдельных блоков, полностью подготовленных к монтажу, газоперекачивающие агрегаты с электроприводом— в виде трех от­дельных блоков: электродвигателя, редуктора и центробежного нагнетателя. Все агрегаты, устанавливают на фундаменты на отметках, близких к нуле­вым.

Монтаж газоперекачивающих агрегатов с приводом от ста­ционарных газовых турбин и электроприводом, как правило, ведут до начала строительства общих или индивидуальных зданий. Для монтажа блоков газоперекачивающих агрегатов наиболее часто применяют стреловые самоходные краны — гу­сеничные и пневмоколесные грузоподъемностью до 100 т и бо­лее). При отсутствии на строительной площадке стре­ловых самоходных кранов достаточной грузоподъемности ис­пользуют спаренные краны меньшей грузоподъемности. Для установки газоперекачивающих агрегатов на отметке опорной поверхности фундамента, близкой к нулевой, применяют также по два крана-трубоукладчика необходимой грузоподъемности. Вопрос применения конкретных видов монтажных кранов на строительных площадках компрессорных станций решается в проекте производства работ (ППР). Доставка блоков ГПА в зону монтажа осуществляется на трейлерах грузоподъем­ностью от 30 до 100 т.

Монтаж газоперекачивающего агрегата включает следую­щие технологические операции: доставку блоков ГПА в зону монтажа (в пределы вылета стрелы крана); установку блоков ГПА на опорные поверхности фундамента; выверку и стыковку монтажных блоков; затяжку фундаментных или анкерных болтов.

Рассмотрим технологию и организацию монтажа мощных газоперекачивающих агрегатов. Агрегат устанавли­вают на фундамент. Агрегат по­ставляют на площадки сооружаемых компрессорных станций в виде четырех основных монтажных блоков: нагнетателя мас­сой 60 т, турбины низкого давления массой 34 т, турбины вы­сокого давления массой 56 т и блока маслохозяйства массой 29 т. Монтаж газоперекачивающих агрегатов проводят до на­чала строительства индивидуальных зданий. Самоходные мон­тажные краны для монтажа блоков выбирают исходя из максимальной массы блока.

Монтаж газоперекачивающих агрегатов ведут последова­тельно по захваткам. Захваткой служит фундамент под агре­гат. Следовательно, общее число захваток равно трем. В пределах каждой захватки последовательно выполняют следую­щие монтажные операции: монтаж центробежного нагнетателя; монтаж блока турбины низкого давления; монтаж блока тур­бины высокого давления; монтаж блока маслохозяйства.

При первом варианте монтажа установку на фундамент всех блоков газоперекачивающего- агрегата осуществляют с од­ной стоянки крана. В зону действия монтажного кранаблоки газоперекачивающего агрегата доставляют на трейлере грузоподъемностью 60 т. Строповку нагнетателя выполняют четырьмя универсальными.стропами за монтажные штуцеры рамы. При установке нагнетателя на фундамент в проектное положение необходимо учесть следующее. До­ставку блоков ГПА на трейлере к фундаменту выполняют со стороны газовой турбины. В месте установки нагнетателя на фундаменте (в плане) имеются выступы для размещения опор под трубопроводы обвязки. Наличие этих выступов ограничи­вает приближение крана к месту установки нагнетателя в про­ектное положение на фундаменте, а это, в свою очередь, не дает возможности установить нагнетатель непосредственно в проектное положение на фундаменте при стреле крана дли­ной 20 м. Поэтому нагнетатель устанавливают в промежуточ­ное положениена фундамент с последующим его горизон­тальным перемещением в проектное положение. Горизон­тальное перемещение нагнетателя в проектное положение осуществляют с помощью домкратов. Для облегчения этого пе­ремещения перед установкой нагнетателя на поверхность фун­дамента укладывают трубы диаметром 219 мм, смазанные солидолом и играющие роль катков. После горизонтального пе­ремещения в проектное положение нагнетатель с помощью дом­кратов поднимают, удаляют катки и опускают его на опорную поверхность фундамента. Закончив установку блока нагнета­теля, последовательно на фундамент устанавливают блоки тур­бины низкого давления, турбины высокого давления и масло- хозяйства. Установку всех этих блоков в проектное положение осуществляют одним краном с одной стоянки.

Наибольшую трудность при монтаже представляет выверка блока турбины (турбоблока). Выверка в горизонтальной плос­кости заключается в достижении совпадения продольных и по­перечных осей турбоблока и фундамента. Выверка турбоблока в вертикальной плоскости должна обеспечить его строго гори­зонтальное положение и является наиболее трудоемкой.

Наибольшую, трудность при монтаже системы смазки пред­ставляют сборка и соединение труб маслопровода. Применяют два метода монтажа маслопроводов: из укрупненных трубных узлов, изготовленных в монтажных мастерских, и из отдельных труб, поступивших на монтажную площадку, В первом случае при монтаже выполняют подгонку «по месту» трубных узлов в соответствии с чертежами системы и соединение трубных уз­лов с помощью газовой или ручной электродуговой сварки. Во втором случае на монтажной площадке внутри компрессорного цеха проводят резку труб на необходимую длину в соответствии с чертежами системы маслопроводов.

Блочные газоперекачивающие агрегаты с приводом мощ­ностью 6300 и 16000 кВт от авиационных газовых турбин соот­ветственно ГПА-Ц-6, 3 и ГПА-Ц-16 поставляют с заводов в виде отдельных блоков, соединяемых в единый агрегат на месте монтажа. Каждый блок размещен в индивидуальном транспор­табельном блок-контейнере и имеет следующую массу (в т):

Агрегат ГПА-Ц-6, 3:

блок турбоагрегата................................................................................ 40, 7

всасывающая камера с контейнером автоматики.................................. 2, 93

выхлопная шахта.......................................................................... 5, 137

блок маслоохладителей............................................................................ 10, 2

Воздухоочистительное устройство............................................ 7, 53

В том числе:

блок шумоглушителей................................................................. 2, 51

блок фильтров....................................................................................... 5, 02

Всего.............................................................................................. 66, 497

Агрегат ГПА-Ц-16:

блок турбоагрегата........................................................................ 70

блок маслоагрегатов.....................................................................; 5, 65

Монтажный блок воздухоочистительного устройства (ВОУ) агрегата ГПА-Ц-6, 3 поставляют на монтаж в виде двух от­дельных блоков: шумоглушителя с фильтрами и элементов пло­щадки обслуживания. Перед началом монтажа методом укруп- -нительной сборки оба блока соединяют в единый блок ВОУ с навешиванием и закреплением площадки обслуживания.

Монтаж блоков газоперекачивающего агрегата лучше всего осуществлять непосредственно с колес трейлера грузоподъем­ностью 60—70 т самоходными кранами. Блок турбоагрегата ГПА-Ц-6, 3 массой 40, 7 т устанавливают на фундамент с по­мощью гусеничного крана СКГ-63 или пневмоколесного крана К-7361 (К-631) грузоподъемностью 63 т, а при отсутствии са­моходных кранов с помощью двух кранов-трубоукладчиков Т-35-60 максимальной грузоподъемностью 35 т каждый. Мон­таж остальных монтажных блоков, масса которых колеблется от 2, 51 до 10, 2 т, выполняют самоходным автомобильным краном максимальной грузоподъемностью 16 т (например, КС-4561). Блок турбоагрегата ГПА-Ц-16 массой 70 т устанав­ливают на фундамент с помощью пневмоколесного или гусенич­ного крана максимальной грузоподъемностью 100 т.

До начала монтажа обеспечивают приемку фундамента от строительной организации, его необходимую подготовку.

Монтаж блоков газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-6, 3 проводят в следующей последовательности. Вначале устанавливают на фундамент, выверяют и предварительно за­крепляют блок турбоагрегата /, который принимают за базо­вый и к которому прицентровывают остальные монтажные блоки. Затем устанавливают блок всасывающей камеры с кон­тейнером автоматики. На верхнюю опорную поверхность блока турбоагрегата устанавливают монтажный блок выхлоп­ной шахты. С левого торца блока турбоагрегата на фунда­мент устанавливают и прицентровывают к нему блок маслоох­ладителей. Последним ведут монтаж блока воздухоочисти­тельного устройства. Этот блок предварительно укрупняют из двух блок-шумоглушителейи фильтров и элементов пло­щадки обслуживания.

14. Материалы применяемые в резервуаростроении

В стальных конструкциях в основном применяется мягкая малоуглеродистая сталь с содержанием углерода до 0, 22%, которая по терминологии ГОСТ может быть разных марок (табл.1 и 2). Она хорошо сваривается, почти не закаливается и потому является весьма удобной для работы в элементах конструкций.

Все стали, применяемые в строительных конструкциях, должны обладать свариваемостью. Свариваемостью называется способность стали давать после остывания сварного шва цельное (не имеющее трещин) и прочное соединение, сохраняющее прочность и цельность в течение длительного времени при разнообразных силовых (статических и динамических) и температурных воздействиях, в том числе и при низких температурах.

Работа малоуглеродистой стали под статической нагрузкой хорошо характеризуется известной диаграммой растяжения (рис. 1), на которой четко проявляются основные точки: предел пропорциональности (s_пц), ограничивающий упругую работу стали; предел текучести (s_т) на площадке текучести, характеризующий пластическую работу стали; предел прочности или временное сопротивление (s_в), характеризующий предельную нагрузку, воспринимаемую испытуемым элементом, а также относительное удлинение e при разрыве (по оси абсцисс), область самоупрочнения за площадкой текучести и др.

Предел текучести определяет границу напряжений, при которых деформации оказываются еще настолько малыми, что можно пользоваться методами расчета по упругой стадии работы материала. На площадке текучести обрывается однозначная связь между напряжениями и деформациями, определяющая сопротивление материала (одному напряжению соответствует много значений деформации — сталь течет); поэтому на площадке текучести сопротивление материала временно исчерпывается, и, таким образом, предел текучести является пределом расчетных напряжений. Относительное удлинение при разрыве характеризует пластичность стали. Склонность стали к переходу в хрупкое состояние характеризуется ударной вязкостью; поскольку эта склонность в значи­тельной степени зависит от структуры стали, ее чистоты и однородности, ударная вязкость характеризует также и структуру стали.

Рис. 1. Диаграмма растяжения стали

Сталь Ст.3 имеет временное сопротивление s_в = 38-47 кг1мм², от­носительное удлинение длинного образца e₁₀ > 21%, браковочный предел текучести (при небольших толщинах) s _т = 24 кг/мм², ударную вязкость а > 8 кгм/см², модуль упругости Е = 2, 1 • 10⁶ кг/см² и коэффи­циент температурного удлинения a = 0, 000012.

Рис. 2. Кривые распределения предела текучести стали марки Ст.3 по результатам испытаний разных лет

Сталь Ст.3 достаточно однородна. Представление об изменчивости качеств стали дают статистические кривые рас­пределения различных ее характеристик, показывающие, как часто (в процентах) имеет место то или иное значение данной характеристики (рис. 2). Среднее, наибо­лее часто встречающееся значение предела текучести, как это видно по кривым распределения, составляет примерно 29 кг/мм2.

Величина предела текучести зависит от толщины элемента; при увеличении толщины она уменьшается.

Наряду с малоуглеродистыми сталями обыкновенного качества для тяжелых конструкций применяются низколегированные стали, имеющие более высокие механические характеристики.

Все низколегированные стали хорошо свариваются и имеют хорошую ударную вязкость с низким порогом хладноломкости (—40о — —60°). Они изготовляются спокойными и имеют поэтому мелкозернистую струк­туру. Присутствие меди, хрома и никеля повышает стойкость многих марок против коррозии. С другой стороны, низколегированные стали бо­лее чувствительны к концентрации напряжений и потому часто имеют относительно более низкую вибрационную прочность.

Преимущество полимерных материалов в резервуаростроении: изделия применяются в экстремальных условиях эксплуатации, где использование других материалов себя не оправдывает или оказывается слишком дорогим. Полимер заменяет традиционно используемые материалы: углеродистые и нержавеющие стали, металлические изделия с гуммировкой, освинцованные, покрытые эмалью, фторопластом и т.д.

Все оборудование из полимеров, как правило, проявляет:

• стойкость к воздействию большинства агрессивных химикалий;

• антикорозийность;

• высокую стойкость к образованию множественных трещин;

• долговечность.

Наряду с малоуглеродистыми сталями обыкновенного качества для тяжелых конструкций применяются низколегированные стали, имеющие более высокие механические характеристики (стали НЛ). По ГОСТ 5058-49 предусматривались всего две марки таких сталей: НЛ1 и НЛ2.

В связи со своим более сложным и разнообразным химическим составом низколегированные стали по новому ГОСТ имеют и более сложные наименования (обозначения). В основу обозначения марки низколегированной стали положен ее химический состав.

В обозначение входят: среднее количество углерода в сотых долях процента и затем наименования компонентов: марганца — (Г), кремния — (С), хрома — (X), никеля — (Н), меди — (Д). Цифры после букв указы­вают процентное содержание соответствующего элемента в целых единицах. Если количество какого-либо компонента составляет менее 0, 3%, то такой компонент вовсе не обозначается и не считается легирующим. Так, сталь марки 14Г2 является марганцовой сталью с содержанием в среднем 0, 14% углерода и от 1 до 2% марганца, остальные же ком­поненты входят в количествах, меньших 0, 3%; марка 15ХСНД обозначает сталь, содержащую в среднем 0, 15% углерода и легированную хромом, кремнием, никелем и медью в количествах более 0, 3 и менее 1%. ГОСТ охватывает большое количество низколегированных сталей, пригодных для строительства. Здесь должны быть отмечены уже освоенные стали 15ХСНД (бывшая сталь НЛ2), 10ХСНД (бывшая сталь СХЛ4), 10Г2СД (бывшая марганцово-кремнистая сталь — МК), применяемая для трубопроводов и листовых конструкций, а также более новые стали 14Г2, 15ГС, 14ХГС и др. Отличием всех этих сталей является то, что они содержат мало углерода (< 0, 18%), а их повышенные механические свойства достигаются другими присадками (марганцем, кремнием, хромом, никелем и др.). Механические характеристики этих сталей примерно на 40 — 50% выше соответствующих ха­рактеристик стали марки Ст. 3.

Все низколегированные стали поставляются одновременно по механическим свойствам и химическому составу. Механические свойства и химический состав низколегированных сталей, представляющих интерес для строительства, указаны соответственно в табл. 3 и 4.

Все перечисленные виды сталей хорошо свариваются и имеют хорошую ударную вязкость с низким порогом хладноломкости (—40^о — —60°). Они изготовляются спокойными и имеют поэтому мелкозернистую струк­туру. Присутствие меди, хрома и никеля повышает стойкость многих марок против коррозии. С другой стороны, низколегированные стали бо­лее чувствительны к концентрации напряжений и потому часто имеют относительно более низкую вибрационную прочность.

Основной причиной, стимулирующей переход на новые марки низколе­гированной стали, является сложность легирования стали НЛ2 (15ХСНД) и ее большая стоимость вследствие содержания в ней никеля, меди и хрома. Поэтому основным направлением в создании новых низколегированных сталей является простое легирование дешевыми безникельными присадками. Типичным представителем таких сталей является сталь марки 14Г2, основанная на присадке дешевого марганца, которая и должна рассматриваться как основная строительная низколегированная сталь. Правда, простота легирования приводит к некоторому снижению прочностных показателей и требует особой тщательности изготовле­ния (наличие чистого ферромарганца), поскольку плавку нельзя корректировать другими компонентами, как в многокомпонентных сталях, но зато плавка последних более трудоемка и дорога. Компромиссным решением являются стали марок 15ГС и 14ХГС, которые должны рассматриваться как весьма перспективные.