Автоматика магистральной компрессорной нефтегазопровода

Компрессорная станция магистрального газопровода — узловой объект газотранспортной системы России. Пропускает миллиарды кубометров газа в сутки, работает в непрерывном режиме десятилетиями. Автоматика определяет надёжность газоснабжения потребителей и экономическую эффективность транспорта.

Структура КС

Технологическое оборудование

• Газоперекачивающие агрегаты (ГПА) — 4-10 штук в цехе, часть в работе, часть в резерве/ремонте
• Газотурбинный привод — турбина 8-25 МВт, газовое топливо (отбор от магистрали)
• Центробежный нагнетатель — повышает давление с 3,5-5 МПа на входе до 7,5 МПа на выходе
• Пылеуловители и фильтры-сепараторы — очистка газа перед нагнетателем
• АВО газа (аппараты воздушного охлаждения) — после сжатия газ горячий, перед дальнейшей транспортировкой охлаждается

Вспомогательные системы

• Электроснабжение собственных нужд (резерв от ДГУ)
• Маслоснабжение турбин
• Топливный газ (отбор, редуцирование, подогрев)
• Пожаротушение (газовое + пенное для маслохозяйства)
• Вентиляция технологических помещений с газоанализом

Контролируемые параметры

Технологические

• Давление газа на входе/выходе КС, после каждого ГПА (манометры высокого давления)
• Температура газа на всех ступенях
• Расход газа через каждый ГПА и общий (ультразвуковые расходомеры)
• Вибрации турбины и нагнетателя (критичный параметр!)
• Температуры подшипников турбины и нагнетателя
• Давление и расход масла в системе смазки

Безопасности

• Газоанализ в технологических помещениях (НКПР метана, довзрывные концентрации)
• Температура в помещениях (пожарная безопасность)
• Контроль утечек газа ультразвуковыми датчиками
• Пожарные извещатели (дым, пламя, тепло)

Защитные функции

Антипомпажная защита (SIL 2-3)

Помпаж — срыв работы центробежного нагнетателя при недостаточном расходе. Разрушает подшипники и колесо нагнетателя за секунды. Защита — автоматический открытие рециркуляции (байпас с выхода на вход через охладитель) при приближении к помпажной линии.

Аварийный останов (ESD)

Срабатывает при:

• Превышении давления на выходе
• Падении давления масла
• Высокой температуре подшипников
• Высокой вибрации
• Пожаре
• Загазованности помещений выше 20% НКПР

Процедура ESD: закрытие кранов на входе/выходе ГПА, продувка полостей, останов турбины. Время 10-30 секунд.

Контроллеры

Основные решения

• Siemens S7-400H / Simatic PCS 7 — для крупных КС Газпрома
• Yokogawa CENTUM VP — часть объектов
• Emerson DeltaV — объекты с американским оборудованием (сейчас импортозамещается)
• Российские решения — Эра-ОВЕН (крупные ПЛК), Регул-02

Безопасность по SIL

• Антипомпажная защита — SIL 2
• Аварийный останов турбины — SIL 2-3
• Пожарная автоматика — SIL 2
• Отдельный безопасный контур на базе HIMA, Yokogawa Prosafe, или сертифицированных ПЛК

Нормативная база

• СП 36.13330 — Магистральные трубопроводы
• ПБ 08-624 — Правила безопасности магистрального газопровода (Ростехнадзор)
• IEC 61508/61511 — Функциональная безопасность
• СТО Газпрома и ВНИИгаза

Применение автоматики РУБИКОН

РУБИКОН изготавливает шкафы автоматики для вспомогательных систем КС: вентиляция технологических помещений с газоанализом (критическая задача), автоматика собственных нужд, системы пожаротушения. Для основной АСУ ТП ГПА привлекаются специализированные интеграторы Газпром автоматизация, Атомэнергопроект, НПФ Газприборавтоматика.