Сбор конденсата в газопроводе.

Газовый конденсат

Газовый конденсат (ГК) – это смесь углеводородов, которые выделяются из природных газов в процессе их добычи, т. е. побочный продукт разработки газовых и нефтяных месторождений.

Фракционный (химический) состав газового конденсата (ГК)

Газовым конденсатом называют бесцветную или слабоокрашенную жидкость от соломенно-желтого до желто-коричневого цвета. Оттенок зависит от количества примесей нефти. Чем глубже добывается конденсат, тем более насыщенным бывает его цвет. Иначе газоконденсат еще называют «белой нефтью».

В составе содержатся следующие фракции:

• бензиновые (около 70-85%), которые кипят при 30-200 °C;
• керосиновые, кипящие при 200-300 °C;
• высококипящие (содержатся в меньшей степени).

Если газ залегает на большой глубине, то конденсате преобладают керосин и газойль. Наибольшее распространение имеет газоконденсат, включающий нафтены и метаны.

Способы получения газового конденсата (ГК)

Газовый конденсат добывают на газоконденсатных месторождениях (ГКМ) в процессе выработки влажного природного газа. Дополнительно нефтепродукт получают из попутного нефтяного газа, образуемого при добыче нефти, а в небольшом количестве – из сухого природного газа и на установках комплексной подготовки газа (УКПГ).

В природе газоконденсат залегает в газообразном состоянии. Конденсат образуется, поскольку в процессе работ по получению газа или нефти создаются особые условия. Бензиново-керосиновые фракции, залегающие в пластах, подвергаются действию высокого давления и температуры. Оба показателя падают, когда газодобывающая компания бурит толщу земли, пытаясь добраться до газосодержащих пластов. К примеру, давление снижается с 10-60 до 4-8 Мпа. Падение показателей – это условия для образования конденсата.

В месторождениях с большим количеством газового конденсата некоторые фракции (C1-C2) закачивают обратно, чтобы не дать давлению упасть до атмосферного и сохранить на нужном уровне в целях добычи газоконденсата. Поверхности достигают только углеводороды C3 и выше. В зависимости от качества природного газа концентрация газоконденсата может составлять 5-1000 г/м3. Показатели тем больше, чем выше изначальное давление в толще залежей.

Виды газового конденсата

Когда при бурении на ГКМ температура падает до уровня ниже точки росы добываемых углеводородов, происходит конденсация сырого нестабильного конденсата (сырого газоконденсата). Кроме углеводородов C5 он содержит растворенные газы метан-бутановой фракции (от CH4 до C4H10), которые облегают добычу нефтепродукта из месторождения.

Нестабильный газовый конденсат подвергают дополнительной подготовке. Продукт очищают от примесей и легких углеводородов (метана, пропана и бутана), а также подвергают сепарации газа (дегазации). В результате он становится стабильным – в нем содержится не более 2-3% пропан-бутановой, бензиново-керосиновой и газойлевой фракций.

Стабильный газоконденсат делится на 2 вида:

• Промысловый. Продукт получают непосредственно на месте добычи.
• Заводской. Производится на ГПЗ (газоперерабатывающих заводах).

Для стабильного газового конденсата (КГС) установлены следующие технические характеристики:

• Массовая доля механических примесей и воды – не более 0,5%.
• Давление насыщенных паров – не более 66,7 кПа.
• Концентрация хлористых солей – не более 100 мг/дм3 для 1 группы и не более 200 мг/дм3 для 2 группы.
• Количество сероводорода – не более 20 ppm (милионной доли) для 1 группы и не более 100 ppm для второй группы.
• Доля метил- и этилмеркаптанов – не более 40 и 100 ppm для 1 и 2 группы соответственно.

Плотность нефтепродукта не установлена ГОСТом. В среднем показатель составляет 700-840 кг/м3 при температуре 20 °C.

Способы (область) применения

Газовый конденсат активно используют в нефтехимической, топливной, промышленной и коммунальной отраслях. «Белая нефть» служит сырьем для производства бензина, керосина, дизельного, ракетного и котельного топлива.

Ввиду низкой детонационной стойкости в газоконденсат при изготовлении бензина добавляют присадки-антидетонаторы. Без дополнительной обработки сырье можно использовать только для производства летнего топлива. Для изготовления зимних марок требуется предварительная депарафинизация (удаление парафинов). Без этого топливо из газового конденсата в зимнее время быстро мутнеет и застывает.

Из олефинов, ароматических углеводородов и других низкомолекулярных веществ, которые образуются при нефтехимической переработке газоконденсата, изготавливают синтетический каучук, смолы, пластмассы, лакокрасочную продукцию.

Особенности транспортировки и хранения

Газовый конденсат хранят на нефтебазах и нефтехранилищах, которые представляют собой комплекс подземных и наземных металлических резервуаров. Для приема и отпуска сырья к ним примыкает ж/д платформа или конденсатопровод. Нестабильный газоконденсат хранится в горизонтальных резервуарах (булитах), работающих под давлением, а стабильный – в вертикальных.

Доставку потребителю осуществляют с помощью ж/д цистерн, бензовозов, речных и морских судов с соблюдением требований безопасности. Ж/д доставка целесообразна и экономически обоснована при перевозке больших объемов сырья на дальние расстояния. В остальных случаях более выгодна транспортировка специализированным автотранспортом.

Регламентирующие документы (ГОСТы, ТУ)

Технические условия и требования к газовому конденсату содержатся в ГОСТ Р 54389-2011.

Сбор конденсата в газопроводе.

Появление влаги в любом локальном или распределительном газопроводе неизбежно. Как показывает практика, образование конденсата в трубе или распорядительном оборудовании представляет собой довольно серьезную проблему при эксплуатации любых газовых систем.

Наиболее интенсивно конденсат образуется в зимнее время, когда металлическая труба или любое другое оборудование имеют низкую температуру. При этом газ, в составе которого всегда присутствуют водяные пары, соприкасается с металлическими частями газопровода и достигает точки росы. В результате этого на внутренних поверхностях образуется жидкость, состоящая не только из воды, но и из жидких фракций тяжелых углеводородов и других трудно испаряемых примесей. Скапливаясь в нижних точках системы, она образует пробки, препятствующие нормальной подаче топлива.

Для борьбы с этим неприятным явлением применяются специальные устройства – конденсатосборники, которые обеспечивают сбор влаги в специальной емкости и отвод ее наружу. Считается, что любая, даже небольшая система автономного газоснабжения с относительно коротким газоводом, должна быть снабжена таким устройством. И, конечно же, сбор конденсата просто необходим на протяженных газопроводах для обеспечения их нормальной работы.

В общем случае конденсатосборник представляет собой емкость с входным и выходным патрубком, которая монтируется в разрыв газопровода в его самой нижней точке. Данный узел соединяется неразъемным способом с подводящей и отходящей трубой и снабжен краном для слива конденсата. Коенденсатосборники могут иметь различную производительность, они рассчитываются на определенное давление в системе и отличаются типом соединений с трубопроводом – фланцевые, обсадные, резьбовые.

Конструктивно все сборники влаги аналогичны и включают в себя:

• емкость для сбора влаги;

• одну или несколько сливных трубок;

• патрубки для монтажа узла в газопровод;

• систему вентилей для слива конденсата и перекрытия подачи газа.

На отечественном рынке газового оборудования представлен широкий выбор устройств для сбора конденсата от отечественных и зарубежных производителей. Как правило для автономных систем требуется установка одного устройства для сбора конденсата.

Для эффективного сбора влаги газопровод должен иметь определенный уклон по отношению к горизонту. При проектировании газоснабжения такие устройства должны быть предусмотрены, а место их установки просчитано. Тем не менее, некоторые автономные системы не имеют конденсатосборника, что может значительно затруднять ее эксплуатацию, особенно в зимнее время.

В этом случае мы рекомендуем всем владельцам газифицированных объектов заказать и установить такой узел. Наша компания имеет большой опыт проектирования и монтажа газовых систем, что гарантирует оперативность и качество работ по монтажу конденсатосборников в бытовых и промышленных системах газоснабжения.

Помимо своего непосредственного назначения такие устройства благотворно влияют на работу газопровода в целом. Расширительная камера позволяет стабилизировать давление в трубе, обеспечить подачу к потребителям более сухого газа с минимальным количеством примесей, в том числе механических вкраплений.

Газовые конденсатосборники на газопроводе: строение и назначение сборника конденсата + нюансы монтажа и ТО

Собираетесь газифицировать свой дом? Возможно, обустраиваете автономную систему газоснабжения с газгольдером? В таком случае, вам необходимо знать про газовые конденсатосборники.

Они помогут избежать множества проблем в пользовании газом и продлят срок службы оборудования, потребляющего газ, а также самого газопровода и дымоходов. Правильно подобранный и установленный конденсатосборник существенно повышает качество газа и обеспечивает безопасность функционирования всей системы.

В этой статье мы расскажем, какие функции выполняют конденсатосборники на газопроводе, что в них оседает, какими они бывают и чем отличаются, каков принцип действия этой арматуры, как их устанавливать и обслуживать.

Зачем нужен конденсатосборник на газопроводе?

И метан, и сжиженная пропан-бутановая смесь, нуждаются в дополнительной очистке. Вызвано это условиями хранения и использования, несовершенством газораспределительных систем.

Примеси в газах бывают различные:

1. Вода может попасть в газопровод при его строительстве, проверке и продувке, а также через малейшие отверстия или щели. Она способствует коррозии стали и разрушает дымоход
2. Бутан (жидкий) может реконденсироваться из пропан-бутановой смеси. Он не испаряется и не поднимается по газопроводу при отрицательных температурах, на морозе. Жидкий бутан в газовой горелке формирует факел, а в котле провоцирует остановку или взрыв.
3. Мелкие твердые частицы могут попадать в газ из резервуаров и трубопровода системы, особенно, если они не новые и внутри начался процесс коррозии. Из-за них забиваются форсунки.

Каждый из этих видов примесей по-своему опасен. Вода, жидкий бутан в газовой горелке формирует факел, а в котле провоцирует взрыв; твердые частицы забивают форсунки.

Фильтрацией, накоплением и выведением посторонних включений занимается конденсатосборник.

Конденсатосборник состоит из следующих компонентов: 1) газопровод; 2) линия для выравнивания давления; 3) запорная арматура; 4) продувочная труба; 5) конденсатоотвод; 6) сборник конденсата, устанавливаемый под газопроводом

В конденсатосборнике собирается всё тяжелое, в том числе – жидкий бутан, предотвращая опасные ситуации, которые он может спровоцировать.

Строение и принцип работы сборника

Конденсатосборники низкого давления принципиально отличаются от арматуры, рассчитанной на функционирование с газопроводом среднего или высокого давления.

Это вертикальная цилиндрическая ёмкость с выпуклым или конусообразным дном, к верхней части стенок которой с двух сторон приварены патрубки для соединения с газопроводом, а через крышку выведена трубка к поверхности земли, под специальный козырёк – ковер, для откачки конденсата.

Газ проходит по верхней части стакана из одного патрубка в другой, а все жидкие или твёрдые примеси из него оседают на дне. В таких системах давления газа недостаточно, чтобы вытолкнуть жидкость через трубку агрегата, и её необходимо откачивать насосом, подобно тому, как вы пьёте напиток из стакана через соломинку.

В надземных конденсатосборниках иногда отводящая трубка расположена снизу, и конденсат просто сливается при открытии крана под силой тяжести

Коденсатосборники среднего и высокого давления – это расширительные баки, в которых газ как бы отстаивается. За счет значительного увеличения площади сечения, по сравнению с газопроводными трубами, скорость потока падает, и все тяжелые жидкие и твердые частицы успевают оседать.

Основная часть агрегата – сборник – представляет собой цилиндрическую ёмкость с выпуклыми оконечностями, как у цистерны. От неё сверху отведены два патрубка: по первому конденсат самотёком поступает из трубопровода, а по второй газ, попавший в конденсатор вместе с жидкостью, возвращается в трубопровод.

Продувочная трубка для удаления конденсата в устройствах среднего или высокого давлений обязательно оснащена краном – а не пробкой, как в первом варианте. В некоторых случаях давления газа в системе может оказаться достаточно, чтобы удалить весь конденсат при открытии крана. Чаще так происходит с конденсатосборниками, установленными на поверхности земли.

В подземных резервуарах только при давлении не менее 15-20 кПа накопившаяся жидкость самостоятельно поднимается по отводящей трубке и выплёскивается из неё в специальный резервуар. При этом, у поверхности земли она может замерзать, от чего не только прекращается отвод конденсата, но и может пострадать трубка, в которой это произойдёт, вплоть до разрыва.

Чтобы избежать замерзания в зимнее время, в подземных конденсатосборниках высокого и среднего давления предусмотрен ещё один стояк, заполненный газом, установленный параллельно отводящей трубке. Он соединён с основным у поверхности земли и создаёт в нём обратное давление, не выпуская жидкость в мороз.

Кроме того, такие накопители конденсата обычно оснащают дополнительным оборудованием. Это может быть манометр для контроля давления внутри резервуара, датчик уровня жидкости, который покажет, сколько конденсата уже собрано, сигнализатор заполнения, подающий команду обслужить агрегат и спустить собранную жидкость.

Не редкость в таких установках – устройство автоматического удаления жидкости. На конденсатосборнике, установленном перед компрессором, сигнализатор заполнения автоматически отключает его.

Рекомендации по выбору конденсатосборников

В зависимости от параметров вашего газопровода на рынке представлен огромный ассортимент конденсатосборников для газопровода. Некоторые производители готовы изготовить агрегат любой модификации по вашему персональному заказу, точно отвечающий всем требованиям, если подходящей модели нет в представленной линейке продукции.

Газовые системы разнообразны по форме, давлению, условиям эксплуатации, наполнению, условиям эксплуатации – вариантов сочетания этих параметров много. А потому и вариантов конденсатосборников для газопроводов не меньше.

Неправильно подобранный агрегат не справится с возложенными на него задачами или будет неоправданно большим и дорогостоящим, поэтому окончательный выбор советуем поручить специалистам. А чтобы немного сориентироваться в этом разнообразии, разберёмся в их основных отличиях и принципах выбора по этим параметрам.

Критерий #1 — форма сборника конденсата

Сама ёмкость для сбора конденсата может располагаться горизонтально, как трубка или небольшая цистерна, либо вертикально, напоминая горшок. Определить, как должен располагаться выбранный конденсатосборник, можно не только по форме, но и по расположению патрубков для подключения: они всегда направлены горизонтально.

Форма конденсатосборника не всегда зависит от расчетного давления: существуют и вертикальные для магистральных труб, и мини-цистерны для низкого давления

Вертикальные конденсатосборники чаще всего применяются на газгольдерах, они подключаются к резервуару и к вертикальной трубе, подающей газ в дом, при этом горшок для сбора конденсата расположен вертикально, параллельно трубе.

Горизонтальные модели, как правило, вешают или устанавливают на опорах под горизонтальной трубой, параллельно ей. Они чаще бывают высокого давления и больших объёмов.

Критерий #2 — давление в газопроводе

Важно приобретать конденсатосборник, рассчитанный на такое же давление, как и весь газопровод. Существует 3 варианта: для низкого, среднего и высокого давления.

Иногда конденсатосборники выпускаются уже соединёнными с отрезком газовой трубы – это позволяет минимизировать количество сварочных работ в поле

Они различаются не только размерами и диаметром патрубков для подключения, но и внутренним устройством, способом установки и обслуживания. Поэтому несоответствие давления может сделать установку и эксплуатацию не только неэффективной, но и опасной.

Критерий #3 — другие параметры оборудования

Кроме упомянутых формы и давления, они различаются по таким параметрам:

• Объём – от пары сотен миллилитров до нескольких кубометров, в зависимости от склонности газопровода к образованию конденсата, состава газовой смеси, климатических условий, объёма транспортируемого газа и места установки конденсатосборника.
• Материал, из которого изготовлен приёмник конденсата – как правило, нержавеющая сталь. Она без дополнительной обработки может долгое время противостоять агрессивной среде влаги и жидкого бутана. Однако, нередко конденсатосборники, особенно больших объёмов, делают и из обычной стали. Для дополнительной защиты её обрабатывают не только снаружи, как весь газопровод, но и внутри – например, эпоксидным составом.
• По месту установки конденсатосборники бывают подземными и надземными. На вторых обязательна маркировка «Газ», «Огнеопасно».
• Наружная гидроизоляция должна быть такой же, как на газопроводе. Чаще всего это полиэтиленовые липкие ленты, но может быть и битумная мастика или битумно-полимерное покрытие. Для надземного оборудования достаточно защиты водостойкой краской, обязательно желтой.
• Патрубки для подключения к газопроводу отличаются по диаметру, а также могут быть рассчитаны на сварной шов или неразъёмное соединение стали с пластиком.
• Дополнительное оборудование. Кроме входного и выходного патрубка, обязательно есть трубка для отвода или откачки собранного конденсата. Также могут присутствовать разъёмы для манометра, датчика уровня жидкости, сигнализатора заполнения резервуара, для выравнивания давления.

Частные потребители, как правило, приобретают конденсатосборник для частных газгольдеров, при обустройстве автономного газоснабжения усадьбы.

Газгольдеры для частного дома бывают разных объёмов, отличается также качество газа и условия эксплуатации – это влияет на выбор конденсатосборника

В таких целях обычно используются небольшие устройства с вертикальной, похожей на стакан, ёмкостью и длинной трубкой для откачки конденсата. Устанавливаются они чаще под землёй, непосредственно на входе газгольдера, и дополнительного оборудования обычно не имеют.

Конденсатосборники высокого давления устанавливаются на магистральных газопроводах, у газораспределительных пунктов и перед крупными промышленными потребителями. Они имеют большой объём и форму цистерны, практически всегда оснащаются дополнительными датчиками и сигнализаторами.

Порядок установки конденсатосборника

Способ и порядок подключения коденсатосборника зависит от места его установки.

Основные места для сбора и отведения конденсата из газа таковы:

1. На выходе из газгольдера в автономных системах газоснабжения.
2. На низких участках газовой трубы или в точке соединения труб с противоположным уклоном.
3. В начале («голове») газопровода – у нефтеперерабатывающего завода, после ГРС или резервуара для хранения.
4. Перед компрессором, во избежание сбоев в его работе, а также перед заводами и другими промышленным потребителями.
5. На выходе газа из компрессора – здесь конденсат собирается, если компрессор был остановлен, либо из резервуаров откачивали нефть, заполняя их газом.

Разработка плана расположения коденсатосборников – задача для главного инженера компании, транспортирующей и раздающей газ потребителям.

Он определяет не только места установки таких агрегатов и расстояние между ними, но и тип, размер и другие характеристики. После монтажа о расположении оборудования должны точно сигнализировать специальные таблички, указывающие направление и расстояние до него.

Установленный подземный конденсатосборник должен находиться на расстоянии от водоёмов, колодцев, деревьев и строений, на его расположение указывают таблички

При выборе места для конденсатосборника учитывают также удобство дальнейшего обслуживания. Должен оставаться не только свободный доступ к трубке для откачки конденсата, но и возможность при необходимости откопать его для обслуживания, ремонта или замены. Само устройство располагается не меньше, чем за 2 м до ближайшей стены, а его соединение с трубой – не ближе 1 м от стены. Также запрещен монтаж таких устройств выше точки промерзания грунта.

Частные потребители могут столкнуться с необходимостью установки конденсатосборника только на газгольдере – на этом вопросе остановимся подробнее. Газгольдер устанавливается на расстоянии от дома, по требованиям нормативов – не менее 10 м, а потому труба до цокольного ввода прокладывается обычно горизонтально под землёй.

В такой схеме эту трубу делят на 2 части с противоположным уклоном, и на их стыке, в самой низкой точке, устанавливают конденсатосборник. Под него заливают небольшой фундамент, а сам агрегат ставят на ножки, для минимизации коррозии. Вход и выход устройства приваривают к газовой трубе, а трубку для откачки конденсата удлиняют до поверхности земли, затыкают пробкой и накрывают ковером.

Подключать конденсатосборник можно только неразъёмными соединениями, сваркой, а резьбовые и фланцевые недопустимы. Это обеспечивает безопасность эксплуатации и снижает риск утечек

Если газ выводится на поверхность земли вертикально, прямо от газгольдера, то место для сбора конденсата – самое начало трубы. При этом один патрубок приваривают к трубе, а второй – либо к ней же, чуть ниже, либо к самому резервуару. Трубка для откачки конденсата выводится параллельно газовому стояку.

Нюансы обслуживания оборудования

По графику, разработанному инженером газопоставляющего предприятия, производится продувка конденсатосборников и проверка их технического состояния. Эти работы считаются опасными, поскольку в конденсате содержится не только вода, но и легко воспламеняемый жидкий бутан, зачастую составляющий большую часть жидкости. Поэтому проводят обслуживание двое специалистов, только днём, не во время грозы.

Также запрещено сливать конденсат сразу в автоцистерну – только в металлические стационарные ёмкости с оградой или в котлован. Если поблизости есть нефтепровод, можно сливать конденсат в него.

Чтобы опустошить конденсатосборник низкого давления, понадобится насос, мотопомпа или вакуумная цистерна. Из конца трубки извлекают пробку, подключают к ней шланг насоса, открывают кран и запускают насос. Откачку продолжают, пока из насоса не перестанет течь жидкость, а затем его отключают, кран перекрывают, отсоединяют шланг и возвращают на место пробку.

С конденсатосборником небольшого объёма можно справиться и ручным насосом, а из некоторых моделей для надземного монтажа жидкость сливается самотёком

Конденсатосборники среднего и высокого давления в насосе, как правило не нуждаются. В них предусмотрено 2 стояка: с конденсатом и с газом, на каждом есть кран, и обычно открыт только тот, что на газовом.

Чтобы освободить резервуар от жидкости, поворачивают оба вентиля: газовый закрывают, а конденсационный открывают. Жидкость выходит под давлением газа из магистрали. Для экономии времени и трудозатрат, этот процесс можно автоматизировать посредством контрольно-измерительных приборов и автоматики.

Если не удалить конденсат вовремя, гидроудар или пробка может не только препятствовать подаче газа, но и повредить трубу.

Кроме удаления собранного конденсата, обходчики газопровода проверяют наличие и точность табличек, указывающих на их расположение, а также исправность самого агрегата и связанной с ним запорной арматуры. При необходимости ремонт выполняется сразу или составляется акт, по которому в последствии выезжает специальная бригада.

Как обойтись без газовых конденсатосборников?

Конденсатосборник установленный на газопроводе – залог безопасности и сохранности оборудования.

Но существуют и альтернативные варианты. Как правило, они направлены на предупреждение формирования конденсата. Среди таких средств – испарители, возвращающие парообразный бутан в газгольдер, теплоизоляция и подогрев трубопровода, укладка его глубже точки промерзания, использование труб большего диаметра.

Подогрев газопровода предотвратит формирование самой опасной части конденсата – жидкой фазы бутана, но его обустройство и эксплуатация стоят недёшево

Однако их использование не всегда возможно и эффективно, к тому же обычно бывает дороже установки конденсатосборника.

Выводы и полезное видео по теме

Чтобы лучше себе представить принцип работы конденсатосборника, предлагаем посмотреть следующее видео:

Наглядное пособие о том, что такое газовый конденсат в следующем сюжете:

Мы разобрали зачем нужны газовые конденсатосборники, какие они бывают и как работают и на какие критерии обращать внимание при выборе подходящей емкости. Также поговорили о том, как и где их устанавливают и обслуживают конденсатосборники и какие есть альтернативные решения.

А вы уже сталкивались с этим оборудованием? С каким именно и по какому поводу? Делитесь опытом использования и другой информацией по теме — форма обратной связи расположена ниже под этой публикацией.

Источник https://oilresurs.ru/news/gazovyy-kondensat/

Источник https://www.gasservic.ru/newsgaz/80-sborcondinsata.html

Источник https://sovet-ingenera.com/gaz/equip/gazovye-kondensatosborniki.html