Газовая промышленность является одной из самых развитых промышленных отраслей в России. Среди всех объектов этой отрасли можно выделить объекты, использующие природный газ. Они обладают высокой опасностью по отношению к возникновению аварий, поэтому на них должен организовываться более тщательный контроль соблюдения требований промышленной безопасности. К таким объектам относятся объекты сетей газораспределения и газопотребления.
Уже достаточно давно в нашей стране происходит переход на использование газа в газотурбинных и парогазовых установках, поэтому возникает большая потребность обеспечения безопасной эксплуатации сетей парогазовых и газотурбинных установок. Безопасность эксплуатации сетей газопотребления и газораспределения таких установок регламентируется ФЗ-116 [1] и более специфическими требованиями Федеральных норм и правил «Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления». Данные требования распространяются на газотурбинные установки (ГТУ) тепловых электростанций и автономные ГТУ, которые также находиться в составе парогазовых установок (ПГУ), давление природного газа в которых выше 1,2 МПа.
Рассмотрим основные требования к сетям газораспределения и газопотребления ПГУ и ГТУ. Такие сети должны обеспечивать бесперебойную и безопасную транспортировку газа, а также безопасное его использование. Должна предусматриваться подача газа на тепловые электростанции по двум газопроводам. Если отсутствует резервное топливо, то должна предусматриваться схема подачи газа по этим двум трубопроводам от одной газораспределительной станции, которая подключена к соответствующим магистральным трубопроводам газа.
Сеть газопотребления ПГУ и ГТУ должна обеспечивать заданное проектное давление газа, подаваемое на горелки [2]. Стоит отметить, что это требование является достаточно важным и должно контролироваться автоматизированной системой, позволяющей отключать подачу топлива в случае появления неравномерности изменения давления при подачи в сеть ПГУ и ГТУ, а также при его резком снижении.
Средства контроля работы камеры сгорания и горелочных устройств должны быть установлены в соответствии с эксплуатационной документацией на соответствующие установки. Горелочные устройства и арматура, которые используются в рассматриваемых сетях газопотребления, должны пройти оценку соответствия, в соответствии с законодательство РФ в области технического регулирования.
Некоторые требования безопасности закладываются на стадии проектирования, в частности, на каждой из ступеней очистки газа должны предусматриваться аппараты с резервом 50 %. Газопровод блока очистки газа должен быть снабжен отключающим устройством. Работа исполнительного устройства должна реализовываться электроприводом.
Для изготовления газопроводов должны использоваться коррозионно-стойкие стали на участках от фильтров, которые установлены до горелочных устройств газовой турбины. Большое значение имеет выбор материала для запорной арматуры и газопроводов, который должен выбираться на стадии проектирования, исходя из параметров транспортируемого газа и расчетной температуры окружающего воздуха. В Федеральных нормах и правилах [3] вопрос выбора металла для изготовления данных объектов рассмотрен недостаточно подробно, хотя важность его достаточно велика, поскольку металл подвержен интенсивному воздействию коррозии при действии газа под избыточным давлением.
Особые требования предъявляются к пунктам подготовки газа для его подачи на ПГУ и ГТУ. При эксплуатации пунктов подготовки газа должны проводиться следующие мероприятия:
Проведение визуального контроля технического состояния пунктов. Сроки проведения устанавливаются производственной инструкцией. Для обеспечения более полного контроля за техническим состоянием таких объектов требуется отразить периодичность их осмотров в существующих Федеральных нормах и правилах [3]. Недостаточный объем и периодичность визуального контроля, которых «переложен» на производственную инструкцию должен быть расширен и усилен требованиями нормативной документации в области промышленной безопасности;
Проведение технического обслуживания с периодичность не менее одного раза в шесть месяцев;
Проведение проверки срабатывания предохранительных клапанов (минимальная периодичность: один раз в три месяца). Такую проверку также проводят после окончания ремонта оборудования;
Проведение текущего ремонта в сроки не менее одного раза за двенадцать месяцев. Сроки могут быть изменены, если изготовитель оборудования указал другие сроки проведения ремонта;
Проведение капительного ремонта. Проводится при ремонте систем отопления, освещения, вентиляции, при замене средств измерений и оборудования.
Стоит выделить большую необходимость в требованиях к качеству проведенного текущего и капитального ремонтов пунктов подготовки газа. Проведение производственного контроля качества ремонта позволит значительно повысить безопасность на рассматриваемых объектах.
Пункты подготовки газа должны быть снабжены датчиками контроля загазованности, которые устанавливают в верней части помещения. Периодичность контроля должна составлять более одного раза в сутки. Если обнаруживается концентрация газа выше десяти процентов нижнего концентрационного предела распространения пламени, то должна быть организована дополнительная вентиляция помещения с незамедлительным выявлением причины и устранением утечки.
Современные автоматизированные системы позволяют не только производить периодический контроль загазованности в помещениях, но и записывать текущую информацию о концентрации газа в производственных помещениях в непрерывном режиме. Использование последнего подхода значительно более эффективно, по сравнению с дискретным контролем загазованности. Такие системы также позволяют идентифицировать быстрое нарастание концентрации газа в помещении, что дает возможность идентифицировать утечки на самых ранних стадиях их появления.
Достаточно жесткие требования накладываются на эксплуатацию дожимающих компрессоров. Проведение технического обслуживания и ремонта таких компрессоров, а также регулирующей и запорной арматуры должно проводиться в соответствии с требованиями эксплуатационной документации. Масло для смазки компрессора должно соответствовать требованию изготовителя по своим качественным показателям. Также регламентируются случаи, когда дожимающие компрессоры необходимо останавливать:
При появлении утечек газа;
При наличии посторонних шумов, стуков и вибрации;
При неисправности устройств отключения;
При выходе уплотнений и подшипников из строя;
При изменении допустимых параметров воды и масла;
При обнаружении неисправностей механических передач и приводных элементов;
При выходе электропривода пусковой аппаратуры из строя;
В случае понижения или повышения давления газа (нормируемого давления газа) в выходном и входном патрубках.
К недостаткам требований безопасной эксплуатации таких компрессоров можно отнести то, что в существующей в настоящее время нормативной документации совершенно не рассматриваются вопросы введения контроля параметров вибрации компрессионного оборудования. Применение вибрационного мониторинга позволяет оценить и предотвратить появление повреждений на ранней стадии их зарождения, что может в существенной мере снизить вероятность возникновения аварий на объектах газораспределения и газопотребления рассматриваемых энергетических установок.
Каждую смену в производственной зоне пункта подготовки газа должен проводиться осмотр газопроводов, арматуры, технологического оборудования, средств измерений, устройств противоаварийной защиты, блокировок и сигнализаций с последующим выявлением неисправностей. Запрещается включать оборудование без проведения его внешнего осмотра.
Особые требования предъявляются к пуску ГТУ, который не допускается в следующих случаях:
При наличии отключений или неисправностей в хотя бы одной из защит;
При обнаружении неисправности системы автоматического включения масляных насосов или неисправности одного из них;
При наличии отклонений в показателях качества масла. Также данный случай включает запрет на пуск ГТУ при низкой температуре масла (ниже установленного значения);
При обнаружении отклонения от показателей качества топлива. Аналогично, запрещается пуск ГТУ в случаях, если давление или температура топлива выходит за установленные границы;
При обнаружении утечек газа;
При обнаружении дефектов в системе регулирования, которые могут приводить к разгону турбины или повышению допустимого значения температуры газов.
Такие жесткие требования являются неслучайными, поскольку пуск ГТУ традиционно связан с большим количеством аварий. Неправильный пуск установки может привести к появлению взрывоопасных смесей газа с воздухом, которые могут привести к взрывам и пожарам на опасных производственных объектах. Кроме того, должны четко регламентироваться последовательности действий персонала в случае неудачного пуска установки. В существующих в настоящий момент требованиях безопасности совершенно отсутствуют требования к автоматизации процесса пуска ГТУ, что является существенным недостатком, требующим скорейшего устранения.
Пуск ГТУ должен производиться под руководством начальника смены. В случае запуска ГТУ после проведения регламентных работ или ремонта, то в присутствии начальника цеха или его заместителя. Перед проведением пуска ГТУ после простоя более трех суток или ремонта, должна проводиться проверка наличия неисправностей и проверка готовности к включению средств блокировки вспомогательного оборудования, средств автоматики и защиты, масляной системы, контрольно-измерительных приборов и средств оперативной связи. Федеральными нормами и правилами [2] исключается повторный запуск ГТУ после возникновения сбоя или аварийной остановки, которые имели место при предыдущем запуске, в случае если причины этого не были устранены.
Помимо требований к запуску, регламентируются случаи, когда пуск газотурбинных установок должен быть прекращен действиями персонала или защитой в нижеприведенных случаях:
При нарушении установленной последовательности пуска;
При превышении допустимой нагрузки пускового устройства;
При сверхнормативном повышении температуры газа (в сравнении с графиком пуска);
При понижении частоты разворачиваемого вала после отключения пускового устройства;
При появлении помпажных эффектов в компрессорах ГТУ.
Случаи, когда ГТУ должна быть отключена персоналом или действием защит приведены в пн.125 Федеральных норм и правил [2].
Стоит отметить, что обеспечение безопасности сетей газопотребления и газораспределения ГТУ и ПГУ является одним из основных механизмов обеспечения промышленной безопасности опасных производственных объектов нефтегазовой отрасли. Современные требования безопасности в существенной степени охватывают все основные этапы эксплуатации и ремонта таких сетей, с точки зрения обеспечения их безопасной эксплуатации. Однако, нельзя не отметить необходимость более тщательной и полной разработки вопроса безопасности в данной отрасли. Требования безопасности при пуске и эксплуатации рассматриваемых установок должны быть уточнены и представлены в обновленном виде.
Литература:
- Федеральный закон РФ от 21.07.1997 № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».
- Арсеньев, Л. В. Стационарные газотурбинные установки: справочник / Л. В. Арсеньев, В. Г. Тырышкин. — Ленинград: Машиностроение, 1989. — 543 с.
- Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления».
