Аннотация: В настоящее время на линейных компрессорных станциях магистральных газопроводов наибольшее распространение получили системы охлаждения природного газа — аппараты воздушного охлаждения (далее АВО). АВО имеют характерные загрязнения. Нельзя проконтролировать насколько качественно прошла очистка внутренней поверхности трубок. Для решения данной проблемы можно использовать тепловизорное обследование данных трубок. В статье рассматривается использование профессиональных инфракрасных систем для оценки эффективности работы АВО газа.

Ключевые слова: компрессорная станция, АВО, тепловой метод контроля, температурное поле, тепловизор, дефект.

Исследования современного состояния уровня развития и востребованности неразрушающего контроля показали, что оценку качества, безопасности, надежности эксплуатации большого класса материалов, изделий и конструкций в различных отраслях промышленности можно эффективно проводить анализом их температурных полей. Это обусловлено тем, что функционирование многих объектов связано с температурными нагрузками, при этом их внутренняя структура оказывает заметное воздействие на характер излучаемого теплого поля, что позволяет по анализу его аномалии судить об изменениях свойств материала, его теплотехнических характеристик в целом, либо его отдельных зон.

Температурное поле поверхности объекта, используемое в тепловом методе контроля, является источником информации об особенностях процесса теплопередачи, который, в свою очередь, зависит от конструкции и материалов объекта, технологии его функционирования и наличия дефектов. Под дефектом понимается несоответствие продукции требованиям нормативной технической документации, проявляющееся в виде локального температурного перепада на поверхности контролируемого объекта вследствие различных теплофизических свойств качественных и дефектных участков объекта [6].

Это обстоятельство позволяет применять тепловые методы для контроля широкого спектра изделий и материалов как металлических, так и неметаллических или включающих и те и другие слои.

Системы охлаждения природного газа на компрессорной станции технологических участков магистральных газопроводов, расположенных вне зоны многолетнемерзлых пород, обеспечивают охлаждение природного газа до температуры, которая должна быть выше температуры гидратообразования и ниже минимально допустимых значений температуры устойчивой работы линейных участков магистрального газопровода и изоляционного покрытия газопровода.

Наибольшее распространение в настоящее время на линейных компрессорных станциях магистральных газопроводов получили системы охлаждения, использующие для охлаждения природного газа АВО, которые имеют простые схемы, экологически чисты, надежны в эксплуатации, достаточно просто подключаются к обвязке компрессорных станций.

Охлаждение осуществляется путем принудительного нагнетания воздуха с помощью вентиляторов и подача потоков на наружные поверхности трубок теплообменника.

Основным элементом АВО являются теплообменные секции, теплообменную поверхность которых компонуют из оребренных труб, закрепленных в трубных решетках в четыре, шесть либо восемь рядов. Трубы обычно располагают по вершинам равностороннего треугольника, так как коридорное расположение обеспечивает намного более низкую теплоотдачу. К трубным решеткам присоединены крышки, внутренняя полость которых служит для распределения охлаждаемого потока жидкости по трубам.

С точки зрения конструктивного исполнения аппараты воздушного охлаждения бывают нескольких основных типов: зигзагообразные (АВЗ), горизонтальные (АВГ), блочные (АВБ), малопоточные (АВМ).

Нужна помощь в написании статьи?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Цена статьи

АВО, как и большинство теплообменных систем, имеют характерные загрязнения. Типы загрязнений АВО:

  • Общие наружные загрязнения. Загрязнения пылью и копотью, которая может быть плотно сосредоточена на поверхностях оребрения.
  • Соли жесткости. Отложения солей жесткости на наружных поверхностях оребрения, возникающие вследствие осаждения и испарения влаги с теплообменных поверхностей. Отложения накипного характера в виде солей кальция и магния имеют высокую плотность и требуют регулярной тщательной очистки.
  • Коррозия. Коррозия металлических наружных и внутренних поверхностей теплообменников и как следствие возникновение ржавчины также является проблемой, препятствующей эффективной работоспособности АВО.
  • Отложения на внутренних поверхностях трубок теплообменников. В процессе циркуляции охлаждаемый газ с примесями может постепенно оседать в виде плотных отложений на внутренних поверхностях и забивать трубки теплообменника аппарата.

Во время очистки внутренней поверхности трубок нельзя проконтролировать насколько качественно она прошла. Для решения данной проблемы можно использовать тепловизорное обследование данных трубок.

Использование профессиональных инфракрасных систем (тепловизионных камер) для оценки эффективности работы АВО газа позволяет контролировать температуру трубной доски АВО газа (или другого технологического оборудования) объекта с высокой точностью. Зачастую, трубные пучки АВО газа имеют внутренние загрязнения. Это приводит к снижению эффективности работы АВО газа и снижению эффективности работы компрессорной станции в целом.

Таким образом, при использовании тепловизионной съемки можно отследить качество очистки пучков трубок. Также во время эксплуатации можно обнаружить их загрязненность и предпринять соответствующие меры.

Однако существенным ограничением применения теплового контроля для оценки эффективности работы АВО газа является необходимость обеспечения при проведении теплового контроля визуального контакта с поверхностью диагностируемого объекта, что затруднительно в случае многорядного расположения трубок АВО газа.

Список использованных источников

1. Будадин О.Н., Потапов А.И., Колганов В.И. и др. Тепловой неразрушающий контроль изделий. М.: Наука, 2002. 472 с.
2. Лопатин А.С., Филатов А.А., Халлыев Н.Х., Ангалев А.М., Велиюлин И.И., Решетников А.Д. Методы и средства диагностики линейной части магистральных газопроводов. Учебное пособие. Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина. 2012. С. 49 – 55.
3. Вавилов В.П. Инфракрасная термография и тепловой контроль. М.: ИД Спектр, 2009. 544 с.
4. Неразрушающий контроль: справочник: 8т./ под ред. В.В. Клюева. Т. 5. Кн. 1: Тепловой контроль / В.П. Вавилов. 2-е изд., испр. М.: Машиностроение, 2004. 679 с.
5. ГОСТ Р 53698–2009. Контроль неразрушающий. Методы тепловые. Термины и определения. Часть 2. Термины, определения. Сер. 28. Вып. 9. М.: НТЦ по безопасности в промышленности, 2009. 122 с.
6. РД–13–04–2006. Методические рекомендации о порядке проведения теплового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах. Сер. 28. Вып. 11 / под общ. Ред. К.Б. Пуликовского. М.: НТЦ по безопасности в промышленности, 2007. 32 с.