Проект компании ООО «Экопромгаз»
|
Скачать 99.63 Kb.
|
|
Рецензия на проект компании ООО «Экопромгаз» «Блочная автоматическая газосмесительная и газораспределительная система для получения смеси горючего газа с воздухом единой теплоты сгорания» Природный газ является одним из основных природных ресурсов России и одним из основных источников тепла и энергии в промышленном и бытовом секторе страны. В энергобалансе России доля природного газа уже превышает 50%, а его доля в электроэнергетике - более 70%. Экспорт природного газа (195,4 млрд м3/г в 2008 г.) является одним из основных источников валютных поступлений в бюджет РФ. При общем уровне добычи природного газа в стране 648,8 млрд м3/г (2008 г) 64% (415,3 млрд м3/г) потребляется в промышленности, коммунально-бытовом секторе и в энергетике [1]. Огромное количество природного газа потребляется в ЖКХ – около 150 млрд м3/г. Быстрыми темпами идет газификация регионов. За период 2005-2010 годов уровень газификации увеличился в среднем по России с 54,2% до 63,1%, в городах и поселках городского типа возрос с 60,9% до 69,8%, а населенных пунктов в сельской местности – с 36,1% до 46,7%. Поэтому рациональное использование ресурсов природного газа - важнейшая задача отечественной экономики. Природный газ различных месторождений и другие горючие газы очень сильно различается по составу [2]. В течение предыдущего примерно 50-ти летнего периода развития отечественной газовой отрасли разрабатывались преимущественно месторождения сухого метанового газа, в котором суммарное содержание тяжелых углеводородов, как правило, не превышало 2%. Это позволяло относительно легко поддерживать практически однородный состав газа во всей газотранспортной системе, а потребитель стабильно и гарантировано получал газ одинакового состава и теплоты сгорания. Однако к настоящему времени отечественные ресурсы сухого метанового газа из сеноманских залежей Западной Сибири в значительной степени истощены, и в ближайшее время ожидается достаточно резкий переход газовой отрасли на более широкое использование жирных этансодержащих газов. По имеющимся оценкам, их доля в первичных ресурсах газа Западной Сибири составляет 31%, а в перспективных месторождениях Восточной Сибири, которые являются главным резервом будущей отечественной газодобычи, их доля составляет уже 44% [1-3]. Неизбежная и уже близкая перспектива широкого использования этансодержащих газов и газов газоконденсатных месторождений делает проблематичной возможность поддержания стабильного состава газа в газотранспортной системе страны. Как отмечалось в [3], существующие в газодобывающих регионах мощности по переработке газа в несколько раз ниже прогнозных значений добычи этансодержащих газов, что делает неизбежной подачу в газотранспортную систему газов с высоким содержанием тяжелых углеводородов и, соответственно, высокой теплотой сгорания, значительно превышающей теплоту сгорания метана. Это влечет за собой большой комплекс сложных проблем, наиболее важные среди которых:
Например, изменение теплотворной способности топливного газа в результате изменения его состава влияет на выход вредных продуктов сгорания, производительность и стабильность горения в камере сгорания типовых газотурбинных установок (ГТУ). Изменение состава газа, связанное с появлением тяжелых фракций, может привести к появлению вибрационного горения, которое ведет к разрушению элементов конструкции ГТУ. Особенно чувствительными в этом плане являются современные энергетические газовые турбины с «сухими» низкоэмиссионными горелками. В России параметры поставляемого потребителям природного газа определяет ГОСТ 5542-87 «Газы горючие природные для промышленного и коммунально-бытового назначения» [4]. Согласно ГОСТ 5542-87, в поставляемом газе регламентируется только низшая теплота сгорания (не менее 31,8 МДж/м3 или 7600 ккал/м3 при стандартных условиях). Число Воббе, которое является одним из основных критериев взаимозаменяемости газообразных видов топлива, согласно ГОСТа может изменяться в очень широких пределах от 41,2 до 54,5 МДж/м3 (от 9850 до 13000 ккал/м3), т.е. в диапазоне почти 30%. В настоящее время все расчеты за поставляемый внутри страны природный газ ведутся на основании объема поставки, а не его теплоты сгорания. При непостоянном составе газа это делает трудным для конечного потребителя расчет реальной потребности в нем и определение реального количества произведенной тепловой энергии. Переменный состав поставляемого природного газа влечет также проблемы с оптимальной адаптацией, особенно для небольших потребителей и коммунального хозяйства, используемых горелочных устройств как в части расхода газа, так и снижения эмиссии вредных выбросов. Мощные современные горелочные устройства, применяемые на крупных ТЭЦ и в промышленности, используют принцип ступенчатого сжигания топлива [5], что позволяет оптимизировать соотношение подачи топлива и воздуха для обеспечения полноты сгорания топлива и снижения эмиссии несгоревших углеводородов, СО и NOx [5,6]. Но бытовые и маломощные горелочные устройства лишены подобной возможности. Важность учета реальной теплоты сгорания природного газа подтверждается тем, что практически все операции по сбору, транспортировке, распределению и торговле газом в США и Европе осуществляются на основе именно этого, а не объемного фактора. Кроме того, природный газ в Европе, согласно Европейскому стандарту EN 437 [7]., разделен на высококалорийный (Н) и низкокалорийный (L) газ, которые не смешиваются и подаются по раздельным сетям. Низкокалорийный газ (категория L) поступает в основном из Нидерландов и широко используется в местных сетях таких стран, как Нидерланды, Франция, Бельгия и Германия. Он используется в основном потребителями в коммунальном секторе, мелком бизнесе и на небольших производствах. Число Воббе такого газа лежит в пределах от 40 до 45 МДж/м3 в отличие от высококалорийного газа (категория Н), имеющего число Воббе в пределах от 45 до 55 МДж/м3 и использующегося, в основном, в промышленном секторе [8]. (Нидерланды используют только низкокалорийный газ категории Н). Большинство европейских стран использует именно индекс Воббе в качестве средства для оценки уровня экологической чистоты при сжигании природного газа. При высоких значениях индекса Воббе топливо сгорает не полностью, и поэтому высок уровень эмиссии СО, хотя сам процесс горения протекает более интенсивно. Согласно рекомендациям Европейской технической ассоциации газовой промышленности Marcogaz, нижнее и верхнее значения индекса Воббе должны быть 47,0 МДж/м3 и 54,0 МДж/м3, соответственно. Кроме того, Marcogaz предлагает ограничивать максимальную плотность газа для снижения сажеобразования при горении. В целом, индекс Воббе природного газа, распределяемого по национальным газовым сетям европейских стран, изменяется в более узких пределах (менее 20%), чем российского газа, определяемого ГОСТ 5542-87 и отклоняется от индекса Воббе газа стандартного состава G20 (50,72 МДж/м3) не более чем на 13% (Табл. 1) [9]. Таблица 1. Минимальное (WobbeMin) и максимальное (WobbeMax) значения индекса Воббе, а также его отклонение от индекса Воббе для газа референтного состава G20 (50,72 МДж/м3) в природном газе, подаваемом по национальным сетям различных европейских стран. Таким образом, основным параметром, который необходимо регулировать при подаче газа потребителю, является число Воббе, которое рассчитывается по формуле WI = QH /(prнy / pвнy)05, где QH — низшая объемная теплота сгорания газа, МДж/м3; ргну и рвну - плотность топливного газа и атмосферного воздуха, соответственно, при нормальных условиях. Этот индекс прямо пропорционален термической мощности, подаваемой в горелочное устройство, а отношение воздух/газ ему обратно пропорционально. Поэтому сжигание газа с высоким числом Воббе может приводить при горении к образованию богатых смесей и, соответственно, их недогоранию, высокому выходу СО, сажи, проблемам с воспламенением в газовых двигателях и турбинах. В свете изложенного выше, одна из острых проблем, стоящих перед отечественной газовой отраслью, - разработка методов стандартизации теплоты сгорания газа (числа Воббе газа), подаваемого конечному потребителю в условиях переменного состава газа в самой газотранспортной системе. С этой точки зрения разработанные компанией ООО «Экопромгаз» предложения по стандартизации теплоты сгорания подаваемого конечному потребителю газа за счет его частичного, в пределах 6-7% разбавления атмосферным воздухом непосредственно на газорегуляторных пунктах (ГРП) и автоматических газораспределительных станциях (АГРС), представляются очень своевременными и перспективными. Суть предложения состоит в модернизации газорегуляторных пунктов и газорегуляторных установок для оснащения их оборудованием, позволяющим, помимо снижения давления газа, перед подачей газа конечному потребителю подмешивать к нему небольшую добавку атмосферного воздуха, и тем самым приводить состав подаваемой на сжигание смеси к единой теплоте сгорания. Объем добавляемого воздуха определяется калорийностью исходного газа и регулируется автоматически в пределах 4-7% об. Ввод воздуха в газовый поток производится за счет его эжекции и не требует дополнительного компрессорного оборудования и расхода энергии. Более того, он позволяет экономить часть электроэнергии, расходуемой в воздуходувных аппаратах при принудительной подаче воздуха в горелочное устройство. За время прохождения полученной газовоздушной смеси по газовому тракту до горелочного устройства происходит полное перемешивание газа и добавляемого воздуха, что практически невозможно обеспечить при вводе воздуха непосредственно в горелку. Наличие дополнительного воздуха в смеси обеспечивает большую полноту сгорания газа и более низкий уровень эмиссии несгоревших углеродов и СО, а также NOx. Это достигается за счет сжигания более бедной и лучше перемешанной газовоздушной смеси и, соответственно, более низкой температуры продуктов сгорания. Более высокая полнота сгорания топлива повышает эффективность его использования и позволяет экономить до 5% топлива от его первоначального расхода, что в условиях массового применения этого метода позволит только в системе ЖКХ страны экономить до 7 млрд м3 газа в год. Единая теплота сгорания газа, подаваемого в бытовые и производственные горелочные устройства откроет возможность для оптимизации их конструкции и реального повышения КПД. Добавление нескольких процентов воздуха в природный газ низкого давления непосредственно перед подачей конечному потребителю не влечет каких-либо проблем с безопасностью использования газа или его негативным влиянием на оборудование. Верхний концентрационный предел распространения пламени в газовоздушных смесях при атмосферном давлении составляет для концентрации воздуха 85% [10,11], что несопоставимо с его долей, подмешиваемой к газу в данном случае. Эффективность предлагаемой технологии для снижения расхода газа и эмиссии экологически вредных продуктов сгорания подтверждена данными эксплуатации Блочной автоматической газосмесительной и газораспределительной системы БАГС-РС-5 на ФГУП ПО им. Серго в г. Зеленодольск Республики Татарстан (пропускная способность по газу – 5 тыс. м3/ч). Согласно результатам испытаний при работе котла ДКВР-20/13 с использованием системы БАГС-РС-5, добавление к топливному газу 4,68% воздуха приводит к снижению эмиссии NO на 11,9%, NO2 – на 8,8%. При добавлении 6,2% воздуха снижение эмиссии NO составило 20,5%, NO2 – 17,2%. Температура отходящих газов снизилась с 170оС до 150оС и 143оС, соответственно, а КПД котла повысился с 88,43% до 90,62% и 90,95%, соответственно. Удельный расход газа на 1 Гкал произведенного тепла снизился с 160,9 кг до 156,9 кг и 156,42 кг. Экономия газа составила 4,5-5%. Также снизился ток, потребляемый вентиляторами дымососа – с 63А до 50А и 46А, соответственно, что свидетельствует о снижении расхода электроэнергии на работу дымососа. Аналогичные испытания были проведены при работе котла ПТВМ-30. При добавлении к топливному газу 4,68% воздуха снижение эмиссии NO составило 8,1%, NO2 – 8,4%. При добавлении 6,2% воздуха снижение эмиссии NO составило 10,8%, NO2 – 8,8%. Температура отходящих газов снизилась с 165оС до 144оС и 141оС, соответственно, а КПД котла повысился с 89,09% до 90,56% и 90,80%, соответственно. Удельный расход газа на 1 Гкал произведенного тепла снизился с 160,3 кг до 157,7 кг и 157,3кг. Экономия газа составила 4,5-5%. Ток, потребляемый вентиляторами дымососа, снизился с 60А до 58А. Таким образом, продемонстрирована эффективность предварительного разбавления подаваемого на сжигание газа атмосферным воздухом. В связи с этим с 17 февраля 2009 г. система БАГС-РС-5 была введена в постоянную эксплуатацию. Основные преимущества, реализуемые при внедрении предлагаемой модернизации газораспределительных пунктов на базе системы БАГС-РС:
Стимулом для широкого внедрения системы БАГС-РС может служить наличие в Российской Федерации десятков тысяч предприятий промышленной и коммунальной сферы с истекающим сроком безопасной эксплуатации газорегуляторных пунктов и установок. Это позволяет в плановом порядке провести их модернизацию на основе предлагаемой системы унификации качества газового топлива, подаваемого в горелочные устройства. При этом помимо сокращения эмиссии вредных продуктов сгорания и повышения КПД действующих установок в масштабах страны может быть достигнута экономия до 7 млрд м3 природного газа в год. Литература
Заведующий лабораторией окисления углеводородов Учреждения Российской академии наук Института химической физики им. Н.Н.Семенова РАН, д.х.н., профессор В.С.Арутюнов |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 |
Управление персоналом предприятия Анализ системы управления и финансовых показателей компании ООО «Производственный комплекс» 20 |
|
I. Иностранные инвестиции и их значение 6 Iii. Проект с использованием иностранных инвестиций. Завод по переработки и производству молочной продукции ООО "Кампина" 46 |
 |
«О введении государственного образовательного стандарта основного общего образования (фгос ооо)» Ввести в действие проект модернизации образовательной системы основной ступени школы в соответствии с фгос нового поколения в виде... |
|
Содержание Резюме Сводка данных о предприятии Предлагаемые процедуры инвестирования «Русь. Время мечей» первый проект полнометражного исторического художественного фильма компании «Ра-Свет Продакшн». Мы постоянно... |
|
Интервью с Алексеем Сонком, президентом компании «нка-групп» Из интервью с Алексеем Сонком, президентом компании «нка-групп», производящей ноутбуки iRU |
|
Курсовой проект по курсу “Схемотехника эвм” Автор: студент группы 220281 Данилин А. Н Курсовой проект предназначен для приобретения навыков по схемотехническому проектированию несложных цифровых устройств |
|
Проект районной творческой группы учителей русского языка и литературы «Академия творчества» Проект направлен на создание условий для оптимальной социальной и творческой самореализации личности, интеллектуального и мыслительного... |
|
Задачами курсового проекта являются Курсовой проект предназначен для приобретения навыков по схемотехническому проектированию несложных цифровых устройств. Проект базируется... |
|
Проект (кип) «международная молодежная лаборатория» Автор идеи: В.... Причины создания и реализации комплексного инновационного проекта (далее кип) «Лаборатория» |
|
Технический отчет п-21/11-ии екатеринбург 2011 ООО «ГеоМэп» Свидетельство сро Настоящий отчет составлен на объём инженерно-геологических работ выполненных ООО «ГеоМэп» в декабре 2011 г |