Проект компании ООО «Экопромгаз»




Скачать 99.63 Kb.
НазваниеПроект компании ООО «Экопромгаз»
Дата публикации13.06.2014
Размер99.63 Kb.
ТипДокументы
literature-edu.ru > География > Документы


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:

  • Обеспечение стабильности работы конечных потребителей газа, начиная от коммунально-бытовых горелочных устройств и кончая крупными ТЭЦ;

  • Экономичное расходование поставляемого газа с учетом его реальной теплоты сгорания;

  • Минимизация эмиссии экологически проблемных продуктов сжигания;

  • Рационализация системы расчетов с потребителями за поставляемый газ.

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:

  • Приведение теплоты сгорания и числа Воббе подаваемых газов к единому значению независимо от колебаний состава газа в газотранспортной системе.

  • Экономия потребляемого газа ~5%.

  • Снижение вредных выбросов в атмосферу 10%.

  • Повышение КПД котлов на 2%.

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


  1. А.И. Гриценко. Концепция развития региональной газопереработки и газохимии в Российской Федерации на период до 2030 года. III Международный газохимический форум. 7-8 сентября 2011, Казань. Материалы доклада.

  2. Российская газовая энциклопедия. Гл. ред. Р.И.Вяхирев. М.: Изд-во Большая Российская энциклопедия, 2004.

  3. А.Э. Конторович. Сырьевая база нефтехимии Западной Сибири и перспективы развития отрасли в первые десятилетия XXI века. III Международный газохимический форум. 7-8 сентября 2011, Казань. Материалы доклада.

  4. ГОСТ 5542-87. Газы горючие природные для промышленного и коммунально-бытового назначения.

  5. Друскин Л.И. Эффективное использование природного газа в промышленных установках. Справочник. М.: Энергоатомиздат. 1992.

  6. Ходаков Ю.С. Оксиды азота и теплоэнергетика. М.: ООО «ЭСТ-М», 2001, -432 с.

  7. European Standard EN 437 (http://www.sarm.am/docs/437.pdf)

  8. M.M. Foss. Interstate Natural Gas – Quality, specification & interchangeability. Center for Energy Economics. Energy Economics Research at the Bureau of Economic Geology. 2004. (http://www.beg.utexas.edu/energyecon/lng/documents/CEE_Interstate_Natural_Gas_Quality_Specifications_and_Interchangeability.pdf)

  9. T. Williams. European Gas Interchangebility. GL Industrial Services. http://www.igu.org/html/wgc2009/papers/docs/wgcFinal00086.pdf

  10. Пожарная опасность веществ и материалов, применяемых в химической промышленности. Справочник. Под ред. Рябова И.В. М.: Химия, 1970.

  11. А.И. Розловский Взрывобезопасность паро-газовых систем в технологических процессах. М.: Химия. 1973.



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:

Проект компании ООО «Экопромгаз» iconУправление персоналом предприятия
Анализ системы управления и финансовых показателей компании ООО «Производственный комплекс» 20

Проект компании ООО «Экопромгаз» iconI. Иностранные инвестиции и их значение 6
Iii. Проект с использованием иностранных инвестиций. Завод по переработки и производству молочной продукции ООО "Кампина" 46

Проект компании ООО «Экопромгаз» icon«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...

Проект компании ООО «Экопромгаз» iconСодержание Резюме Сводка данных о предприятии Предлагаемые процедуры инвестирования
«Русь. Время мечей» первый проект полнометражного исторического художественного фильма компании «Ра-Свет Продакшн». Мы постоянно...

Проект компании ООО «Экопромгаз» iconИнтервью с Алексеем Сонком, президентом компании «нка-групп»
Из интервью с Алексеем Сонком, президентом компании «нка-групп», производящей ноутбуки iRU

Проект компании ООО «Экопромгаз» iconКурсовой 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 компании ООО «Экопромгаз» iconПроект 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...

Проект компании ООО «Экопромгаз» iconЗадачами курсового проекта являются
Курсовой проект предназначен для приобретения навыков по схемотехническому проектированию несложных цифровых устройств. Проект базируется...

Проект компании ООО «Экопромгаз» iconПроект (кип) «международная молодежная лаборатория» Автор идеи: В....
Причины создания и реализации комплексного инновационного проекта (далее кип) «Лаборатория»

Проект компании ООО «Экопромгаз» iconТехнический 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

Литература


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
literature-edu.ru
Поиск на сайте

Главная страница  Литература  Доклады  Рефераты  Курсовая работа  Лекции