о компании продукция эксплуатация новости
сервис применение публикации контакты
статья "Системы подготовки газа «ЭНЕРГАЗ-Enerproject» в энергетике" Версия для печати

                                                                                                                                                                            скачать статью в формате PDF

Газ для энергетики

Что такое газ для энергетики? Это не просто один из видов топлива. Газ занимает в топливном балансе российской электроэнергетики первое место - 54%. Это оправдано не только тем, что около 40% мировых запасов газа сосредоточено в нашей стране. На сегодня газ в два раза эффективнее, чем уголь. Из 1 кг угля вырабатывается не более 7 кВт.ч электроэнергии. Сравнимый объем газа дает до 14 кВт.ч.

Ради объективности отметим, что на атомных станциях, где для получения тепла используется физический процесс деления ядер урана, 1 кг ядерного топлива дает 120 тыс. кВт.ч энергии. АЭС на быстрых реакторах рассчитаны на 24 млн. кВт.ч электроэнергии от 1 кг топлива. Технологии, основанные на термоядерном синтезе, позволят получать из 1 кг топлива 60 млн. кВт.ч.  Впечатляющее энергетическое будущее!

Однако темпы реконструкции энергетических мощностей надо наращивать уже сегодня. Специалисты предупреждают, что к 2020 году более 70% генерирующего оборудования на тепловых электростанциях исчерпает свой ресурс. О приоритете парогазовых и газотурбинных электростанций говорит также планируемая структура производства электроэнергии: ТЭС – 66%, АЭС – около 21%, ГЭС – свыше 13%.

           

Поэтому ближайшее развитие электроэнергетики связано с переходом от паровых турбин к парогазовому циклу и применению современных газовых турбин. Модернизация тепловых электростанций поднимет средний кпд с «классических» 34% до 45% и выше, что приведет к значительной экономии топлива. Существует, кстати, прямая зависимость: чем выше кпд турбины, тем жестче требования к подготовке газа. Роль газоподготовки резко возрастает.

Газоподготовка – это комплекс технологических мероприятий для получения и подачи к турбине топливного газа строго определенного качества по содержанию компонентов и примесей, температуре, влажности, давлению. Эти параметры необходимо обеспечивать на протяжении всего срока эксплуатации газовой турбины.

Такая  работа требует поистине швейцарской точности и надёжности. Именно поэтому многие инвесторы, проектировщики, генеральные подрядчики энергетических проектов отдают предпочтение системам газоподготовки «ЭНЕРГАЗ-Enerproject», специально созданным швейцарскими инженерами промышленной группы ENERPROJECT для различных типов газа и условий эксплуатации, включая экстремальные.

Системы газоподготовки «ЭНЕРГАЗ-Enerproject»

В системы газоподготовки «ЭНЕРГАЗ-Enerproject» входят дожимные компрессорные установки (ДКУ) Enerproject и при необходимости блоки подготовки топливного газа (БПТГ) ЭНЕРГАЗ. Первостепенная задача, которую они успешно решают наряду с  компримированием, – это удаление из газа твердых и жидких фракций. Присутствие твердых загрязнений в топливном газе, как правило, ограничивается величиной 0,5-1 мг/м3, при максимальном размере частиц 10-40 микрон. Жидкая фракция, включающая остаточное масло, воду, конденсат углеводородов, не должна превышать величину 2-5 ррm (ррm – миллионная часть объема). Для современных камер сгорания этот показатель может достигать 0,5-1 ррm, что является крайне высоким критерием.

                               

Гарантированное достижение этих параметров зависит от качества исходного газа и температуры нагнетания. Температура подачи топливного газа варьируется в широком диапазоне +40...+150°С, что зависит от конструкции газовой турбины и исходного газа. Например, газы, которые в условиях нагнетания имеют высокую точку росы, наиболее сложные в подготовке для турбин, требующих низкую температуру нагнетания. Во избежание выпадения конденсата, температуру топливного газа требуется удерживать в очень узком «коридоре» - не ниже точки росы, но не выше требований по эксплуатации газовой турбины.

Мы уже рассказывали об особенностях  газодожимного оборудования Enerproject. Поэтому подробнее остановимся на блоках подготовки газа.

Блоки подготовки топливного газа

БПТГ – это важный элемент предварительной подготовки и контроля качества газа перед его подачей в ДКУ, а затем на турбину. Специалисты предусмотрительно включают БПТГ в проекты энергообъектов, тем самым добиваясь существенного продления сроков службы ДКУ и газовых турбин, снижения затрат на их обслуживание.

БПТГ ЭНЕРГАЗ по требованиям заказчиков комплектуется блоком сепарации газа, узлом коммерческого учета газа с коррекцией его объема по температуре и давлению, анализатором компонентного состава газа и его теплотворной способности, прибором измерения точки росы по влаге и углеводородам, каналом редуцирования газа, дополнительной линией измерения малого расхода. Система управления БПТГ обеспечивает автоматическую работу, контроль технологических защит и блокировок, местный и дистанционный мониторинг рабочих параметров и дистанционное управление с верхнего уровня АСУ ТП. 

Блок сепарации газа в составе БПТГ ЭНЕРГАЗ включает две линии фильтрации (рис.1) с пропускной способностью 100% потока или три линии фильтрации (рис.2) с пропускной способностью каждой по 50% потока. Газовые фильтры в каждом проекте выбираются в зависимости от состава газа, количества механических примесей и жидких фракций в исходном газе. Большей частью используются газовые фильтры двухступенчатой очистки со сменными фильтрующими элементами (картриджами). Такие фильтры обеспечивают высокую степень удаления капельной жидкости и механических примесей при расчетном перепаде давления. На входе  фильтра самые крупные и тяжелые частицы оседают на дно. Затем газ проходит через две ступени фильтрующих элементов, где задерживаются даже самые мелкие частицы, и в верхнюю часть фильтра газ выходит уже чистым. Такой метод фильтрации позволяет менять тип фильтрующих элементов или их комбинацию для  оптимизации эффективности очистки при изменении состава и характеристик поступающего газа.

  Рис.1          Рис.2  

В случае повышенной влажности газа применяются фильтры с вихревой решеткой на первой ступени фильтрации и последующей финишной очисткой фильтрующими элементами. Прохождение потока газа через вихревую решетку первой ступени фильтра создает завихрения,  вызывает срыв потока и последовательное снижение и повышение давления. Происходит конденсация жидких примесей газа. В качестве абсорбента используется собственный газовый конденсат.

Эффективность очистки газа через БПТГ достигает 99% для твердых частиц и капельной влаги размером не менее 10 микрон. Основные технические параметры БПТГ представлены в таблице.

              

Фильтры оснащены датчиками и индикаторами контроля давления, перепада давления, уровня газового конденсата, а также продувочными и сбросными трубопроводами с предохранительными клапанами. Продукты очистки из накопителей фильтров-сепараторов сбрасываются в дренажную емкость автоматически. Уровень газового конденсата в фильтрах и в наружной накопительной емкости устанавливается и поддерживается на заданном значении системой автоматического управления БПТГ.

Для быстрого доступа к фильтрующим элементам, их очистки или замены в БПТГ предусмотрена надстройка укрытия над фильтрами с площадкой обслуживания и талями для снятия верхних торцевых крышек фильтров. В случае необходимости БПТГ оснащается блоками осушки на основе адсорбционных осушителей и подогрева газа. 

После очистки и осушки газ попадает в узел учета газа БПТГ, состоящий из одной или двух измерительных линий с измерительной способностью 100% потока и линии байпаса (в случае одной измерительной линии). Коммерческий или технологический учет объема газа проводится измерением его объема и объемного расхода в рабочих условиях и автоматическим приведением измеренного объема газа  к стандартным условиям (по ГОСТу 5542-87) в зависимости от давления, температуры и коэффициента сжимаемости газа. Применяются преимущественно расходомеры турбинного и ультразвукового типов, данные с которых поступают на корректоры-вычислители (flowcomputers).

                             

В итоге система учета газа БПТГ выполняет следующие функции: 

  • регистрация величин объема, измеренного расходомерами по каждой измерительной линии;
  • измерение температуры и абсолютного давления газа по каждой измерительной линии;
  • вычисление коэффициента сжимаемости газа;
  • вычисление коэффициента коррекции и величины объема газа при стандартных условиях;
  • вычисление объемного расхода газа при рабочих и стандартных условиях;
  • индикация измеренных и вычисленных физических величин на каждой линии на жидкокристаллических дисплеях корректоров объема газа;
  • передача измеренных и расчетных данных по протоколу Modbus с корректоров на систему управления  БПТГ и при необходимости в другие системы контроля;
  • обработка аварийных сигналов тревоги и их ретрансляцию по протоколу Modbus  на систему управления  БПТГ и при необходимости в другие системы контроля;
  • ведение архивной базы измеренных значений объема газа и журнала событий. 

Проекты «ЭНЕРГАЗА»

Компания «ЭНЕРГАЗ», входящая в швейцарскую промышленную группу ENERPROJECT, осуществляет поставку, шефмонтаж, пусконаладку газодожимного оборудования и блоков подготовки топливного газа, обучение персонала заказчика, оперативное обеспечение запасными частями, сервисное обслуживание на всей территории России и в странах СНГ.

Специалисты «ЭНЕРГАЗА» участвуют в реализации проектов инвестиционных программ модернизации и строительства объектов энергетики. Среди них, например, инвестпрограмма «Диадема» компании «КЭС-Холдинг». По этой программе в десяти регионах России к 2015 году создаются 16 энергообъектов мощностью от 10 до 440 МВт, символически названных именами драгоценных или полудрагоценных камней. Так, проект модернизации Сызранской ТЭЦ получил название «Волжский агат» - и это настоящее богатство для города. Здесь новая ПГУ-225, состоящая из двух газотурбинных установок Frame 6FA (GE) электрической мощностью по 75 МВт и паровой турбины SST-600 (Siemens) мощностью 75 МВт, заменила парк устаревших турбин и увеличила установленную мощность станции более чем на 53% - с 255 МВт до 392 МВт.

Необходимую очистку, компримирование и учет топливного газа для турбин этого энергоблока обеспечивает система газоподготовки «ЭНЕРГАЗ-Enerproject» – три ДКУ типа EGSI-S-350/1600 WA и БПТГ марки GS-FME-5000/12. Весь комплекс работ по вводу системы газоподготовки в эксплуатацию провели специалисты «ЭНЕРГАЗА». Как, впрочем, и на объекте «Кремень» (модернизируемая Новокуйбышевская ТЭЦ-1), который также входит в программу «Диадема».

                  

В настоящее время около 110 ДКУ Enerproject и БПТГ ЭНЕРГАЗ эффективно эксплуатируются на предприятиях энергетической и нефтегазовой отраслей. Более 50-ти установок и блоков находятся на различных стадиях подготовки к запуску. Наработан значительный опыт газоподготовки для турбин General Electric, Siemens, Solar, Turbomach, Pratt&Whitney, Rolls-Royce, Kawasaki, НПО «Сатурн», КМПО, ПМЗ, «Авиадвигатель» (диаграмма 1).

В заключение отметим, что высокая эффективность систем газоподготовки «ЭНЕРГАЗ-Enerproject» достигается благодаря комплексу следующих преимуществ: 

  • изготовление оборудования по индивидуальным требованиям (на основе оригинальных инженерных решений, учитывающих особенности эксплуатации и состав исходного газа);
  • максимальная степень заводской готовности при поставке;
  • полная автоматизация процесса управления;
  • возможность эксплуатации при низких коэффициентах сжатия и крайне низких значениях входного давления;
  • гибкая система поддержания требуемой температуры газа;
  • высокоэффективные фильтры и сепарационные системы;
  • компактная конструкция в модульном или внутрицеховом исполнении;
  • работа на разнообразных по составу различных типах газа (диаграмма 2);
  • подтвержденный коэффициент надежности – 99%;
  • оптимальное соотношение стоимости, качества и надежности.

 диаграмма 1                                                                                                                                                                                           диаграмма 2

                                    

© 2009 «Энергаз».
почта:

info@energas.ru

Адрес:

Москва, Б. Почтовая 55/59, стр. 1
Тел.: +7 (495) 589-36-61,
Факс:+7 (495) 589-36-60