Газпром трансгаз Саратов получил патент на изобретение способа ультразвуковой обработки горелочных устройств стационарных газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и установки «Резонанс», с помощью которой восстанавливаются газодинамические и экологические характеристики агрегатов компрессорных станций (КС).
Как сообщает 2 августа 2017 г компания, патент был выдан в июле 2017 г в Федеральной службе по интеллектуальной собственности.
Способ ультразвуковой обработки с 2016 г применяется при текущем и капитальном ремонте ГПА во всех линейно-производственных управлениях магистральных газопроводов (МГП) предприятия.
По итогам опытной эксплуатации установки была подтверждена экономическая эффективность применения нового способа очистки за счет экономии топливного газа и снижения выбросов вредных веществ в атмосферу при работе ГПА.
Как рассказал глава Газпром трансгаз Саратов Л. Чернощеков, это 1 из почти 500 новаторских предложений, которые были внедрены на объектах предприятия в 2016 г.
Работники компании активно участвуют в изобретательской и рационализаторской деятельности, повышая эффективность работы оборудования и улучшая его экологические характеристики.
В настоящее время проводится работа по организации серийного производства установки Резонанс.
1 из основных элементов ГПА газотурбинных установок на основе конверсионных реактивных двигателей являются камеры сгорания.
Паспортными данными регламентируются определенная мощность, частота вращения ротора турбины и выбросы в окружающую среду соединений классов СОх и NOх.
Горелочные устройства ГПА имеют до 137 рабочих отверстий малого диаметра (0,8–1,0 мм), которые расположены в 10 пилонах (радиальных трубках) во взаимно перпендикулярных плоскостях, а также в центральном корпусе.
Пилоны закрыты сдвоенным кольцевым кожухом, в котором расположены лопатки-завихрители потока воздуха, поступающего в камеру сгорания за счет эжекции.
В процессе эксплуатации выявляется нарушение требуемых параметров горения газовоздушной смеси, что приводит к снижению фактической мощности ГПА, а также повышенному содержанию соединений СОх и NOх , что сказывается отрицательно на экологических показателях агрегата.
Такие нарушения проявляются задолго до выработки горелочным устройством паспортного ресурса, что приводит к росту непроизводительных расходов предприятий-транспортировщиков природного газа.
1й из причин указанных нарушений - уменьшение суммарного проходного сечения каналов и отверстий вследствие образовавшихся в ходе эксплуатации химических отложений.
Сейчас эффективным методом очистки изделий машино - и приборостроения от загрязнений разной природы является ультразвуковая очистка в моющих средах.
Однако, вследствие конструктивной сложности горелочного устройства, содержащего множество «теневых» для распространения ультразвуковых волн зон, известные технологические схемы общей ультразвуковой очистки малоэффективны.
Специалисты провели исследования и опыты, в результате которых были определены технические возможности восстановления работоспособности горелочных устройств путем исследования новой схемы ультразвуковой очистки каналов от отложений.
Анализ результатов и иследования химического состава отложений в каналах горелочных устройств, демонтированных из различных ГПА, позволяет сделать следующие выводы: химический состав отложений в пробах принципиально отличается содержанием углерода и различием в составе отложений.
В пробах содержится примерно одинаковое количество кислорода и железа.
Элементы, характерные для углеводородного сырья и наиболее вероятные для присутствия в составе магистрального газа в качестве загрязнений, составляют не более 7–14 массовых % от других элементов.
То есть, причина зашлакованности отверстий и каналов в горелочных устройствах может заключаться также в продуктах взаимодействия природного газа и кислорода атмосферного воздуха, поступающего в смесь за счет эжекции, с материалом корпуса и пилонов при высоких температурах длительного нагрева.
Поэтому для очистки можно использовать моющие средства, рекомендуемые для удаления продуктов химической коррозии металлов.
Для очистки специалисты использовали ультразвуковую ванну емкостью 10 л с 5-ю пьезокерамическими преобразователями с резонансной частотой 22 кГц.
Питание ванны осуществлялось от ультразвукового генератора УЗГ-И разработки ООО «Ультразвук-ТЕО» мощностью 1,5 кВт.
В донной зоне ультразвуковой ванны обеспечивалась регулировка интенсивности ультразвука в диапазоне 0,8–1 Вт/ см 2 . В качестве моющей жидкости использовали 10% водный раствор « Вертолина-74 ».
Время одного цикла очистки изменяли от 2 до 5 минут.
Результаты очистки оценивали по внешнему виду проблемных зон и по следующей методике: эталонное (до эксплуатации) горелочное устройство помещали в герметичный цилиндр специального стенда; осуществляли через него накачку воздуха в цилиндр до получения избыточного давления 0,4 кГ / см 2 и замеряли кинетику роста давления (время набора каждого 0,1 кГ / см 2 давления), а также общее время набора давления.
В ходе опытов получены следующие результаты:
- При общей очистке в ультразвуковой ванне наблюдалось видимое разрушение отложений вблизи отверстий на пилонах и уменьшение площади отложений на корпусе;
- После 1го цикла очистки жидкость в ванне приобретала ржавый оттенок, на дне скапливался черный шлам;
- После ее замены и второго цикла очистки жидкость становилась более светлой, количество шлама уменьшалось.
- После 3го цикла шлам не наблюдался, однако – пропускная способность горелочного устройства была восстановлена не более чем на 85%.
Таким образом, экспериментальные исследования показали принципиальную возможность восстановления первичных параметров горелочного устройства после ультразвуковой очистки по специальной схеме с сочетанием общего и местного контактного ультразвукового воздействия.
Газпром трансгаз Саратов - дочка Газпрома.
Газотранспортная система, эксплуатируемая компанией, позволяет регулировать и перераспределять потоки природного газа из Западной Сибири, Центральной Азии, Оренбуржья и трех саратовских подземных хранилищ газа (ПХГ).
В зоне эксплуатационной ответственности предприятия — более 7 тыс км МГП и газопроводов-отводов, 29 компрессорных цехов, 169 газоперекачивающих агрегатов суммарной мощностью 1,3 млн кВт.
215 газораспределительных станций обеспечивают газом около 4 млн человек — жителей Саратовской, частично Тамбовской и Пензенской областей.
В эксплуатации находится 6 автомобильных газовых наполнительных компрессорных станций (АГНКС).
