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!
Реальность, однако, такова: темпы реконструкции энергетических мощностей надо наращивать уже сегодня. Специалисты предупреждают, что к 2020 году более 70% генерирующего оборудования на ТЭС исчерпает свой ресурс. Поэтому ближайшее развитие электроэнергетики связано с переходом от паровых турбин к парогазовому циклу и применению современных газовых турбин. О приоритете парогазовых и газотурбинных электростанций говорит планируемая структура производства электроэнергии: ТЭС – 66%, АЭС – около 21%, ГЭС – свыше 13%.
В итоге модернизации средний кпд тепловых электростанций поднимется с «классических» 34% до 45% и выше, что приведет к значительной экономии топлива. Здесь, кстати, существует прямая зависимость: чем выше кпд турбины, тем жестче требования к подготовке газа. Роль газоподготовки резко возрастает.
Подготовка газа – 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 от +40 до +150°С, что зависит от конструкции газовой турбины и исходного газа. Например, газы, которые в условиях нагнетания имеют высокую точку росы, наиболее сложны в подготовке, особенно для газовых 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 неоднократно рассказывали об особенностях и преимуществах газодожимного оборудования, производимого ENERPROJECT group. 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. 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.
Оборудование производится с учетом климатических условий, в том числе в арктическом, блочно-модульном (контейнерном) или открытом исполнении. Предлагаемые ДКУ и БПТГ оснащаются собственными системами вентиляции, обогрева, газо- и пожарообнаружения, пожаротушения, автоматического управления. Работа ведется с различными типами исходного газа (природным, попутным нефтяным, биогазом, шахтным и пр.).
Блок сепарации газа в составе БПТГ ЭНЕРГАЗ обычно включает две линии фильтрации с пропускной способностью 100% потока или три линии фильтрации с пропускной способностью 50% потока (рис.1,2).
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.
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 табл.
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, 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 осуществляется 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:
• регистрацию 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;
• индикацию измеренных и вычисленных физических величин на каждой линии на
жидкокристаллических дисплеях корректоров объема газа;
• передачу измеренных и расчетных данных по протоколу Modbus с корректоров на систему
управления БПТГ и при необходимости в другие системы контроля;
• обработку 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 значимых 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-235, состоящая из двух газотурбинных установок Frame 6FA (GE) электрической мощностью по 80 МВт и паровой турбины SST-600 (Siemens) мощностью 75 МВт, заменит парк устаревших турбин и увеличит установленную мощность станции более чем на 53% - с 255 до 392 МВт.
Необходимую очистку, компримирование и учет топливного газа для турбин этого энергоблока обеспечит 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 проводят специалисты ЭНЕРГАЗА. Как, впрочем, и на объекте «Кремень» (модернизируемая Новокуйбышевская ТЭЦ-1), который также входит в программу Диадема.
.png)
В настоящее время около 110 ДКУ Enerproject и БПТГ ЭНЕРГАЗ эффективно эксплуатируются на предприятиях энергетической и нефтегазовой отраслей. Более 50-ти компрессорных установок и блоков подготовки газа 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.
В заключение отметим, что высокая эффективность систем газоподготовки «ЭНЕРГАЗ-Enerproject» достигается благодаря комплексу следующих преимуществ:
• изготовлению оборудования по индивидуальным требованиям (на основе оригинальных инженерных решений, учитывающих особенности эксплуатации и состав исходного газа);
• максимальной степени заводской готовности при поставке;
• полной автоматизации процесса управления;
• возможности эксплуатации при низких коэффициентах сжатия и малых давлениях;
• гибкой системе поддержания требуемой температуры газа;
• высокоэффективным фильтрам и сепарационным системам;
• подтвержденному коэффициенту надежности – 99%;
• оптимальному соотношению стоимости, качества и надежности.
Компания ЭНЕРГАЗ (швейцарский промышленный холдинг ENERPROJECT group) всегда готова предложить свои возможности для сотрудничества. Приглашаем посетить наши постоянные стенды на ежегодных выставках в Москве: «Russia Power – Энергетика России» и «Нефть и газ». Интересующие вопросы вы можете задать через сайт energas.ru или при личном общении с нашими специалистами.
105082, Москва, ул. Б. Почтовая, 34, стр. 8
Тел.: +7 (495) 589-36-61
Факс: +7 (495) 589-36-60
[email protected]
www.energas.ru
