Табиғи газдарды күкіртті қосылыстардан және көмірқышқыл газынан тазарту

Көп кенорындардың табиғи газдарының құрамында күкіртті компоненттер мен көмірқышқыл газы кездеседі. Күкіртті қосылыстар жанған кезде S0₂ және S0₃ қосылыстарын түзеді. Ал олардың ауадағы үлкен мөлшері Адам өміріне қауіпті болып келеді. Күкіртсутек H₂S және көмірқышқыл газ С0₂ су бар жерде болат құбырлардың, компрессорлы машиналардың коррозиясына тудырады. Қазіргі кезде күкіртті компоненттер құрамы бойынша газға қойылатын талаптар өсіп келеді. ГТҚ-ның жану камерасына енгізілетін әрбір килограмм отын, өзімен бірге оның жұмыс құрамының жану жылулығына сай жылу енгізеді. Бірақ, жеткізілген жылу толығымен пайдалы қолданылады. Жылудың жоғалтулары болады, осыларды мүмкін минимумға дейін төмендету; жобалау сатысында, дәл осылай газқұбырларды пайдалану шарттарында, үнемділіктің ең басты мәселесі.

ГТҚ-да жылуды кетіп бара жатқан газдармен жоғалту көптеген факторларға тәуелді болады: ГТҚ циклының бастапқы параметрлеріне, оның жылу схемаларына және құру күй-жағдайларына, ГТҚ-ның орта жүктемелерін пайдалану барысында, сыртқы ауа температурасына. Жылу жоғалуының 58-62%, ГТҚ-да жанған жанармай, кетіп бара жатқан газдармен бағалауға болады, ал егер пайдалану шарттарында жану өнімдерінің су буларының конденсациясын еске алсақ, онда 65-70% жоғалтулар болуы мүмкін. Мынау, барлық КС-тан кетіп бара жатқан газдармен жылу жоғалтуларының жиынтығы, бүгін көптеген шартты отын тонналарына эквивалентті. КС-қа газ турбиналы энергожетек даму болашағын ескере отырсақ, жылу жоғалтулары өсе береді.

Еске алу керек, практика бойынша ГТҚ утилизациялық жылуалмастырғыш қондырғыларында кетіп бара жатқан газдардың жылуын Q₂ толық қолдана алмаймыз, ал тек қана оның Q¹₂ кетіп бара жатқан газдардың ең аз мүмкін температурасымен анықталатын жартысын. Нақты, утилизациялау құрылғыларындағы кетіп бара жатқан газдардың температурасы теория бойынша, салқын жылутасушының бастапқы температурасына дейін төмендей алады. Бірақ та құйрық беті өте аз температураның жылу құлауында жұмыс істей алады, және де оларды даярлауға үлкен ақша қаражатын жұмсау талап етеді. Сонымен қатар, кетіп бара жатқан газдардың ақырғы температурасын анықтауда; су булардың шық нүктесімен есептесуге тура келеді, ол отын құрамына тәуелді болады, сутегі санына және элементарлық құрамға кіретін су буларына. Табиғи газға ол 50⁰С деңгейде болады. Себебі, утилизационды құрылғыда ыстық және салқын жылутасушының арасындағы температурасы 50⁰С-тен аз болмау керек, 100-110⁰С деп кетіп бара жатқан газдардың температурасын қабыл ал ең сәтті болады. Бірақ кетіп бара жатқан газдардың температурасын анықтауға арналған әдістемелер жеткілікті түрде жоқ. Кетіп бара жатқан газдардың температурасы 120⁰С-тан төмен болмау керек деп есептеледі.

Жағармайдың газ жанулары өнімдерінен тұзсыз су конденсат алуы ескеріледі, төмен кетіп бара жатқан газдардың температурасы 120⁰С төмен болмау керек және пайдалы қолданылатын жылу саны көбейтіліді.

ГТҚ-ны күзгі-жазғы пайдалану шарттарында, сыртқы ауа температурасы 0-ден 30⁰С-ға дейін өзгеретін жағдайда, жылуы агрегаттардың жұмыс істеу тәртібінің өзгеруі алыстаған газдардың жылуына маңызды ықпалын тигізбейді, себебі турбинаның алдындағы газдардың температурасын тұрақты ұстауға болады.

Қысқы пайдалануда, әсіресе солтүстік газқұбырларының шарттарында, сыртқы ауа температурасы 0 ⁰С-ден төмен болған жағдайда, ГТҚ-ның қуатынан турбина алдындағы газ температурасына шек қоюға болады, ол жылудың төмендеуіне әкеліп соғады(70-85% дейін номиналды).

Утилизатордан кейінгі температурасы 150⁰C деп алынуы 97 т/сағ суды 70⁰C-тан 105⁰C-қа дейін қыздыруға мүмкіндік берді. Бұл компрессорлық станцияың ішкі сұраныстарын қанағаттандырады. Утилизаторлар Кунградская компрессорлық станциясында орналастырылған. Екі утилизатордың біріккен жылуөнімділігі сынау нәтижелері бойынша 3,0 МВт болды.

Жылуды утилизациялаудың перспективті әдістерінің бірі қуатты арттыру және утилизациялау қондырғысының электрожетегімен компрессорды вентилятор арқылы үрлеу жолымен газотурбиналық қондырғының үнемділігін жақсарту болып табылады.

Жылуды утилизациялаудың әсерінен компрессорлық станцияда газотурбиналық қондырғыдағы отынның жылуын пайдалану коэффициенті 60-80% деңгейінде болады.

Помпаж компрессор жұмысының ең қауіпті режимі болып табылады. Ол қысымның мен шығынның ауытқуларымен және температураның тез өсуімен қатар жүреді.

Помпаждың кенет периодты соққылары, вибрациялары агрегаттың, құрамына компрессор кіретін барлық технологиялық қондырғының авариялық тоқтауына әкеледі.

Компрессор қалақшаларының сынуына помпаж, коррозия және вибрация себепті. Помпаждың пайда болуы компрессордың тұрақсыз жұмысына байланысты.

Ағынның ажырауынан бұрыштың үлкен оң компрессордың күрегімен және атака әсерінен помпаж пайда болады. Мысалы, егер айналу жиілігі өзгеруінде сіңіру құбырының қысымын өсірсе, онда ең бірінші компрессордың ең төменгі сатысында шығын коэффициенті төмендейді, ол ағынның остік жылдамдығы мен айналу жылдамдығын сипаттайды. Осыдан күректегі атака бұрышы өседі және кейде төменгі сатыда ағын ажырайды да, компрессордың күшін азайтады.

Күштің азаюы соңғы сатының алдынғы сатыдағы жұмыстың әсерінен болaды. Бірақ ол саты тұрақсыз аумақта жақын жұмыс жасайды. Ол екі емес күшті бере алмаймыз. Осыдан соңғының алдындағы сатыда да ағынның ажырауы пайда болады. Ауа ағыны сіңіру сызығынынан сору бөлігіне ұмтылады, осыдан сору камерасындағы қысым төмендейді. Бір сәтте айдағыш (сіңіру) сызығында қысым қатты түсдеді де, компрессор сатылары ауаны айдауға мүмкіндіктері болады және осының нәтижесінде газ ағыны өз бағыт қайтадан өзгертеді. Осы үшін компрессордың ағынды бөлігінде ауаның тербелуі, құйындар, ауаның ағуының әр түрлі бағыттар пайда болады. Басталған помпаж құбылысын тоқтату үшін, компрессор жұмыс істеу режимін өзгерту керек, бұл кезде айдағыш қысымы срыв мезетіндегі қысымнан төмен болу керек.

Помпаждың құбылыс остік компрессорда компрессор сіңіру сызығындағы ауаның қысымының периодтың өзгеруін, ауа температурасын, айналу жиілігі агрегаттық және шудың жоғарғы дірілдеуін қамтиды. Күректі аппараттағы айнымалы кернеудің өсуі оның бұзылуына қауіпті. Агрегатты қосқанда помпаждың құбылыстын болуын ескеру мақсатында, оның конструкциясы 4-6 сатыдан кейін тастау клапаны деп есептейді, содан кейбір ауа бөлшектері атмосфераға тасталады.

Тоқтатылғанн агрегатта және басында клапан ашық түрде іске қосылады және осы күйде серіппеннің тарту күші ұстап тұрады. Іске қосу процессіндегі айналу жиілігінің өсуі компрессордың ауаның қысымның арттырады, клапан тарелкасындағы қысым айырымы артады, содан ақырындап клапанды жауып қалады. Помпаж аумағының шығу үшін жиіліктің шамасы 3500 - 4000 айн/мин болуы қажет. Шығарып тастаушы клапандар есептеулі режимде жұмысы кезінде жабық болады және ГТҚ әрбір тоқтауы кезінде қайтадан ашылады.

Қыздырғышты помпаждан сақтау үшін КС-да сигнализатор қолданады, конфузорда қысым құлаған кезде қыздырғыш жұмысының помпаж сызығынан алшақ жұмыс істеуін қадағалайды, помпаж шекарасынан газ шығынын 10%-дай жоғары ұстайды.

Сонымен қатар ГПА жұмысында қалып қойған автоматты қысқа мерзімді ауа ауытқуы қадағаланады, бұл отын берілуін төмендетуге және агрегаттың алмасудың төмендеуіне әкеліп соғады.

ГТҚ-ның төмен жүктемелерде іске қосқан кезде және жұмыс істеген кезде остік компрессор бойынша сығылу қысымының қатынасының мәні өте төмен болу мүмкін, бұл кезде турбина өз арқылы шығындалатын барлық ауаны шығара алмайды. Бұл компрессордың помпажына әкеледі. Температуралардың әрі қарай өсуі жұмысшы горелкаларды қосқан кезде болады. а зонасына турбодетандер және білік айналдырушы құрылғы сәйкес келеді, b линиясы - кезектегі горелканың қосылуы бос жүріс айналуы кезінде қосылуы, с зонасы - А жұмыс нүктесіне шыққанға дейін жану камерасына отынды беру ұлғаяды.

ГТҚ-ныіскеқосусүлбесі

ГТҚ іске қосқанда помпаж аймағына түсуден сақтану үшін, компрессорда сығылатын ауаның бір бөлігі помпажға қарсы клапан арқылы атмосфераға шығарылады, бұл осьтік компрессордың пайдаланатын қуатының төмендеуіне жәнее ГТҚ нормальді іске қосылуына алып соғады. Ауаныпомпажғақарсыклапанарқылышығаружұмыстықтүзудіоңғажылжытады, алклапандарарқылыжапқандаонысолғажылжытады, яғниосьтік – помпажкомпрессордыңтүзуініңжағынажылжиды.

Дата добавления: 2015-07-14