Материал: Подогреватели ТГ
1
СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ ТОПЛИВНОГО ГАЗА ГТУ
Система подготовки топливного газа ГТУ включает узлы очистки, подогрева и редуцирования газа.
Очисткагаза
Узел очистки должен обеспечивать удаление механических примесей и жидкостей из газа. Узел очистки газа включает в себя аппараты очистки, чаще фильтры-сепараторы, запорную арматуру на входе/выходе каждой линии очистки, контрольно-измерительные приборы. Дополнительно может предусматриваться устройство автоматического слива конденсата в емкость.. Степень очистки и осушки газа должна исключать заедание и обмерзание исполнительных органов арматуры при низких температурах наружного воздуха.
Подогревгаза
Подогрев газа осуществляется для исключения образования
кристаллогидратов во внутренних полостях технологического оборудования. Узел подогрева включает в себя подогреватели газа прямого нагрева или непрямого нагрева через теплоноситель, запорную арматуру на входе/выходе узла. В качестве теплоносителя при непрямом нагреве, в основном, используются диэтиленгликоль, триэтиленгликоль или вода.
Предусматриваются подводящие/отводящие линии теплоносителя с ручными затворами, защита и сигнализация при прорыве газа в полость теплоносителя. В среднем подогрев газа осуществляется на 15-25 градусов Цельсия в зависимости от температуры входящего потока и требуемой температуры потока на выходе.
Гликоли – двухатомные спирты с общей формулой CnH2n(OH)2.
Этиленгликоль (ЭГ) – C2H4(OH)2, диэтиленгликоль (ДЭГ) – C4H8(OH)2, триэтиленгликоль (ТЭГ)– C6H12(OH)2, пропиленгликоль (ПГ)– C3H6(OH)2
– прозрачные бесцветные вязкие жидкости, растворимые в воде. В газовой промышленности гликоли широко применяются как
ингибиторы гидратообразования и в качестве абсорбентов для осушки газа. Восстановление концентрации гликоля в его водном растворе (регенерация) проводится путем выпаривания воды в установках атмосферной и вакуумной ректификации.
2
Редуцирование газа
Узел редуцирования должен осуществлять снижение и
автоматическое поддержание заданного давления топливного и пускового газа, обеспечивать стабильную работу во всем диапазоне выходного и выходного давления. Узел редуцирования включает в себя регуляторы давления, клапаны-отсекатели, арматуру на входе/выходе редуцирующих линий, контрольно-измерительные приборы для замера и передачи параметров давления и температуры. Входящее давление газа в узел редуцирования может составлять от 6 до 12 МПа в зависимости от особенностей магистрального газопровода (протяженности, количества компрессорных станций на магистральных газопроводах, давления газа, исходящего с установки комплексной подготовки газа и прочих факторов). Выходное давление газа может составлять от 0,4 МПа до 6 МПа в зависимости от направления дальнейшего использования среды (топливный газ на газотурбинную установку подается с давлением от 0,1 до 2,5 МПа, пусковой газ на компрессор — 1,0 — 1,5 МПа).
ОГНЕВЫЕ ПОДОГРЕВАТЕЛИ ТОПЛИВНОГО ГАЗА
3
4
5
В огневых подогревателях топливного газа ГТУ теплота одновременно передается конвекцией и излучением. При этом суммарная плотность теплового потока q определяется по уравнению
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
|
4 |
|
T |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(T −T |
)+ε |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
q = q |
к |
+q |
л |
= α |
к |
г.с |
c |
|
г |
|
|
− |
c |
|
|
|
= |
||
100 |
|
100 |
|
||||||||||||||||
|
|
|
г c |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= αк(Тг −Тс )+αл(Тг −Тс )= α(Тг −Тс ), |
|
|
|
|
||||||||||||||
где Tг, Tc – |
|
абсолютная |
температура |
|
|
газов |
|
и |
стенки, К; |
||||||||||
α – суммарный коэффициент теплоотдачи конвекцией и
излучением, α = αк + αл.
Коэффициент теплоотдачи при конвективном теплообмене определяется из уравнений подобия в зависимости от вида конвекции (свободная или вынужденная)
n |
Gr |
p |
Pr |
m |
Pr 0,25 |
|
Nu =С Re |
|
|
|
, |
||
|
|
|
|
|
Prс |
|
где Nu – число (критерий) Нуссельта, |
характеризует соотношение |
|||||
тепловых потоков, передаваемых за счет конвективного теплообмена и теплопроводности, и является искомой величиной,
Nu = αλl ;