Определение коэффициента использования природного газа.

Коэффициент использования природного газа можно установить по формуле

(8.8)

Подсчёт1:Состав продуктов сгорания природного газа по данным газового анализа, %: 8,5СО₂; 5,5О₂; 0,3СО; 0,2Н₂; 0,1СН₄; 85,4N₂. Температура уходящих газов 200⁰С. Температура воздуха 20⁰С. Подсчитать коэффициент использованного топлива.

Потери тепла с уходящими газами по формуле (8.4) равны

(8.8)

Коэффициент использования природного газа в установке по формуле (8.8) равен

Практическое занятие №9 Определение эффективности использования попутного нефтяного газа.

Попутные нефтяные (нефтепромысловые) газы

Попутные нефтяные газы, как и природный газ, состоят из метана и его гомологов. Однако в нефтяных газах содержатся меньше метана и значительно больше этана, пропана, бутана и пентана. Поэтому теплота сгорания углеводородной массы нефтяных газов значительно выше, чем природных газов.

Содержание азота в нефтяных газах значительно колеблется. Помимо азота в них содержится обычно небольшое количество двуокиси углерода, а нефтяном газе, добываемом в месторождениях с сернистой нефтью, отмечается присутствие также сероводород.

Состав нефтяных газов некоторых месторождений РФ приведен в

таблице 9.1

Средний состав некоторых нефтепромысловых (попутных) газов.

Таблица 9.1

Месторож дение	Горизонт	Состав газа %									Плотность по воздуху
		СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12	С6Н14	Н2S	CO2	N2
Туймазинское	Угленосный	30,0	13,0	14,3	6,3	3,3	1,4	0,7	1,0	30,0	1,08
//	Девонский	39,5	20,0	18,5	7,7	2,8	1,4	-	0,1	10,0	1,08
Мухановское	Кунгурский	57,5	15,0	11,0	8,0	4,0	-	-	1,5	3,0	0,96
//	Девонский	42,7	20,0	19,5	9,5	2,9	-	-	0,2	5,2	1,07
Ромашкинское	//	40,0	19,5	18,0	7,5	3,8	1,1	-	0,1	10,0	1,10
Шугуровское	Угленосный	23,7	12,0	10,0	2,8	1,5	1,0	2,0	1,0	46,0	1,02

До настоящего времени не весь нефтяной газ полностью используется, и часть его сжигают в факелах. При этом теряется ценное топливо, и загрязняется воздушный бассейн.

В «Основных направлениях развития народного хозяйства» предусмотрено значительно сократить потери нефтяного газа и обеспечить его использование.

Содержащиеся в нефтяном газе углеводороды от С₂Н₆ до С₅Н₁₂ являются ценным сырьём для химической промышленности.

Неоднородность углеводородного состава нефтяных газов и различное содержание азота обусловливают значительное различие в их теплоте сгорания. Но, поскольку с увеличением теплоты сгорания соответственно возрастает и объём продуктов сгорания, энтальпии 1м³ продуктов сгорания нефтяных газов, их жаропроизводительность и величина RO_2max меняется весьма малой степени. Данные о составе некоторых нефтяных газов и их теплотехнических характеристик, приведенные в таблицах 9.1 и 9.2 иллюстрируют указанное положение.

Так, теплота сгорания газа Туймазинского месторождения (Башкортостан) колеблется от 11200 до 14200 ккал/м³, т.е. в пределах 27% по отношению к наименьшей теплоте сгорания газа, а жаропроизводительность туймазинского газа колеблется от 2010 до 2050⁰С, т.е. в пределах 2% по отношению к наименьшей жаропроизводительности газа. Энтальпия, т.е. теплота сгорания, отнесённая к 1м³ сухих продуктов сгорания (в стехиометрическом объёме воздуха) Р, колеблется от 970 до 1000ккал/м³, т.е. в пределах 3%, или в 9 раз меньше колебания теплоты сгорания Q_н.

Теплота сгорания Мухановского газа (Самарско-Бугурусланский нефтяной район) колеблется от 13240 до 14650ккал/м³, т.е. в пределах 10% по отношению к наименьшей теплоте сгорания газа. Теплота сгорания, отнесенная к 1м³ сухих продуктов горения, колеблется от 995 до 1000ккал/м³, т.е. в пределах 0,5% или 20 раз меньше колебания теплоты сгорания газа Q_н. Теплота сгорания попутного газа Шугуровского месторождения, содержащего 46% N₂, на 46% теплоты сгорания газа Ромашкинского месторождения, однако энтальпия 1м³ сухих продуктов сгорания Шугуровского газа ниже только на 4%, а жаропроизводительность на 5%.

В соответствии с этим подсчётом располагаемого тепла и потерь тепла с уходящими газами вследствие неполноты сгорания можно выполнять на основе рассмотренных обобщенных характеристик продуктов сгорания.

В таблице 8.3. приведены состав продуктов полного сгорания нефтепромысловых газов, содержащих около 13% RO_2max при различных коэффициентах избытка воздуха ( ) и разбавления продуктов сгорания (h), а также калориметрические температуры горения (_tкал).