7 Газовое хозяйство станции

Проектом предусматривается комплекс сооружений, обеспечивающий сжигание природного газа Уренгойского месторождения для работы 4 энергоблоков мощностью по 80 МВт каждый. Система газоснабжения ТЭЦ включает в себя: газопроводы: высокого давления, среднего давления, газорегуляторные пункты. При решении системы газоснабжения были учтены надежность и бесперебойность газоснабжения.

Для ТЭЦ мощностью 320 МВт принимаем к сооружению одного ГРП.

Описание схемы ГРП.

Газорегуляторный пункт (ГРП) предназначен для снижения давления газа 1,2 МПа до 0,15МПа. Все технологическое оборудование ГРП (кроме узла отключающих устройств и фильтров) располагается в отдельно стоящем здании и состоит из следующих основных узлов:

• регулирования,

• очистки газа,

• учета расхода,

• отключающих устройств.

Газ, поступающий по газопроводу с давлением Р = 1,2 МПа проходит узел очистки, который состоит из двух фильтров Д_у 300, конструкции института «Мосгазниипроект». Производительность каждого фильтра (ФГ-100-300-12) составляет 100000 нм³/ч. Проектом предусматривается резервный фильтр. Степень засоренности фильтра определяется по перепаду давления до и после фильтра по дифманометру. После каждого фильтра предусмотрен продувочный газопровод Д_у 25, который объединяется в общий продувочный газопровод Д_у 50. На каждый фильтр устанавливаются по две отключающие задвижки Д_у 300.

Узел регулирования состоит из двух ниток регулирования Д_у 300, одна из которых рабочая, другая резервная. В качестве регулирующих органов приняты регулирующие заколки Д_у 300 конструкции института «Мосгазниипроект» с электрорегуляторами типа М70.

Узел учета расхода газа состоит из расходомеров с камерными диафрагмами Д_у 400 и Д_у 200.

Узел отключающих устройств состоит из задвижек на входе и выходе ГРП, а также на линии байпаса.

Выбор фильтра.

Рабочая производительность фильтра при P₁=12ата определяется из соотношения:

, (14)

где Q₁ – пропускная способность фильтра при Р_1;

Q₂ - пропускная способность фильтра при Р_P

Р_P – давление газа соответствующее расчетной производительности.

Количество устанавливаемых фильтров

, (15)

где Q_ГАЗ – суммарный расход газа при работе всех котлов станции, включая водогрейные.

n_Ф⁼209345/100000=2

Устанавливаем два фильтра и один резервный.

Выбор регулирующих заслонок.

Производительность регулирующих заслонок определяется по формуле

Q = 1,594*αF*E м³/ч (16)

где Q – максимальный расход газа

α F – эффективное проходное сечение заслонки, см²

E – коэффициент сжимаемости газа принимается при < 0,08 Е = 1

при ≥ 0,08 Е = 1 – 0,46

ΔР – перепад давления на заслонке ΔР = Р₁ – Р₂, кг/см²

Р₁ – абсолютное давление газа перед заслонкой, ата

Р₂ – абсолютное давление газа после заслонки, ата

I ступень регулирования

Р₁ = 12 ата Р₂ = 5,5 ата

Р = Р₁ – Р₂ = 12 – 5,5 = 6,5 ата

Q_н = 209345 нм³/ч –расход топлива(раздел 5ДП -дипломного проекта); t = 5⁰С

γ_о = 0,728 кг/нм³ удельный вес газа

Определяем удельный вес газа при рабочих параметрах

Производительность регулирующей заслонки при рабочих параметрах

Q =

=

Коэффициент сжимаемости газа I ступени равен Е = 1 – 0,46 * 0,54 = 0,751

Для приближенных расчетов можно пользоваться зависимостью эффективного сечения, отнесенного к угловому проходу от угла поворота φ.

Эффективное проходное сечение заслонки, соответствующее расходу Q определяется по формуле:

см²

При максимальном угле поворота заслонки φ = 60^о отношение эффективного проходного сечения, отнесенного к условному проходу, составляет = 0,47

Fφ =

Диаметр заслонки I ступени регулирования равен

Д = = 21,67см = 216,7 мм

Принимаем диаметр регулирующей заслонки Д_у = 300

II ступень регулирования.

Р₁ = 5,5 ата - давление перед заслонкой

Р₂ = 1,5 ата – давление после заслонки

ΔР = Р₁ – Р₂ = 5,5 – 1,5 = 4 ата

t = 5С или Т = (5+273) = 278К

Q_н = 209345 нм³/ч

γ_о = 0,728 кг/нм³

Удельный вес газа II ступени регулирования

Производительность регулирующей заслонки

Q =

Коэффициент сжимаемости газа II ступени равен Е = 1 – 0,46 * = 0,666

При максимальном угле поворота заслонки φ = 60^о = 0,47

Fφ =

Диаметр заслонки Д = = 31,59см = 315,9 мм

Принимаем диаметр регулирующей заслонки Д_у = 400

Выбор предохранительных и сбросных клапанов

Во избежание повышения давления газа на выходе из ГРП предусмотрены сбросные предохранительные клапаны ППКЧ-16. Расчет предохранительных клапанов производим по формуле:

Q_к = 220 * F_c * P_p , кг/ч (17)

где Q – пропускная способность клапана, кг/ч

F_с – рабочее сечение клапана, см²

Р_р – рабочее давление газа, кгс/см²

Т – абсолютная температура газа, ⁰К

μ - молекулярный вес газа

Расчет сбросного клапана Д_у 150 на нитке газопровода с давлением Р₂ = 1,5 ата и Q_н = 209,345 * 10³ нм³/ч

F_с = 0,785 * Д_с² = 0,785 * 7,2² = 40,8 см²

где Д_с – диаметр седла клапана, см

Количество газа сбрасываемого клапаном при повышении давления на 25% сверх рабочего, должно составлять 15% от полного расхода газа.

Р_р = Р₂ ·*1,25 = 1,5 * 1,25 = 1,875 ата

Q_сб = Q_н * 0,15 = 209345 * 0,15 = 31401,75 нм³/ч

Q_к = 220 * 40,8 * 1,875 =4081,5 кг/ч или Q_к =

n_к =

6 клапанов обеспечат необходимый сброс газа.

Запорная арматура газопровода – стальная. На вводе устанавливается задвижка стальная с электроприводом во взрывобезопасном исполнении.

На выходной нитке газопровода – стальная задвижка Д_у 1000 с электродвигателем во взрывобезопасном исполнении. Помимо этих задвижек на нитках редуцирования установлены стальные клиповые задвижки с электроприводом во взрывобезопасном исполнении Д_у 400 и Д_у 1000.

Поверочный расчет скоростей газа в газопроводе.

Расчет ведется на наихудшие условия, то есть при минимальном давлении и максимальном расходе.

V = , м/с (18)

V – скорость, м/с

F – площадь сечения трубы, м²

Р – давление газа, ата

Газопровод Д_у = 300 Р_у = 12 ата (входная нитка)

Д_н * S = 325* 6 Д_6н = 325 – 2 * 6 = 313 мм = 0,313 м

Q_н = 209345 нм³/ч

F = 0,785 * 0,313 = 0,0769 м²

V =

Газопровод Д_у 1020 Р_у = 1,5 ата (после ГРП, выходная нитка)

Д_н * S = 1020 * 10 мм F = 0,785 * 1² = 0,785 м²

V =