3334

рение влажности осушенного газа осуществляется первичным преобразователем температуры и влажности 15, установленным параллельно выходной магистрали. Для сбора и последующего удаления конденсата из пневмосистемы служит конденсатосборник 16, предназначенный для сбора и периодического удаления жидкой фракции. На сливном патрубке конденсатосборника 16 установлен кран 17. Уровень жидкой фракции в конденсатосборнике 16 контролируется сигнализатором уровня 18. Для сброса давления газа из агрегатов и трубопроводов блока при техническом обслуживании или появлении аварийной ситуации, установлен пневмораспределитель 19, управляемый электропневмоклапаном 20. Для предотвращения потока осушенного газа из магистрали потребителя в блок осушки газа в составе блока предусмотрены обратные клапаны 21 и 22. Обратные клапаны 23 и 24 предназначены для предотвращения поступления осушенного газа в адсорберы при падении давления в последних. Клапан 25 служит для предотвращения попадания сырого газа в выходную линию компрессора 11 и в ресивер 26. Для задания и поддержания давления газа регенерации в заданных пределах на выходных патрубках адсорберов установлен дроссель 27. Ресивер 26 снабжен предохранительным клапаном 28. Шайбы дроссельные 29, 30 предназначены для дополнительной настройки расхода газа регенерации. Электропневмоклапан 31 предназначен для продувки первого измерительного преобразователя точки росы 15 во время измерения влажности газа. Регулятор давления 32 предназначен для задания давления в линии измерительного преобразователя точки росы 15, регулятор давления 33 предназначен для задания давления в линии «Выходе 1». Электропневмоклапан 34 предназначен для управления пневмораспределителем 35. Пневмораспределитель 35 обеспечивает прохождение газа при заполнении адсорберов после процесса регенерации. Для предотвращения потока газа регенерации из адсорберов в составе блока предусмотрены обратные клапаны 36 и 37. Фильтры 38 и 39 служат для очистки от капельной влаги осушаемого газа и предотвращения уноса адсорбента газом регенерации.

Вварианте исполнения на входе в компрессор 11 установлен дополнительный преобразователь температуры и влажности 40.

Вварианте исполнения дроссель 27 отбирает газ для регенерации из зоны более низкого давления после регулятора давления 33.

31

Вварианте исполнения параллельно дросселю 27 установлен дополнительный трубопровод с шаровым краном 41.

Вварианте исполнения предусмотрен дополнительный теплообменный аппарат 42 для периодического подогрева газа регенерации до необходимой температуры и выведения линии регенерации (от отбора газа регенерации до подачи газа регенерации на вход блока) на стационарный тепловой режим и восполнения тепловых потерь.

Для контроля температур процессов нагрева и охлаждения различных устройств и газа в блоке установлены датчики температур. Для контроля давления в различных линиях блока установлены датчики давления. Шкаф электрооборудования блока установлен в отдельном боксе. Все агрегаты блока связаны между собой трубопроводами с соединительными фитингами.

Предложенный способ реализуется при помощи указанного блока следующим образом. Через трехходовой кран 14, переключенный на расход газа через блок осушки, при выключенных электропневмоклапанах газ подают в пневмораспределитель 12, а затем

вадсорбер 1, где осуществляется осушка сырого газа. Адсорберы работают поочередно: один – в режиме осушки, другой – в режиме регенерации, а по окончании процесса регенерации – в ожидании.

Режим осушки состоит в том, что влажный газ при рабочем давлении, при этом контроль давления осуществляется по показаниям манометра 3 или 4, попадает в адсорбер 1 или 2, заполненные адсорбентом. Проходя через адсорбент, влажный газ осушается. Далее, пройдя фильтр 9 или 10, поступает на потребление в линию «Выход 2» или, пройдя регулятор давления 33, в «Выход 1».

Влажность осушенного газа контролируется измерительным преобразователем точки росы 15.

Режим регенерации заключается в следующем. Часть осушенного газа поступает в теплообменник 5, где подогревается до температуры регенерации или, по крайней мере, близкой к температуре регенерации, пройдя обратные клапаны 26, или 37, попадает в адсорбер 1 или 2, корпус которого также нагревается электронагревательным элементом, выполненным в виде ленты, навитой на его наружную поверхность. Сухой горячий газ, проходя через подогретый и насыщенный влагой адсорбент, насыщается влагой, тем самым осушая адсорбент и, пройдя через пневмораспределитель 12, поступает в теплообменник 5, где происходит охлаждение газа реге-

32

нерации до заданной температуры. Здесь же происходит первичный сбор конденсата в сепараторе, входящем в состав теплообменника 5. Охлажденный и осушенный газ поступает на вход компрессора 11 и далее в ресивер 26. Из ресивера 26 сухой газ возвращается на вход блока.

Вварианте исполнения дополнительно контролируют степень осушки адсорбента в регенерируемом адсорбере, для чего используют дополнительный преобразователь температуры и влажности 40, который устанавливают перед компрессором 11. При равенстве значений влажности обоих измерителей процесс регенерации прекращается.

Вварианте исполнения газ на регенерацию отбирают из зоны более низкого давления после регулятора давления 33.

Вварианте исполнения регенерацию адсорберов 1 или 2 осуществляют при рабочем давлении, для чего дроссель 27 открывают полностью или вводят параллельный трубопровод 41 с шаровым краном.

Вварианте исполнения производится периодический подогрев газа регенерации и выведение линии регенерации (от отбора газа регенерации до подачи газа регенерации на вход блока) на стационарный тепловой режим, чем восполняют тепловые потери в линии регенерации, для чего используют дополнительный теплообменный аппарат 42 [2].

Система управления (СУ) обеспечивает работу блока в автоматическом режиме.

Использование предложенного технического решения позволит создать блок осушки с замкнутым циклом регенерации, который позволит использовать теплоту газа регенерации и исключать потери газа.

Литература

1.Комарова, Л.Ф. Инженерные методы защиты окружающей среды. Техника защиты атмосферы и гидросферы от промышленных загрязнений / Л.Ф. Комарова, Л.А. Кормина. – Барнаул: Изд–во «Ал-

тай», 2000. – 395с.

2.Федеральный институт промышленной собственности (ФИПС).

–Электрон. дан. – Режим доступа: http://www1.fips.ru.

Воронежский государственный технический университет

33

УДК 66.045.13

В.И. Даншина, студент; А.В. Бараков, д.т.н., профессор

ТЕХНИКО–ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ

Аннотация: технико–экономическое сравнение регенеративного воздухоподогревателя с циркулирующим псевдоожиженным слоем промежуточного теплоносителя сравнивается с регенеративным воздухоподогревателем вращающегося типа при одинаковых условиях работы аппаратов по производительности, тепловой эффективности и продолжительности их работы

Ключевые слова: регенеративный воздухоподогреватель, капитальные затраты, текущий ремонт, приведенные затраты

Оптимальный вариант выбирается по минимуму приведенных затрат, определяемых для каждого из сравниваемых вариантов [1].

где З – годовые приведенные затраты, руб/год; Ен =0,15 – нор-

мативный коэффициент окупаемости, год–1; К – капитальные затраты, руб; С – ежегодные эксплуатационные затраты, руб/год.

Капитальные затраты К , руб. считаются по формуле:

34

Эксплуатационные затраты на электроэнергию для привода дымососа SЭЭдым. , руб.:

дымососа и вентилятора; 2 =0,9 – КПД электродвигателя. Эксплуатационные затраты на электроэнергию для привода

вентилятора SЭЭвент. , руб.:

где РВ – гидравлическое сопротивление аппарата по воздуху.

Для теплообменника РВП–5 рассчитывается плата за дополнительно установленную мощность SдопЭЭ , руб. по формуле:

кВт.

35

Годовой экономический эффект Эгод , руб./год, можно опреде-

Технико–экономические показатели сравниваемых установок приведены в таблице.

Таблица Технико–экономические показатели сравниваемых установок

Таким образом, минимум приведенных затрат имеет регенеративный воздухоподогреватель с центробежным псевдоожиженным слоем насадки.

Литература 1. Киселева, Е.А. Курс экономической теории / Е.А. Киселева,

М.Н. Чепурина. – М: Киров: «АСА», 2006. – 832 с.

Воронежский государственный технический университет

36

УДК 66.067.8.081.3

И.Ю. Жеребятьев, студент; А.А. Надеев, к.т.н.

АЛГОРИТМ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ БЛОКА ОСУШКИ ГАЗА

Аннотация: в статье описан алгоритм работы блока осушки газа, используемый для оптимизации затрат энергопотребления на блоках осушки газа, работающих в условиях умеренного климата

Ключевые слова: блок осушки газа, автоматизация, точка росы, температура, уставка

Осушка газа обеспечивает непрерывную эксплуатацию оборудования и газопроводов, предотвращая гидратообразование и возникновение ледяных пробок в системах. Наиболее важные методы осушки газа основаны на абсорбции или адсорбции влаги [1].

Сущность адсорбционной осушки состоит в избирательном поглощении поверхностью пор твёрдого адсорбента молекул воды с последующим извлечением их из пор внешними воздействиями (повышением температуры адсорбента или снижением давления среды)

[2].

Основными целями применения системы автоматизированного управления (далее – САУ) являются:

–обеспечение устойчивого функционирования технологических процессов при рациональном оперативном управлении;

–обеспечения стабильных режимов работы оборудования и ведения технологических процессов;

–повышение надёжности работы оборудования, снижения риска тяжёлых аварий;

–защита технологического оборудования и персонала при угрозе аварии;

–повышение уровня информационного обеспечения технологического и эксплуатационного персонала;

–повышение надёжности работы самой САУ за счёт применения современных средств [3].

В результате применения САУ достигается:

37

–устойчивая работа системы управления технологическим оборудованием блочно–комплектной установки адсорбционной осушки газа;

–оптимизация затрат на энергообеспечение работы блока осушки

газа;

–уменьшение интенсивности колебаний и амплитуды случайных колебаний технологических параметров системы;

–повышение уровня эксплуатации за счёт унификации технических и программных средств;

–повышение надёжности системы управления за счёт применения микропроцессорных устройств и непрерывности диагностики технических и программных средств [3].

Для оптимизации затрат энергопотребления на блоке осушки газа используется алгоритм работы САУ, позволяющий в режиме реального времени автоматически изменять:

–уставку влажности газа на выходе блока, при достижении которой происходит переключение адсорберов из режима осушки в режим регенерации по показаниям, поступающим в САУ блока осушки газа от преобразователя температуры и влажности F1 (влажность осушённого газа) и от датчика, контролирующего температуру окружающей среды, на промысле, где эксплуатируется блок;

–временной цикл замера влажности газа на выходе блока осушки газа в зависимости от значения разности между заданной уставкой и измеренной влажностью газа на выходе блока.

Блок схема алгоритма работы блока осушки газа приведена на нижеприведённом рисунке. Алгоритм работы заключается в следующем: задаётся уставка температуры точки росы газа равной минимально возможной, какую может обеспечить блок. После измерения температуры точки росы газа на выходе из блока происходит сравнение её с температурой уставки. Если измеренная температура точки росы газа меньше температуры уставки, то происходит переключение на резервный адсорбер. Если измеренная температура точки росы газа больше, то СУ вычисляет разность между значениями температуры окружающей среды и минимально возможной уставкой температурой точки росы. Если разность больше

адсорберов АД1 и АД2 отключены. Если разность не больше 10 °С, то алгоритм повторяется (рис.).

38

Рис. Блок схема алгоритма САУ блока осушки газа

39

На приведённом рисунке Tуст – уставка температуры точки росы газа; Tизм – измеренная температура точки росы газа; Tокр.ср –

температура окружающей среды; tвлажн – время между замерами влажности газа на выходе блока осушки в режиме «АВТ2».

Далее алгоритм задаёт временной цикл замера влажности газа на выходе блока осушки в зависимости от значения разности между заданной уставкой и измеренной влажностью газа на выходе блока. Таким образом, уставка влажности газа на выходе блока автоматически изменяется в зависимости от температуры окружающей среды и всегда ниже её на 10 °С.

Применение предложенного алгоритма САУ блока осушки газа позволит снизить затраты на энергопотребление.

Литература

1.Комарова Л.Ф. Инженерные методы защиты окружающей среды. Техника защиты атмосферы и гидросферы от промышленных загрязнений / Л.Ф. Комарова, Л.А. Кормина – Барнаул: Изд–во «Ал-

тай», 2000. – 395 с.

2.Солженикин П.А. Оптимизация процесса очистки газового потока от аэрозольных частиц / П.А. Солженикин, В.Г. Стогней, В.И. Ряжских – Воронеж: Воронежский государственный технический университет, 2008. – 165 с.

3.Установки переработки углеводородных газов. – Электрон.

дан. – Режим доступа : http://www.gas–dewatering.ru.

Воронежский государственный технический университет

40