Лекция 23

Природное газовое топливо и газовое хозяйство ТЭС

По современным воззрениям природные горючие газы биохимического происхождения образуются в земной коре в результате бактериального разложения органических остатков, погребенных в осадочных породах.Все природные горючие газы представляют собой смеси газообразных пре­дельных углеводородов метанового ряда С_пН_2п+2 с преобладающим ко­личеством метана СН₄. Месторождения газа делят на чисто газовые и газо-конденсатные. Газ первых из них состоит почти из одного метана. Газ газоконденсатных месторождений кроме метана содержит значительное количество высших углеводородов, в основном пропана и бутана, кото­рые легко конденсируются при повышении давления и охлаждении газа.

При добыче нефти получают попутный (нефтепромысловый) газ. При выходе нефти из скважины давление ее снижается и из нефти выделяются растворенные в ней газы, количество которых составляет 10-15% нефти.Для попутного газа характерно наибольшее содержание высших углеводо­родов по сравнению с другими видами природного газового топлива.

В небольших количествах в состав природного газа входят азот и диоксид углерода. Природные газы некоторых месторождений Средней Азии и Оренбургского газоконденсатного месторождения содержат до 5-6% се­роводорода Н₂Sи некоторое количество сероорганических соединений, в основном сероуглерода СS₂> серооксида углерода СS₈и меркаптанов.

До поступления в магистральные газопроводы газ проходит перера­ботку на специальных газовых заводах. В зависимости от состава газов переработка может включать следующие операции: очистку от сероводо­рода и диоксида углерода, извлечение высших углеводородов, осушку и одоризацию газа. Последняя операция (одоризация) заключается во вве­дении в газ небольших количеств резко пахнущих веществ для придания ему запаха, позволяющего обнаружить присутствие газа в воздухе.

При небольшом удалении.ТЭС от места добычи газа он поступает на ТЭС из газопроводной сети и газосборников месторождений. От дальних источников газ по магистральным газопроводам подается на газораспределительные районные станции (ГРС), отдающие газ различным потребите­лям, в том числе и ТЭС.

На электростанциях, сжигающих газ в качестве основного или сезонного топлива, предусматривается газорегуляторный пункт (ГРП), который располагается на территории электростанции в отдельных зданиях или под навесами. Производительность ГРП на ТЭС, для которых газовое топливо является основным, рассчитывается на максимальный расход газа всеми рабочими котлами, а на электростанциях, сжигающих газ сезонно, — по расходу газа для летнего режима.

На газомазутных электростанциях мощностью до 1200 МВт и ТЭЦ с расходом пара до 4000 т/ч может сооружаться один ГРП. На электростанциях большей мощности сооружается соответственно два или более ГРП.

Рис. 4.9. Газорегуляторный пункт:

1 - газопровод высокого давления от ГРС;2 - расходомерная шайба;3 -фильтр;4 - клапан регулирующий; 5 - резервные места для линии регулирования;6 - байпасная линия; 7 - предохранительный сбросной пружинный клапан

Для электростанций на газе при отсутствии мазутного хозяйства соору­жается не менее двух ГРП независимо от мощности электростанции. Газ от газораспределительной станции подводится на каждый ГРП по од­ному газопроводу без резерва.

Помещения ГРП должны иметь естественное и электрическое освещение и естественную постоянно действующую вентиляцию, обеспечиваю­щую воздухообмен в 1 ч не менее трехкратного; они должны отапли­ваться и иметь температуру не ниже 5 °С.

Газорегуляторный пункт показан на рис: 4.9. В соответствии со СНиП П-37—76 необходимо предусматривать установку следующего оборудования: фильтра, регулятора давления, сбросного предохранитель­ного устройства на выходе, запорной арматуры, манометров на входе и выходе, а также на обводной линии (байпасе). Предусматривают также сигнализацию о повышении и снижении давления газа сверх установлен­ных пределов. Число параллельных установок, регулирующих давление газа, в каждом ГРП выбирается с учетом одной резервной. Давление газав ГРП снижается регуляторами двух разновидностей: мембранными пря­мого действия и электронными. Наиболее крупный из регуляторов прямо­го действия типа РДУК-2-200 имеет максимальную производительность36 000 м³/ч, что соответствует расходу газа одним котлом паропроизводительностью 500 т/ч.

Электронные регуляторы представляют собой, как правило, поворотную заслонку с приводом от электрического исполнительного механизма, установленного вне регуляторного зала и связанного с заслонкой тягамидлиной не более 6 м. Производительность таких регуляторов зависит в основном от принятого диаметра, что позволяет ограничиться двумя нитками регулирования — рабочей и резервной. За регуляторами давлениядолжны стоять не менее двух предохранительных сбросных устройств пропускной способностью не менее 10% пропускной способности наиболь­шего из регуляторов давления пружинного действия. •

Для продувки газопроводов устанавливают продувочные свечи. Газопроводы при заполнении газом должны продуваться до вытеснения всего воздуха, а при освобождении от газа должны продуваться воздухом до вытеснения всего газа. Необходимость этого обусловлена способностью газа в определенной пропорции с воздухом образовывать взрывоопаснуюсмесь. Если объемная доля природного газа в воздухе составляет 5—15%, достаточно искры, чтобы смесь взорвалась. Трубопроводы для продувки газопроводов (свечи) и трубопроводы от предохранительных сбросныхустройств ГРП должны выводиться наружу в места, обеспечивающие условия для рассеивания /аза, но не менее чем на 1 м выше корпуса здания.Условный диаметр свечей должен быть не менее 20 мм. Допускается объединение продувочных свечей и свечей от сбросных предохранитель­ных клапанов одинакового давления в общую точку. Свечи должны иметь минимальное число поворотов, а также устройства, исключающие возмож­ность попадания в свечи атмосферных осадков.

Газопроводы ГРП, в том числе наружные входные на длине не менее 20 м, должны быть покрыты звукопоглощающей изоляцией.

Прокладка всех газопроводов в пределах ГРП и до котлов — наземная. Подвод газа от каждого ГРП к магистрали котельного отделения и от магистрали к котлам не резервируется, и газ может подаваться по одной нитке. Газовый коллектор, распределяющий газ по котлам, прокладывается вне котельного отделения. Вся арматура на основных газопроводах устанавливается только стальная.

На отводе газопровода к котлу устанавливаются запорные органы с электрическим и ручным приводами, устройства для установки заглушки с приспособлением для разжима и токопроводящие перемычки, штуцер: для продувки газопровода котла воздухом или инертным газом, быстродействующий запорный орган, измерительная диафрагма, регулятор расхода газа. Непосредственно перед каждой горелкой котла устанавливаются последовательно два запорных органа: один с электрическим, второй с ручным приводом.