Заключение

Использование СУГ в качестве резервного топлива на объектах газоснабжения представляет собой актуальную задачу. В работе выполнены технологические расчеты по обоснованию технической возможности, оценены достоинства и недостатки замены природного газа:

• парами пропан-бутановых фракций;

• газовоздушными смесями (смеси паров СУГ с воздухом).

По итогам выполненной работы сделаны следующие выводы:

1. Теплота сгорания паровой фазы СУГ зависит от компонентного состава и в более чем 2,5 раза превосходит теплоту сгорания природного газа. Число Воббе паров СУГ выходит за пределы диапазона от 41,2 до 54,5 МДж/м³ по ГОСТ 5542-87 [11]. Пары СУГ являются более калорийным видом топлива по сравнению с природным газом, поэтому горелки газоиспользующего оборудования должны быть перенастроены для использования паровой фазы СУГ.

2. Расчеты по определению свойств пропан-бутановоздушных смесей показали, что:

• газовоздушная смесь и природный газ взаимозаменяемы, так как число Воббе газовоздушной смеси Wo = 45,63 МДж/м³ и находится в пределах диапазона от 41,2 до 54,5 МДж/м³ по ГОСТ 5542-87 [11];

• газовоздушная смесь, благодаря наличию воздуха, стала легче, относительная плотность газа по воздуху снизилась до  = 1,355;

• нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения газовоздушной смеси составляют 3,73 и 15,65% по объему соответственно.

По результатам расчетов свойств паров СУГ заданного компонентного состава (см. таблицу 2.12) псевдокритическая температура газовоздушной смеси получилась равной 279,7 K (6,5С). Это означает, что при температурах, превышающих 6,5C, конденсат в газопроводах образовываться не должен. Образование конденсата возможно при температурах ниже 6,5С. Так как в виде конденсата выпадают бутановые фракции, то появляется возможность для целей резервного газоснабжения использовать СУГ с повышенным содержанием бутановых фракций.

3. Технические характеристики и технологические схемы установок по приготовлению пропан-бутановоздушных смесей зависят от следующих параметров:

• марка СУГ, используемая для приготовления газовоздушной смеси;

• производительность установки - объем газовоздушной смеси, получаемый в единицу времени;

• давление газа в трубопроводе потребителя (для получения высоких давлений используются смесительные установки, работающие на сжатом воздухе);

• предполагаемый режим функционирования системы (режим резервного газоснабжения, покрытие «пиковых» нагрузок, автономное газоснабжение);

• возможность в перспективе увеличивать мощности установки.

4. Анализ конструкций зарубежных и отечественных установок по приготовлению пропан-бутановоздушных смесей показал, что наибольшее распространение получили смесительные установки на базе трубок Вентури (Venturi). В зависимости от величины требуемого выходного давления в одних типах установок используется атмосферный воздух, в других - сжатый воздух от воздушного компрессора. От величины давления газовоздушной смеси на выходе из установки зависит состав оборудования, которое необходимо применить для приготовления газовоздушной смеси.

5. Для испарения жидкой фазы СУГ применяются различные конструкции испарителей: электрических, жидкостных и огневых. На основе анализа технических характеристик испарителей ряда зарубежных производителей (Algas SDI, ITO KOKI, Flüssiggas-Anlagen GmbH) определены диапазоны расходов для применения различных видов испарителей жидкой фазы СУГ:

• от 30 до 1000 кг/с – электрические испарители;

• от 160 до 3000 кг/с – жидкостные испарители;

• от 40 до 80 кг/с – огневые испарители.

6. На основе анализа технических характеристик отечественных и зарубежных установок по приготовлению газовоздушных смесей определены диапазоны производительности, рабочего давления и рабочих температур в зависимости от предназначения установок:

• установки для резервного (аварийного) газоснабжения и покрытия «пиковых» нагрузок:

производительность - от 30 до 300 м³/ч;

рабочее давление - среднее давление (свыше 0,005 МПа до 0,3 МПа включительно);

рабочая температура - от минус 40 до +50C;

• установки для автономной газификации

производительность - от 5 до 200 м³/ч;

рабочее давление - низкое давление (до 0,005 МПа);

рабочая температура - от минус 40 до +50C.

7. Экономический эффект от внедрения технологии пропан-эйр получается за счет замещения паров пропан-бутана воздухом (до 40%) и использования пропан-бутановоздушной смеси в качестве резервного источника топлива.