Главная ->  Экология 

 

Учет количества газа в автономны. Переработка и вывоз строительного мусора

Д. Т. Аксенов, доктор техн. наук, профессор

 

В настоящее время города России имеют развитые системы газоснабжения промышленности и социально-бытового сектора. Газ в города подается от системы распределения Газпрома с давлением 1,2 мПа, а потребителям необходим газ с давлением 0,1; 0,3; 0,6 мПа. Для удовлетворения требований потребителей по давлению газа в черте города размещаются газовые редукционные станции и пункты (ГРС, ГРП).

 

При редуцировании газа на ГРС «диссипируется» значительное количество потенциальной энергии избыточного давления газовых потоков, которая была ранее передана газу на компрессорных станциях магистральных газопроводов Газпрома с затратой энергии, трудовых и материальных ресурсов. Другими словами, эта потенциальная энергия газа имеет вполне конкретную стоимость.
В целях энергосбережения и повышения эффективности общественного производства ее нужно и можно утилизировать с получением положительных эффектов.
Одним из известных направлений решения такой задачи является применение детандерных установок для выработки электроэнергии. Известно значительное количество разработок подобных установок как в зарубежных странах, так и в России. Однако широкого применения детандерные установки еще не получили при всей казалось бы очевидности их высокой эффективности. Причины такого положения, как нам представляется, кроются в том, что при утилизации энергии на ГРС задача решается недостаточно комплексно, без использования системного подхода, а также в стремлении максимально «приспособить» традиционные технические и конструктивные решения при создании оборудования, в частности детандерных установок.
Фирма «Автогазсистема-Бис» разработала новую технологию комплексного использования «бросовой» энергии газа на ГРС для выработки электроэнергии и «холода» без сжигания топлива, т. е. экологически чистым способом. Для этой цели ею создан мощностной ряд унифицированных пневмоэлектрогенераторных агрегатов (ПЭГА). Основные показатели агрегатов ПЭГА приведены в таблице. Из этих агрегатов формируются энергоблоки требуемой мощности (до 8–10 мВт).
Оригинальная конструкция этих агрегатов наиболее полно отвечает особенностям их функционирования одновременно и сопряженно с газовой и электрической системами, параметры которых изменяются по времени (в течение суток и по сезонам). Конструкция ПЭГА обеспечивает их применение при изменении параметров ГРС в широких пределах (по проходу газа через ГРС – в 6–7 раз; по давлению газа на входе ГРС – до 10 раз).
Технология предусматривает одновременную выработку на ГРС электроэнергии с помощью агрегатов ПЭГА и полезное использование возникающего в результате расширения газа в турбине ПЭГА сопутствующего энергетического эффекта – «холода».
Температура газа в турбине снижается на 18–25°C. По технологии этот газ направляется в камеры холодильника и затем после повышения его температуры до -1...+2°C он возвращается в трубопровод отвода газа от ГРС (рис. 1). При этом не нарушаются параметры газа, т. е. они остаются такими же, как и при работе ГРС без энергоблока. Рис. 1.

 

Схема электрохолодильного комплекса из агрегатов ПЭГА

 

Как видно, новая технология реализуется с помощью энергоблока из агрегатов ПЭГА, одновременно вырабатывающего за счет избыточного давления газа на ГРС электроэнергию и «холод», а также холодильника, использующего этот «холод», т. е. с помощью энергохолодильного комплекса.
Главной компонентой этого комплекса является энергоблок с агрегатами ПЭГА, т. к. именно с их помощью «бросовая» энергия избыточного давления газа на ГРС преобразуется в электроэнергию и «холод» для его полезного использования.
Агрегат ПЭГА представляет собой единый блок (рис. 2). Рис. 2.
Общий вид унифицированного агрегата ПЭГА-600 мощностного ряда.
Обозначения: 1 – пневмопривод (расширительная турбина); 2 – электрогенератор; 3 – корпус агрегата; 4 – блок газораспределения; 5 – электросоединительный ящик.

 

В корпусе блока (в герметичной камере – капсуле) размещены электрогенератор и турбина. Снаружи на торце крышки турбины установлен блок газораспределения, включающий главное стоп-устройство, дозатор газа и коллектор с газоразводящими патрубками. Снаружи на корпусе установлен электросоединительный ящик, в который выведены силовые и управляющие кабели от генератора через специальные тоководы. При подаче газа от трубопровода подвода газа к ГРС через блок газораспределения к турбине его потенциальная энергия газа превращается в ней в механическую энергию. Отработавший газ с пониженной температурой отводится из капсулы в коллектор отвода газа. Турбина приводит во вращение вал ротора генератора. Вырабатываемая электроэнергия от генератора через соединительный ящик отводится в электросеть.
При работе не расходуются никакие материалы и не используются технологические агенты (масло, вода, тепло, электроэнергия), кроме возвращаемого в трубопровод потока газа. Отсутствует инфраструктура. Рис. 3.

 

Работающий агрегат ПЭГА на ГРС «Южная» ГУП «Мосгаз»

 

Конструкция ПЭГА приспособлена для его эксплуатации на открытом воздухе при температуре от -40°C до +60°C и любых других погодных условий. Силовые элементы (контактор и др.) и система автоматики размещены в шкафу (740х780х1800 мм), который должен устанавливаться в блок-боксе (минимальная температура внутри блок-бокса -5°C).
Агрегаты ПЭГА могут включаться в газовую систему параллельно, последовательно и комбинированно, образуя энергоблок. Схема включения, единичная мощность ПЭГА и их количество определяются индивидуально в каждом проекте в зависимости от параметров и масштабности ГРС по проходу газа, а также от спроса потребителей электроэнергии и холодильных площадей.
При проходе через ПЭГА газа объемом 10 тыс. м3/ч и снижении его давления газа в турбине в 2 раза вырабатывается 100 кВт•ч электроэнергии и практически столько же «холода». При выработке 100 кВт•ч электроэнергии на ТЭЦ расходуется до 0,05 т. у. т. (с учетом потерь в сетях и т. д.). При производстве 100 кВт•ч «холода» традиционным способом расходуется до 150 кВт•ч электроэнергии. При этом на ТЭЦ также расходуется до 0,075 т. у. т.
Как видно, утилизация потенциальной энергии потока газа объемом 10 тыс. м3/ч экологически чистым способом с помощью ПЭГА позволяет выработать 200 кВт•ч энергии (100 кВт•ч электроэнергии и 100 кВт•ч «холода») и этим обеспечить экономию более 0,125 т. у. т. в час.
В настоящее время по постановлению Правительства Москвы от 9 октября 2001 года № 912-ПП «О городской программе по энергосбережению на 2001–2003 годы в Москве» на ГРС «Южная» ГУП «Мосгаз» создан пилотный энергоблок с установленной мощностью 2 100 кВт (по проекту – четыре агрегата ПЭГА) и годовой выработкой электроэнергии 15 млн кВт•ч. Энергоблок введен в экс-плуатацию с одним агрегатом ПЭГА. Вырабатываемая электроэнергия передается в электросеть «Мосэнерго». В ближайшее время энергоблок будет дооборудован еще тремя подготовленными к монтажу агрегатами. Проработаны решения по сооружению непосредственно около энергоблока холодильника на 2 000 м2.
Холодильник представляет собой помещение с камерами для хранения продуктов питания, через теплопередающие поверхности которых проходит газ, охладившийся в турбинах ПЭГА (температура газа на входе в холодильник -15...-20°C). При этом отсутствует традиционное холодильно-компрессорное отделение со всей инфраструктурой (системы хранения, подвода, отвода аммиака, смазочных масел, электроэнергии, воды и пр.). Вследствие этого стоимость сооружения и эксплуатации такого холодильника будет в 2 раза ниже по сравнению с традиционным. Таблица
Технические данные агрегатов мощностного ряда Наименование показателя Единица
измерения Численные значения показателей Номинальная электрическая мощность кВт 100 200 300 600 1200 Степень допустимой перегрузки б/р 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 Годовая выработка электроэнергии млн кВт•ч 0,87 1,74 2,50 5,0 10,0 Генератор синхронный бесконтактный на всех моделях Ток переменный:
напряжение
частота
кВ
Гц
0,4
50
0,4
50
0,4
50
0,4; 6,3; 10,5
50 Коэффициент мощности б/р 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 Давление газа на входе в агрегат мПа 0,3–0,5 0,6–5,0 1,2–5,0 Проход рабочего (возвращаемого в систему)
газа при номинальной мощности тыс. м3/ч 13,0 27,0 40,0 70,0 140,0 Температура газа на входе в агрегат мин./макс. °C 0/40 0/40 0/40 0/40 0/40 Степень расширения газа (регулируемая) б/р 1,5–2,0 1,5–2,0 1,5–2,0 1,5–2,0 Снижение температуры газа в агрегате °C 15–17 15–17 15–17 15–23 Габаритные размеры мм 4425х1050х2030 8200х1050х2030 Масса т 5,0 5,3 5,75 6,5 12,0

 

Апробация в эксплуатации пилотного электрохолодильного комплекса на ГРС «Южная» откроет значительные перспективы развития этого направления экономии топлива и, как следствие, снижение экологической нагрузки на окружающую среду.
Так, только на ГРС Москвы (без ГРС «Мосэнерго») по ориентировочным оценкам с помощью ПЭГА возможно ежегодно вырабатывать более 250 млн кВт•ч электроэнергии и использовать при этом около 200 млн кВт•ч «холода» в холодильниках площадью до 70 тыс. м2, что предотвратит сжигание на ТЭЦ более 270 тыс. т. у. т. в год с соответствующим экологическим эффектом.
Окупаемость капитальных вложений в электрохолодильный комплекс не превысит двух лет. Срок его службы – 60 лет.
Себестоимость вырабатываемого 1 кВт•ч энергии не превысит 6–7 копеек. После внедрения двух-трех электрохолодильных комплексов дальнейшая реализация программы может осуществляться за счет самофинансирования из прибыли.
Представляется целесообразным разработать и реализовать в короткие сроки дополнение к программе энергосбережения Москвы на 2004 и последующие го- ды, предусматривающее широкое внедрение электрохолодильных комплексов на ГРС Москвы. Это позволит по-хозяйски использовать имеющийся немалый энергетический ресурс «бросовой» энергии давления газа на ГРС для экологически чистой выработки электроэнергии и «холода» с использованием его в холодильниках. Для этого уже созданы необходимые условия и имеется серийно выпускаемое комплектное оборудование.

 

 

Программа федерального правительства «Энергосбережение» в одной из своих частей предусматривает сокращение потребления количества газа на теплоснабжение жилых домов, зданий производственного и общественного назначения путем использования децентрализованных систем теплоснабжения – автономных (крышных, квартальных, блок модульных) котельных. Эффективность использования названных котельных в значительной степени зависит от типа применяемого узла коммерческого учета газа.

 

При комплектовании автономных котельных на территории РФ необходимо соблюдать требования «Правил учета газа».

 

В соответствии с правилами к узлам учета газа предъявляются следующие требования: высокая точность измерения, малая инерционность при переменных нагрузках, низкая потеря давления на счетчике, возможность дистанционной передачи показаний и создания АИС, возможность приведения рабочего объема к стандартному путем коррекции по давлению, температуре и коэффициенту сжимаемости, простота и удобство монтажа.

 

Перечисленным выше требованиям в полной мере удовлетворяют современные ротационные счетчики газа, принцип действия которых основан на вытеснении газа из рабочей камеры роторами. Ротационные счетчики газа отлично зарекомендовали себя в эксплуатации, особенно в случаях, когда требуется высокая точность измерения и компактность конструкции.

 

В настоящее время ООО «Газэлектроника» (г. Арзамас) приступило к выпуску ротационных счетчиков газа типа RVG (по лицензии фирмы «Эльстер», Германия).

 

Физический принцип, положенный в основу работы счетчика RVG, а также высокое качество конструкции, комплектующих деталей и материалов определяют высокую точность и широкий диапазон измерений, долговечность и надежность работы в условиях эксплуатации. Допускаемая погрешность измерения составляет ± 1%, диапазон измерения до 1:100. Кроме того, особенность конструкции счетчика обеспечивает его малую инерционность, низкую потерю давления (~20 мм. вод. ст), низкий порог чувствительности (0,1 м3/ч), низкий уровень шума, способность работы на максимальном давлении до 1,6 Мпа.

 

Значения названных параметров особенно важны для точного учета количества газа на переменных нагрузках, что характерно для автономных котельных (прерывистый режим работы горелок) и определяют высокие эксплутационные характеристики RVG.

 

Компактность конструкции счетчика и отсутствие требований к прямолинейным участкам обеспечивают простоту и доступность монтажа счетчика как на вертикальных, так и на горизонтальных участках газопровода автономной котельной.

 

Отличительной особенностью автономной котельной является возможность работы без пребывания обслуживающего персонала, но при этом должна быть предусмотрена возможность дистанционной передачи информации, в частности, показаний счетчика газа на диспетчерский центр и создания АИС. По каналам связи (в соответствиями с «Правилами учета газа») должна передаваться информация о рабочих, стандартных ,среднечасовых, среднесуточных и среднемесячных значениях расхода, объема, температуры и давления газа.

 

Возможность оснащения ротационного счетчика газа RVG электронными корректорами (электронным корректором объема ЕК-88/К или температурным корректором ТС-90), а также применение программного обеспечения для передачи и обработки данных (AWS-100,LSM-100, ТД-97, ТД-98) позволяет образовать на базе счетчикаRVG узел коммерческого учета и решать отмеченные задачи в соответствии с требованиями «Правил учета газа».

 

Использование высокоточных. Современных приборов учета газа в котельных нового поколения позволяет повысить достоверность измерения расхода и количества газа при взаимных расчетах между поставщиком и потребителем газа, сделать реальные шаги в реализации программы «Энергосбережение».

 

Вывоз мусора строительного контейнером область куб

 

Из металлургов — в энергетики. Глава 5. Экономичность. Проблемы ценообразования припроведении энергетических обследований. Электрификация теплоснабжения.

 

Главная ->  Экология