Горелки с принудительной подачей воздуха. Одоризация газа

1. Горелки с принудительной подачей воздуха

- создание условий для полного сгорания газа с минимальными избытком воздуха и выходом вредных веществ в продуктах сгорания;

По способу подачи воздуха и коэффициенту избытка воздуха ₁ горелки делятся на:

- Диффузионные (₁=0);

- Инжекционные (₁>0 и ₁<0);

- С принудительной подачей воздуха.

1.3 Особенности и устройство горелок с принудительной подачей воздуха

горелка воздух одорант газ

Качество одоризации газа во многом определяется способом одорирования и оборудованием, которое осуществляет процесс одоризации. Выбор способа одорирования и типа одоризатора газа зависит от требуемой производительности и необходимой точности.

Одорант может вводиться в поток газа, как в жидком, так и в парообразном состоянии. В жидком состоянии подача одоранта в газопровод производится с помощью капельницы или дозирующего насоса. Для одорирования парами одоранта, часть общего потока газа ответвляется, насыщается парами одоранта, перемещаясь над жидким одорантом, барботируя через него, или обдувая смачиваемый в одоранте фитиль, и возвращается в общий поток газа.

Капельный способ ввода одоранта в поток газа. Этот способ из-за своей простоты и дешевизны, несмотря на повышенные требования к качеству одоризации газа, остается наиболее распространенным на действующих российских ГРС. В его основе лежит относительно постоянная величина массы одной капли жидкости (для одоранта - масса одной капли считается равной 0,02 г, то есть в 1 г одоранта содержится приблизительно 50 капель). Регулируя подачу одоранта и подсчитывая количество капель в единицу времени, можно добиться требуемого расхода одоранта для установленного значения расхода газа. При больших расходах газа, последовательность капель одоранта трансформируется в струю жидкости. В этом случае расход одоранта отслеживается по шкале уровнемера расходной емкости (на некоторых одоризаторах газа для этих целей устанавливается специальная замерная емкость, с предварительно выверенной ценой деления).

Данный способ требует постоянных проверок и регулировки осуществляемого через капельницу расхода одоранта при изменениях расхода газа (например, при подключении или отключении отдельных потребителей). Такие регулировки выполняются оператором ГРС вручную и не поддаются автоматизации. Фактическая точность одорирования при этом невысока (составляет от 10 до 25%). Поэтому в современных одоризационных установках капельница используется только как резерв для работы во время ремонта основного оборудования.

Фитильный одоризатор, как правило, применяется при небольших, мало изменяющихся расходах газа с использованием стабильного по химическому составу (как для жидкого состояния, так и для паров) одоранта. Содержание одоранта в одорированном газе оценивается по количеству израсходованного в единицу времени одоранта и может регулироваться изменением количества газа, пропускаемого через фитиль. Регулирование производится вручную оператором ГРС и высокой точности одорирования, при этом, добиться не удается.

Барботажный способ ввода одоранта в поток газа. В отличие от капельницы и фитильного одоризатора, одоризационные установки с использованием барботажа уже могут быть автоматизированы. Примерами являются одоризаторы газа ОД (производитель - ООО завод «Газпроммаш») и блоки одоризации БО (производитель - ООО фирма «Саратовгазприборавтоматика»).

В этих устройствах автоматическая подача одоранта, пропорционально расходу одорируемого газа, обеспечивается с помощью диафрагмы, устанавливаемой в трубопровод и специального дозатора. При движении потока газа по трубопроводу, на диафрагме возникает перепад давления, величина которого изменяется пропорционально расходу движущегося газа. Часть потока газа ответвляется и через регулировочный вентиль поступает в дозатор, где, барботируя через жидкий одорант, насыщается его парами. Далее насыщенный парами одоранта газ проходит через смотровое окно, возвращается в трубопровод по другую сторону диафрагмы и смешивается с основным потоком газа. В дозатор одорант непрерывно подается самотеком из расходной емкости. Расходная емкость пополняется периодически методом передавливания из резервной емкости для хранения одоранта. Все заправки производятся закрытым способом с использованием эжектора, обеспечивающего удаление паров одоранта из емкостей и из шланга автоцистерны-заправщика с последующим сбросом этих паров в трубопровод. Следует отметить, что использование эжектора эффективно только в том случае, когда отношение его входного давления (отбираемого на входе ГРС) к выходному давлению составляет величину от 2 до 3. В других случаях, для нейтрализации паров одоранта следует применять дезодоратор с заполнением 50-70% его объема нейтрализатором (например, 20% раствором хлорной извести).

Наличие одоранта в расходной емкости отслеживается визуально оператором ГРС. Кроме того, предусматривается передача в систему управления ГРС предупредительного сигнала о минимальном уровне одоранта в расходной емкости.

Одоризационные установки типа ОД и БО имеют ряд существенных недостатков, ограничивающих широкое применение этих устройств. К их числу можно отнести следующее:

- при изменениях газопотребления в процессе эксплуатации одоризатора более чем на 30%, процесс одоризации выходит из режима и требует ручной настройки на новый режим;

- точность одорирования невысока (в зависимости от условий эксплуатации может меняться от 5 до 20%), причем, определяется она только качеством изготовления дозатора и стабильностью расхода газа в трубопроводе; температурные колебания окружающего воздуха, а также резкие изменения газопотребления в виде отключений или подключений сравнительно крупных потребителей газа, существенно ухудшают качество одорирования, но не могут быть в данных устройствах автоматически учтены и скомпенсированы;

- необходимость использования сужающего устройства создает дополнительные неудобства обслуживающему персоналу, а зачастую требует еще и сезонной замены шайбы;

- в систему управления ГРС или в системы верхнего уровня передается только предупредительная информация о минимальном уровне одоранта в расходной емкости; других датчиков для оценки состояния оборудования одоризатора и качества его работы, нет.

Дозированная подача одоранта в поток газа. Существуют разные способы реализации дозированного ввода одоранта в поток газа.

Первоначально дозирование подачи одоранта сводилось к установке перед капельницей электромагнитного клапана, управляемого от электронного блока, который обеспечивал заданное время открытого состояния клапана, а также частоту его включений. Таким образом, единичная доза определялась количеством одоранта, пропущенного через электромагнитный клапан за время пребывания его в открытом состоянии, а требуемая норма ввода одоранта в поток газа обеспечивалась выбором нужной частоты включений клапана. В отличие от предыдущих способов, дозирование одоранта с помощью электромагнитного клапана позволяет повысить качество одорирования, а при наличии соответствующих программно-аппаратных средств, организовать автоматическую подачу одоранта пропорционально расходу газа и косвенный учет введенного одоранта (по количеству срабатываний электромагнитного клапана). В то же время данный способ не нашел широкого распространения из-за ряда существенных недостатков:

- в случае протечек через клапан, процесс одоризации газа становится неуправляемым, так как подача одоранта в трубопровод осуществляется самотеком

- величина единичной дозы в значительной мере зависит от температуры окружающего воздуха (из-за температурных изменений объема меняется плотность вещества и, как следствие, масса дозы) и от степени заполнения расходной емкости (с изменением гидростатического давления, меняется скорость подачи одоранта и, соответственно, его количество, протекающее через открытый электромагнитный клапан за одно и то же время);

- отсутствует информация о фактическом прохождении одоранта через одоризатор (имеется только визуальный контроль).

В дальнейшем для дозированной подачи одоранта стали применяться дозирующие насосы, позволившие значительно усовершенствовать процесс одоризации газа. Как правило, на базе таких насосов изготавливаются дозаторы одоранта, которые содержат в своем составе помимо самого насоса фильтр для очистки одоранта, управляющее устройство (в зависимости от конструкции дозатора это может быть электромагнит или электропневматический клапан) и электронный блок управления.

Дозатор одоранта ДО1-25. Разработанный и изготовленный самарскими авиаторами дозатор одоранта представляет собой плунжерный насос с регулируемым ходом поршня, управляемый с помощью электропневмоклапана от электронного блока. Доза (от 1 до 25 смі) задается установкой ограничителя хода поршня в нужное положение по лимбу на регулировочной головке. Электронный блок управления обеспечивает требуемую частоту срабатывания управляющего клапана, устанавливаемую оператором исходя из текущего расхода газа. Перемещения поршня производятся газом от газопровода высокого давления. При этом перепад давления между газопроводами высокой и низкой сторон должен быть не менее 0,6 МПа. Поступающий одорант перед подачей в насос проходит через фильтр.

Эти дозаторы эксплуатируются в основном на объектах ООО «Самаратрансгаз». К их недостаткам следует отнести усложненную конструкцию и наличие большого количества уплотнительных элементов, являющихся потенциальными источниками утечек.

Автоматизированная система одоризации газа (АСОГ). АСОГ, созданная атомщиками из г. Саров, по своей сути является дозатором одоранта, но в отличие от ДО1-25, с более высокой степенью автоматизации. Кроме того, здесь мы имеем дело с микродозами (0,15-0,45 смі), что повышает требования к чистоте одоранта (любые твердые частицы, попавшие в игольчатый клапан, нарушают нормальную работу дозатора). АСОГ имеет фильтр тонкой очистки, а также новый элемент - датчик подачи одоранта, который уже позволяет иметь информацию о реально поступившем в трубопровод одоранте. К сожалению, эксплуатирующие организации отмечают низкую надежность работы этого датчика. Блок управления АСОГ имеет связь со штатным расходомером одорируемого газа и обеспечивает подачу одоранта в трубопровод пропорционально расходу газа с точностью не хуже 5%.

2.4 Универсальный автоматический одоризатор УОГ-1

Универсальный автоматический одоризатор УОГ-1 разработан ВНИПИгаздобычей (Саратов) и изготовляется Щекинским заводом PTO. Принцип работы одоризатора заключается в следующем: Ответвленный от основного газопровода поток газа, создаваемый в результате перепада давления на диафрагме, проходит через инжекторный дозатор 5 (рис.3). Одорант поступает в зону разрежения дозатора и, увлекаемый ответвленным потоком газа, вводится в основной газопровод в количестве, пропорциональном перепаду давления на диафрагме, т. е. расходу газа. Таким образом, принцип инжектирования обеспечивает ввод одоранта в количестве, строго пропорциональном расходу газа. Удельный расход одоранта устанавливается с помощью регулируемой емкости 4, реле времени 2 и клапана 3, связанных с дозатором 5.

Рисунок 3 - Универсальный одоризатор газа УОГ-1

1- редуктор давления питания, 2 - реле времени; 3 - клапан; 4 - регулируемая емкость; 5 - дозатор; 6 - поплавковая камера; 7- фильтр одоранта; 8 - замерная емкость; 9 - расходная емкость, 10 - подземная емкость для хранения одоранта

Технические данные одоризатора УОГ-I приведены ниже.

- Рабочее давление в газопроводе, кгс/см² 2ч12

- Производительность по одоранту, см³/ч 57ч3150

- Перепад давления на диафрагме, соответствующий максимальному расходу газа, кгс/см2 Не более 0,6

- Погрешность одоризатора, % ±10

- Количество циклов в минуту 2ч5

- Температура окружающего воздуха, °С -40ч +50

- Максимальный расход газа на питание системы управления, м^З/ч 1

- Размеры (без емкостей для одоранта), мм 165х150х800

- Масса, кг 63

Список использованных источников

1. Стаскевич Н.Л. Справочник по газоснабжению и использованию газа. Л., «Недра», 1990. - 762 с.

2. Скафтымов Н.А. Основы газоснабжения. Л., «Недра», 1975.- 343 с.

3. Сайт компании «Газпроммаш» www.gazprommash.ru

Размещено на Allbest.ru