Требования к трубопроводам водорода

Газ-водород турбины

Требования к трубопроводам водорода (водородопроводам) на примере проекта наружных трубопроводов водорода высокого давления, используемых для снабжения водородом газовых постов паровых турбин на ТЭЦ, с установкой около точки врезки узла учёта водорода и регуляторов давления (один – рабочий, второй – резервный).

В соответствии с таблицей 6 TP ТС 032/2013 «Технический регламент Таможенного Союза о безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» проектируемый трубопровод водорода относится к 1 категории, используемым для рабочих сред группы 1.

Наружный надземный и внутренний трубопровод водорода запроектирован из стальных труб Дн57х5,0 по ГОСТ 8732-78 «Трубы стальные бесшовные горячедеформированные» и прокладывается открыто с уклоном к потребителю водорода.

Для предупреждения перетекания блуждающих токов по трубопроводам, сразу после врезки предусмотрено изолирующее соединение ИФС Ду50 Ру40. На врезке трубопровода водорода высокого давления и при вводе в здание машинного зала устанавливается отключающее устройство, в количестве двух шаровых кранов.

Для защиты от коррозии окружающей среды внутренние стальные трубопроводы водорода, проложенные по помещению машинного зала турбогенераторов покрыть эмалью ХС-759 ГОСТ 23494-79 в 1 слой по двум слоям ЦИНОЛа и одному слою АЛПОЛа. Цвет эмали – желтый.

При прохождении трубопровода водорода через стену здания прокладывается футляр-гильза. Герметизация концов футляра после завершения протаскивания стальной трубы выполняется из негорючего материала.

Пространство между трубопроводом водорода и футляром (гильзой) заделать просмолённой паклей, резиновыми втулками или другим эластичным материалом. Участки трубопроводов водорода в пределах футляра не должны иметь сварных соединений. Пространство между стеной и футляром следует заделывать на всю толщину пересекаемой конструкции.

Соединение труб надземного стального водородопровода выполнить на сварке. Разъемные соединения выполнить только в месте установки арматуры. Не выполнять разъемные соединения на трубопроводе водорода под оконными проемами.

Перед испытанием смонтированных наружных трубопроводов водорода на герметичность, произвести продувку с целью очистки внутренней полости трубопровода от окалины, влаги и засорений.

Вдоль трассы наружного трубопровода водорода не предусматривается охранных зон. Трасса трубопровода водорода предусматривается по промышленной территории с прокладкой труб на технологических эстакадах.

Расстояния от трубопроводов водорода до зданий и сооружений приняты по нормам и правилам ПБ 03-598-03, утвержденным федеральным органом исполнительной власти, специально уполномоченным в области строительства, и согласованным с Ростехнадзором России и обеспечивает эффективную эксплуатацию системы распределения.

Прокладка трубопровода водорода надземная и не требует установку оборудования электрохимической защиты.

Для обеспечения нормальной и безопасной эксплуатации трубопровода водорода в проекте согласно требований ПБ 03-598-03 предусматривается установка отключающих устройств с герметичностью затвора класса А по ГОСТ 9544-93.

Крепление трубопроводов к стенам осуществляется с помощью кронштейнов и крюков.

На трубопроводе водорода установлены последовательно два отключающих устройства, в соответствии с нормами проектирования.

Водород паровой турбины

Водород генератора ПТ

Основными потребителями водорода на ТЭЦ являются турбинные генераторы, например ПТ-65-130/13, с расходом водорода Gр = 100 м3/ч (при РРаб = 0,2 МПа), использующие водород высокого давления.

Оборудование машинного зала, потребляющее водород, т.е. газовая система турбогенераторов, работает в автоматическом режиме с постоянным присутствием обслуживающего персонала.

Источником снабжения водородом для газовых постов турбогенераторов является существующий надземный стальной трубопровод водорода высокого давления Ду50 мм (водородопровод), проложенный по существующей эстакаде от электролизной установки (СЭУ), марки СЭУ-4М.

Транспортируемая среда – ГОСТ 3022-80 «Водород технический. Технические условия», плотность водорода γ=0,08987 кг/м3, низшая теплота сгорания Qнр=120,9 МДж/кг.

Установленный объём потребления водорода для водородных рамп турбогенератора, примерно, составляет:

— Gпотр= 100 м3/ч при давлении 0,2 МПа (рабочее давление в генераторе);

— Gпотр= 280 м3/ч при стандартных условиях;

— Gпотр= 11,3 м3/ч при давлении 3 МПа (до регулятора давления).

Для резервного заполнения водородом турбогенераторов используются, установленные в помещении машинного зала на каждом газовом посту, баллоны с водородом. Подключение баллонов предусматривается вручную, обслуживающим персоналом через гибкую подводку, установленную после двух последовательных шаровых кранов.

Баллоны заполнены водородом техническим газообразным. Водород производится в соответствии с требованиями ГОСТ 3022-80 «Водород технический. Технические условия» по технологическим регламентам, утвержденным в установленном порядке.