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.

Газовое хозяйство паровой турбины

Газовая схема турбины

Описание и технологическая схема газового хозяйства парового турбогенератора.

Паровая турбина имеет следующие газовые среды:

  • Воздух.
  • Фреон.
  • Водород.
  • Углекислота.

Основным газом паровой турбины является водород, остальные носят вспомогательную функцию.

Паровая турбина — тепловой двигатель, в котором энергия пара преобразуется в механическую работу

В лопаточном аппарате паровой турбины потенциальная энергия сжатого и нагретого водяного пара преобразуется в кинетическую, которая в свою очередь преобразуется в механическую работу — вращение вала турбины.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Паровая_турбина

Основным оборудованием газового поста турбины являются:

— осушитель водорода;

— водородная рампа;

— газоанализатор;

— испаритель;

— блок регулирования и фильтрации к газоанализатору;

— приборы КИПиА;

— запорно-регулирующая арматура.

Общее представление о функционировании газового хозяйства турбины, можно почерпнуть из выше опубликованной схемы.

Охладитель конденсата типа ПВ1

Чертеж охладителя конденсата ПВ1

Охладитель конденсата ПВ1 325х2-Г-1,6-3-У3 ГОСТ 27590-2005 в системе подогрева сетевой воды на ТЭЦ.

Для обеспечения постоянного налива охладителя конденсата, рекомендуется использовать аппараты-охладители типа ПВ1.

Охладитель конденсата ПВ1 325х2-Г-1,6-3-У3 устанавливается в горизонтальном положении на существующей площадке на отметке 0,000, ниже выходного патрубка конденсата пикового подогревателя.

Охладитель конденсата устанавливается на опоры трубчатые типа ТР-А2-325-ВСт3пС по ОСТ 36-146-88.

Охладитель конденсата крепится к фундаментным плитам отметки 0,000 (толщина 250 мм) с помощью фундаментных болтов с анкерной плитой М24 по ГОСТ 24379.1-2012.

Выверку положения охладителя осуществляется в соответствии с рекомендациями завода изготовителя.

Современный подогреватель сетевой воды

Подогреватель ПСВ-550-0,3(1,4)-2,5

Современные подогреватели сетевой воды типа ПСВ-550-0,3(1,4)-2,5 ЦКТИ-УрФУ, имеют ряд конструктивных отличий, по сравнению с серийно выпускаемыми бойлерами:

— Антикоррозионное покрытие трубных досок

— Повышение герметичности вальцовочного соединения за счет профильных канавок в отверстиях

— Оптимальная расстановка поддерживающих трубных перегородок исключающая опасные формы собственных колебаний трубок

— Разделение трубного пучка по высоте на отдельные теплообменные секции и

рациональная организация:

— отвода пароводяной смеси из каждой секции теплообмена;

— отвода неконденсирующихся газов из каждой секции теплообмена.

— Паровой корпус с эксцентриситетом, позволяет выровнять давление в паровом корпусе.

Не смотря на отличия в подогревателях ПСВ-550-0,3(1,4)-2,5 ЦКТИ-УрФУ сохранены межосевые расстояния серийных подогревателей.

— Оригинальна конструкция люка-лаза с поворачивающейся крышкой для доступа к «плавающей» водяной камере.

— Внутрикорпусное облуживание труб теплообмена.

Преимущества новых конструкций подогревателей сетевой воды:

  1. Новая конструкция обеспечивает повышенные тепловой эффективности на 15 20 % по сравнению с серийными.
  2. Увеличивает температуру сетевой воды на выходе, что сокращает издержки при эксплуатации и его последующем нагреве (в зависимости от схемы).
  3. Сокращение температуры уходящей паровоздушной смеси за счет применения смешивающего воздухоохладителя (экономия тепла греющего пара).
  4. Применение профильно-витых труб с эффектом самоочистки по ТУ 3612-001-97941494-2009.
  5. Сокращение затрат на ремонт и обслуживание.
  6. Поддержка и диагностика работы аппарата во время его работы на энергообъекте.

Производством современных подогревателей типа ПСВ-550-0,3(1,4)-2,5 ЦКТИ-УрФУ, занимается компания ООО «Энерготех-Эжектор», г. Екатеринбург.

Охладитель конденсата типа ОВ-40М

Чертеж охладителя конденсата

Охладитель конденсата типа ОВ-40М в технологических системах подогрева сетевой воды, устанавливается в линии сброса конденсата с пикового подогревателя.

Регулирование сброса конденсата осуществляется регулятором уровня РУ-2КБП типа РК 103.150.00 ЭУ-30 Ру64.

В линии от подогревателя до охладителя конденсата устанавливаются ручные задвижки типа 30с64нж. Дренаж конденсата рекомендуется из трубопроводов рекомендуется выполнить открытого типа, т.е. через воронку в дренажный приямок

Охладитель конденсата ОВ-40М устанавливается в вертикальном положении ниже выходного патрубка конденсата пикового подогревателя, чтобы был под постоянным наливом.

Охладитель конденсата устанавливается на новом каркасе из прокатных швеллеров 24П по ГОСТ 8240-97.

Крепление охладителя осуществляется за заводские опоры с помощью шпилек 22М ГОСТ 22042-76.

Выверку положения охладителя осуществить в соответствии с рекомендациями завода изготовителя.

Скачать чертеж охладителя конденсата типа ОВ-40М в формате AutoCAD dwg >>>

Внимание: переход на другой интернет-сайт!!!

 

Энергетическая эффективность бойлерной установки

Фото бойлерной установки

Бойлерная установка предназначена для осуществления снабжения потребителей и собственных нужд тепловой энергией в виде горячей воды для  отопления и горячего водоснабжения.

Бойлерная установка состоит из подогревателей сетевой воды, сетевых насосов, обеспечивающих циркуляцию воды в теплосети, насосов откачивающих конденсат греющего пара, трубопроводов сетевой воды, греющего пара, конденсата греющего пара, отсоса воздуха и дренажных трубопроводов. Дополнительно, по требованиям конкретного технологического процесса устанавливаются охладитель конденсата и охладитель выпара.

Энергетическая эффективность бойлерной установки достигается посредствам установки нового, современного технологического оборудования.

Установка современных подогревателей сетевой воды типа ПСВ-550-0,3(1,4)-2,5 ЦКТИ-УрФУ, имеющих ряд энергоэффективных решений за счет своей новой конструкции, по сравнению с серийно выпускаемыми бойлерами.

Новая конструкция обеспечивает повышенные тепловой эффективности на 15-20 % по сравнению с ранее выпускаемыми подогревателями сетевой воды.

Установка сетевых и конденсатных насосов с торцевыми уплотнениями, производства ведущей в данном направлении российской компании – ООО НПЦ «АНОД», г. Нижний Новгород.  Эксплуатация модернизированных насосов с торцевыми уплотнениями минимизирует утечку перекачиваемой среды в окружающее пространство и подсос воздуха в агрегаты, тем самым сокращая расход топливных ресурсов на 15-25%.

Оснащение приводов сетевых и конденсатных насосов, системами управления частотой вращения ротора асинхронного электродвигателя (ЧРП). Ввиду переменной загрузки насосных агрегатов бойлерной установки регулирование скорости вращения электродвигателя – наиболее эффективный способ управления производительностью насосов и, следовательно, их энергопотреблением. К преимуществам ЧРП помимо энергосбережения относятся: уменьшение износа основного оборудования за счет плавных пусков, устранение гидравлических ударов, снижение шума.

Работа электродвигателей насосов через систему частотного регулирования позволяется сократить расход электрической энергии на 30-40%.

Для откачки конденсата из охладителя выпара используются два насосных агрегата консольного типа с Р = 3,0 кгс/см2 и Q = 15 – 30 т/час. Насосы включаются от сигнала поплавкового датчика уровня и, поэтому, имеют низко периодический режим работы.

После окончания монтажа, все элементы трубопроводов и арматуры, а также подогреватели сетевой воды, защищаются напыляемой керамической тепловой изоляцией «АСТРАТЕК».