БАССПГВ

Блочная автоматизированная  система  смешения природного  газа  с атмосферным  воздухом
БАССПГВ

Нормативная база

Государственная программа Российской Федерации»Энергосбережение и повышение энергетической эффективностина период до 2020 года»(утв. Распоряжением Правительства РФ от 27 декабря 2010 г. N 2446-р)

Мероприятия Программы охватывают основные отрасли экономики и социальную сферу Российской Федерации и должны стать одним из приоритетных направлений модернизации и технологического развития Российской Федерации. 

В Программе предусмотрены мероприятия по выведению из эксплуатации старых неэффективных мощностей, оборудования, установок, внедрению инновационных технологий и нового прогрессивного оборудования во всех отраслях российской экономики и социальной сфере в процессе нового строительства и модернизации.      

Ключевыми элементами энергосбережения и повышения энергетической эффективности в энергетике являются наличие российских лицензионных технологий с учетом прохождения стадии демонстрационных проектов, их унификация и типовое проектирование. Условием, необходимым для выполнения задач по энергосбережению и повышению энергетической эффективности в энергетике, является разработка новых технологий.

Предлагаемое решение

Разработанная  автоматизированная  система (БАССПГВ)  позволяет подготовить конечному потребителю газовоздушную смесь с содержанием атмосферного воздуха до 5%, что позволяет интенсифицировать процесс горения за счет уменьшения времени протекания химических реакций между окислителем (воздухом) и топливом (газ), а также увеличения скорости смесеобразования, с переводом части процесса теплопередачи, от факела и уходящих газов к теплоносителю (воде), из конвективного теплообмена в радиационный (лучистый), тем самым значительно увеличив эффект теплоотдачи в топке котла.

  Объем добавляемого воздуха определяется текущим расходам газа на теплопотребляющую установку, выдерживается БАССПГВ в  объеме до 5% от расхода газа в автоматизированном режиме. Ввод воздуха в газовый поток производится за счет эжекции и не требует дополнительного компрессорного оборудования и расхода энергии. Более того подмес воздуха позволяет уменьшить подачу воздуха подаваемого дутьевым вентилятором на горелку и природного газа, в той части которой был необходим для нагрева этого воздуха, а также снижается потребление электроэнергии связанное со снижением объемов подачи воздухом вентилятором. 

Наличие предварительно подмешенного воздуха в природном газе обеспечивает более низкий уровень эмиссии несгоревших углеродов, СО и Nох (снижаются вредные выбросы) и обеспечивается увеличение эффекта теплопередачи в топке котла, что подтверждается снижением температуры уходящих газов и в конечном счете снижением удельного потребления газа на единицу выработанной тепловой энергии.

Структурная схема

Схема газоснабжения

Габариты БАССПГВ

ФОТО

Принципиальная схема газовоздушной установки БАССПГВ

Внешний вид программного обеспечения
на верхнем уровне

Внешний вид программного обеспечения
по месту

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БАССПГВ

1.Блочная автоматизированная система смешения природного газа с атмосферным воздухом БАССПГВ предназначена для создания и подачи в газораспределительную сеть газовоздушной смеси .

  Установки могут использоваться для различных видов потребителей в системах газоснабжения сельских или городских населенных пунктов, коммунальных котельных и объектов промышленного назначения.

  Условия эксплуатации установок должны соответствовать климатическому исполнению У категории 1 по ГОСТ 15150  для эксплуатации при температуре окружающей среды от минус 45 до плюс 40°С и относительной влажности воздуха до 98%.

  Установка соответствует требованиям ТУ 4859-009-69449653-2015 и изготавливается по конструкторской и технологической документации, утвержденным в установленном порядке.

  2.1. Напряжение питания (В)- 380В;

  2.2. Мощность от сети переменного тока -30 кВт;

  2.3. Максимальный расход газа — не более 11000 ст. м3;

  2.4. Максимальное давление на входе установки не более 0,6 МПа (6 кгс/см2);

  2.5. Минимальное  давление газовоздушной смеси на выходе установки — не менее 1,1 кгс/см2;

  2.6. Низшая теплота сгорания  газовоздушной смеси- не менее   7600кг/м3;

  2.7. Габаритные размеры — не более  8800х3100х2410 мм;

  2.8. Вес — не более — 10 000  кг

Примечание: по пунктам 2.3.; 2.4; 2.5; 2.7; 2.8; -значения могут меняться в зависимости от модификации БАССПГВ.

Сертификаты и разрешения

Справка по экономии газа на установке БАССПГВ в котельной  г.Азнакаево Азнакаевское ПТС

1. Период снятия данных для определения эффективности БАССПГВ: с 08.08.2017г. по 15.08.2017г.

2. За время проведения эксперимента количество воздуха, подмешиваемого в газовую смесь, составляла в среднем – 3% .

3. Котлоагрегат ДКВР-20 №1 центральной котельной ОАО «Азнакаевское ПТС» работал в двух режимах, при равных производственных условиях:Режим №1 с подключением БАССПГВ с 12:00 04.08.2017г. по 8:00 08.08.2017г. (работа котла на газовоздушной смеси, средний удельный расход газа на единицу выработки тепловой энергии составил – 130,3 м3/Гкал). Режим №2 без установки БАССПГВ с 08.08.2017г. по 8:00 15.08.2017г. (работа котла на природном газе, средний удельный расход газа на единицу выработки тепловой энергии составил – 133,3 м3/Гкал).

3.1. При работе котла в Режиме №1, на газовоздушной смеси, экономия газа на выработку 1Гкал тепловой энергии составила – 2, 76714897 м3/Гкал, несмотря на то, что коэффициент избытка воздуха для данного режима не корректировался, т.е. являлся не оптимальным (см. «Акт определения эффективности БАССПГВ в производственных условиях…» от 18.10.2017г.)

3.2. Выработка тепловой энергии в год ОАО «Азнакаевское ПТС» составляет ориентировочно 220 тыс. Гкал.

3.3. Экономия газа в год составит: 220 тыс. Гкал х 2,767 м3/Гкал = 608 740 м3/год

3.4. Экономия финансовых средств в год составит: 608 740 м3 х 6,2 руб3 = 3 774 188 руб.

4. Оптимизация процесса горения с доведением избытка воздуха до оптимального – дополнительно может привести к снижению удельного расхода газа и экономия газа на 1 Гкал тепловой энергии до 5м3

4.1. Потенциальная годовая экономия газа может составить: 220 т.Гкал х 5 м3 = 1 100 тыс. м3/год

4.2. Итоговая потенциальная экономия денежных средств в год от использования установки БАССПГВ в г.Азнакаево может составить: 1 100 тыс. м3 х 6,2 руб/м3 = 6 820 000, 00 руб/год, с учетом НДС.

График, составленный согласно эксперименту работы установки БАССПГВ пос. Азнакаево, ПТС 10.02.16г.

Достигаемые результаты

Предварительно подмешанный атмосферный воздух в природный газ обеспечивает рост температуры продуктов горения и  увеличение эффекта теплопередачи в топке котла, что приводит к снижению удельного потребления газа на единицу выработанной тепловой энергии. 

  Данные выводы подтверждены работой БАССПГВ с (2016-2019)гг. на центральной котельной ОАО «Азнакаевское ПТС» и отражены в «Акте определения эффективности работы БАССПГВ в производственных условиях центральной котельной ОАО «Азнакаевское ПТС» по показателю – удельный расход газа на единицу выработанной тепловой энергии» от  18.10.2017г. и «Актом оформления результатов от внедрения установки смешения газ-воздух, режимных и  технических мероприятий в котельной за период 2016-2019гг. на АО «Азнакаевское ПТС»» от 18.07.2019г.

  При работе в отопительном сезоне 2017-2018гг.  с БАССПГВ удельный расход газа на единицу тепловой энергии составил – 135, 894 м3/Гкал.(было 149,311м3/Гкал) при выработке 155 212,421Гкал/год.

  При работе в отопительном сезоне 2018-2019гг. с  БАССПГВ  удельный расход газа на единицу тепловой энергии составил – 127,77 м3/Гкал. при выработке 161 857,227 Гкал/год. 

Таким образом при работе котлоагрегатов за период 2017-2019гг. на газовоздушной смеси получили экономию природного газа 3 397 413,16 м3,что в денежном выражении составляет 19 704 996,35 рублей.

Более  высокая эффективность теплопередачи от факела и продуктов сгорания топлива к поверхностям нагрева котлоагрегата, повышает эффективность использования топлива и позволяет  экономить  до  5%  топлива, что в условиях массового применения этого метода позволит, только в Республике Татарстан, экономить до 750 млн.м3 газа в  год. 

  Добавление нескольких процентов воздуха в природный газ низкого давления непосредственно  перед  подачей  конечному  потребителю  не  влечет  каких-либо проблем с безопасностью использования газа или его негативного влияния на оборудование. Верхний концентрационный предел распространения пламени в газовоздушных смесях при атмосферном давлении составляет для концентрации воздуха 85%, что несопоставимо с его долей, подмешиваемой к газу в данном случае.

  Основные  преимущества,  реализуемые  при  внедрении  предлагаемой  модернизации газораспределительных пунктов:

  • экономия потребляемого газа до 5 %;

  • снижение вредных выбросов в атмосферу до 10 %;

  • повышение КПД котлов от 0,2% до 2 %.

Достигнутые результаты позволяют надеяться на возможность рассмотрения разработки программы Республики Татарстан по внедрению автоматизированных систем подмешивания атмосферного воздуха в природный газ на основе частно-государственного партнерства.