Настройка и обслуживание новейших газотурбинных и когенерационных установок с высокотехнологичными анализаторами дымовых газов testo/ М.П. Григорян
Опубликовано: 26 августа 2015 г.
145
Во многих странах Европейского союза с 2000 г. действуют различные национальные проекты по увеличению топливной и энергетической эффективности, а также сокращению выбросов вредных веществ в атмосферу. В РФ в 2009 г. был принят новый Федеральный закон № 261ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». План мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности направлен на достижение поставленного Президентом РФ показателя — снижение энергоемкости национальной экономики на 40 % к 2020 г.
Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.
В рамках данных национальных проектов Россия и страны ЕС стремятся внедрять в энергетику новейшие достижения науки и техники: когенерационные электростанции с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) и газотурбинные установки в качестве силового оборудования для мощных ТЭС и мини-ТЭЦ. За последние 10 лет существенно обновился парк оборудования и технологий. К таким техническим новинкам относятся, например, водонагреватели со встроенным тепловым насосом, использующие тепло окружающего воздуха и обеспечивающие за счет этого тройную экономию электроэнергии для потребителя. Безусловным нововведением последних двух–трех лет является массовое производство компактных микро-когенерационных установок с двигателем Стирлинга общей мощностью от 3 до 100 кВт, работающих на природном и сжиженном газе. Особое свойство двигателя Стирлинга как двигателя с внешним подводом теплоты позволяет снизить в 3 раза содержание СО в обработанных газах и значительно понизить содержание NO (содержание NO2 остается постоянным и не превышает 3 % об.), при этом общий КПД достигает 96 %, а уровень шума не превышает 60–65 дБ.
Как любая сложная система микро-когенерационная установка требует должного обслуживания, для осуществления которого необходимо специализированное высококачественное оборудование. ООО «Тэсто Рус», официальное представительство немецкого концерна Testo AG в России, предлагает для настройки и обслуживания микро-когенерационных установок газоанализатор testo 330-2 LL. Для контроля выбросов такой установки данный анализатор рекомендуется комплектовать опциональными сенсорами на оксид углерода CO низ. (0…500ppm с разрешением 0,1 ppm) и оксид азота NO низ. (0…300ppm с разрешением 0,1 ppm), позволяющие осуществить регулировку на предельно-низкие концентрации в выбросах и обеспечить при этом максимальный КПД. Встроенная функция в testo 330-2 LL для автоматического разбавления задействуется при превышении концентрации СО свыше 500 ppm, разбавляя пробу газа до 2 000 ppm. Она позволяет проводить замеры вне диапазона измерения сенсора и защищает его от выхода из строя при избыточных концентрациях СО. На прибор предоставляется 4-летняя гарантия, в том числе на сенсоры (О2 и СО), позволяющая снизить эксплуатационные расходы, экономя как минимум на одной плановой замене сенсоров.
Когенерационые установки с ДВС требуют иного подхода при проведении измерений, исходя из технических особенностей настройки газопоршневых двигателей и законодательных нормативов ГОСТ Р 55006-2012 «Стационарные дизельные и газопоршневые электростанции с двигателями внутреннего сгорания. Общие технические условия».
Для правильной настройки и обслуживания когенерационных установок с газопоршневым двигателем необходимо контролировать выбросы дымовых газов в различных режимах двигателя и установки в целом. При этом необходимо контролировать одновременно напрямую оксиды азота NO и NO2 , так как концентрация NO2 не является постоянной величиной и в процессе измерений может достигать 50 % об. Анализатор testo 340 с возможностью одновременного измерения концентраций О2 (0…25 %), CO (0…10 000 ppm), NO (0…3 000 ppm) и NO2 (0…500 ppm) будет удобным и надежным помощником сервисных инженеров при настройке когенерационных установок. Дополнительное удобство и точность измерений обеспечивают модернизированные в 2015 г. зонды для промышленных двигателей и турбин, рассчитанные на максимальную температуру Tмакс= 1 000 °C, длинным 4-метровым 2-канальным шлангом для точного измерения NO2/SO2 и встроенным пылевым фильтром. Опционально в зонд для промышленных двигателей и турбин может быть установлена термопара (тип К, 1 000°C, 4 м) для контроля температуры отходящих газов. Благодаря дополнительным отверстиям на кончике трубки зонда, время отклика термопары уменьшилось в 2 раза. Двухканальный шланг позволяет предотвратить путаницу кабелей, так как кабель от термопары может быть интегрирован в свободный канал шланга. Управлять газоанализатором testo 340 на расстоянии до 10 м, передавать данные на компьютер и создавать отчеты можно с помощью программного обеспечения easyEmission. Подключение к ПК (ноутбуку, планшету) происходит либо по каналу USB или с помощью Bluetooth, что особенно удобно при настройке и проведении тестовых испытаний когенерационной установки.
Замена старых электрогенерирующих мощностей на новейшие высокоэффективные газовые турбины, снижающие как выбросы (до 9–25 ppm) оксидов углерода COx (СO+CO2) и оксидов азота NOx (NO+NO2), так и «тепловое загрязнение» окружающей среды, является одним из способов решения экологических проблем. Экологические показатели газотурбинных установок, соответствующие самым высоким требованиям, позволяют размещать их в непосредственной близости от местонахождения людей. КПД установок практически сопоставим с газопоршневыми силовыми агрегатами, но с помощью газотурбинных установок значительно проще получить высокую мощность. При этом диапазон электрических нагрузок может находиться в пределах, начиная от минимальных 1–3 % до максимальных 110–115 %.
От газоанализатора, который будет использоваться для настройки и обслуживания газотурбинных установок, требуется соответствие самым высоким метрологическим требованиям и российским нормативам СТО ГАЗПРОМ 2-3.5-038-2005 «Инструкция по проведению контрольных измерений вредных выбросов газотурбинных установок на компрессорных станциях».
Анализатор дымовых газов testo 350 полностью отвечает российским норам и всем требованиям, предъявляемым производителями новейших турбин по контролю малых концентраций в отходящих газах, необходимых для правильной настройки установок. Измерения выбросов в процессе мониторинга и настройки турбин требуют высокого уровня точности ввиду низких концентраций СО и NO. Сочетания сенсора NO2 (0…500ppm) и сенсора NO низ. (0…300ppm) с разрешением 0,1 ppm позволяет с легкостью решить задачу по высокоточному определению суммы оксидов азота NOx. Благодаря возможности выбора необходимого коэффициента расширения диапазона измерения до 20 000 ppm для сенсора СО низ. (0…500ppm с разрешением 0,1 ppm), можно получить точные значения концентрации угарного газа, не боясь повредить сенсор во время процесса наладки турбин. В дополнении к этому встроенный блок пробоподготовки на элементах Пельтье, осушающий забранную пробу, и специальный зонд для турбин исключают возможность образования конденсата и способствуют высокоточному измерению крайне неустойчивого газа NO2. Конкурентным преимуществом testo 350 является возможность управления блоком анализатора на расстоянии до 100 м (при условии отсутствия помех) и получения измеренных значений по каналу Bluetooth 2.0 с помощью управляющего модуля. Как и с testo 340 можно подключаться к ПК (ноутбуку, планшету) по каналу USB или Bluetooth с помощью ПО easyEmission.
Технологии, применяемые в газоанализаторах Testo, позволяют осуществлять настройку и безупречную работу новейших газотурбинных и когенерационных установок, снижая затраты предприятий, связанные с расходом топлива, и обеспечивая при этом экологическую безопасность.
