Подогреватели газа прямого действия

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафедра «Транспорт и хранение нефти и газа»

РАСЧЕТ ВНУТРЕННЕГО ГАЗОПРОВОДА ЖИЛОГО ДОМА

Пояснительная записка

к курсовой работе

по дисциплине «Проектирование и эксплуатация газораспределительных систем»

Студент: гр. БМТ 11-04                                                               Ширшов Ф.Д.

Руководитель: ассистент                                                              Гимаева А.Р.

Уфа 2014

СОДЕРЖАНИЕ

Введение......................................................................................................... 3

1 Классификация ГРС.................................................................................. 4

1.1 Назначение и функции ГРС................................................................... 4

1.2 Классификация....................................................................................... 4

1.3 Структурная схема ГРС........................................................................ 7

2 Основные узлы ГРС.................................................................................. 10

2.1 Блок переключений................................................................................ 10

2.2 Блок очистки.......................................................................................... 10

2.2.1 Газосепараторы................................................................................... 11

2.2.2 Пылеуловитель мультициклонный..................................................... 13

2.2.3 Фильтр висциновый............................................................................. 15

2.3 Блок редуцирования.............................................................................. 16

2.4 Блок учета газа....................................................................................... 17

2.5 Блок одоризации газа............................................................................ 19

3 Подогрев газа на ГРС............................................................................... 20

3.1 Подогреватели газа прямого действия................................................. 21

3.2 Подогреватели газа с промежуточным теплоносителем...................... 24

4 Расчет внутреннего газопровода жилого дома....................................... 27

4.1 Определение расчетных расходов газа................................................ 28

4.2 Гидравлический расчет внутридомового газопровода....................... 29

Заключение.................................................................................................... 31

Список использованных источников............................................................ 32

ВВЕДЕНИЕ

        В настоящее время газораспределительные сети являются неотъемлемой частью экономического потенциала Российской Федерации и нефтегазового комплекса в целом. Протяженность газораспределительных сетей в несколько раз превышает длину магистральных газопроводов (протяженность магистральных газопроводов составляет 180000 км, протяженность газораспределительных газопроводов 650000 км). Длины газораспределительных трубопроводов на территории Российской Федерации хватит для того чтобы преодолеть расстояние от Земли до Луны и в обоих направлениях. Кроме того они имеют огромное значение для населения и предприятий иных отраслей. Повсеместное использование газа как в промышленных, так и в бытовых целях повышает уровень жизни людей, технологичность процессов, в которых используется газ а так же является более экологически безопасным по сравнению с использованием остальных видов топлива.

    1 Классификация ГРС

Назначение и функции ГРС

Основным назначением ГРС является снабжение газом потребителей от магистральных и промысловых газопроводов.

Основными потребителями газа являются:

- объекты газонефтяных месторождений (собственные нужды);

- объекты компрессорных станций (собственные нужды);

- объекты малых, средних и крупных населенных пунктов, городов;

- электростанции;

- промышленные предприятия.

ГРС выполняет следующие основные функции:

- очищает газ от механических примесей и от конденсата;

- редуцирует газ до заданного давления и поддерживает его с заданной точностью;

- измеряет и регистрирует расход газа;

- осуществляет одоризацию газа перед подачей потребителю;

- обеспечивает подачу газа потребителю, минуя основные блоки ГРС, в соответствии с требованием ГОСТ 5542-87 [1].

Классификация

ГРС классифицируются по конструктивному признаку. Их классификация приведена на рисунке 1.1.

Станции индивидуального проектирования располагаются вблизи крупных населенных пунктов и в капитальных зданиях. Преимуществом этих станций является улучшение условий обслуживания технологического оборудования и бытовых условий для обслуживающего персонала.

Блочно-комплектные ГРС (БК-ГРС) позволяют резко сократить затраты и сроки строительства. Основой конструкции ГРС является блок-бокс. выполненный из трехслойных панелей заводского изготовления.

Наибольшая масса блок-бокса - 12 тонн. Степень огнестойкости IIIа. Расчетная температура наружного воздуха минус 40 °С, для северного варианта минус 45 °С. Поставка всех элементов блочно - комплектной ГРС осуществляется предприятием-изготовителем. На монтажной площадке блоки соединяются газопроводами и кабелями, оснащаются вспомогательным оборудованием (молниеотвод, продувочная свеча, прожекторы, охранная сигнализация и т.д.) и оградой, образуя законченный комплекс.

Автоматические ГРС содержат в основном те же технологические узлы, что и ГРС индивидуального или блочно-комплектные ГРС. АГРС в отличие от ГРС других видов работают по безлюдной технологии.

Все ГРС могут эксплуатироваться в условиях открытого воздуха и районах с сейсмичностью до 7 баллов по шкале Рихтера, с умеренным климатом, с температурой окружающего воздуха от минус 40 °С до плюс 50 °С с относительной влажностью 95%  при 35 °С. В зависимости от средней температуры наиболее холодной пятидневки и производительности оборудование ГРС должно размещается в соответствии с таблицей 1.1 [5]

Таблица 1.1 – Зависимость размещения оборудования ГРС от условий работы

ГРС комплектуются из следующих технологических блоков:

- переключения;

- очистки газа;

- подогрева газа (при необходимости);

- редуцирования газа;

- измерения расхода (учета) газа;

- одоризации газа (при необходимости);

- системы контроля и автоматики;

- системы сбора твердых и жидких примесей из установки очистки.

Структурная схема ГРС

ГРС содержит следующие основные блоки: технологический, управления КИП и автоматики, источников (рисунок 1.2).

Кроме того, ГРС содержит укрытия для основных блоков, дом операторов (на отдельной площадке) и вспомогательные блоки связи, электрохимической защиты, охранной сигнализации.

Рисунок 1.2 – Основные блоки ГРС

Основным блоком ГРС является технологический. В свою очередь, в составе этого блока имеются подблоки переключения, очистки, подогрева, редуцирования, учета количества газа и одоризации. Эти подблоки включены последовательно в порядке перечисления, кроме блока переключения.

К  ГРС и размещению оборудования в ней предъявляются следующие требования:

- в блоке переключения ГРС должны быть предусмотрены: краны с пневмоприводом на входном и выходном газопроводе; обводная линия, соединяющая входной и выходной газопроводы, оснащенная двумя кранами - первый по ходу газа - отключающий, второй для ручного регулирования при отключении станции; предохранительные клапаны с переключающими трехходовыми кранами на каждом выходном газопроводе и свечой для сброса газа; изолирующие фланцы на входном и выходном газопроводах для сохранения потенциала катодной защиты;

- блок отключения должен располагаться на расстоянии не менее 10 м от здания ГРС;

- в блоке очистки должен быть предусмотрен автоматический слив конденсата в подземный резервуар. Вместимость резервуара определяется из условия слива конденсата в течение 10 суток, но не менее 10 м³;

- количество редуцирующих ниток определяется исходя из производительности ГРС, но не менее двух, причем одна из них резервная. При производительности ГРС более 100 тыс. м³/час допускается предусмотреть дополнительную линию постоянного расхода с ручным краном;

- автоматическая защита редуцирующих ниток должна осуществляться кранами с пневмоприводом или с помощью контрольных регуляторов;

Редуцирующие нитки могут выполняться:

а) по схеме защиты на кране с пневмоприводом, состоящей из крана с пневмоприводом, регулятора давления и ручного крана;

б) по схеме защиты с контрольным регулятором, состоящей из ручного крана, контрольного и рабочего регуляторов;

в) по схеме защиты с кранами с пневмоприводами, состоящей из крана с пневмоприводом, ручного крана для дросселирования и крана с пневмоприводом.

- блок измерения расхода отпускаемого потребителю газа должен соответствовать требованиям ГОСТ 8.563.1-97 [2], ГОСТ 8.563.2-97 [3];

- отбор газа на собственные нужды должен осуществляться от выходного газопровода ГРС после одоризации;

- следует предусмотреть виброшумопоглощающую изоляцию надземных газопроводов;

- скорость газа в трубах ГРС не должна превышать 25 м/с;

- газ, подаваемый в населенные пункты, должен быть одорирован. Блок одоризации, как правило, устанавливается на выходе станции. Для одоризации рекомендуется применять этилмеркаптан. Расход одоранта составляет не менее 16 г на 1000 м³ газа при температуре 20 °С и давлении 101325 Па. По согласованию с потребителем и органами Государственного надзора газ, подаваемый промышленным предприятиям и электростанциям, допускается не одорировать;

- автоматическая защита с помощью кранов с пневмоприводом должна обеспечивать включение в работу резервной нитки при недопустимом отклонении давления газа на выходе рабочей нитки и включение электрической аварийной сигнализации в операторной ГРС или в доме оператора при надомном обслуживании станции;

- между ГРС, потребителем и диспетчером ЛПУМГ должна быть предусмотрена связь, отвечающая нормативным требованиям [6];

- должна быть обеспечена электрохимзащита оборудования и труб от коррозии, защита ГРС от прямых ударов молнии, электростатического напряжения и электромагнитной индукции, а также предусмотрен общий контур для заземления электроустановок и технологического оборудования, отвечающий требованиям [6];

- ГРС должна быть обеспечена средствами телемеханики, позволяющими произвести измерение давлений, температур газа на входе и выходе из станции, расхода газа по потребителям и передачу информации о состоянии катодной защиты станции и аварийных ситуациях диспетчеру ЛПУМГ;

- ГРС должна быть обеспечена электроэнергией напряжением 380/220В по III категории надежности, наружным электроосвещением и при надомном обслуживании служебным домом или квартирами для операторов;

Основные узлы ГРС

Блок переключений

Данный блок предназначен для подачи газа потребителю по обводной линии с привлечением ручного регулирования давления газа во время проведения ремонтных и профилактических работ на станции. Кроме того, этот блок обеспечивает защиту системы газопроводов потребителя от возможного повышения давления газа выше допустимого. Конструктивно блок переключения состоит из отключающих кранов на входном и выходном газопроводах, обводной линии с запорным и регулирующим клапанами, предохранительных клапанов и, соединенных с газопроводом через трехходовой кран.

Блок очистки

Для надежной работы газового оборудования важное значение имеет очистка газа от конденсата, твердых частиц пыли, песка, окалины и др.

Блок очистки газа на ГРС предназначен для предотвращения попадания механических примесей и конденсата в оборудование, технологические трубопроводы, приборы контроля и автоматики станции и потребителю газа. Импульсный и командный газ автоматического управления и регулирования должен быть осушен и дополнительно очищен в соответствии с ОСТ 51.40-83.

Для очистки газа на ГРС применяют пылевлаго­улавливающие устройства различной конструкции - газосепараторы, циклонные пылеуловители, поверхностные и глубинные фильтры. Главное требование к блоку очистки газа - автоматическое удаление конденсата в сборные емкости, откуда по мере накопления его вывозят с территории ГРС.

Этот блок должен обеспечить очистку газа до такого состояния, чтобы концентрация примесей твердых частиц размером 10 мкм не превышала 0,3 мг/кг, а содержание влаги должно быть не больше чем соответствующее состоянию насыщения газа.

Наибольшую трудность при очистке газа представляют образования гидратов. Гидраты углеводородных газов представляют собой белые кристаллы, напоминающие снегообразную кристаллическую массу. Твердые гидраты образуют метан (формула  или ) и этан (формула  или ). Пропан образует жидкие гидраты ( или ). При наличии в газе сероводорода формируются как твердые, так и жидкие гидраты.

Гидраты - нестабильные соединения, которые при понижении давления и повышении температуры разлагаются на газ и воду. Они выпадают при редуцировании газа, обволакивая клапаны регуляторов давления газа и нарушая их работу. Кристаллогидраты откладываются на стенках измерительных трубопроводов, особенно в местах сужающих устройств, что приводит к увеличению погрешности измерений расхода газа. Они также забивают импульсные трубки, выводя из строя приборы КИП.

2.2.1 Газосепараторы

На ГРС предусматривается одноступенчатая очистка газа. Для очистки газа от механических примесей и конденсата используют газосепараторы типа ГС-Н-64, ГСР-64, ГЖ-64 по ОСТ 26-02645-72 (рисунок 2.1). Они бывают с полыми скрубберами или с насадками. В скрубберах применяют сетчатые, жалюзийные и кольцевые (кольца Рашига) насадки. На монтажной площадке ГРС устанавливают не менее двух газосепараторов, работающих параллельно. Скорость движения газа в них не должна превышать 1 м/с. Газосепараторы должны иметь теплоизоляцию и устанавливаться на отдельных фундаментах. Расстояние между ними не менее диаметра газосепаратора с учетом теплоизоляции.

Газ от механических примесей и конденсата в газосепараторе очищается за счет:

- резкого изменения направления движения газа на противоположное;

- снижения скорости движения газа до 0,5-0,6 м/с (должно выполняться условие , где , - скорости витания и оседания частиц в газосепараторе);

- движения газа в насадке, удара механических частиц и конденсата о насадки.

Выделившиеся механические примеси, и конденсат падают на дно сепаратора. Как показывает практика, наименьший унос капель конденсата происходит в газосепараторах с сетчатыми насадками.

По мере накопления механических примесей и газового конденсата осуществляют автоматический сброс конденсата в подземную емкость при помощи дифференциального уровнемера жидкостного пневматического (ДУЖП), установленного на газосепараторе, и регулирующего клапана непрямого действия типа Кр-50-64-ВО (где Кр - тип клапана, 50 - условный диаметр клапана в мм, 64 - условное давление в кгс/см², ВО - воздух (газ) открывает).

В отапливаемом помещении устанавливают два регулирующих клапана типа Кр, один из которых рабочий, а другой - резервный.

Основные узлы клапана - мембранно-пружинный привод (МПП) и двухседельное дроссельное устройство. При падении давления газа в МПП шток, следовательно, и золотник под действием пружины закрывает клапан, и слив конденсата прекращается.

По мере накопления конденсата в подземной емкости его перекачивают в автомобильные цистерны и вывозят для дальнейшего использования.

2.2.2 Пылеуловители мультициклонные

Наиболее перспективным для очистки газа на ГРС является применение мультициклонных пылеуловителей (рисунки 2.2, 2.3).

Мультициклонный пылеуловитель представляет собой вертикально устанавливаемый сосуд, состоящий из цилиндрической обечайки 1 и днищ 2, 3. Внутренняя полость сосуда разделяется на три части: верхнюю, свободную от каких- либо устройств; среднюю, где находятся циклоны 4, и нижнюю, где собираются конденсат и механические примеси. Очищаемый газ через патрубок 5 поступает в среднюю часть пылеуловителя. Далее газ попадает в направляющие аппараты  1 (см. рисунок 2.3) циклона, которые придают газовому потоку ускорение и направляют его по касательной к стенке трубы 2 циклона. Внутри трубы  2 газовый поток образует вихревое движение и за счет центробежных сил инерции происходит разделение газа, конденсата и механических примесей. Газ, как наиболее легкое вещество, собирается в центре трубы  2, откуда отводится через центральную трубу 3 в верхнюю часть мультициклонного пылеуловителя. Конденсат и механические примеси отбрасываются к стенке трубы 2 и стекают по ней в нижнюю часть пылеуловителя.

Рисунок 2.3 - Циклон

Очищенный от частиц пыли и конденсата газ отводится от пылеуловителя (см. рисунок 2.2) через выходной патрубок 6. Конденсат и механические примеси, накапливаемые в нижней части пылеуловителя, автоматически сбрасываются через патрубок 7 в подземную сборную емкость. Уровень конденсата в пылеуловителе контролируется уровнемером, присоединяемым к штуцерам 8. Переливная труба 9 обеспечивает сток конденсата, накапливаемого в верхней части пылеуловителя, в нижнюю часть. Люк 10 и патрубок 11 служат для очистки пылеуловителя от механических примесей и отложений во время ремонтных и регламентных работ. Недостатком мультициклонных пылеуловителей является трудность очистки циклонов от отложений.

2.2.3 Фильтры висциновые

На ГРС с пропускной способностью до 100 тыс. м³/час для очистки газа от механических примесей применяют висциновые фильтры (рисунок 2.4).

Они относятся к фильтрам поверхностного типа.

Висциновый фильтр состоит из корпуса 1 (обечайка, днище) со входным 2 выходным 3 патрубками, загрузочным 4 и разгрузочным 5 люками. Внутри корпуса смонтирована кассета, состоящая из перфорированной сетки 6 и заполненная кольцами Рашига 7. Кольца Рашига представляют собой керамический или металлический кусочек трубы с длиной, равной диаметру. В основном применяются металлические кольца с размерами 15x15x0,2 или 25x25x0,5 мм, насыпанные слоем 70 - 250 мм. Кольца Рашига обычно смазывают висциновым маслом по ГОСТ 7611-55, состоящим из 60% цилиндрового и 40% солярового масел. Внутри корпуса на входном патрубке установлен отбойный лист 8. На входном и выходном патрубках приварены штуцеры 9 для отбора импульса давления.

Фильтр работает следующим образом. Механические примеси, попадая вместе с потоком газа в фильтр, проходят через смоченные висциновым маслом кольца Рашига. При изменении направления потока механические примеси ударяются и прилипают к поверхностям колец. Очищенный от механических примесей газ выходит через патрубок 3.

В процессе эксплуатации из-за засорения кассеты увеличивается перепад давления между выходным и входным патрубками. При достижении предельного значения перепада, производят восстановление фильтра путем продувки паром, промывкой содовым раствором и смазывая чистым висциновым маслом. Фильтр предназначен для очистки только от механических примесей. Для отделения газа от конденсата он не пригоден, т.к. масло с поверхностей колец Рашига при этом будет смываться. Висциновые фильтры выпускаются диаметром 300, 500, 600 и 1000 мм.

На некоторых ГРС для очистки газа используются масляные пылеуловители. Они состоят из трех секций: нижней промывочной, в которой поддерживается постоянный уровень масла, средней - осадительной, где газ освобождается от части солярового масла, верхней - отбойной, где газ окончательно освобождается от частиц масла и механических примесей. Конкретную конструкцию таких пылеуловителей необходимо изучать самостоятельно. Также необходимо изучать самостоятельно конструкцию и работу регулирующих клапанов непрямого действия типов К (25 с 48 нж, 25с 50 нж видов ВО, ВЗ).

Блок редуцирования

Блок редуцирования предназначен для снижения входного (магистрального) давления газа (1,2-7,5 МПа) до низкого выходного (0,3-1,2 МПа) и автоматического поддержания заданного давления на выходе из узла редуцирования, следовательно, и станции. Этот узел защищает также газопровод потребителя от недопустимого повышения давления.

Блок редуцирования состоит по крайней мере из двух линий (ниток) редуцирования. Одна из линий является рабочей, а другая резервной. Как правило, обе линии имеют одинаковое оборудование: последовательно установленные входной пневмоприводной запорный кран, резервный регулятор давления газа, рабочий регулятор и выходной запорный кран с ручным или пневматическим приводом.

При недопустимом повышении давления газа на выходе из блока редуцирования из-за выхода из строя рабочего регулятора в работу включается резервный регулятор.

В качестве устройств редуцирования давления газа в ГРС в основном применяют регуляторы прямого действия типа РД-64, РДУ классической стандартной модификации и типа РДО-1, РДЭ-100, РГСД, РДП, ЛОРД новой модификации.

Блок учета газа

Блок учета предназначен для измерения расхода и количества газа, т.е. коммерческого учета газа. Число линий измерений зависит от числа выходных газопроводов из ГРС.

Измерение текущего расхода и суммарного количества газа может осуществляться с помощью измерительных комплексов методом переменного перепада давления, турбинных и ротационных газовых счетчиков. Измерительные комплексы на основе переменного перепада давления находят применение на ГРС и промышленных предприятиях. Турбинные газовые счетчики в основном применяются в установках промышленных и коммунальных предприятий. Ротационные счетчики предназначены для измерения малого количества газа и поэтому могут применяться в небольших коммунальных предприятиях и в бытовых условиях.

Измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления должно выполняться в соответствии с государственными стандартами ГОСТ 8.563.1-97 [2], ГОСТ 8.563.2-97 [3], ГОСТ 8.563.3-97 [4].

Блок учета газа должен обеспечить выполнение технических условий, изложенных в [3, 4]. По рекомендации ОНТП51-1-85 узел учета расхода газа должен устанавливаться после узла очистки, до узла редуцирования. Это позволяет избегать образование гидратов в нем, снизить уровень пульсаций потока и погрешности измерений. Однако, в действительности, в большинстве ГРС блок учета размещается после узла редуцирования. Это в большинстве случаев связано с необходимостью раздельного учета газа, распределяющегося разным потребителям.

В общем случае измерительный комплекс состоит из [3]:

- стандартных сужающих устройств (СУ);

- измерительных трубопроводов (ИТ) с прямыми участками, расположенными между СУ и местными сопротивлениями;

- средств измерений перепада давления на СУ и параметров состояния среды;

- средств обработки результатов измерений (планиметров, счетных устройств ручного или автоматического действия);

- соединительных линий и вспомогательных устройств.

Измерительные комплексы ГРС различного вида и исполнения компонуются по-разному. Однако измерительный трубопровод (рисунок 2.5) с прямыми участками 1, 2 и стандартное сужающее устройство 3 всегда компонуются одинаково.

Рисунок 2.5 – Измерительный трубопровод

В трубопроводе предусматриваются дренажные трубки 4 для удаления осадков и конденсата. Диаметры отверстий под дренажные трубки не должны превышать 0,08∙D, где D - внутренний диаметр ИТ, а расстояние от центра дренажного отверстия до центра отверстия для отбора давления, расположенного с той же стороны СУ должно быть более 0,5∙D, т.е. а>0,5∙D. Угол между плоскостями, проходящими через оси этих отверстий и ось трубы, должен быть не менее 30°.

Блок одоризации газа

Для своевременного обнаружения утечек газа и предотвращения образования газовоздушных смесей в помещениях, в газ, подаваемый потребителям, добавляется одорант. В качестве одоранта в основном применяется сильно пахнущее вещество - этилмеркаптан, химическая формула которого C₂H₅SH.

Этилмеркаптан имеет следующие физико-химические свойства: плотность при температуре 25°С р₂₅ = 0,8315 г/см³, упругость паров при температуре плюс 10°С р~291 мм рт. ст., предел взрываемости в смеси с воздухом: нижний - 2,8%, верхний - 13,2%. Температура кипения t₀ =+37°С. Растворяемость в воде слабая, лучше растворяется в эфире, спирте.

Добавка этилмеркаптана в потребляемый газ осуществляется в количестве 16 г на 1000 м³ газа. Это обеспечивает обнаружение наличия газа в помещении при его концентрации, равной  20%  от нижнего предела взрываемости. Поэтому одоризационная установка должна обеспечить подачу одоранта пропорционально объемному расходу газа.

Для одоризации газа применяют установки капельного типа, универсальные типа УОГ-1 и автоматические типа АОГ-ЗО. Наиболее простым по конструкции и универсальности является капельный одоризатор газа. Эта установка достаточно надежна и применяется в основном при достаточно больших расходах газа.

Одоризационная установка капельного типа состоит (рисунок 2.6) из подземной емкости Б1 для хранения одоранта, рабочей емкости Б2, дозирующей емкости БЗ, уровнемерного стекла Д, линейки С, импульсных линий, запорной арматуры, капельницы Г, манометра М и предохранительного клапана КП. Вентили ВН1 и ВИЗ предназначены для создания давления в верхних полостях Б2, БЗ, равного давлению газа в газопроводе. Если при этом вентили ВН7, ВН9, ВН11 открыты, то с помощью вентиля ВН6, проследив по капельнице Г количество падающих капель за единицу времени, можно отрегулировать подачу одоранта в газопровод.

Рисунок 2.6 – Одоризационная установка капельного типа

Подогрев газа на ГРС

Наибольшие трудности при редуцировании газа возникают из-за образования гидратов, которые в виде твердых кристаллов оседают на стенках трубопроводов в местах установки сужающих устройств, на клапанах регуляторов давления газа, в импульсных линиях КИП.

Для предотвращения гидратообразования применяют общий или частичный подогрев газа; местный обогрев корпусов регуляторов давления и ввод метанола в коммуникации газопровода.

Наиболее широко применим первый способ, второй менее эффективен, а третий - очень дорогостоящий.

Для общего подогрева газа (первый способ) применяют огневые (ПГА - 5, ПГА - 10, ПГА - 100, ПГА - 200 и ПТ А - 1) и водяные (ПГ -3, ПГ -10, 9ПГ64 - 2М (ЗМ), ПТПГ - 30 и ПТГ - 15) подогреватели.

Для эксплуатации ПГ - 3 и 9ПГ64 - 2М (ЗМ) необходимы мощные стационарные или передвижные котельные установки, а также постоянные инженерные коммуникации по водоснабжению, канализации и электроснабжению. Трудности химической подготовки и очистки воды приводят к быстрому нарастанию накипи на внутренних стенках водопроводных труб, уменьшению их проходного сечения и ухудшению процессов теплообмена.

Водяные подогреватели ПГ - 3 и 9ПГ64 - 2М (ЗМ) представляют собой теплообменные аппараты кожухотрубного типа, где газ циркулирует в межтрубном пространстве, а вода - внутри труб. Конструкции таких аппаратов изучаются в курсе «Теплопередача».

Подогреватели газа прямого действия

Подогреватели газа прямого действия, так называемые огневые подогреватели, могут эксплуатироваться как в комплекте АГРС, так и автономно на ГРС индивидуального проекта. Они предназначены для общего подогрева природного, попутного нефтяного и искусственного газов, не содержащих агрессивные примеси до заданной температуры и могут эксплуатироваться на открытом воздухе в районах с умеренным климатом при температурах воздуха от -40 до 50°С с относительной влажностью 80±3% при температуре 20°С.

Рассмотрим устройство и работу двух различных по конструкции огневых подогревателей. Первая конструкция подогревателя исполнена с вертикальной огневой камерой и движением продуктов сгорания в зоне теплообмена. К ним относятся подогреватели типа ПГА-5, ПГА-10, ПГА-100, ПГА- 200 и ПТА-1. Вторая конструкция подогревателя исполнена с горизонтальной огневой камерой и движением продуктов сгорания в зоне теплообмена. К нему относится подогреватель типа ПГТА- 375, разработанный в составе АГРС «Исток».

Огневые подогреватели с вертикальной огневой камерой типа ПГА одинаковы по конструкции. Они отличаются между собой лишь техническими данными. Огневой подогреватель состоит (рисунок 3.1) из огневой камеры ОК, состоящей из основания 1, боковых 2, 3 и торцевых 4, 5 стенок, крышки 6.

В керамзитобетонном основании 1 огневой камеры находится наклонная горелочная щель ГЩ, служащая стабилизатором горения газа. Под основанием 1 в ГЩ находится горелка 7, представляющая собой трубу с огневыми отверстиями вдоль образующей. Пламя с помощью ГЩ направляется на боковую стенку 2, которая, раскалившись, излучает тепло, нагревающее змеевик 8. Часть змеевика 9, расположенная в верхней части ОК, нагревается теплом отходящих продуктов сгорания. В дымовой трубе 10 расположен шибер 11, с помощью которого можно регулировать тягу в разные периоды года.

Автоматика регулирования и защиты размещена на сварной раме 12 и закрыта кожухом 13. Огневой подогреватель снабжен контрольно-запальным устройством 14 с блоком автоматики и байпасной линией для перепуска газа мимо подогревателя на летний период и во время ремонтных работ. Автоматика регулирования включает в себя отсекатель, фильтр, регулятор давления, регулятор температуры, сбросный и электромагнитные клапаны, терморегулятор.

Огневой подогреватель с горизонтальной огневой камерой ПГТА-375 состоит (рисунок 3.2) из каркаса 1, кожуха тепловыводящих элементов 2, тепловыводящих элементов (ТВЭЛ) 3, горелок 4, кожуха горелок 5, дымовой трубы 6, кожуха коллекторов 7, коллекторов подачи 8 и выхода подогретого 9 газа и соединительных труб 10. Как видно из поперечного разреза (рисунок 3.2а) огневой камеры ОК, ТВЭЛы в кожухе расположены двумя группами.

Центральная группа 11, состоящая из шести ТВЭЛов, обтекается со всех сторон продуктами сгорания и между ними происходит как конвективный, так и радиационный теплообмен. Периферийная группа 12, состоящая из 15 ТВЭЛов, образует у стенки кожуха экранный пучок. Огневая камера подогревателя образована за счет осевого сдвига центральной группы ТВЭЛов относительно периферийной. Поэтому периферийная группа ТВЭЛов, расположенная между огневой камерой и кожухом, защищает последний от перегрева, воспринимая радиационную составляющую излучения пламени горелок.

Рисунок 3.2 - Подогреватель газа ПГТА - 375

Горелочное устройство выполнено в виде единого блока и состоит из пяти унифицированных горелок инжекционного типа, причем четыре из них являются основными, а одна горелка - пусковая и она же является дежурной. Основные горелки регулируемые и мощность каждой из них может достигать до 120 кВт. Дежурная горелка имеет постоянную мощность, равную 20 кВт. Она же снабжена свечой зажигания. Блок горелок защищен от атмосферных осадков кожухом 5.