Утилизация теплоты отходящих газов

r=1,18 кг/м³

-    наружный диаметр рабочего колеса первой ступени

D=1,021 м

-    число лопаток РК первой ступени

z_л=36

     Общая звуковая мощность шума всасывания:

=540 Вт.

с=340 м/с – скорость звука.

Общий уровень звуковой мощности шума всасывания:

Р₀=10^-12 Вт – стандартное пороговое значение звуковой мощности.

     Частоты первой, второй и третьей составляющей тонального шума компрессора:

; для m=1, 2, 3

f₁=1500 Гц; f₂=3000 Гц; f₃=4500 Гц.

     Частоты первой, второй и третьей составляющей шума f1, f2, f3 расположены в 1/3 октавных полосах спектра со среднегеометрическими частотами 1600, 3150 и 5000 Гц.  Уровни звуковой мощности, излучаемой  в сторону всасывания , в каждой 1/3 октавной полос частот определяем по рис.1.[19] и по формуле :

, дБа 

 

 

Рис.1. Уровни звуковой мощности шума, излучаемого  на всасывании ОК ГТУ. 

     Общий уровень звуковой мощности:

147 дБА

      Сплошная  линия  на рис.1 – спектр звуковой мощности, пересчитанный для октавных полос.

     Определим требуемую длину глушителя, если ближайшее здание (ГЩУ) расположено  на расстоянии ~28м.

     Определим расстояние r от всасывающего отверстия до расчетной точки:

        rmin= 21м, rmax= 29м. Соотношение r_max£1,5 r_min выполняется, поэтому для всасывающего патрубка принимаем  r=rср=25 м.

     Фактор  направленности принимаем Фi = 2.

     Исходящие уровни звуковой мощности шума определяем по рис.1.

Выбираем  по таблице 2.3.[19] нормативный спектр уровней звукового давления  lн в расчетной точке и вводим поправку r=10 дБ, т.к. расчетная  точка расположена снаружи изолируемого помещения

=120 дБ

=147-120+10×lg1=27 дБ.

      По  заданному объемному расходу  компрессора, приняв допустимую скорость воздуха в глушителе равной 10 м/с определяем минимально допустимое свободное проходное сечение глушителя:

 м²

     По  полученным значениям допустимых свободных  сечений глушителя, величинам требуемого заглушения и диаметром проектируемого воздуховода, пользуясь табл.7.1. и 7.2.[13] подбираем пластинчатый вентиляционный глушитель с размерами Н=400 мм, h=400 мм, S=1800 мм.

      Наполнитель – супертонкое стеклянное или  базальтовое волокно (p_ср=25кг/м³ ). 

Экологичность проекта.

     Компрессорная станция является источником шумового и теплового загрязнения окружающей среды. В целях борьбы с этими явлениями применяются звуко- и теплоизоляция, утилизация тепла уходящих газов.

     Развитие  и расширяющееся применение ГТУ  сопровождаются как возрастанием потребления  топлива и атмосферного кислорода, так и увеличением масштабов загрязнения атмосферы выхлопными газами. Газы представляют собой смесь продуктов сгорания с избыточным воздухом. Продукты сгорания применяемых в ГТУ топлив могут содержать:

• продукты полного сгорания горючих компонентов топлива: CO₂, H₂O,  SO₂,  SO₃.
• продукты неполного сгорания топлива: свободный углерод (сажа), СО, различные углеводороды C_xH_y.
• окислы азота NO и NO₂.
• золовые частицы.

     Наиболее  реальную угрозу представляют окислы азота. Поэтому сжигание топливав камере сгорания ГТУ  без образования без окислов азота – важнейшая задача. Для уменьшения выброса окислов азота необходимо соблюдать оптимальный режим горения в камере сгорания. В настоящее время углекислый газ  и водяные пары не считаются загрязнителями, хотя в будущем отношение к ним может измениться, поскольку повышение содержания их в атмосфере  может повлиять на ее температуру и, следовательно, изменить климатические условия. Другие компоненты продуктов сгорания либо обуславливают дымление, либо являются токсичными. Дымление и загрязнение атмосферы приводит к уменьшению солнечной радиации попадающей на землю и ухудшению видимости в результате поглощения и рассеивания света взвешенными в воздухе частицами.

      Для уменьшения локальных нарушений  микроклимата тепло должно рассеиваться в слоях атмосферы, удаленных от поверхности земли с помощью дымовых труб. Расчет этих труб ведут обычно не из условий рассеивания тепла, а из условий рассеивания в атмосфере токсичных продуктов выходящих газов. Высота дымовой трубы ГТК25 составляет 25 м.  

Чрезвычайные  ситуации.

     Для сведения к минимуму вероятности  чрезвычайных ситуаций необходимо проводить  диагностику и прогнозирование  аварийных ситуаций с помощью  АСУП.

      Возможные аварийные ситуации на КС.  Причины  их возникновения и действия персонала по их предупреждению и ликвидации.

Ситуация 1. Резкое падение давления газа на входе  в КС.

Способ  обнаружения: 

• по показаниям приборов на  ГЩУ и МЩУ КС

          -   по изменению уровня звука  работающих ГПА.

Причины:

• разрыв линейной части до 20 крана;
• самопроизвольное закрытие крана 19 или кранов 7 и 7а. 

Действия  персонала:

• аварийно остановить все работающие ГПА;
• дистанционно закрыть краны 7 и 7а, 8 и 8а;
• выяснить причину падения давления;
• при разрыве линейной части до крана 20 перекрыть охранный кран на входе КС и вызвать аварийную бригаду для производства необходимых переключений на линейной части и ремонта газопровода;
• при обнаружении самопроизвольного закрытия одного из линейных или охранного кранов до крана 20 принять меры по их открытию силами персонала или аварийной бригады службы ЛЭС;
• при обнаружении закрытия кранов 7 и 7а принять меры по их открытию;
• доложить руководству КС, ЛПУ, диспетчеру, ЦДС производственного объединения о мерах, предпринятых в ситуации.*

Ситуация 2. Резкое падение давления газа на выходе КС.

Способ обнаружения: аналогично ситуации 1.

Причина: разрыв линейной части после 20 крана.

Действия  персонала:

• аварийно остановить все работающие ГПА;
• закрыть краны 8 и 8а и перекрыть охранный кран на выходе КС;
• выполнить пункт « - » ситуации 1.

Ситуация 3. Разрыв газопровода и утечка газа на территории КС или узла подключения.

Способ  обнаружения:

• по характерному звуку истечения газа;
• по показаниям приборов.

Причина: повреждение газопровода.

Действия  персонала:

• немедленно остановить КС на ГЩУ;
• по мнемосхеме проверить закрытие кранов 7, 7а, 8, 8а и открытие 

17, 17а, 18, 18а;

• закрыть краны подачи газа на собственные нужды КС;
• вызвать аварийную бригаду и до ее прибытия сделать все возможное для устранения аварии;
• доложить руководству КС, ЛПУ, диспетчеру ГДС;
• всю работу по эвакуации людей и технике, организацию останова КС до прибытия начальника КС осуществляет начальник смены по заранее отработанному плану.

Ситуация 4. Пожар в технологических установках и на коммуникациях КС.

Способ обнаружения:

• визуально;
• срабатывание защиты. 

Причины:

• разрыв газопровода с искрообразованием;
• утечка газа с проникновением в МЩУ с установки;
• неисправность электропроводки;
• короткое замыкание.

Действие  персонала:

• принять необходимые меры по локализации и подавлению пожара средствами пожаротушения;
• при невозможности погасить пожар следует аварийно остановить КС ;
• проверить положение кранов 7, 7а, 8, 8а, 17, 17а, 18, 18а;
• вызвать пожарную охрану и до ее прибытия тушить пожар;
• выполнить пункт « * » ситуации 1.

Ситуация 5. Пожар в машинном зале.

Способы обнаружения:

• визуально;
• срабатывание защиты.

Причины:

• утечка масла или его паров на горячие поверхности ГТУ;
• наличие утечек газа с искрообразованием;
• короткое замыкание в системе электроснабжения и в системе управления.

Действия  персонала:

• аварийно остановить агрегат и принять меры по тушению пожара;
• пункты б-е  ситуация 1.

Ситуация 6. Пожар в галерее нагнетателей.

Способы обнаружения:

• визуально;
• срабатывание защиты.

Причины:

• отказ системы уплотнения «масло-газ»;
• разрушение деталей и узлов нагнетателя с искрообразованием.

Действие  персонала:

• аварийно остановить ГПА и принятие мер по тушению пожара;
• пункты б-е ситуации 1

2. Поверочный расчет  тепловой изоляции выхлопного короба

     Короб тепло изолирован стандартными теплоизоляционными матами из каолиновой ваты  (l=0.04 Вт/м к) толщиной 80 мм.

     Проверим  предельную температуру на внутренней поверхности тепловой изоляции при  условии t_н^из = 45^оС и температуре воздуха в помещении t_возд=18^оС .

     Определим удельный тепловой поток от внешней  поверхности изоляции

Q=a×Dt=a (t_н^из - t_возд);

a= a_рад+ a_конв

=

=5.9 Вт/м²к

 a_конв=1.66×(t_н^из-t_возд)^1/3=1.66×(45-18)^1/3= 5.0 Вт/м²к

 a= 5.9+5.0=10.9 Вт/м²к

q=10.9×(45-18)=294 Вт/м²к

Определим температуру на внутренней поверхности  при расчетном тепловом потоке.

Q=(l/d)×(t_вн^из-t_н^из) ;