ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ И ГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (ВНИИГАЗ)

ВРЕМЕННАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО УЧЕТУ ВАЛОВЫХ ВЫБРОСОВ ОКСИДОВ АЗОТА И УГЛЕРОДА НА ГАЗОТУРБИННЫХ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЯХ ПО ИЗМЕРЕННЫМ ПАРАМЕТРАМ РАБОТЫ ГПА

РД 51-165-92

МОСКВА 1992

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧШ4ЮСадрВАТЕПЛЖИЙ институт ПРИРОДНЫХ гдягга И ГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (ШИИГАЗ)

^ВРа®ННАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО УЧИТ ВДЛОНЛС ШТОСОВ ОКСИДОВ АЗОТА И УГЛЕРОДА НА ГАЗОТУРБИННЫХ КОМПРЕССОРНЫХ

СТАНЦИЯХ ПО ИЗМЕРЕННЫМ п.г>

^адШМ ПАРАМЕТРАМ РАБОТЫ ГПА

^РД 51-165-92

^/ДИРЕКТОР ШИИГАЗа^^^

НАЧАЛЬНИК ЛАБОРАТОРИИ л ^^А‘^И*^{ГРИЦЕШС0} ГАЭОТУРШННЫХ ГАЗОПЕРВ^Ш^^К— В.А.ЩУРОВСКИЙ КАЧИВАИЦИХ АГРЕГАТОВ

1992

1 - ГТ-750-6    3 - ГТ-750-6 32

2 - ГТ-750-6 31    4 - ГТ-?50-6*

(Обозначения по табл.1.)

Рис.4. Концентрация оксидов азота в выхлопных газах агрегатов ГГ-750-6

1 - гтк-ю    * - гтк-m    34

2 - ГГК-m Э1    5 - гтк-ю

3    - ГТК-m 32, ГТК-Ю 33

(Обозначения по табл. I.)

Рио.5.Концентрация оксидов азота в выхлопных тазах агрегатов ГТК-ГО

Концентрация оксидов азота в выхлопных газах агрегатов п    ГТН-ГОИ,    ГТН-25И,    ГТН-25

мс/н м*

220

200 180

160 140

140 120 100

80

60

имеется по хабх.1);

“В - коэффициент соотноиення сухих и влажных продуктов огсреняя (принимается йо табл.1); T₃(t₃)- температура атмосферного воздуха перед ксмп-ресссрсм,

К, (С); T₃»t₃₊273°C;

В - атмосферное давление воздуха, аха;

- абсовптвое давление воздуха аа ксмпресссрш, аха;

Р^ *    +    В    -    где    -    измеренное    давление возду

ха аа компрессором,ах*;

Лк - относительная частота вращения кашрбоссра; 0,97 - поправка на техническое состояние приводе.

2.1.8. Для расчета расхода продуктов сгорания могут быть использованы зависшее тн рис.16,1?, кот срыв построены в относительных величинах по формулам (3 и 4).

Графики рис. 16,17 построены в следующих координатах:

~ относительное давление воздухе зе компрессором;

Я_к = П_к/ако “ относительная частота вращения компресс о-0 ра;

^2⁼^2'    “    относительный    расход    продуктов сгорания.

Определение расходов продуктов огерання производится в следующей последовательности.

Ив графиков рно.16,17 по (или п ) и температуре вов-духа tj определяется относительный расход продуктов сгорания Фактический расход сухих продуктов сгорания определяется по формуле (тыс.шг/ч)    .

ft*-а? -а*-к₆.    (О

2.1.9. Расчет среднего расхода продуктов сгорания за отчетный период производится по формулам (3 шш 4) по осреднении! параметрам работы агрегата. Осраднениа параметров производится согласно п.2.1.2*

2.1.10.При отсутствии прямые измерений температуры воздуха перед компрессором последняя определяется согласно / 9 / по следующей формуле:

t₅ - t_a + 2,5°C

17

0,8    0,9    X,0

Относительнее давление воздуха за компресссрш,

Рис. 16. Зависимость относительного расхода продуктов сгсрания от относительного давления воздуха за ксмпресссрш и температуры воздуха

18

WK /Ь2Ь.512:546.17:621.51/(083.95)

Настоящая инструкция предназначена для определения выбросов загрязняющих веществ с выхлопными газами газотурбинных газоперекачивающих установок на компрессорных станциях мвгисэра-льных газопроводов*

Замечания и предложения по настоящей инструкции направлять по адресу: I427I7, Московская обл** Ленинский p-он» пос* Развилка, ВНИИГАЗ, лаб. газотурбинных ГПА; тел* 399-94-57.

© Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ВНИШЗ), 1592*

где t* - средняя температура атмосферного воздуха аа отчетна! период* °С.

2*1*11.Давдениа атмосферного воздуха принимается как среднее за отчетна! период по данное метеоотанцк! ши по данями климатически: справочников*

2 Л. 12. Валовый ввброс загрязняющих веществ по цеху определяется суммированием валовых выбросов по всем работающим в отчетный период агрегатам.

2*1*13*В соответствие п*1*7* определяется валовый выброс отдельно по диоксиду азота NC₂ и оксиду 8 а ста Af© (в пересчете на диоксид /VC₂>» т

^{А M}N0x i

^MN0 “^MN0jT ^MN02 ,

где A = 0*1 для регенеративных агрегатов (ГТ-700-5,

ГТК-5* ГТ-750-6, ГТК-Ю); А «0*05 для беЗрегенеративных агрегатов (остальные типы)*

2ЛЛ4*Пршер расчета валового выброса загрязняющих веществ. Задано: в компресс орвш цехе работает 3 агрегата типа ГПА-Ц-16. Ссредненные параметры работы по каждому агрегату (из суточных эксплуатационных ведомостей) приведены в табл.2.

Требуется: определить валовый выброс оксидов азота и углероде аа сутки.

Решение: порядок расчета и его результаты приведены в табл. 2.

2.2. Расчет модности выбросов оксида азота и углерода на текущем режиме*

2.2.1. Для определения модности выбросов Н0_% и СО на установившемся режиме работы ГОА по штатным приборам необходимо снять следующие параметры:

-    температура продуктов сгорания в точке их штвтного измерения, i , °С;

-    относительные обороты компрессора rt_K (только для агрегатов ГТН-30И, ГГН-25И) или давление воздуха за компрессором * ата;

-    температура воздуха на входе в компрессор, t₃ ,°С;

-    давление атмосферного воздуха» В , ата*

I. ОДИЕ подедвния

1.1* Выброс продуктов сгорания (выхлопных гэзсв) гвзотурбияных установок ГТУ производится через дымовые трубы (шахты) и относится к организованных выбросвх загрязняющих веществ в втмосферу / I /.

1.2.    Настоящая инструкция предназначается для расчета выбросов в атмосферу оксидов азота (^_х) и оксида углерода (СО), содержащихся в продуктах сгорания газотурбинных газоперекачивающих агрегатов (ША).

1.3.    Инструкция распространяется на газотурбинные газоперекачивающие агрегаты следующих типов: ГТ-700-5, ГТК-5,ГТ-750-6, ГТН-6-750, ГТН-6, ГПАЧЦ-6,3, П1А-Ц-8, ГТК-ID, ГТН-ЮИ, ШУ-Ю, Коберра-182, ГТК-16, ГТН-16, П1А-Ц-16, ШУ-16, FTH-25, ГТЯ-25И, Центавр.

1.4.    Инструкция позволяет производить расчет выбросов загрязняющих веществ по следующим вариантам:

-    валовый выброс за отчетный период (сутки, месяц);

-    мощность выброса на текущем режиме.

1.5.    Валовый выброс оксидов азота (оксида углерода) - это весовое количество выброса оксидов эзота (оксида углерода) с продуктами сгорания газотурбинной установки за отчетный период времени. Мощность выбросе оксидов азота (оксида углерода) - это весовое количество выброса оксидов азота (оксиде углерода) с продуктами сгорания газотурбинной установки в единицу времени.

В качестве единицы объема продуктов сгорания в настоящей инструкции используется метр кубический (нм^) при нормальных условиях: температуре 0^3 и давление 0,Ю13 МПа / 2 /.

1.6.    Методической основой настоящей инструкции является расчет выбросов загрязняющих веществ по измеренным штатным параметрам работы газотурбинной установки.

Концентрация загрязняющего вещества определяется по опытно-статистическим зависимостям как функция от измеренной температуры продуктов егсрания по газовоздушному тракту ГТУ / 3 /.

Расход продуктов сгорания на срезе дымовой трубы (шахты) определяется по расходно - напорным характеристикам газотурбинной установки по измеренному давлению воздуха зэ

3

компрессором (иди частоте вращения компрессора) и параметрам атмосферного воздуха (температура и давление) / 4 /.

1.7.    Расчет выбросов загрязняющих веществ производится отдельно по онскдам азота и оксиду углерода. Согласно / I /, концентрация оксидов азота НС_Х в продуктах сгорания определяется как сумма оксида азота МО (в пересчете на диоксид азота М0₂ и диоксиде азота NC^).

Содержание диоксида азота HGg в сумме оксидов азота NC_X в продуктах сгорания на срезе дымовой трубы (шахты) составляет Ю % для регенеративных ГТУ (ГТ-700-5, ГТК-5, ГТ-750--6, ГТК-lDf ГТШЧГО) и 5 % для безрегенеративных ГТУ (агрегаты остальных типов) / 5 /♦

1.8.    Номинальные параметры выбросов оксидов азота и углерода с продуктами сгорания и основные теплотехнические параметры газотурбинных газоперекачивающих агрегатов приведены в табл.1. / 6 /.

Эти параметры приведены для номинального режима работы Ш в станционных условиях / 2 /:

-    номинальная (по ТУ) мощность привода;

-    номинальные (по ТУ) атмосферные условия;

1.9.    Барэмезры выбросов оксидов азота и углерода (как среднестатистические величины по каждому типу 1БА) подучены по результатам инструментальных измерений этих параметров в продуктах сгорания ГТУ в различных регионах эксплуатации, с различным техническим состоянием и различной наработкой агрегатов.

1#Ш* Теплотехнические параметры указаны для исходного состояния (новая чистая машина) по данным технической документации Л1А и результатам испытаний опытных и серийных образцов.

I.II* Показатели получены для топливного газа, удовлетворяющего требованиям технических условий по ГССТу 5542-87 / 7 /.

1.12. На ряде агрегатов проведены работы по модернизации камер сгорания с целью снижения выбросов оксидов азота. В этих случаях нвряду с параметрами выбросов ГТУ со штатной камерой сгорания в табл«1« приведены параметры выбросов ГТУ с модернизированной камерой.

1ЛЗ. Расчет валового выброса (или мощности выброса) загрязняю-

Продолжение тайл.I

I 2 3 4 5 6 7 С 9 10 ГТК-10-Э2 4,5 239,4 0,97 перец ТВД 760 170 40 39,60 9,29 ГТК-Ю эз 4,5 239,4 0,97 перед ТЕК 780 170 50 39,60 11,59 ГТК-Ю 34 4,5 239,4 0,97 перед ТЕК 780 100 30 23,40 6,98 ГТК-Ю 4,5 239,4 0,07 перед ТЕК 780 180 250 41,76 С8,07 ГТН-ЮЙ 7,2 146,2 0,94 после чТ1Щ 533 200 50 27,65 6,91 Коберра-182 9,2 2Г8,5 0,96 nej$PcT 625 Г35 140 28,15 29,20 ГГК-16 7,5 285,1 0,95 412 100 20 27,00 5,44 ГТН-16 11,7 242,6 0,95 пос^ТВД 408 180 200 41,76 46,44 ГПА-Ц-16 9,9 289,8 0,Э6 перец СТ 550 100 400 27.ЬЗ 1X1,24 ГПУ-16 13,0 274,3 0,96 после ТВД 640 100 50 26,28 13,18 ГГЙ-25 П.4 422,3 0,95 после СТ 465 120 350 48,24 141,12 ГТН-25И 8,4 333,0 0,95 491 145 30 45,72 9,47

Примечание: "3"    -    вариант    модернизации камеры сгорания ГТК-10 31 - камера сгорания о дополнительными патруйками (НЗЛ) ГТК-10 Э2 - камера сгорания с дополнительными патруйками и уменьшенными окнами смесителя

ГТК-10 33 - камера сгорания с новыми регистрами (ШШГипрогаз)

ГГК-10^34 - микрофакельная камера сгорания (НЗЛ)

ГТК-10 - безрегенеративный вариант

ГТ-750-6 31 - камера сгорания с дополнительными патруйками (НЗЛ)

ГТ-750-6 32 - микрофакельная камера    ГТ-750-6*    -    йезрегенеративны!¹, вариант

щих веществ производится отдельно во каждому ахрегату* 1.14* При использовании настоящей инструкции точность определения выбросов 38грязнящих веществ зависит от погрешностей измеряемых параметров* Среднеквадратичные погрешности измеряемых параметров должны быть не более:

-    температуре атмосферного воздуха

(перед компрессором)    -    ±    I°С

-    температурз продуктов сгорания

в месте штатного измерения    - ±    Ю°С

- давление воздуха 38 компрессор см    - ± Z %

Бри соблюдении этих условий среднеквадратичная погрешность расчета выбросов оксидов азота и углерода не превышает ± 5 % с учетом замечаний по п*2Л6. настоящей методики*

7

2. ОПРЕДЕЛЕНИЙ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

2.1* Расчет валового выброса оксидов азота и углерода 8а отчетный период.

2.1*1* Для расчета валового выброса оксидов азота и углерода необходимо иметь следующие данные по работе агрегатов за отчетный период времени:

-    тип используемого привода ША;

-    наработка каждого агрегата в отчетный период, Т,ч;

-    средняя за отчетный период температура продуктов сгорания в точке их штатного измерения, t ,°С;

-    средние относительные обороты компрессора Я_к (только для агрегатов ГГН-ЮИ, ГТН-25И) иди среднее давление воздуха за компрессора*' (для остальных типов ША) за отчетный период, Р^, а та;

-    средние за отчетный период атмосферное давление воздуха В (эта) и температуре атмосферного воздуха на входе в компрессор ,°С.

2.1.2.Осреднение температуры продуктов сгорания, относительных оборотов компрессора, давлений воздуха за компрессора*, давления и температуры атмосферного воздуха на входе в кошрессор за отчетный период производится на основе трех измерений за сутки (в 0,8,16 ч.).

Примечание* Если в системе защиты задействовано несколько штатных термопар, то в качестве измеренной температуры принимается ее среднеарифметическая величина по показаниям термопар.

2.1.3.Валовый выброс загрязняющих веществ определяется по формулам, т

Мно*-Снох ‘Hj. *ТЧ0⁶    (I)

Нсо =С₆₀-в_г‘¹¹⁰'^в    «)

-    средняя концентрация в сухих соответственно оксидов азота и углерода в продуктах сгорания за отчетный период ,мг/нм^;

-    средний расход сухих продуктов сгорания за отчетный период, тыс.нм^/ч;

-    наработка агрегата» ч.

8

2.1.4*Средняя величина концентрации оксидов азота определяется со средней за отчетный период температуре продуктов сгорания* определенной согласно п. 2*1.2.

Для этого используются графики рис.1-15, где приведены зависимости концентраций оксидов азота в сухих продуктах сгорания от температуры продуктов сгорания в местах штатного ее измерения для различных типоразмеров агрегатов (включая агрегаты с модернизированными камерами сгорания). Стрелки на рис Л-15 обозначают точку номинального режима*

2.1*5*Концентрация оксида углерода принимается постоянной в реальном диапазоне (загрузка агрегата 60 - ПО %) режимов рэботы агрегэтов / 8 /. Величины концентраций оксада углерода в сухих продуктах сгорания для различных типов агрегатов приведены в табл.1.

2.1.6.Если имеются результаты инструментальных измерений кон-центраций загрязняющих веществ в продуктах сгорания, выполненных согласно / 5 /, то по этим данным строятся индивидуальные экологические характеристики, аналогичные зависимостям рис Л-15.

Ври отличиях в концентрациях по рис.1-15 и по данным инструментальных измерений более Ю %, в дальнейших расчетах используют экспериментальные экологические характеристики.

2.1*7.Расчет расхода сухих продуктов сгорания на срезе выхлопной шахты (трубы) производится по следующим формулам (тыс.нм³/ч) / 5 /:

- для всех типов ША, кроме ГТН-ШИ и ГТН-25И

Рь Л⁸. Шх°£ в

- для агрегатов ГТН-ЮИ и ГТЙ-25И

0,97^2 а_к • 4 055 ' к_а (4)

п°

где " расход продуктов сгорания на срезе выхлопной шахты на номинальном режиме, тыс.нм³/ч; принимается по табл.1.;

^40 “ ^{а(5солютное} Давление воздуха за осевым компрессором на номинальном режиме, атв (при-

Э