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

РУКОВОДЯЩИЙ НОРМАТИВНЫЙ ДОКУМЕНТ

КАТАЛОГ

УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ

РД 51-162-92

МОСКВА 1992

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГАЗОВЫЙ концеш вниигаз ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧЙО-ШСЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ институт гиродных

ГАЗОВ и газовых технологий

( ВНИИГАЗ )

СОГЛАСОВАНО

Завшшэщий отделом контроля ^a7w^L#i -*$ охраны природы

КАТАЛОГ

УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ГАЗОТУРБИН--НЫХ УСТАНОВОК ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ

Нач.лаборатории Охраны окружающей среды

Москва

1992

- - I 2 3 4 16. Концентрация оксидов азота в сухих проектах сгорания (в пересчете на диоксид азота) *4 мг/нм3 135 17. Концентрация диоксида азота в сухих продуктах сгорания Ч мг/нм3 5 18. Приведенная концентрация ок- р 15 0 N0- мг/нм3 195

сидов азота 1при условной концентрации кислорода 15 % в сухих продуктах сгорания)

19.    Мощность выброса оксидов азота,

в т.ч. диоксида азота

20.    Удельный выброс оксидов азота (кодекс выброса) на единицу топливного газа

21.    Удельный выброс оксидов азота на единицу работы

22.    Концентрация оксида углерода в сухих продуктах сгорания

23.    Приведенная концентрация оксидов углерода (при условной концентрации кислорода 15 % в сухих продуктах сгорания)

24.    Мощность выброса оксида углерода

25.    Удельный выброс оксида углерода (индекс выброса) на единицу топливного газа

26.    Удельный выброс оксида углерода на единицу работы

27.    Высота выхлопной трубы (шахты)

28.    Диаметр (размеры) выхлопной трубы шахты)

29.    Площадь сечения выхлопных труб (шахты)

30.    Скорость продуктов сгорания на срезе выхлопной трубы

Ю (шахты)

ТИП ША - ЦЕНТАВР

Наименование показателя Обоз начение Размер ность Значение показа теля I 2 3 4 I. Мощность в станционных условиях Ne Мвт 2,6 2. Эффективный к.п.д. в станционных условиях 2е % 25,3 3. Расход топливного газа G-тг vP/ч кг/с 1108 0,205 4. Температура продуктов сгорания на входе в турбину Ti К шз 5. Температура воздуха на входе в камеру сгорания T5 К 580 6, Температура продуктов сгорания за турбиной \на срезе выхлопного патрубка турбины) T2 К 683 7. Температура продуктов сгорания на выхлопе ТхУ (на срезе дымовой трубы) Т2 К 683 8. Расход циклоього воздуха н кг/с 16,3 9. Расход продуктов сгорания (на срезе выхлопного патрубка турбины) &2 кг/с нм8/с 16,5 12,9 10. Расход продуктов сгорания (на срезе дымовой трубы) si 16,5 32^3 12,9 II.Степень повышения давления воздуха в компрессоре Ек - 8,7 12.Коэффициент избытка воздуха о(в - 4,6 13.Коэффициент разбавления сухих продуктов сгорания <*пс - 5,05 14. Содержание кислорода в сухих продуктах сгорания °2 % 16,8 15. Содержание диоксида углерода в сухих продуктах сгорания С02 % 2,36

II

ТИП ГПА - ГТ-700-5

Наименование показателя    Обоз-    Размер*    Значение

начение ность показателя

__________I_________________

1.    Мощность в станционных условиях

2.    Эффективный к.п.д. в станционных условиях

3.    Расход топливного газа

4.    Температура продуктов сгорания на входе в турбину

5.    Температура воздуха на входе в камеру сгорания

6.    Температура продуктов сгорания за турбиной \на срезе выхлопного патрубка турбины)

7.    Температура продуктов сгорания на выхлопе ГТУ (на срезе дымовой трубы)

8.    Расход циклового воздуха

9.    Расход продуктов сгорания (на срезе выхлопного патрубка турбины)

10. Расход продуктов сгорания (на срезе дымовой трубы)

11. Степень повышения давления воздуха в компрессоре

12. Коэффициент избытка воздуха

13.    Коэффициент разбавления сухих продуктов сгорания

14. Содержание кислорода в сухих продуктах сгорания

15. Содержание диоксида углерода в сухих продуктах сгорания

16. Концентрация оксидов азота в сухих продуктах сгорания (в пересчете на диоксид азота)

12

ТИП ГПА - ГТК-5

Наименование показателя Обозна чение Размер ность Значение показателя I 2 3 4 I. Мощность в станционных условиях Ne Юг 4,4 2. Эффективный к.п.д. в станционных условиях Ze % 26,0 3.    Расход топливного газа 4.    Температура продуктов сгорания на входе в турбину Чтг бтг Т1 М3/^ кг/с •к 1824 0,338 973 5. Температура воздуха на входе в камеру сгорания Т5 к 656 6. Температура продуктов сгорания за турбиной (на срезе выхлопного патрубка турбины) Т2 к 748 7. Температура продуктов сгорания на выхлопе ГТУ (на срезе дымовой трубы) Та К 556 8. Расход циклового воздуха »3 кг/с 45,2 9.    Расход продуктов сгорания (на срезе выхлопного патрубка турбины) 10.    Расход продуктов сгорания (на срезе дымовой трубы) &2 &2 &2 кг/с нм3 7с т 45,5 35.4 45.5 72 2 35*4 II. Степень повышения давления воздуха в компрессоре Ек - 3,9 12. Коэффициент избытка воздуха <*в - 7,78 13.Коэффициент разбавления сухих продуктов сгорания dnc - 8,58 14. Содержание кислорода в сухих продуктах сгорания °2 % 18,6 15. Содержание диоксида углерода в сухих продуктах °°2 % 1,4

сгорания

2 I	3	4
16. Концентрация оксидов азота Cun в сухих продуктах сгорания X (в пересчете на диоксид азота;	мг/нм3	200
17. Концентрация диоксида азота Сип в сухих продуктах сгорания 2	мг/нм3	20
ТС 18. Приведенная концентрация Cijo оксвдоз азота (при условной w X концентрации .кислорода 15 % в сухих продуктах сгорания)	мг/нм3	490
19. Мощность выброса оксидов азота, w X	г/с	6,89
в т.ч. диоксида азота	г/с	0,69
20. Удельный выброс оксидов тТм о азота (индекс выброса) на w X единицу топливного газа	г/м3	13,6
21. Удельный выброс оксидов mJn азота на единицу работы X	г/кВт.ч	5,6
22. Концентрация оксида углеро- CUn да в сухих продуктах сгорания	мг/нм3	50
23. Приведенная концентрация он-сидов углерода (при условной концентрации кислорода 15 % в сухих продуктах сгорания)	мг/нм3	123
24. Мощность выброса оксида уг- i^n лерода	г/с	1,72
25. Удельный выброс оксида угле- рода (ивдекс выброса) на еди- ^ гощу топливного газа	г/м3	3,4
26. Удельный выброс оксида угле- Ш пп рода на единицу работы	г/кВт.ч	1,41
27. Высота выхлопной трубы (шахты) Н	м	22,0
28. Диаметр (размеры) выхлопной X трубы шахты)	м	3,0
29. Плошадь сечения выхлопных S труб (шахты)	м2	7,1
30. Скорость продуктов сгорания V нэ срезе выхлопной трубы (шахты)	м/с	10,2

15

ТИП ГПА - ГТ-6-750

Наименование показателя Обоз начение Размер ность Значение показателя I 2 3 4 I. Мощность в станционных условиях Ne МВт 6,0 2. Эффективность к.п.д. в станционных условиях • Ze % 24,0 3. 4. Расход топливного газа Температура продуктов сгорания на входе в турбину Ч*ГГ &ТГ Т1 bt7ч кг/с К 2694 0,499 1033 5. Температура воздуха на входе в камеру сгорания Т5 К 508 6. Температура продуктов сгорания «турбиной \на срезе выхлопного патрубка турбины) m хг к 688 7. Температуре продуктов сгорания на выхлопе ПУ (на срезе дымовой трубы) Т2 К 688 8. Расход циклового воздуха ез кг/с 47,0 9. Расход продуктов сгорания (на срезе выхлопного патрубка турбины) &2 а2 кг/с нм3/с 47,5 37,1 10. Расход продуктов сгорания (на срезе дымовой трубы) % 5$ hmVc 47,5 93 4 27,1 И. Степень повышения давления воздуха в компрессоре ** - 5,7 12. Коэффициент избытка воздуха - 5,48 13. Коэффициент разбавления сухих продуктов сгорания ^ПС - 6,0 14. Содержание кислорода в сухих продуктах сгорания °2 % 17,5 15. Содержание диоксида углерода в сухих продуктах сгорания С°2 % 1,98 16. Концентрация оксидов азота в сухих продуктах сгорания (в пересчете на диоксид азота) Ч мг/нм3 100

16

ТИП m - ГГ-750-6

Наименование показателя Обоз начение Размер ность Значение показателя I 2 3 4 I. Мощность в станционных уело- ВИЯХ Ne МВт ер 2. Эффективность к*п.д. в станционных условиях и % zip 3# Расход топливного газа 4. Температура продуктов сгорания на входе в турбину ^ТГ &ТГ h ьР/ч кг/с к 2395 0,444 1023 5. Температура воздуха на входе в камеру сгорания Т5 к 665 6. Температура продуктов сгорания за турбиной (на срезе выхлопного патрубка турбины) Т2 к 749 7, Температура продувов сгорания на выхлопе гТУ (на срезе дымовой трубы) Т2 к 575 8, Расход циклового воздуха G3 кг/с 58,2 9. Расход продуктов сгорания (на срезе выхлопного патрубка турбины) 02 а2 кг/с нм8/о 58.6 45.6 10. Расход продуктов сгорания (на срезе дымовой трубы) а|ф 02 ш 58,6 96 I 45| 6 II.Степень повышения давления воздуха в компрессоре Е* - 4,6 12.Коэффициент избытка воздуха - 7,63 13.Коэффициент разбавления сухих продуктов сгорания dne - 8,41 14.Содержание кислорода в сухих продуктах сгорания °2 % 18,5 15.Содержание диоксида углерода в сухих продуктах сгорания со2 % 1>42 16.Концентрация оксидов азота в сухих продуктах сгорания (в ‘Ч мг/нм3 350

пересчете на диоксид азота)

ГТ-750-6 I 2 3 4 17. Концентрация диоксида азота Cm в сухих продуктах сгорания 2 мг/нм3 50 тк 18. Приведенная концентрация ок- С но ейдов азота (при условной х концентрации кислорода 15 % в сухих продуктах сгорания) мг/нм3 841 19. Мощность выброса оксидов азота, х г/с 15,5 в т.ч. диоксида азота %q __2 г/с 2,22 20. Удельный выброс оксидов азо- ттил та (ицдекс выброса) на едини- х цу топливного газа г/м8 23,4 21. Удельный выброс оксидов азо- шйп та на единицу работы х г/кВт.ч 9,32 22. Концентрация оксида углерода Ср0 в сухих продуктах, сгорания мг/нм3 60 15 23. Приведенная концентрация ок- С Сл сидов углерода (при условной концентрации хсислорода 15 % в сухих продуктах сгорания) мг/нм3 144 24. Модность выброса оксцца угле- М™ рода г/с 2,66 25. Удельный выброс оксида угле- m со рода (индекс выброса) на еди-ницу тошшвного газа со и 4,0 26. Удельный выброс оксида угле- гп?а рода на единицу работы г/кВт.ч 1,6 27. йлеота выхлопной трубы (шахты) Н м 25,0 28. Диаметр (размеры) выхлопной 3* трубы шахты) м 2.а (2 шт.) 29. Площадь сечения выхлопных S труб (шахты) м2 6,28 30. Скорость продуктов сгорания V ца сре^е; выхлопной трубы м/с 15,3

.шахты)

IS

Ш Ь 14.72:622.691.4.052.012

Настоящий каталог включает в себя параметры выбросов оксидов азота и углерода в продуктах сгорания, а также основные теплотехнические показатели газотурбинных установок на компрессор-ньгх станциях магистральных газопроводов.

Каталог предназначен:

-    для использования при проектировании и реконструкции компрессорных станций по разделу "Охрана атмосферы";

-    для разработки нормативов ПДВ газотурбинных компрессорных станций;

-    для оценки экологического состояния газотурбинных ГПА в процессе эксплуатации.

Экологические параметры каталога являются временными нормами и подлежат ежегодным дополнениям и изменениям.

Разработчики: В.А.Щуровский, каццлехн.наук;

Г.С.Акопова, канд.техн.наук; Ю.Н.Синицын, канд. техн.наук, К.Г.Гладкая, В.И.Корнеев, Л.В.Шарихина, П.Ф.Первеев

Всероссийский научно-исследовательский институт природных г;аов и гааовнх технологий (ВНИИГАЗ), 19эе.

ТИП ГПА - ПН-6

Наименование показателя Обоз начение Размер ность Значение показателя I 2 3 4 I. Мощность в станционных условиях Ne МВт 6,3 2. 3. Эффективный к.п.д. в станционных условиях Расход топливного газа ( le ртг гтт % и8/ч кг/с 24,0 2829 0в524 4. Температура продуктов сгорания на входе в турбину Т1 к 1033 5. Температура воздуха на входе в камеру сгорания % к 508 б. Температура продуктов сгорания за турбиной Дна срезе выхлопного патрубка турбины) ч к 7. Температура продуктов сгорания на выхлопе ГТУ (на срезе дымовой трубы) Т2 к 688 8. Расход циклового воздуха G з кг/с 47,0 9. Расход продуктов сгорания Сна срезе выхлопного патрубка турбины) а2 £2 кг/с hmVc 47,5 37,1 10. Расход продуктов сгорания (на срезе дымовой трубы) Go Ш oar кг/с %% 47,5 93 5 s?;i II* Степень повышения давления воздуха в компрессоре - 5,7 12. Коэффициент избытка воздуха dB - 5,22 13. Коэффициент разбавления сухих продуктов сгорания “ 5*7! 14. Содержание кислорода в сухих продуктах сгорания °2 % 17,3 15. Содержание диоксида углерода в сухих продуктах сгорания со2 % 2,08 16. Концентрация оксидов азота в сухих продуктах сгорания (в пересчете на диоксид азота) %0 ^ X мг/нм3 100

го

Группа Т 58

Руководящий нормативный документ

Каталог удельных выбросов загрязняющих веществ газо турбинных установок газоперекачивающих агрегатов

Срок введения с 1.06.1992 г.

"Каталог удельных выбросов загрязняющих веществ газотурбинных газоперекачивающих агрегатов "регламентирует параметры выбросов оксидов азота и углерода в продуктах сгорания, а также основные теплотехнические показатели газотурбинных установок на компрессорных станциях магистральных газопроводов.

Документ устанавливает требования в части расчета удельных показателей выбросов ЗВ при проектировании и реконструкции компрессорных станций по разделу "Охрана атмосферы при разработке нормативов ВДВ газотурбинных компрессорных станций для оценки экологического состояния газотурбинных ГСА в процессе эксплуатации".

Документ предназначен для промышленных предприятии, научно-исследовательских и проектных организаций газовой и смежных отраслей.

3

I. Общие положения

1.1.    Каталог содержит параметры выбросов загрязняющих веществ с отработавшими (выпускными, выхлопными) продуктами сгорания и основные теплотехнические параметры газотурбинных газоперекачивающих агрегатов.

1.2.    Экологические параметры газотурбинных установок должны использоваться при разработке конструктивных мероприятий на компрессорных станциях для обеспечения уровня концентраций загрязняющих веществ в атмосфере ниже ЦДК.

1.3.    Параметры приводятся для номинального режима по ГОСТу 287775-90 (станционные условия):

-    мощность - 100 %;

-    расчетные температура, давление и относительная влажность воздуха на входе ГТУ соответственно +15°С; 0,1013 МПа

и 60 %\

-    с учетом гидравлических сопротивлений входного и выходного трактов при отсутствии утилизационного теплообменника.

1.4.    Параметры выбросов (оксидов азота и оксида углерода) определены как усредненные по каадому типу данные по результатам испытаний ГТУ в различных регионах эксплуатации, с различным техническим состоянием и различной наработкой. Возможные отклонения этих параметров от средних величин для конкретного ГПА зависят от типа ГТУ. Для типов, имеющих наибольшие разбросы параметров, среднеквадратическое отклонение может быть оценено величиной +20

1.5.    Теплотехнические параметры указаны для исходного состояния (новая чистая машина) по данным технической документащш ГПА и результатам испытаний опытных и серийных образцов.

1.6.    Показатели каталога получены для топливного природного газа, удовлетворяющего требованиям технических условий по ГОСТу 5542-87 "Газы горючие природные для промышленного и коммунального хозяйства" и ОСТу 51.40-83 "Газы горючие природные, подаваемые э магистральные газопроводы".

При использовании природных газов, отвечающих этим требованиям и, в частности, по массовым концентрациям сероводорода и меркаптановой серы (соответственно не более 0,02 и 0,036 г/м³) в результате измерений получено либо отсутствие, либо "следа"

(з пределах чувствительности приборов) содержания ангидрида серы (SCg) в продуктах сгорания.

1.7.    Если измеренные концентрации диоксида азота hi 0^ находились в пределах 0-5 мг/нм³, то для этого типа ГПА концентрация

принята равной 5 мг/нм³.

1.8.    Номинальные значения концентраций и мощности выброса оксидов азота 0„ близки (в пределах 5 %) к максимальным зка-чениям этих параметров на всех возможных эксплуатационных режимах.

1.9.    Номинальные значения концентрации и мощности выброса оксида углерода СО установлены по результатом измерений таким образом, чтобы они были близки к максимальным значениям этих параметров в реальном диапазоне неэксплуатационных нагрузок 70-120 %.

I.IQ. На ряде агрегатов проведены или проводятся работы по модернизации камер сгорания с целью уменьшения выбросов оксидов азота. Данные о достигнутых уровнях концентраций модернизированных ГПА типа ПК-10 и ГТ-750-6 приведены в Приложении. Пересчет удельных показателей для них производится пропорционально отношению нозой и исходной величин концентрации.

Примечание. Проводятся работы по модернизации агрегатов ГПА-Д-16, ГТН-16, ПН-25-1, ГГН-ЮИ и Г2Н-25И с целью уменьшения выхода оксидов азота в I,5-1,7 раза.

1.11.    Для разрабатываемых ГПА нового поколения ГОСТом 287775-90 установлены следующие максимальные величины концентраций оксидов азота в сухих продуктах сгорания (приведенные к условному содержанию кислорода 15 %): для ГТУ без регенерации тепла - 150 мг/нм³, для ГТУ с регенерацией тепла - 200 мг/нм³, т.е. удельных показатели на единицу расхода топливного газа соответственно равны 4,17 и 5,56 г/м³. Эти данные рекомендуются для прогнозных оценок выбросов оксидов азота перспективных ГТУ.

1.12.    Геометрические габариты выхлопных труб (шахт) приведены з каталоге справочно для наиболее распространенных вариантов компонован ГПА и брлее конкретно определяются проектным решением КС.

5

2, Определения и соотношения

2.1.    Концентрация Ct , мг/нм³ - массовое содержание загрязняющего вещества в сухих продуктах сгорания (нм³ - при давлении 0,1013 МПа и температуре 0°С).

2.2.    Массовый расход, кг/с, продуктов сгорания G-g является суммой массовых расходов циклового воздуха G-з и топливного газа.

2.3.    Объемный расход влажных продуктов сгорания, нм®/с

Оо ₌

Тго

где у₂₀    - плотность, мг/нм^э, продуктов сгорания при 0°С и

0,1013 МПа (изменяется от 1,272 до 1,285 в диапазоне коэффициентов избытка воздуха 3-8).

Объемный расход влажных продуктов сгорания, м³/с,при фактической их температуре Tg

- q₂ Jk

273

2.4.    Конструкция некоторых типов агрегатов (ГПА-Ц-6,3; ГПА-Ц-8, ГПУ-10) содержит элементы смешения (подсоса воздуха в продукты сгорания). Для них учтена разница параметров продуктов сгорания в сечениях на срезе выхлопного патрубка и на срезе дымовой трубы (шахты). Для всех остальных типов параметры в этих сечениях равны.

2.5.    Объемный расход топливного газа, м³/ч (стацдартный м³ при 20°С и 0,1013 МПа)

₌ 3600 N е

«г*. '

где *г_е- мощность на муфте ГПА, кВт; 2 е - эффективный

9 р - низшая теплота сгорания, нДж/м³ (принято 33412). Массовый расход топливного газа, кг/с

где у _отг - плотность топливного газа при стандартных условиях, кг/м³ (принято 0,667).

6