CC BY
34КОРРОЗИЙНЫЕ ПОКРЫТИЯ
www.hempel.ru
технический сервис
ши роки и ассортимент продукции
сертифицированные системы для всех категорий коррозионности
УДК 620.197
А.с. кузьбожев, зав. лабораторией натурных исследований объектов газотранспотрной системы (НИОГС), филиал ООО «ВНИИГАЗ» «Севернипигаз»
М.п. посмак, начальник отдела по эксплуатации газораспределительных станций (ПОЭГРС), ООО «Газпром трансгаз Ухта»
А.в. канев, зам. начальника отдела главного энергетика (ОГЭ), ООО «Газпром трансгаз Ухта»
анализ причин снижения тепловой производительности подогревателей газа птпг-30 агрс «эжва» Микуньского лпумг
В настоящее время актуальной проблемой эксплуатации газораспределительных станций (ГРС) является снижение тепловой производительности подогревателей газа, работающих с использованием промежуточного теплоносителя. В ряде случаев производительность падает на 30-40% по сравнению с номинальной, что приводит к перерасходу газа.
В работе представлены результаты обследования, которое выполнялось с целью определения причин постепенного снижения тепловой мощности подогревателей газа АГРС «Эжва».
При проведении обследования был выполнен внутренний осмотр разделительной камеры трубного пучка высокого давления и внутренней (со стороны дымовых газов) поверхности дымогарных труб газоподогревателя №
3, испытания промежуточного теплоносителя газоподогревателей № 1, 3 и определение максимально возможной тепловой мощности газоподогревателей № 1, 2, 3.
Внутренний осмотр разделительной камеры пучка высокого давления выполнялся при помощи эндоскопа через технологические отверстия (устройство отбора давления в верхней части корпуса разделительной камеры и
термокарман входного трубопровода нагреваемого газа).
Целью осмотра являлось определение состояния сварных швов и целостности перегородки разделительной камеры, для исключения фактора возможного перетока нагреваемого газа через неплотности сварного соединения перегородки с корпусом разделительной камеры, что имело место на одном из газоподогревателей данного типа, экс-
Рис. 1. Коррозия на внутренней поверхности дымогарных труб верхних (А) и нижних (Б) рядов
грс и СИСТЕМЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ
плуатирующегося на ГРС «Вологда» Гря-зовецкого ЛПУМГ.
По результатам внутреннего осмотра установлено, что перегородка разделительной камеры не деформирована, местоположение перегородки соответствует первоначальному (проектному), сварное соединение перегородки с корпусом не разрушено, следовательно, переток нагреваемого газа помимо трубного пучка исключен.
По результатам осмотра внутренней поверхности дымогарных труб отмечается:
• отложений сажи на внутренней поверхности дымогарных труб не наблюдается, что говорит об оптимальном режиме горения газоподогревателя;
• на внутренней поверхности всех дымогарных труб наблюдаются следы кор-
розии толщиной примерно 1,0—1,5 мм. (рис. 1А), приводящие к снижению коэффициента теплопередачи от дымовых газов к промежуточному теплоносителю. Особенно сильные отложения продуктов коррозии наблюдаются в нижнем ряду труб (рис. 1Б), где имеется возможность затекания конденсата с дымовой трубы, во время остывания газоподогревателя после останова или его работе на запальнике в дежурном режиме.
Данный факт следует отнести к конструктивному недостатку данного оборудования, т.к. нижняя часть (дно) сборной камеры уходящих дымовых газов находится практически на одном уровне с нижней частью дымогарных труб и почти весь конденсат с дымовой трубы, который не успевает слиться через конденсатоотводной канал диметром 15
Рис. 2. Зависимость теплопроизводительности подогревателей ПТПГ-30 Агрс «Эжва» от давления газа перед горелкой, измеренная в 2000 г. (1) и 2006 г. (2)
мм., поступает в нижнии ряд дымогарных труб вместе с отслоившимися продуктами коррозии дна сборной камеры уходящих дымовых газов. В результате чего на нижней части нижнего ряда дымогарных труб наблюдаются отложения продуктов коррозии толщиной до 10 мм, которые приводят к значительному снижению теплообмена от дымовых газов к промежуточному теплоносителю нижним рядом дымогарных труб. Результаты испытаний проб промежуточного теплоносителя, выполненных ФХЛ ИТЦ ООО «Газпром трансгаз Ухта», показали следующее:
• температура начала кристаллизации промежуточного теплоносителя обоих подогревателей составляет - 450С и соответствует требованиям ГОСТ 28084 для жидкости охлаждающей низкоза-мерзающей ОЖ-40;
• внешний вид отобранных проб, особенно проба из подогревателя № 3 не соответствует требованиям ГОСТ 28084;
• плотность отобранных проб больше требований ГОСТ 28084, что также является одной из причин ухудшения условий теплопередачи;
• водородный показатель рН у пробы подогревателя № 3, ниже требований ГОСТ, а у подогревателя № 1 - близок к нижней границе, что говорит о кислой среде промежуточного теплоносителя, которая может являться причиной повышенной кислотной коррозии наружных поверхностей дымогарных труб, жаровой трубы (топки) и корпуса подогревателя;
22 \\ ТЕРРИТОРИЯ НЕШТЕГАЗ \\
\\ № 3 \\ март \ 2003
Рис. 3. Отложения на трубном пучке высокого давления (со стороны ДЭГа)
• щелочность отобранных проб (особенно пробы подогревателя № 3) существенно ниже требований ГОСТ, что также подтверждает наличие кислой среды в промежуточном теплоносителе. Таким образом, можно сделать вывод, что качество промежуточного теплоносителя (кроме показателя температуры начала кристаллизации) обоих подогревателей газа не соответствует требованиям ГОСТ, худшее качество наблюдается у промежуточного теплоносителя подогревателя № 3, что подтверждается и наиболее большим снижением его тепловой мощности (33% от уровня 2000 г., по сравнению с 20% у подогревателя № 1, по состоянию на январь 2006 г.).
Следующим этапом являлось определение максимально возможной тепловой мощности подогревателей. Тепловая мощность определялась при номинальном давлении газа перед горелкой 0,6 кгс/см2, температура газа на входе и выходе подогревателя определялась термометром типа ТК-5.05 с погружным зондом, расход газа через подогреватель определялся по показаниям штатного прибора учета Superflow-2E. Результаты замеров тепловой мощности в сравнении с результатами испытаний за предыдущие годы эксплуатации приведены на рис. 2.
По результатам замеров видно, что тепловая мощность подогревателей № 1,2,3. на начало 2006 г. уменьшилась по сравнению с уровнем 2000 г. - на 32-33%.
Итак, можно сделать вывод, что снижение тепловой мощности подогревателей газа на ГРС «Эжва» с течением времени продолжается, причиной снижения является сильно ухудшившееся качество промежуточного теплоносителя, который не менялся с начала эксплуатации подогревателей, т.е. с 1999 г Ухудшение качества теплоносителя выражается в снижении его теплофизических свойств, в первую очередь снижении теплоемкости. Так, в соответствии с графиком 2 «Соотношение теплоемкости и плотности охлаждающих жидкостей», при изменении плотности теплоносителя от первоначальной плотности ОЖ-40 от р=1,034 г/см3, до р=1,10б г/см3 снижение его теплоемкости составит от с=0,86779 ккал/(кг.0С), до с=0,702 ккал/(кг.0С), т.е. на 19%.
Соответственно снижению теплоемкости теплоносителя произойдет и снижение количества тепловой энергии, передаваемой промежуточным теплоносителем от жаровой трубы и дымогарных труб к трубному пучку нагреваемого газа, которое при конвективном движении теплоносителя определяется по формуле:
Qк=ДТ.Gк.с,
где Qк - количество тепла передаваемого конвекцией, ккал/ч;
ДТ - среднее изменение температуры теплоносителя в процессе конвекции, 0С; Ск - конвективный расход теплоносителя, омывающий пучки труб, кг/ч; с - средняя теплоемкость теплоносителя в интервале температур 70-900С, ккал/(кг.0С).
Следовательно, снижение теплопро-изводительности газоподогревателя в результате ухудшения теплофизических свойств теплоносителя также составит 19%.
Остальные 14% снижения тепловой мощности (всего у подогревателя № 3 тепловая мощность снизилась на 33%) объясняются наличием отложений ржавчины на внутренних (со стороны дымовых газов) поверхностях дымогарных труб, которые также (в соответствии с инструкцией по эксплуатации) необходимо осматривать
и, при наличии отложений, удалять не реже двух раз в год, а также наличием отложений на поверхности жаровой
трубы и дымогарных трубах со стороны промежуточного теплоносителя (рис. 3), которые откладываются на высокотемпературных поверхностях нагрева в результате деградации охлаждающей жидкости из-за ее старения. Для восстановления тепловой мощности подогревателя до уровня 2000 г. рекомендуется:
• выполнить очистку внутренней (со стороны дымовых газов) поверхности дымогарных труб от отложений ржавчины;
• выполнить замену промежуточного теплоносителя в соответствии с инструкцией по эксплуатации оборудования. На период проведения работ по сливу старого теплоносителя пригласить специалистов ИТЦ для определения наличия отложений на внешней (со стороны ДЭГ) поверхности дымогарных труб и жаровой трубе. При наличии отложений перед заполнением подогревателя новым промежуточным теплоносителем необходимо будет решить вопрос о промывке поверхностей нагрева (например, раствором ОДФК).
Перед проведением работ по замене промежуточного теплоносителя необходимо решить вопрос по утилизации использованного раствора ДЭГ и промывочного раствора.
Реализация указанных рекомендаций позволит повысить производительность подогревателей на 20-40%, что приведет к снижению перерасхода газа.
