Усовершенствованная установка фильтрации газа на ТЭС при подготовке топлива для городских энергетических систем

В соответствии с концепцией развития и модернизации энергетики, совершенствование систем энергообеспечения предприятий ПАО «Газпром» по переработке газа будет направленно на создание высокоэффективных энергетических комплексов и газосбережение путем внедрения новых комбинированных установок на базе газотурбинных установок (ГТУ), обеспечивающих минимальный уровень затрат. Совершенствование инфраструктуры энергетического оборудования газоперерабатывающих предприятий, в том числе систем топливоподготовки, определяет эффективность его эксплуатации. Предлагается усовершенствованная конструкция циклона-фильтра для модернизации линии фильтрации газа системы топливоподготовки с с целью повышения надежности работы как инфраструктуры, так и самих энергетических систем и комплексов. Устройство может использоваться для отделения взвесей в пунктах подготовки газа КС и ГРС, в том числе для газотурбинных и парогазовых установок ТЭС. Приведены результаты стендовых испытаний предлагаемой конструкции циклона-фильтра и численных исследований аэродинамических параметров работы циклона на основе методов вычислительной гидродинамики (Computational Fluid Dynamics, CFD). Аналогичные устройства также могут быть применены для повышения степени очистки от мелкодисперсных частиц классов PM10, PM2.5 атмосферных выбросов энергетических систем, вследствие уменьшения размера улавливаемых частиц со средних для циклонов и мокрых скрубберов значений порядка 5-10 мкм до 0,5 мкм.

1. Шапавало А.А. Основные направления развития систем энергетики объектов ПАО «Газпром» в современных условиях // Газовая Промышленность. 2016. №11(745). С. 78-89.

2. Кудинов А.В., Марков Н.Г. Информационные технологии для повышения ресурсоэффективности энергокомплексов нефтегазодобывающих компаний // Вестник науки Сибири. 2012. № 2 (3). С. 64-73.

3. Султангузин И.А., Шомова Т.П., Шомов П.А. Применение тепловых насосов на газоперерабатывающих предприятиях // Сантехника, отопление, кондиционирование. 2015. №6(162) С. 48-51.

4. Mothilal T., Pitchandi K. Effect of mass flow rate of inlet gas on holdup mass of solid cyclone heat exchanger // Applied Mechanics and Materials. 2014. N 592. pp. 1498-1502.

5. Темникова Е. Ю., Богомолов А.Р., Петрик П.Т. Исследование характеристик циклона с внутренними элементами // Вести Кузбасского гос. тех. унив. 2009. № 2. С. 140-144.

6. Серебрянский Д.А., Захаров А.А., Плашихин С.В. Циклонные пылеуловители. Малозатратная модернизация // Хімічна промисловість України. 2013. № 3. С.70-74.

7. Zhao B., Wang D., Su Y. Gas-Particle Cyclonic Separation Dynamics: Modeling and Characterization // Separation and Purification Reviews. 2018. pp. 3-31.

8. Chu K. W., Chen J., Wang B. Understand solids loading effects in a dense medium cyclone: effect of particle size by a CFD-DEM method // Powder Technology. 2017. N320. pp. 112-174.

9. Азимова Н. Н., Булыгин Ю.И., Купцова И.С. Сравнительный анализ аэродинамических характеристик центробежных пылеуловителей при проведении параллельных сравнительных испытаний // Вестник Донского государственного технического университета. 2017. №3(90). С. 156- 165.

10. Fassani F. L., Goldstein L. A study of the effect of high inlet solids loading on a cyclone separator pressure drop and collection efficiency // Powder Technology. 2000. N 107. pp. 60-65.

11. Замалиева А.Т., Зиганшин М.Г., Потапова Л.И. Об эффективности существующих методов циклонной фильтрации при осаждении мелкодисперсных частиц классов PM10, PM2,5 // Известия КазГАСУ. 2017. №4(42). С. 415-424.

12. Li X., Song J., Sun G. Experimental study on natural vortex length in a cyclone separator // The Canadian Journal of Chemical Engineering. 2016. N94. pp. 265-298.

13. Chu K. W., Wang B., Yu A. B., et al. CFD-DEM modeling of multiphase flow in dense medium cyclones // Powder Technology. 2009. N 193. pp. 235-247.

14. Zhou Z. Y., Kuang S. B., Chu K. W., et al. Assessments of CFD-DEM models in particle fluid flow modeling // Journal of Fluid Mechanics. 2010. N 661. pp. 482-510.

15. Osama H., Magdy A. B., Hesham M. E., et al. Numerical study of the effect of changing the cyclone cone length on the gas flow field // Applied mathematical modelling. 2017. pp. 81-97.

16. Wang B., Chu K. W., Yu A. B., et al. Modeling the multiphase flow in a dense medium cyclone // Industrial and Engineering Chemistry Research. 2009. N 48. pp. 3628-39.

17. Зиганшин М.Г. Системы очистки выбросов ТЭС. Часть 2. Оценки эффективности, верификация критериев оценки: Монография. Казань: Издательство КГЭУ, 2013. 212 с.

18. Замалиева А.Т., Зиганшин М.Г. Повышение надѐжности, энергетической и экологической эффективности систем газоочистки на ТЭС // Надѐжность и безопасность энергетики. 2018. №4(11). С. 288-293.