СТО Газпром 2-3.5-038-2005

 

Главная       Учебники - Газпром     

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ГАЗПРОМ»


 


СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ


ДОКУМЕНТЫ НОРМАТИВНЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБЪЕКТОВ ОАО «ГАЗПРОМ»


ИНСТРУКЦИЯ

ПО ПРОВЕДЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК НА КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЯХ


СТО Газпром 2-3.5-038-2005


Издание официальное


 


ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ГАЗПРОМ»


Общество с ограниченной ответственностью

«Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий – ВНИИГАЗ»


Общество с ограниченной ответственностью

«Информационно-рекламный центр газовой промышленности»


Москва 2005

Предисловие


  1. РАЗРАБОТАН


  2. ВНЕСЕН


  3. УТВЕРЖДЕН

    И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ


  4. ВВОДИТСЯ ВЗАМЕН

Обществом с ограниченной ответственностью «Научно. исследовательский институт природных газов и газовых технологий – ВНИИГАЗ»


Департаментом по транспортировке, подземному хранению и использованию газа ОАО «Газпром»


Распоряжением ОАО «Газпром» от 30 августа 2005 г. № 205


РД 51.164.92 «Временная инструкция по проведению контрольных измерений вредных выбросов газотурбинных установок на компрессорных станциях»



© ОАО «Газпром», 2005

© Разработка ООО «ВНИИГАЗ», 2005

© Оформление ООО «ИРЦ Газпром», 2005


Распространение настоящего стандарта осуществляется в соответствии с действующим законодательством и с соблюдением правил, установленных ОАО «Газпром»

Содержание

Введение IV

  1. Область применения 1

  2. Нормативные ссылки 1

  3. Термины, определения и сокращения 2

  4. Основные положения 3

  5. Организация измерений 4

  6. Объем и условия проведения измерений; измеряемые параметры 5

  7. Обработка результатов измерений 6

    Приложение А (справочное) Номинальные значения показателей ГПА 8

    Приложение Б (обязательное) Типовой перечень измеряемых параметров 12

    Приложение В (справочное) Алгоритм и пример обработки результатов

    испытаний газотурбинного агрегата ГПА.Ц.18 13

    Библиография 18

    Введение


    Инструкция является переработанным и дополненным изданием РД 51.164.92 «Вре. менная инструкция по проведению контрольных измерений вредных выбросов газотурбин. ных установок на компрессорных станциях» с учетом:

    • многолетнего опыта использования РД 51.164.92;

    • требований ГОСТ Р ИСО 11042.1.2001. Установки газотурбинные. Методы опреде. ления выбросов вредных веществ;

    • современной номенклатуры газотурбинных газоперекачивающих агрегатов. Стандарт разработан авторским коллективом ООО «ВНИИГАЗ» в составе:

      к.т.н. В.А. Щуровский, к.т.н. Ю.Н. Синицын, А.В. Черемин, В.И. Корнеев, Г.С. Степа. нова (лаборатория газотурбинной техники и технологии);

      к.т.н. Г.С. Акопова, Л.В. Шарихина, Н.Ю. Круглова (лаборатория защиты окружаю. щей среды).

      СТАНДАРТ ОТКРЫТОГО АКЦИОНЕРНОГО ОБЩЕСТВА “ГАЗПРОМ”


      image


      ИНСТРУКЦИЯ

      ПО ПРОВЕДЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК НА КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЯХ


      image

      Дата введения – 2005-12-15


      1. Область применения

        Настоящий стандарт предназначен для определения показателей выброса вредных (загрязняющих) веществ, содержащихся в отработавших (выхлопных) газах газотурбинных установок (ГТУ), и оценки их соответствия требованиям нормативных документов.

        Стандарт предназначен для организации и проведения периодических экологических испытаний газотурбинных установок на объектах дочерних обществ и организаций ОАО «Газпром». Стандарт рекомендуется использовать при проведении приемочных испытаний новых типов газотурбинных установок, а также оценки эффективности модернизаций газотурбинных установок в целях снижения выбросов загрязняющих веществ.

        П р и м е ч а н и е – Технические условия (ТУ) по перечню ГПА и ГТУ (двигателей) данного СТО находятся в ООО «ВНИИГАЗ».

      2. Нормативные ссылки

        В настоящем документе использованы ссылки на следующие стандарты:

        ГОСТ 5542-87 Газы горючие природные для промышленного и коммунально-бытового хозяйства. Технические условия.

        ГОСТ 28775-90 Агрегаты газоперекачивающие с газотурбинным приводом. Общие технические условия.

        ГОСТ Р ИСО 11042-1-2001 Установки газотурбинные. Методы определения выбросов вредных веществ.

        СТО ГАЗПРОМ -2005 Каталог удельных выбросов вредных веществ газотурбинных газоперекачивающих агрегатов.


        image


        Издание официальное



        П р и м е ч а н и е – При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и по соответствующим указателям, составленным на 1 января текущего года, и информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

      3. Термины, определения и сокращения

        В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями, условные обозначения основных расчетных параметров и сокращения.

        1. Термины и определения

          i

          1. концентрация С , мг/м3: Масса компонента i, содержащаяся в 1 м3 сухого отработавшего газа при 0 oС и 0,1013 МПа (ГОСТ Р ИСО 11042-1).

            i

          2. приведенная концентрация С 15, мг/м3: Приведенная к 15 % содержания кислорода (по объему) масса компонента i, содержащаяся в 1 м3 сухого отработавшего газа при 0 оС и 0,1013 МПа и вычисляемая по формуле


            image

            image

            image

            image

            image

            image , (3.1)


            где O2 – объемная концентрация кислорода в осушенном отработавшем газе, %.

            i

          3. мощность выброса М , г/с: Массовое количество выброса компонента i с отработавшими газами в единицу времени, вычисляемое по формуле

            i i 2

            M = C  Q  10-3

            , (3.2)


            где Q2 – объемный расход сухих отработавших газов газотурбинной установки при 0 0,1013 МПа, м3/с.

            оС и

          4. параметры номинального режима газотурбинных газоперекачивающих агрегатов: Параметры при номинальной мощности по ТУ и стандартных станционных условиях: температуре воздуха на входе в двигатель +15 оС, барометрическом давлении 0,1013 МПа, относительной влажности 60 %, с учетом гидравлических сопротивлений входного и выходного трактов, без технологических отборов воздуха, при отсутствии утилизационного теплообменника (ГОСТ 28775).

            П р и м е ч а н и я:

            1. Параметры номинального режима газотурбинных газоперекачивающих агрегатов приведены в таблице А.1 (Приложение А), СТО ГАЗПРОМ, 2005.

            2. Для других типоразмеров газотурбинных установок, а также при их модернизации параметры номинального режима определяются технической документацией (техническим заданием, техническими условиями, техническими спецификациями и др.), утвержденной в установленном порядке.

            3.2 Сокращения

            В(З)В – вредное (загрязняющее) вещество; ГПА – газоперекачивающий агрегат;

            ГТУ – газотурбинная установка;

            КПД – коэффициент полезного действия; КС – камера сгорания;

            НД – нормативный документ СТ – силовая турбина;

            ТВД – турбина высокого давления.


      4. Основные положения

        1. Стандарт разработан применительно к использованию переносных газоанализаторов типа «Testo», «IMR», «ДАГ» [1] и других газоанализаторов, а также при использовании методов анализа проб продуктов сгорания, обеспечивающих требования ГОСТ Р ИСО 11042-1.

        2. В качестве топливного газа ГТУ используют природный газ, перекачиваемый по газопроводам и подаваемый потребителям по ГОСТ 5542, который практически не содер-

          жит соединений серы. Поэтому при измерении концентрации ангидрида серы (SO2) получают значения, близкие к нулю, и данный компонент не является предметом контроля и учета

          в номенклатуре В(З)В.

        3. Камеры сгорания современных ГТУ (КПД 98,5-99,5 %) обеспечивают высокий уровень полноты сгорания топлива. Поэтому содержание несгоревших углеводородов (в частности, метана), как правило, находится в пределах точности средств измерения. Концентрацию несгоревших углеводородов в отработавших газах определяют по ПНД Ф 13.1:2.26-99 [2] либо по другой методике количественного химического анализа, утвержденной в установленном порядке.

        4. Основными компонентами продуктов сгорания для контроля являются оксиды азота и оксид углерода.

          Концентрацию оксидов азота NОx определяют как сумму оксида азота NO и диоксида азота NO2 в пересчете на NO2 (ГОСТ Р ИСО 11042-1).

          2

          Допускается принимать содержание диоксида азота NO

          в сумме оксидов азота NOх в

          отработавших газах на срезе выхлопной трубы (шахты) 10% для регенеративных ГТУ и 5% для безрегенеративных ГТУ.

        5. Номинальные значения концентраций и мощности выбросов оксидов азота NОx близки (в пределах 5 %) к максимальным значениям этих параметров на всех возможных эксплуатационных режимах.

        6. Номинальные значения концентрации и мощности выброса оксида углерода установлены таким образом, чтобы они были близки к максимальным значениям этих параметров в диапазоне эксплуатационных нагрузок от 70 до 100 %.

      5. Организация измерений

        1. Подготовку мест для отбора проб отработавших газов производят на остановленном газоперекачивающем агрегате.

        2. Отбор проб продуктов сгорания производят через отверстия диаметром 12 мм в выхлопной трубе (шахте) ГТУ.

        3. Сечение отбора проб должно удовлетворять следующим требованиям ГОСТ Р ИСО 11042-1:

    • представительность отбора проб (как правило, обеспечивают измерением поля концентраций для данного типа ГТУ);

    • удобство и безопасность проведения отбора проб;

    • отсутствие эжекции воздуха в отработавших газах.

      Эксплуатируемый парк ГТУ в основном оснащен местами отбора отработавших газов в соответствии с РД 51-164-92 [3]. Новые агрегаты поставляются со штатным местом отбора проб отработавших газов. Представительная точка отбора, как правило, соответствует глубине размещения зонда от 300 до 500 мм.

        1. Не допускается отбор проб в сечении выброса отработавшего газа в атмосферу, так как при этом возможно подмешивание к пробе атмосферного воздуха (ГОСТ Р ИСО 11042-1).

        2. Допускается отбор проб в сечениях до или после регенераторов (рекуператоров) и (или) котлов-утилизаторов при их наличии в составе ГТУ.

        3. При двухпоточной выхлопной системе (агрегаты типа ГТ-700-5, ГТК-5, ГТ-750-6, ГТК-10, ГТНР-16, ГТК-25ИР, ГТНР-25И) измерения проводятся в каждом выхлопном газоходе, а результаты измерений осредняются.

        4. Используемый газоанализатор должен иметь действующее свидетельство о поверке и документ, подтверждающий его соответствие требованиям безопасности.

      1. Объем и условия проведения измерений; измеряемые параметры

        1. Для оценки соответствия данных содержания В(З)В сухого отработавшего газа нормативным данным должна быть обеспечена возможность работы ГТУ (нагрузка) на рабочих режимах в пределах ограничений, предусмотренных инструкцией по эксплуатации или по условиям работы газопровода.

        2. В отработавших газах ГТУ проводят измерения концентраций:

    • оксидов азота NОx (включая определение соотношения оксида азота и диоксида);

    • оксида углерода СО;

    • кислорода О2;

      2

    • диоксида углерода СО .

    Одновременно на режимах испытаний проводят регистрацию основных теплотехнических параметров ГТУ.

    Типовой перечень измеряемых параметров приведен в таблице Б.1 (Приложение Б).

      1. Измерения концентраций В(З)В в отработавших газах осуществляют согласно инструкции по эксплуатации используемого газоанализатора.

      2. Измерения параметров, как правило, проводят на нескольких режимах (не менее трех) в диапазоне нагрузок от 70 % до максимальной, определяемой условиями испытаний. Для оценки текущих параметров выброса В(З)В измерения проводят на штатном экс-

        плуатационном режиме.

      3. Допускается проведение экстраполяции полученных результатов до номинального режима (испытания при отрицательных температурах и/или незначительном изменении загрузки) с помощью типовой экологической характеристики агрегата.

      4. Измерения проводят на установившихся режимах, т.е. когда отклонения основных параметров (температуры отработавшего газа и воздуха, частоты вращения) не превышают

        1 %, концентрации NO, NO2, СО не превышают ± 2 ppm, О2 , СО2 не превышают ±0,1 %.

      5. При незначительных отклонениях измеренных концентраций В(З)В от средних значений замеры на одном режиме повторяют не менее трех раз, принимая для дальнейших расчетов их среднеарифметическую величину. В противном случае число необходимых замеров увеличивают (в соответствии с правилами статистической обработки результатов) и случайно выпавшие значения отбрасывают.

    1. Обработка результатов измерений

      1. Для каждого режима испытаний результаты измерений концентраций В(З)В приводят к основной единице измерений – мг/м3 – по соотношениям:

        2

        • диоксид азота NO

          : 1 ppm (объемные доли на миллион) = 110-4 % = 2,053 мг/м3;

          оксид азота NO: 1 ppm=110-4 %=1,339 мг/м3;

        • оксид углерода СО: 1 ppm=110-4 %=1,250 мг/м3.

          15

      2. Определяют приведенные (15 % О2) концентрации загрязняющих выбросов Сi

        согласно формуле (3.1).

      3. Определяют мощность выбросов В(З)В.

        1. Вычисляют коэффициент соотношения сухих и влажных продуктов сгорания


          image

          image

          image

          image , (7.1)



          2

          где O – измеренная концентрация кислорода в пробе, %.

          2

        2. Вычисляют расход сухих отработавших газов на срезе выхлопной шахты (трубы) Q , м3/с:

          для всех типов ГТУ с нерегулируемой силовой турбиной


          image

          image

          image image image ; (7.2)

          • для ГТУ с регулируемой силовой турбиной (ГТК-10И, ГТК-10ИР, PGT-10, ГТК-25И, ГТК-25ИР, ГТНР-25И (В), ГТНР-25И (С))

          image

          image

          image , (7.3)

          где Q 0(м3/с) и P 0 (МПа) – соответственно, расход отработавших газов и абсолютное давле-

          2 4

          ние за осевым компрессором ГТУ на номинальном режиме;

          T

          3

          – температура перед компрессором ГТУ на режиме испытаний, К;

          P – барометрическое давление, МПа;

          P

          4

          – абсолютное давление за компрессором ГТУ, МПа;


          газа;

          Kв – коэффициент соотношения объемных расходов сухого и влажного отработавшего


          ⎯ n ТВД – относительная частота вращения осевого компрессора ГТУ (отношение фак-

          тической частоты вращения компрессора к ее номинальной величине); 0,97 – поправка на техническое состояние ГТУ.

          Погрешность определения расхода отработавших газов по формулам (7.2), (7.3) составляет ±(46)%.

        3. Вычисляют мощность выброса оксидов азота и оксида углерода согласно формуле (3.2).

      4. Производят оценку соответствия показателей выбросов требованиям НД.

        NOx NOx

        1. Строят графические зависимости концентраций оксидов азота (С и C 15) и

          CO

          оксида углерода (C

          CO

          и C 15) от температуры отработавших газов, используемой в качестве

          штатного измерения.

          шт

          П р и м е ч а н и е – При необходимости проводят экстраполяцию графиков до температуры, соответствующей номинальной температуре отработавших газов для данного типа ГТУ. Значения номинальных температур отработавших газов Т 0 по типам агрегатов приведе-

          ны в таблице А.1 (Приложение А).

        2. По графикам С

          0


          NOx

          = f (Т

          шт

          ) по величине номинальной температуры отработавших

          15

          0

          газов Тшт вычисляют физическую СNOx

          номинальном режиме.

          0

          и приведенную СNOx

          концентрацию оксидов азота на

          По графику CCO = f (Тшт) определяют среднее арифметическое значение концентра-

          ций С


          СО0

          и С 15 (по трем точкам при максимальном, минимальном и среднем значениях тем-

          СO0

          ператур отработавших газов в измеренном диапазоне).

        3. Определяется соответствие приведенных концентраций С


15 и C 15 (по 7.3.2) на


номинальном режиме нормативным данным, %, по формуле

NOx CO


image

image , (7.4)



где C 15 i0


  • приведенная фактическая концентрация на номинальном режиме;

    C

    150

    i

  • приведенная номинальная концентрация в соответствии с нормативной доку-

ментацией данного типа ГТУ (принимается по таблице А.1).

i

Если К

не превышает ±10 %, то концентрация компонента i-го вредного вещества

агрегата соответствует нормам НД и принимается за номинал для данной ГТУ впредь до очередных контрольных испытаний.

Если Кi превышает ±10 %, то при проведении вычислений согласно действующим инструкциям по учету валовых выбросов В(З)В вносят соответствующую корректировку для

данного ГПА (или усредненно для цеха).

7.5 Алгоритм и пример обработки измеренных параметров приведены в таблице В.1 и на рисунках В.1 и В.2 (Приложение В) по результатам испытаний агрегата ГПА-Ц-18 на четырех режимах (первый режим в данном случае является текущим штатным режимом).


СТО Газпром 2-3.5-038-2005

8

Приложение А (справочное)

Т а б л и ц а А.1 – Номинальные значения показателей ГПА


image

Продолжение таблицы А.1


image

Продолжение таблицы А.1


image

Окончание таблицы А.1


image

Приложение Б (обязательное)


Т а б л и ц а Б.1 – Типовой перечень измеряемых параметров


image

Приложение В (справочное)


Алгоритм и пример обработки результатов испытаний газотурбинного агрегата ГПА-Ц-18


Т а б л и ц а В.1 – Результаты испытаний газотурбинного агрегата ГПА-Ц-18


image

Продолжение таблицы В.1


image

Окончание таблицы В.1


image


image image


image image


image image


Рисунок В.1 – Концентрация оксидов азота в отработавших газах агрегата ГПА–Ц-18


image


image image image image image image image


image


image image image image


Рисунок В.2 – Концентрация оксида углерода в отработавших газах агрегата ГПА–Ц-18

Пример – Обработка результатов испытаний газотурбинного агрегата ГПА-Ц-18. Алгоритм и пример обработки измеренных параметров приведены в таблице В.1 и на ри-

сунках В.1 и В.2 по результатам испытаний агрегата ГПА-Ц-18 на четырех режимах (первый режим в данном случае является текущим штатным режимом).

Результаты испытаний показывают, что у обследованного агрегата номинальные значения концентраций оксидов азота (рисунок В.1) и оксида углерода (рисунок В.2) составляют, соответственно, 151 и 99 мг/м3.

Сравнивая эти значения с данными таблицы А.1 (Приложение А), получаем


image image image


image

image

image ,

т.е. обследованный агрегат по приведенным концентрациям оксидов азота и углерода в отработавших газах соответствует показателям НД, приведенным в таблице А.1 (Приложение А). Таким образом, при проведении вычислений выбросов В(З)В номинальные значения оксидов азота и углерода допускается принимать по данным таблицы А.1 (Приложение А).

Согласно результатам испытаний газотурбинного агрегата ГПА-Ц-18, приведенным в таблице В.1, мощность выброса на текущем штатном режиме составляет по оксидам азота МNOx = 7,1 г/с и оксиду углерода МCO = 4,4 г/с.

Библиография


[1] Инструкции по эксплуатации газоанализаторов типа «Testo», «IMR», «ДАГ».

[2] Перечень методик выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий. – НИИ «Атмосфера» МПР России, 2001 (в т.ч. ПНД Ф 13.1:2.26-99 «Методика выполнения измерений массовой концентрации предель-

ных углеводородов С -С , С

и выше (суммарно), в воздухе рабочей зоны и промышленных

1 5 6

выбросах методом газовой хромотографии»).

[3] РД 51-164-92 «Временная инструкция по проведению контрольных измерений вредных выбросов газотурбинных установок на компрессорных станциях, ВНИИГАЗ».



image



ОКС 13.040.40


Ключевые слова: инструкция, выбросы, контрольные измерения, вредные (загрязняющие) вещества, отработавшие (выхлопные) газы, газотурбинные установки ГПА


image


Корректор А.В. Казакова

Компьютерная верстка Н.П. Архиповой


image


ИД № 01886. Подписано в печать 24.01.2006 г. Формат 60х84/8. Гарнитура “Ньютон”.

Усл. печ. л. 3,25. Уч.-изд. л. 2,4. Тираж 100 экз. Заказ 19.


image

ООО “ИРЦ Газпром” 117630, Москва, ул. Обручева, д. 27, корп. 2. Тел. (095) 719-64-75, факс (095) 411-58-30


Отпечатано в ЗАО “Издательский Дом Полиграфия”