Спосіб визначення масового викиду речовин, що забруднюють атмосферу, з газотурбінної установки

Спосіб визначення масового викиду речовин, що забруднюють атмосферу, з газотурбінної установки шляхом виміру їхньої концентрації в ВІДХІДНИХ газах, який відрізняється тим, що розраховують коефіцієнт надлишку повітря, вимірюють витрату палива, визначають теоретично необхідну концентрацію кисню в ВІДХІДНИХ газах, необхідну КІЛЬКІСТЬ повітря для повного згоряння одного кілограму палива і ЩІЛЬНІСТЬ відпрацьованих газів, а масовий викид речовин, що забруднюють атмосферу, визначають за формулою де G3P - масовий викид речовин, що забруднюють атмосферу, кг/с, Gnr - масова витрата паливного газу, кг/с, І_о - теоретично необхідна КІЛЬКІСТЬ повітря для повного згоряння одного кілограму палива, кг, а = 2 1 / ( 2 1 - C Q 2 ) - коефіцієнт надлишку повітря, Со2 - концентрація кисню в ВІДХІДНИХ газах, %, К - об'ємна концентрація речовини, що забруднює атмосферу, в ВІДХІДНИХ газах, кг/м 3 , Рвг ЩІЛЬНІСТЬ відпрацьованих газів кг/м 3 О Винахід відноситься до способів відбору та аналізу промислових викидів в атмосферу з теплоенергетичних установок Відомий спосіб визначення масової витрати забруднень в трубопроводі згідно якого вимірюють об'ємну втрату потоку забруднень та його ЩІЛЬНІСТЬ, ПОТІК поділяють принаймні, на два потоки з допомогою паралельно з'єднаних трубопроводів, вимірюють об'ємну його втрату в кожному трубопроводі при стабілізації величини перепаду тиску на гідравлічному опорі, встановленому в першому трубопроводі, а величину масової витрати визначають в залежності від ЩІЛЬНОСТІ забруднень та сумарної об'ємної витрати через трубопровід (див, А с №1789859кл, G01 F1/00 25 01 93) Недоліком даного способу є те, що застосування його для визначення масової витрати відпрацьованих газів з газотурбінної установки (ГТУ) не економічно із-за тривалих та трудомістких вимірів з застосуванням специфічного обладнання та неможливість застосування його для виміру на невеликих установках Відомий спосіб автоматичного контролю масо вого викиду речовин, що забруднюють атмосферу, згідно жому проби з різних зон газоходу пропускають через загальний селективний поглинаючий елемент, а обсяг газу, що пропускається через поглинаючий елемент з кожної зони, вимірюють пропорційно швидкості потоку в зоні відбору та площі кільцевого січення (див А о, №1439448кл, G01 N1/22, 5/04 25 11 88) Недоліком даного способу є те, що проби беруть декілька раз в різник зонах газоходу, вимірюють швидкість потоку, що можливо лише при достатньо довгому газоході, Для здійснення даного способу запропоноване влаштування, що включає в себе ряд приладів для обробки даних Спосіб достатньо трудомісткий та вимагає тривалих вимірів Відомий спосіб визначення масової втрата відпрацьованих газів газомотокомпресорів, згідно якому виміри проводяться в спеціально обладнаній зоні На прямолінійній ДІЛЬНИЦІ вимірюють параметри потоку повітря, що надходить в агрегат, концентрацію відпрасованих газів, швидкість потоку в газоході На основі вимірів параметрів газових 00 ю 00 49858 потоків визначають об'ємні його витрати (див Тимчасова інструкція по контролю шкідливих викидів відпрацьованих газів, М , 1995г, РАО "Газпром") Недоліком даного способу є те, Що виміри повинні проводитися на прямолінійній ДІЛЬНИЦІ ДОВЖИНОЮ 8 - 10 найбільших розмірів поперечного перетину газоходів, підготовку місць для відбору проб відпрацьованих газів та замірів швидкості повітря необхідно здійснювати при зупиненому агрегаті, а концентрацію, температуру, швидкість газових потоків вимірюють не менше ніж в шести зонах до перетину, виміряні значення усереднюються, помилка при вимірі швидкості та обсягу газу в газоході ±10% Застосування відомого способу ускладнене через його трудомісткості Найбільш близьким аналогом-прототипом є спосіб контролю масового викиду речовин, що забруднюють атмосферу, теплоенергетичними агрегатами Він забезпечує визначення масового викиду речовини по відношенню його концентрації в відпрацьованих газах до концентрації двоокису сірки та корегування цього відношення по вмісту сірки в паливі, що зпалюється в теплоенергетичному агрегаті в одиницю часу Визначений концентрації виробляється з допомогою газоаналізаторів, а КІЛЬКІСТЬ сірки, що зпалюється визначається по вмісту сірки паливі та його витраті (див А с №1681180 G05fl27/00, G01 N1/22, 1009 91) Недоліком даного способу є те, що для його здійснення необхідні системи з трьох газоаналізаторів та блоків ділення і перемноження для визначення окису азоту, двоокису сірки та окису вуглецю окремо В основу винаходу поставлена задача створення способу, що зменшує похибку та спрощує процес визначений масового викиду речовин, що забруднюють атмосферу, у відпрацьованих газах ГТУ Поставлена задача вирішується тим, що є способі визначення масового викиду речовин, що забруднюють атмосферу, з газотурбінної установки вимірюють їхні концентрації в ВІДХІДНИХ газах, вимірюють концентрацію кисню в ВІДХІДНИХ газах по якій розраховують коефіцієнт надлишку повітря, вимірюють витрату палива, визначають теоретично необхідну КІЛЬКІСТЬ повітря для повного згоряння одного кілограму палива і ЩІЛЬНІСТЬ відпрацьованих газів та визначають масовий викид речовин, що забруднюють атмосферу Концентрації речовин, що забруднюють атмосферу, в відпрацьованих газах вимірюють газоаналізатором, наприклад, TESTO-350, з допомогою якого вимірюють також концентрацію кисню Коефіцієнт надлишку повітря в ВІДХІДНИХ газах в високою точністю визначається величиною відношення концентрації кисню в повітрі до різниці концентрацій кисню в повітрі та ВІДХІДНИХ газах Розрахунок коефіцієнту надлишку повітря в ВІДХІДНИХ газах визначається також обчислювальними блоками ряду газоаналізаторів, в тому числі і газоаналізатора TESTO-350 Масову витрату палива визначають за допомогою вимірника витрати палива, якими споряджаються ГТУ Теоретично необхідну повітря для повного згоряння одиниці маси палива визначають по кон центраціям окремих складових палива, які містяться в одному кілограмі палива Концентрації пальних, що містяться в паливі визначають з допомогою хроматографіє та вважають відомими, бо склад палива, його теплотворна спроможність і ІНШІ характеристики надаються у сертифікаті на паливо Теоретично необхідна КІЛЬКІСТЬ повітря для зпалювання одиниці маси кожної пальної що складає палива, також вважається відомим Масову витрату речовин, що забруднюють атмосферу, з ГТУ розраховують за формулою G3p=KGnr(aLo+1)/pBr, Де G3P - масовий викид речовин, що забруднюють атмосферу, кг/с, Gnr - масова витрата паливного газу, кг/с, І_о - теоретично необхідна КІЛЬКІСТЬ повітря для повного згоряння одного кілограму палива, кг, а=21/(21-Со2) - коефіцієнт надлишку повітря, Со2 - концентрація кисню в ВІДХІДНИХ газах, %, К - об'ємна концентрація речовини що забруднює атмосферу, в ВІДХІДНИХ газах, кг/м , Рвг - ЩІЛЬНІСТЬ відпрацьованих газів кг/м3 Спосіб не передбачає жодних трудомістких операцій, тому функціональні можливості способу, що пропонується ширше у порівнянні з відомими Перевагою у порівнянні з іншими аналогами є те, що він може бути застосований в умовах експлуатації на компресорних станціях за короткий проміжок без використання нового специфічного обладнання Спосіб може бути застосований і в тих випадках, коли конструкції обв'язки ГТУ буде відсутня достатньо довга та прямолінійна дільниця газоходу Приклад В цьому прикладі приведені результати екологічних вимірів ГПАтипу ГПУ-16 з газотурбінної установки ДЖ-52-Л2 В процесі випробувань на фактичному експлуатаційному режимі зроблено вимірювання приладом TESTO-350 об'ємна концентрація NO в ВІДХІДНИХ газах Кмо-200ррт, витрата паливного газу Gnr-0,6575Kr/c, що вимірюється індивідуальним витратовимірювальним пристроєм (допускається використання середнього значення витрати даними замірного вузла компресорних станцій), ЩІЛЬНІСТЬ відпрацьованих газів при нормальних умовах Рвг-1,3кг/нм3, концентрація кисню Со2-15,8, мінімальна КІЛЬКІСТЬ повітря теоретично необхідна для повного згоряння 1кг паливного газу І_о=17,1кг (для стандартного газу), та розраховано коефіцієнт повітря у ВІДХІДНИХ газах за формулою а=21/(21-Со2)=21/(21-15,8)=410381 масовий викид речовин, що забруднюють атмосферу, з ГТУ розраховано за формулою G3n=KNoGnr(aLo+1)/pBr=268x10 х0,6575(4,038х17,1+1)/1,3=0,0095кг/с 6 Де G3P - масовий викид речовин, що забруднюють атмосферу, кг/с, Gnr - масова витрата паливного газу, кг/с, І_о - теоретично необхідна КІЛЬКІСТЬ повітря для повного згоряння одного кілограму палива, кг, а=21/(21-Сог) - коефіцієнт надлишку повітря, Со2 - концентрація кисню в ВІДХІДНИК газах, %, KNO - об'ємна концентрація речовини, що забруднює атмосферу, в ВІДХІДНИХ газах, кг/м3, 5 49858 6 3 Рвг- ЩІЛЬНІСТЬ відпрацьованих газів, кг/м часток відсотка коефіцієнту повітря при високому Технічний результат від застосування запроступені перемішування газів в вихлопному газохопонованого способу полягає у підвищенні точності ді Спосіб може бути застосований в газовій провизначення маси речовин, що забруднюють атмомисловості, енергетиці та інших галузях господарсферу, через можливість визначення з точністю до ства ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71