Стр. 3 - Р.З. Тумашев, Н.Г. Бодров - Когенерационная газотурбинная установка на попутных нефтяных газах с высоким содержанием тяжелых углеводородов

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012

157

сятков киловатт) — дополнительно за счет снижения газодинамиче-

ских потерь в проточной части установки, связанных с увеличением

размеров. Максимальное давление в цикле таких установок незначи-

тельно отличается от атмосферного. Помимо электрической энергии

установка вырабатывает теплоту в виде горячей воды в газоохладите-

ле, расположенном перед компрессором, который является неотъем-

лемой частью ГТУ. Применение аналогичного подхода к утилизаци-

онным газотурбинным установкам позволяет сжигать ПНГ с высоким

содержанием тяжелых углеводородов (низким значением метанового

числа) при близком к атмосферному давлении, когда практически

отсутствуют условия для возникновения детонации и образования

конденсата тяжелых углеводородов и водяных паров. Отпадает необ-

ходимость установки дожимного топливного компрессора и, следова-

тельно, отсутствуют затраты энергии на компримирование, так как

давление ПНГ третьей ступени сепарации превышает давление в ка-

мере сгорания ГТУ.

Для исключения образования жидких фракций в топливной систе-

ме газотурбинных установок необходимо, чтобы температура попут-

ных нефтяных газов превышала точку росы по углеводородам и воде,

которая зависит от концентрации тяжелых углеводородов и водяных

паров, а также от давления топливного газа. Чем выше содержание

тяжелых углеводородов в топливном газе, тем выше точка росы, кото-

рая, как правило, достигает максимальных значений при давлениях,

характерных для современных ГТУ, выполненных по традиционным

схемам. Вода может соединяться с углеводородами и образовывать

гидратные пробки в топливной системе при температуре выше или

ниже точки росы по углеводородам [6, 7]. Накопление в трубах, под-

водящих газ, незначительного количества конденсата (вода, жидкие

углеводороды) приводит к повреждению ГТУ. В установках с изме-

ненной последовательностью процессов вследствие низкого давления

температура точки росы по углеводородам и воде понижается.

Разработанный энерготехнологический комплекс для утилизации

ПНГ третьей ступени сепарации с низким давлением и высоким со-

держанием тяжелых углеводородов включает в себя систему подго-

товки топлива и когенерационную газотурбинную установку с изме-

ненной последовательностью процессов и сжиганием газа при

давлении, близком к атмосферному (рис. 1). В технологическую схе-

му подготовки топлива в соответствии с рекомендациями, изложен-

ными в [8—11], включены абсорбер для удаления серосодержащих

веществ, сепаратор для удаления механических примесей и капель-

ной жидкости, адсорберы для осушки газа. Предусмотрен подогрев

топливного газа в системе подготовки, топливной магистрали и

непосредственно перед камерой сгорания ГТУ для предотвращения

конденсации тяжелых углеводородов. Подогрев осуществляется вы-

ше точки росы наиболее тяжелых углеводородов, но ниже темпера-

туры самовоспламенения.