Синтетический Природный Газ (SNG Propane Air Mixing)

Что такое синтетический природный газ или SNG Propane Air Mixing?

SNG Propane-Air Mixer (пропан воздух), смесительная установка, для понижения калорийности СУГ до уровня природного газа путем насыщения паров СУГ воздухом, в результате чего полученная газо-воздушная смесь является аналогом природному газу, по своим гомогенным свойствам, калорийности может быть использована в газо-потребляющем оборудовании предназначенном исключительно для сжигания природного газа без какой- либо модернизации ранее установленного котельного оборудования и дополнительных его настроек.

Разработанные системы SNG Propane-Air Mixer, для получения синтетического природного газа, являются единственным целесообразным решением в области альтернативной тепловой энергогенерации, на существующих газопотребляющих котельных, промышленных объектах, газораспределительных предприятий в которых замена или модернизация оборудования – например на биотопливные потребители является дорогостоящим или даже не рациональным решением, применение SNG Propane-Air Mixer смесительных установок пропан воздух, является единственным правильным решением.

Технические решения и преимущества:
• распределения взаимозаменяемых газов по отношению к распределению одного источника энергии;
• приготовленная газо-воздушная смесь является взаимозаменяемой с природным газом (взаимозаменяемость задается соотношением смеси, которая обеспечивает такое же число Воббе к первичному газу);
• снижения стратегической зависимости;
• управление пиковыми нагрузками;
• Примером может служить распределение СПГ (синтетический природный газ), смесь СУГ (сжиженный нефтяной газ) и воздух регулируется числом Воббе по природному газу.
• распределяя SNG в дополнение к природному газу;
• Газосмесительные агрегаты пропан воздух предназначены также для получения других газовых смесей (мы имеем большой опыт в смешивании промышленных объемов технологических газов, имеющих различные характеристики при использовании сжиженного газа или природного газа.)

Cинтетический природный газ (SNG), образуется путем смешивания испаренного из жидкого состояния сжиженного углеводородного газа (пропан-бутан) с воздухом.В процессе смешивания образуется гомогенная смесь, которая может быть непосредственно использована в горелках в качестве прямой замены природному газу.



При синтезировании Синтетического природного газ (SNG), учитываются все процессы несовместимости (интоллерантности) природного газа с любыми видами газов, например с азотом, как с водородными составляющими атмосферы. Особенно важным фактором при замещении природного газа на синтетический природный газ или SNG Propane Air Mixing (пропан-воздух) является взаимозаменяемость газов рассчитываемая согласно ИНДЕКСА Wobbe.

Индекс Wobbe (Заметки касательно взаимозаменяемости газов)

Два газа называются взаимозаменяемыми когда внутри горелки они ведут себя полностью одинаковым образом, таким образом, два газа могут быть использованы без необходимости производить какие либо регулировки или изменения в установках сгорания (горелках).

В особенности термического (теплового) распространения внутри горелки два газа являются взаимозаменяемыми когда при равном давлении они дают одно и тоже количество тепла за один и тот же промежуток времени. Принимая во внимание то, что было научно доказано, что тепловое (термическое) распространение является прямо пропорциональным тепловой мощности (P.C.S.) газа на единицу объема (Kcal / Nm (килокалория на м)) и объемной производительности (Nm/час) горелки и то, что производительность является обратно пропорциональной корню квадратному относительной плотности газа (d), можно сделать вывод , что два газа дают возможность наличия равенства давления подачи на горелку равенство термического распространения когда имеет место равенства значений:

Wi = P.C.S. /√d


Данное соотношение было названо “индекс Wobbe” по имени исследователя нашедшего данное соотношение.

Все сказанное выше может быть полностью применено к смесям сжиженного газа и воздуха, которые используются, как для замещения, так и для дополнения природного натурального газа метан.

Естественно, так как мы говорим о газах с разными относительными калорийными мощностями и плотностями, для того, чтобы получить их одинаковое тепловое распространение нам нужно будет применить совершенно разные мощности, как показано в двух следующих примерах.

1) Если мы хотим заменить на действующей горелке с подачей природного газа метана подачу на смесь воздуха с сжиженным газом, которые будут полностью взаимозаменяемыми, прежде всего необходимо рассчитать индекс Wobbe Wi газа которым необходимо заменить природный газ:

Wi природный газ = P.C.S. /√d= 9.520 /√d= 12837 Kcal/Nm


Следовательно необходимо определить смесь пропана и воздуха индекс Воббе которых Wi будет одинаковым с индексом Wobbe природного газа.

Используя различные составы смеси и рассчитывая каждый раз их теплотворную мощность P.C.S., относительную плотность газа d индекс Wi , путем максимального приближения к соответствию можно получить необходимую смесь которая будет полностью взаимозаменяемая и в основном состоит из 61,2 % пропана e 38,8% воздуха.

Следовательно тепловая мощность:

P.C.S.пропана= 24320 Kcal/Nm     P.C.S.пропана = 1,56


плотность индекс Wi равен:

P.C.S.пропана= 24320x0.612 = 14884 Kcal/Nm


dплотность смеси = (1,56x0,612) + 0,388 = 1,343 ==>√d= 1,158 ==>


Wi плотность смеси= 14884 / 1,158 = 12853 Kcal/Nm


2) При использовании смеси GPL (СУГ) пропан 50% бутан 50% для замены природного газа, используя наши расчеты можно получить смесь GPL (СУГ сжиженный углеводородный газ) / воздух со следующим составом:

СУГ = 55% воздух = 45%


Рассчитываем индекс воббе Wi получаем:

P.C.S.суг(50% C3 – 50% C4) = (24.320 x 0.5) + (32000 x 0.5) = 28160 Kcal/Nm


dсуг= (1,562 x 0,5) + (2,091 x 0,5) = 1,8265


P.C.S.суг= 28160 x 0.55 = 15488 Kcal/Nm


dсуг= (1,8265 x 0,55) + 0,45 = 1,455 ==> √d= 1,206 ==>


Wi плотность смеси= 15488 / 1,206 = 12842 Kcal/Nm


3) Что касается разных производительностей взаимозаменяемых газов необходимых для подачи на горелку необходимо прежде всего учитывать их разные тепловые мощности.

В других словах если Nm/час природного газа дают 9520 Kcal, для получения того же тепла со смесью пропан бутана и воздуха с теплотворной мощностью = 14884 Kcal / Nm (см пример 1), будет достаточно:

9520 / 14884 = ~ 0,64 Nm/час



Система смешивания воздуха с пропаном преимущественно является резервным вариантом автономного газоснабжения уже существующих котельных, элеваторов, по сколько не требуется замена и переналадка основного технологического оборудования, как например горелок, котлов, узлов редуцирования газа.

Большинство компаний в различных отраслях промышленности нуждаются в наличии резервной системы основного источника энергии для обеспечения беспрерывного производства, особенно когда есть риск энергетического коллапса или же очевиден значительный экономический эффект использования альтернативного источника энергии.

Очевидно, что ведущий источник энергии в мире сегодня - это природный газ метан. Стремительное развитие экономики во всем мире увеличивает спрос на природный газ, что явно приводит к более низкому давлению в газовом трубопроводе и как следствие необходимости распределения давления, дополнительных инвестиций в трубопроводы, сети распределения, расширение добывающих скважин. Вместе с тем, стоит учитывать повышение потребления природного газа в зимний период, которое имеет определенное влияние на распределение природного газа между промышленными объектами.

Многие производственные процессы построены на беспрерывном принципе работы. Перебои в поставках топливного ресурса подвергают риску остановки крупных производственных процессов, что в свою очередь приводит к крупным экономические убыткам и потерям для предприятия. В некоторых случаях, как например в стекольной промышленности перебои с топливом имеют разрушительные последствия. Использование альтернативной системы в виде смесительной установки пропан-воздух предотвращает появление данных рисков и становится неоспоримой необходимостью и требованием для многих крупных промышленных предприятий.

Общей целью большинства сфер бизнеса и промышленности является производство товара, который будет наиболее привлекателен с точки зрения фактора конкурентоспособности на рынке. В данном случае наличие надежного и безвредного для окружающей среды источника энергии, который влечет за собой еще и самые низкие производственные затраты, может стать решающим фактором в экономических расчетах конкурентоспособности любого товара. Альтернативные резервные системы с использованием воздуха и пропана позволяют компаниям извлекать очевидную выгоду, полагаясь на экологически чистые топливные источники. Альтернативные резервные системы с использованием воздуха и пропана это фактически "синтетический природный газ" (SNG), который может использоваться в качестве прямой замены для природного газа метана (CNG). В отличие от дизеля, чистого пропана или любого другого вида горючего, "синтетический природный газ" SNG не требует дополнительных газовых присоединений трубопровода, регуляторов или поставки специальных топливных систем. Смесительная установка пропан-воздух размещается перед входом в котельное помещении с горелкой и связывается с системой природного газа, перекачивающимся по трубопроводу после газораспределительного пункта. Эти системы могут применяться также чисто как резервная копия, которая включается автоматически или вручную когда падает давление в трубопроводе природного газа.

развернуть

свернуть

Описание функционирования установки VMG



ККогда давление клапана смешивания нижнего давления (VMG позиция 8) снижается ниже установленных настроек, пневматическое устройство контроля servocontrol (позиция 22) увеличивает свой сигнал до того момента пока датчик давления PSH1 (позиция 23) не включится и не пошлет цифровой сигнал на пульт управления. Таким образом активируются и оба регулятора давления (СУГ и ВОЗДУХ позиции 5 - 6) через электромагнитный клапан EVI (позиции 10).

Верхнее давление VMG следовательно увеличивается до установленных настроек регуляторов (приблизительно 0.3 бара выше установленных настроек устройства VMG - см технические данные), и увеличивается разница потенциалов СУГ /смесь в устройстве VMG пока контакт dPSL 1 (позиция 19) не откроется

Через несколько секунд открывается разница потенциалов Dp, панель управления активирует электромагнитный клапан EV2 (позиция 18), который удерживал установку VMG в минимальном положении потока. Теперь VMG начинает управляйте поставкой смеси, чтобы удержать устойчивое давление в сети.

Когда потребление снижается ниже минимальной способности VMG (приблизительно 5% потока), нижнее давление имеет тенденцию к повышению , в то время как разница потенциалов Dp через VMG уменьшается. Как только достигается низкий предел и закрывается контакт dPSL 1 (позиция 19), пульта управления останавливает все функционирование устройства посредством отключения электромагнитных клапанов (EVI и EV2).

Затем если нижнее давление падает установка вновь запускается согласно схемы описанной выше.

Минимальные настройки клапана смешивания (настройки устанавливаются производителем механически в момент производства) могут быть увеличены только через регулировку сигнала через надлежащий Регулятор Давления (позиция 17a)

В противном случае линия этого Регулятора должна находится в позиции «закрыто».

Описание работы

Седло заднего регулятора давления обычно сохраняется закрытым пружиной и предварительной нагрузкой на пружину (12)

Открытие седла происходит из-за подачи газа в камеру (A).

Верхнее давление газа увеличивается и выдвигает поршень чувствительности (9).

Поршень связан со стопором (устройством остановки) (6) посредством жгута.

Таким образом, когда верхнее давление превышает данные регулировки нижнего давление клапана возникает толчок, настроенный против пружины (12), который и позволяет произвести открытие стопора (6).

Стопор (устройство остановки) (6) выполняет функцию балансирования толчка газа посредством собственного интегрированного поршня, для того чтобы избежать влияния на регулирование всей системы .

Настройки клапана регулирования давления могут быть изменены при помощи регулировочного винта (15); вращение по часовой стрелке - чтобы увеличить давление и против часовой стрелки уменьшить давление.

Рассмотрим на примере сложного решение строительства высокопроизводительной системы получения синтетического природного газа:


Основные требования:

- Производительность испарителя СУГ = 5000 кг/час
- Давление на выходе синтетического природного газа = 5 бар.
- Общая производительность системы смеси (пропан-воздух) = 6200 нормальных м/час



Испарительная и редукционная установка СУГ
снасосным агрегатом (см. чертеж,P&Ip15_016_01)
Установка смонтирована на раме, протестирована на заводепроизводителе
и разработана с целью насосной подачи СУГ, его дальнейшегоиспарения
и редуцирования,согласноследующих параметров:
Насосныйагрегат
Насос СУГ = 1 шт
Потребление СУГ = C3 60% + C4 40%
Максимальная производительность СУГ = 10.000 л/час
Давление СУГ на выходе = 5 бар (подача на головку)
Электрическая мощность = 8 kW (подача380V/50 Hz)
Испаритель
Испаритель СУГ =. горизонтальный
тип BKU t ( система горячей воды )
1 шт
Максимальная производительность СУГ = 5.000 кг/ч
Давление СУГ на входе = 5,5^16 bar
Потребление СУГ = C3 50% + C4 50%
СУГ на выходе = Паровая фаза, перегрев
Горячая вода вход/выход = 80° / 70° C (при макс потоке)
Энергия на испаритель СУГ = 540.000 kcal/ч
Регулятор давления
Регулятор давления 1 шт
Регулятор давления с контроллером CAM тип, модель . RS-M-W
Давление СУГ на входе = 5,5-16 бар
Давление Суг на выходе = 5 bar
Производительность СУГ = 2.200 м3/час ( 5.000кг/ч)
Смесительная установка СУГ /воздух,
+ панель управления,(см. чертеж see P&I p15_016_00)
Установка смонтирована на раме,
протестирована назаводе производителе и разработана
с СУГ / Воздух,согласно следующихпараметров :
Компактные миксеры = 2 шт тип 80 + 4 шт тип 150
Давление СУг на входе = 5 бар (стабильно)
Температура СУГ на входе = 10° над точкой росы ( ~ 42°C)
Производительность смеси = 4000 м/ч
Минимальная производительность смеси = 0 м3/ч
Калорийность смеси = устанавливается наравне с индексом Wobbe
природного газа из сети или объема
резервуара = минимум 20 м
Давление смеси на выходе = 400-500 мбар
Рабочая температура = минус 10° + 60°C
Панель управления: Электрическая панель управления с ручками
управления и аварийной панелью PLC





ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ



ГАЛЕРЕЯ