Когда газогенератору нужен компрессор природного газа?

Газогенератору требуется компрессор только в том случае, если подача топлива не обеспечивает давление на входе, требуемое производителем двигателя при необходимом расходе газа. Генератор, который запускается нормально, но теряет нагрузку при подключении других потребителей газа, может испытывать проблемы с давлением топлива, однако одного этого симптома недостаточно, чтобы обосновать установку компрессора. Такое же поведение могут вызывать ограничения потока, трубы недостаточного диаметра или неподходящий регулятор.

Решение зависит от давления во время работы, а не от статического давления, измеренного до запуска. Недостаточное давление может привести к нестабильной работе, снижению мощности или защитному отключению. Чрезмерное давление также недопустимо. Цель — обеспечить контролируемую подачу топлива в пределах указанного для генератора рабочего диапазона, а не просто повысить давление.

Начните с требований к топливу на входе генератора

Прежде чем оценивать оборудование для компримирования, запросите у поставщика двигателя или генератора требования к топливу. Уточните минимальное и максимальное допустимое давление, максимальный расход топлива, допустимые колебания давления и точное место подключения, к которому относятся эти пределы. Требование, указанное для входа газовой рампы в составе установки, может отличаться от требования для точки после регулятора.

Важно правильно трактовать обозначения давления. Уточните, указаны ли значения как избыточное или абсолютное давление, и используйте во всей оценке единообразные единицы измерения. Для объемного расхода газа проверьте стандартные температуру и давление, принятые в качестве условий приведения: стандартный объемный расход нельзя напрямую сопоставлять с фактическим объемным расходом на входе без пересчета.

• Установившийся режим: Проверьте давление и расход на входе при номинальной нагрузке и во всем предполагаемом рабочем диапазоне.
• Принятие нагрузки: Проверьте допустимое падение давления при ступенчатом наборе нагрузки генератором.
• Свойства топлива: Уточните допустимые теплотворную способность, состав и предельное содержание загрязнений.
• Рабочая конфигурация: Учтите все генераторы и другие потребители газа, которые могут работать одновременно.

Не оценивайте расход топлива только по электрической мощности. Используйте данные поставщика о расходе топлива для выбранного двигателя и состава газа. Газ с более низшей теплотой сгорания обычно требует большего объемного расхода при той же подаче энергии с топливом, что может увеличить потери давления и повлиять на подбор компрессора.

Отличите реальный дефицит давления от ограничения подачи

Рассмотрим общий газовый коллектор, питающий генератор и технологическое оборудование. При остановленном генераторе давление может быть достаточным, но падать во время пиковой производственной нагрузки. Для эффективной диагностики нужно сравнить давление в точке подачи с давлением на входе генератора, одновременно регистрируя расход газа и электрическую нагрузку.

Если давление выше по потоку остается достаточным, а давление на входе генератора падает, проверьте участок системы между этими точками. Причиной могут быть труба недостаточного диаметра, засоренный фильтр, частично закрытый клапан, неподходящий регулятор или недостаточная пропускная способность счетчика. Повышение давления без устранения этого ограничения может увеличить затраты на оборудование, но не решить исходную проблему.

Если при нормальном потреблении давление непосредственно в точке подачи остается ниже требуемого для генератора, компримирование становится обоснованным вариантом. Сначала убедитесь, что источник способен обеспечить необходимый расход газа.Компрессор повышает давление, но не создает дополнительное топливо и не устраняет ограничение пропускной способности источника на входе. Чрезмерный отбор газа может дополнительно снизить давление на всасывании.

Составьте баланс давления для наиболее тяжелого режима работы

При оценке нужно учитывать минимальное доступное давление подачи, потери давления в системе подачи и минимальное требуемое давление на входе генератора. Рассчитайте потери при максимальном соответствующем расходе, включая одновременную работу оборудования. Фильтры следует оценивать при допустимом перепаде давления в рабочем состоянии, а не только в чистом виде.

Для предварительной оценки можно использовать следующее соотношение:

Минимальное доступное давление подачи − потери давления в системе подачи ≥ минимальное требуемое давление на входе генератора.

Это соотношение подходит для предварительной оценки, но не заменяет расчет потока с учетом сжимаемости. Потери давления зависят от плотности газа, расхода, температуры, геометрии трубопровода и характеристик компонентов. Если рабочий запас невелик, рассчитайте систему для реалистичных условий подачи и потребления, а не полагайтесь на единственное измерение давления.

Если планируется компримирование, включите в баланс расположенное после компрессора оборудование. Охладители, сепараторы, фильтры, регуляторы и клапаны могут расходовать часть запаса давления на нагнетании. Не выбирайте давление нагнетания, существенно превышающее необходимое системе: избыточное повышение давления увеличивает энергопотребление и может усложнить регулирование.

Если компримирование обосновано, определите режим работы до выбора оборудования

Если измерения подтвердили постоянный дефицит давления при достаточной доступности газа выше по потоку, можно рассмотретьКомпрессор природного газа как часть системы топливоснабжения. Для выбора необходим рабочий диапазон, а не только номинальные расход и давление нагнетания.

1. Определите условия на всасывании. Укажите минимальное, нормальное и максимальное давление и температуру на всасывании, а также доступный расход. Проверьте работу при минимальном реалистичном давлении на всасывании.
2. Задайте требуемое давление нагнетания. Учтите потери в расположенном ниже по потоку оборудовании и допустимый диапазон давления на входе генератора. Согласуйте систему управления компрессором с регулятором топлива.
3. Проверьте производительность при разных уровнях потребления. Учтите номинальную нагрузку генератора, минимальную нагрузку, работу нескольких агрегатов и последовательность запуска. Определите, как будет использоваться избыточная производительность компрессора при низком потреблении.
4. Определите требования к подготовке газа. При необходимости оцените содержание жидкости, твердых частиц, влаги и коррозионно-активных компонентов, а также возможность уноса смазочного масла. Компримирование не заменяет подготовку топлива.
5. Определите режим работы. Непрерывная генерация, периодическая работа и частые запуски предъявляют разные требования к системам управления и охлаждения, техническому обслуживанию и резервированию.

Технологию компрессора следует выбирать с учетом этих условий. На пригодность влияют степень повышения давления, диапазон производительности, качество газа и требования к обслуживанию. Даже если агрегат соответствует номинальной рабочей точке, он может оказаться неподходящим, если не способен надежно работать при низком расходе или изменении условий на всасывании.

Проверьте, увеличит ли дополнительная система полезную выходную мощность проекта

Компримирование требует вспомогательной электроэнергии, обслуживания и создает дополнительный потенциальный источник простоев генератора. Сравнивайте варианты почистой электрической мощности, вычитая потребление компрессора и связанных вспомогательных систем, а не ориентируясь только на номинальную мощность генератора. Запросите данные о производительности компрессора в предполагаемых рабочих точках: одной номинальной мощности двигателя недостаточно, чтобы оценить фактическое энергопотребление во всем цикле работы.

В качестве альтернатив можно рассмотреть подключение к газопроводу с более высоким давлением, изменение трубопроводов, установку регулятора подходящего размера или конфигурацию генератора, совместимую с доступным давлением. Возможность применения этих вариантов зависит от условий подачи газа и требований двигателя. Электрический топливный компрессор также создает зависимость при запуске: установке с автономным запуском требуется подходящий источник питания до того, как генератор начнет получать газ с повышенным давлением.

Для критически важных нагрузок определите, приведет ли остановка компрессора к прекращению генерации. Может потребоваться резервная мощность или альтернативный путь подачи топлива, однако байпас полезен только в том случае, если газ без повышения давления уже соответствует требованиям двигателя.

Включите критерии приемки в решение о покупке

Поставщики генератора и компрессора, а также инженер, отвечающий за топливную систему, должны согласовать условия разрешения запуска, пределы давления, поведение при отключении, требования к вентиляции и обнаружению газа, а также применимые требования к взрывоопасным зонам. Во время запуска, сброса нагрузки или отказа компрессора на генератор не должно поступать топливо с давлением за пределами утвержденного диапазона.

При вводе в эксплуатацию проверьте давление в предусмотренной точке подключения генератора во время запуска, характерных ступенчатых изменений нагрузки, максимального совокупного потребления и минимального потребления. Одновременно регистрируйте давление на всасывании, давление нагнетания, расход топлива и потребление вспомогательной электроэнергии. Установка считается приемлемой, если она подает необходимое топливо во всем согласованном рабочем диапазоне, не выходя за пределы давления, а не просто достигает заданного давления нагнетания компрессором.