Марков В. Б.
Компания «АМАКС» на протяжении многих лет является разработчиком и производителем газового оборудования, созданного на базе мощной производственно-технической платформы. Профессионализм инженерно-технического состава и технологическая оснащенность предприятий, входящих в группу компаний «АМАКС», позволяют создавать новое оборудование, успешно и в сжатые сроки решать задачи по реконструкции систем газоснабжения котлов в полном объеме.
На основе более чем 30-летнего опыта работы на рынке большой и малой энергетики была создана не одна модель надежного газового оборудования. Особое место среди них занимают блоки газооборудования АМАКС-БГ, комплексно решающие вопросы газоснабжения горелок. И сегодня мы хотим рассказать о газификации тепловых электростанций столицы Казахстана с использованием этих устройств.
Газификация северных и центральных регионов Казахстана является одной из приоритетных задач для государства. Развитие газовой отрасли предусматривает расширение охвата территории страны газоснабжением и газификацию промышленных предприятий (в первую очередь электростанций) и населенных пунктов.
Согласно проекту газификации города Нур-Султан основным направлением для промпредприятий является реконструкция ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2 с переводом паровых и водогрейных котлов на сжигание природного газа с сохранением возможности работы на угле. Перевод на газ позволяет значительно снизить выбросы вредных веществ в окружающую среду. Это угольная пыль, сера.
В рамках государственной программы газификации столицы Казахстана в 2020 году началась разработка рабочего проекта по реконструкции 16 котлов ТЭЦ-1, ТЭЦ-2 и изготовление оборудования для реконструкции. Разработкой проекта занималось ТОО ПСК «Градцентр». Сами котлы реконструировались по документации ООО «Сибэнергомаш-БКЗ», чьи пылеугольные котлоагрегаты работали до реконструкции на станциях.
В качестве основного газового оборудования, отвечающего за правильную и безопасную работу котлов, было применено газовое оборудование марки АМАКС. Это расходомерные устройства, устройства подготовки потока, регуляторы, отсечные клапаны, запорная арматура с ручным и электрическим приводом. Перед горелками предусматривались комплексные устройства, обеспечивающие их работу и работу котлов-блоки газооборудования АМАКС-БГ8.
В конце 2020 года были успешно запущены в работу котлы первой очереди-это три водогрейных котла ПТВМ-100 на ТЭЦ-1 и один водогрейный котел КВ-Т-139,6-150 на ТЭЦ-2.
Системы газоснабжения котлов-сложные технические устройства, требующие к себе повышенного внимания.
При этом основная задача, которую ставит перед собой компания АМАКС-это обеспечение стопроцентной безопасности работы на природном газе котлоагрегата любой мощности и с любым количеством горелок.
Решая задачу безопасной работы отдельной горелки и котла в целом, в компании АМАКС в свое время создали комплексное устройство, отвечающее этим требованиям и получившее наименование Блок газооборудования АМАКС-БГ.
В конструкцию Блока были заложены следующие решения:
- использование отсечных клапанов с временем срабатывания до 1 с;
- предусмотрен регулятор (дроссельная заслонка с электроприводом) для обеспечения стабильных параметров безопасного розжига горелки любой мощности;
- предусмотрена система контроля герметичности всех отсечных и запорных устройств блока;
- предусмотрена возможность поиска неплотностей элементов блока в ручном режиме;
- предусмотрены кран со штуцером и клапан безопасности типа НО для подсоединения продувочного газопровода и газопровода безопасности;
- предусмотрена арматура для подключения КИП.
Отсечной клапан АМАКС-КУ-1256 со встроенным электроприводом обеспечивает медленное открытие и быстрое перекрытие газопровода. Клапан-тарельчатый, углового типа. Отличительной особенностью клапана является гарантированное срабатывание при исчезновении электропитания без дополнительного подвода электроэнергии. Это требование, строго оговорено в действующих нормативах. К числу особенностей относятся также возможность работы на переменном или постоянном токе в режиме удержания, пониженное энергопотребление, наличие задержки срабатывания до 0,7-0,8 с, что дает возможность ввода АВР по электропитанию.
Повышенная точность изготовления проточной части дроссельной заслонки и специальное сочленение привода и вала заслонки как раз и позволили использовать ее в качестве органа, обеспечивающего плавный и безопасный розжиг горелки на минимальном давлении газа.
Как известно, перед розжигом необходимо проверить все соединения блока и затворы входящей в него элементов на герметичность, которая должна быть не ниже класса А (это требование появилось в действующих Нормативах тоже благодаря АМАКС-БГ). С этой задачей успешно справляется специальная система контроля, предусмотренная в блоке. Путем открытия специального клапана контроля герметичности через калиброванный дроссель производится набор давления в межклапанное пространство. При этом контролируется время набора давления и его падение. В случае наличия неплотностей в соединениях блока или затворах клапанов контроль прекращается, и необходимо осуществить поиск неисправностей. Этому помогает наличие ручных шаровых кранов в составе линии контроля. В случае успешной проверки выдается разрешение на розжиг горелки.
Чтобы блок газооборудования был по-настоящему комплексным устройством, на 100% решающим задачу оснащения горелок газовым оборудованием, в конструкцию были введены шаровые краны для присоединения продувочного газопровода, импульсной линии с гребенкой для установки КИП, клапан безопасности типа НО для подсоединения соответствующего газопровода.
Отдельного упоминания заслуживают электромагнитные клапаны, предназначенные для проведения контроля герметичности, для подачи газа на запальник, для подключения газопровода безопасности. После исчезновения таких устройств с российского рынка в 90-е годы их пришлось разрабатывать заново! Сейчас они представляют собой весьма надежные конструкции с пониженным энергопотреблением, которые оснащаются встроенными электромагнитами собственной конструкции.
Что же представляют собой сегодня блоки газооборудования АМАКС-БГ?
В силу того, что котлоагрегаты имеют различную компоновку, порядок работы и оснащаются различными типами горелок блоки АМАКС-БГ можно разделить на три группы:
- Для установки перед однопоточными с горелками на одно- или многогорелочных котлах, где каждая горелка самостоятельна и оснащена собственным датчиком пламени и запальником;
- Для установки на многогорелочных котлах, оснащенных группами однопоточных горелок; в таких группах одна из горелок (она назначается разработчиком котла) оснащается датчиком пламени, запальником и является растопочной для других горелок своей группы;
- Для двухпоточных (по газу и по воздуху) горелок с отдельными патрубками подвода газа к центральному и периферийному каналам горелки; в таких горелках датчик пламени и запальник устанавливается, как правило, на центральном канале.
Первый вариант горелок является наиболее распространенным, поэтому предлагается рассмотреть именно его.
Основу однопоточного блока (а это модели АМАКС-БГ3 и АМАКС-БГ8) составляют два отсечных клапана АМАКС-КУ-1256, соединенных последовательно с использованием собственных фланцев. На входном патрубке первого клапана имеется штуцерный шаровой кран для присоединения продувочного газопровода.
Далее, на газопроводе в удобном месте, устанавливается дроссельная заслонка, обеспечивающая плавный безопасный розжиг горелки и ее регулирование.
Блок оснащается линией контроля герметичности, включающей в себя электромагнитный клапан типа НЗ, калиброванный дроссель и датчик давления. Также в составе линии имеется ручной шаровой кран для ее отключения и поиска неисправностей.
В межклапанное пространство врезаны также клапан типа НО и клапан типа НЗ подачи газа на запальник горелки. Клапан НО выполняет функцию клапана безопасности и автоматически открывается при срабатывании отсечных клапанов (т.е. при исчезновении электропитания), обеспечивая таким образом сброс давления из межклапанного пространства в атмосферу. Клапан подачи газа на запальник обеспечивает поступление газа на ЗЗУ.
Общий порядок работы АМАКС-БГ следующий. Перед розжигом горелки проводится операция контроля герметичности блока и его соединений путем открытия клапана контроля герметичности, после чего в межклапанное пространство начинает поступать газ через калиброванный дроссель. При этом, как уже было сказано, контролируется время набора давления, а затем и его падение. Если время набора давления в норме и падение давления отсутствует, включается (открывается) первый отсечной клапан и, затем, клапан запальника. При этом должна быть обеспечена подача напряжения на искроразрядное устройство для розжига газового запальника. После этого включается второй отсечной клапан и, при закрытом положении дроссельной заслонки, соответствующем первоначальному розжигу, осуществляется розжиг горелки, устанавливается контроль наличия ее пламени, а клапан запальника закрывается. В дальнейшем при помощи регулирующей заслонки осуществляется вывод горелки на номинальную мощность. Изменение нагрузки горелки осуществляется заслонкой в составе блока или общекотловым заслонкой-регулятором, если горелок несколько.
В случае нарушения технологических режимов система управления обесточивает блок, в результате чего происходит отсечка подачи газа на горелку и открытие клапана безопасности типа НО.
Изменение нагрузки горелки осуществляется регулятором в составе мультиблока или общекотловым регулятором, если горелок несколько.
Отсечка подачи газа происходит в течение 1 с при нарушении технологических параметров работы газоиспользующей установки (котла) или горелки.
Блоки газооборудования для котлов, оснащенных группами горелок или двухпоточными горелками, имеют в своей основе те же клапаны АМАКС-КУ-1256 соответствующих диаметров, линию контроля герметичности, регуляторы, клапаны безопасности и запальника. Различие заключается в компоновках блоков и в комплектации регуляторами в зависимости от типа «группового» котла или двухпоточной горелки.
Итак, перечислим основные достоинства и преимущества блоков газооборудования АМАКС-БГ:
- Компактность;
- Низкое энергопотребление;
- Наличие модификаций, позволяющих использовать блоки на любых типах котлоагрегатов;
- Возможность работы на низком и среднем давлении газа;
- Прочный стальной корпус;
- Безопасность работы горелки;
- Надежная отсечка газа при отключении электропитания и без подвода дополнительной энергии от внешнего источника;
- Возможность работы на переменном или постоянном токе в режиме удержания (во время работы котла);
- Все элементы, включая электромагниты, разработаны и изготавливаются на собственном предприятии;
- Срок службы 30 лет;
- Гарантийный срок эксплуатации 3 года с возможностью продления;
- Высочайшая надежность, доказанная эксплуатацией.