28.05.13
Опыт комплексной очистки газа с использованием фильтроэлементов из никелевых порошков. Возможность эффективного импортозамещения.
Журнал "Газотурбинные технологии" № 3/2013 (114)
С 2011 г. в компрессорной сети ОАО «Газпром» начата установка фильтр-элементов и систем фильтрации на основе никелевых порошков, производимых в кооперации ООО «К.Т.Р.ИНЖИНИРИНГ» и ООО «Завод электрохимических преобразователей» (г. Новоуральск), входящим в корпорацию «Росатом».
Описание программы
Оборудование устанавливается на действующие и новые ГПА. При этом могут монтироваться системы фильтрации полностью или только заменяться импортные фильтры и фильтр-элементы на новые отечественного производства.
Высокое качество продукции обусловлено совместной работой проектировщиков ООО «К.Т.Р. ИНЖИНИРИНГ» и сотрудников наукоемкого производства ООО «Завод электрохимических преобразователей» (входит в ОАО «Уральский электрохимический комбинат», крупнейшего в мире завода по обогащению урана, поставляющего свою продукцию в Китай, Японию, США, и за 30 лет работы не получившего ни одной рекламации на свое оборудование).
Менее чем за год технология фильтрации, изначально предназначенная для сверхточного газодиффузионного разделения изотопов урана, была адаптирована для нужд ОАО «Газпром». С самого первого проекта и по сей день продолжаются НИОКР в направлении максимального удовлетворения производственных потребностей корпорации.
Краткая характеристика анализируемого оборудования
Оборудование
| Системы фильтрации для комплексной ультратонкой очистки газов: каплеотделение – основная очистка – тонкая очистка
|
Использование | Для очистки природного, топливного и буферного газов, барьерного и силового воздуха от аэрозолей масла и влаги, частиц грязи, песка и пыли |
Техническое обслуживание | По мере загрязнения фильтров проводится их регенерация без съема с производственной линии |
Расходные материалы | Не требуются |
Долговечность | Фильтры рассчитаны на 2-3 года безупречной работы, после 20 регенераций восстанавливают свои свойства не менее чем на 98%. Теоретически регенерация может проводиться неограниченное число раз, после 50 циклов первоначальные характеристики сохраняются на 90-95% |
Условия использования | Оборудование устойчиво к гидроударам, разработано для использования в агрессивных средах при температуре –50 …+170 °С, давлении до 50 МПа, возможно использование в условиях влажного сернистого газа |
Типоразмеры | Фильтрующие элементы для очистки технологических газов унифицированы с изделиями мировых производителей (более 200 исполнений). Системы фильтрации любой сложности могут быть спроектированы индивидуально, в зависимости от технических требований и условий эксплуатации |
Возможность адаптации оборудования к нуждам заказчика | По любым характеристикам |
Опыт использования | Фильтры и фильтр-элементы используются более чем на 80 компрессорных установках ОАО «Газпром», системы фильтрации поставляются по отдельным контрактам и в составе оборудования, производимого ОАО «НПО «Искра», ОАО «Авиадвигатель», ЗАО «РЭП Холдинг», ПАО «СНПО им. М.В. Фрунзе), ОАО «Компрессорный комплекс», ООО «НевТехмашИнвест плюс», ОАО «Казанское МПО» |
Соответствие применяемой технологии производственным нуждам ОАО «Газпром»
Важнейшими достоинствами систем фильтрации ООО «К.Т.Р. ИНЖИНИРИНГ» являются:
- разделение ступеней очистки: последовательно проводятся удаление капельной жидкости и предварительная очистка от частиц размером 200–75 мкм, затем основная (75–25 мкм) и тонкая очистка (25– 0,01 мкм);
- возможность сепарации и фильтрации природного, топливного, буферного газов, барьерного и силового воздуха;
- обеспечение необходимого качества очистки газа;
- экономическая целесообразность установки новых и замены импортных фильтров;
- возможность изменения и улучшения характеристик оборудования по запросу заказчика.
К участию в опытно-конструкторских работах и стендовых испытаниях систем фильтрации постоянно приглашаются представители заказчиков. Так, в первом проекте компании приняли участие сотрудники ООО «Газпром трансгаз Самара», ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург», с их помощью были воспроизведены реальные условия эксплуатации фильтров и проработаны наболевшие проблемы.
Результаты тестирования воздушного потока после очистки
Метод определения
|
Показатель
|
Фильтр 1 тонкой очистки
|
Фильтр 2 сверхтонкой очистки
|
Лазерный тест | Эффективность очистки воздуха от частиц более 0,1 мкм, % | 99,99 | 99,999 |
Биологический тест | Эффективность улавливания по тест-культуре Serratiamarcescens, % | >99,9999 | >99,99999 |
Уникальные характеристики и положительные эффекты использования оборудования.
Запатентованный каплеотделитель ООО «К.Т.Р. ИНЖИНИРИНГ»
Использование фильтрующих элементов из спеченных никелевых порошков в компрессорной сети ОАО «Газпром» весьма эффективно благодаря комплексу характеристик, некоторые из них уникальны на российском и мировом рынке:
- долговечность, жаропрочность и термостойкость, устойчивость к высокому давлению, постоянным и ударным нагрузкам;
- инертность фильтрующего материала к газовой среде;
- возможность регенерации без снятия с производственной линии. После 50 циклов фильтр сохраняет свои исходные характеристики на 90-95%;
- высокие скорости газового потока через фильтр при низком перепаде давлений, что способствует увеличению срока службы).
Высокая эффективность очистки на уровне 99% обеспечивается за счет использования трех степеней очистки: прямого перехвата частиц благодаря эффекту просеивания, инерционной импакции – задерживания частиц, неспособных пройти по извилистому пути между частицами спеченного никелевого порошка, и диффузии частиц (броуновское движение мельчайших частиц, ударяющихся о поверхность пористой среды и «прилипающих» к ней).
Запатентованный каплеотделитель ООО "К.Т.Р. ИНЖИНИРИНГ"
Тип оборудования |
Сепаратор ударного действия
|
Технология | Ударно-гравитационное укрупнение капельной жидкости, присутствующей в газе |
Материал | Нержавеющая сталь |
ТО | Регенерация пропаркой не ранее 8000 ч наработки |
Конструкция | Разборная для облегчения ТО; не имеет подвижных, сменных и расходных частей |
Основные особенности | – улавливание влаги даже в виде тумана; – эффективное удаление капельной жидкости из газового потока при избыточном давлении всего 0,05 кгс/см2; – удаление из газового потока механических примесей размером 30–200 мкм и отвод их вместе с конденсатом; – удаление из газового потока залповых выбросов конденсата (до 7 л/нм3); – системы обогрева и регулировки температуры поставляются во взрывозащищенном исполнении. |
Минимальное избыточное давление, кгс/см2 | 0,05 |
Фактический начальный перепад, не более, кгс/см2 | 0,01 |
Содержание капельной жидкости | Не регламентируется |
Повторный унос капельной жидкости, не более, мг/м3 | 4 |
Возможности проектирования | На любое давление, любую производительность, в любом коррозионностойком исполнении |
Срок службы, не менее, лет | 20 |
Корпуса для фильтров и систем фильтрации спроектированы с учетом условий эксплуатации, устойчивы к ветровым и снеговым нагрузкам, исключают обледенение в случае расположения на открытом воздухе. Корпуса фильтров изготавливаются на высокоточных станках с ЧПУ из поковок нержавеющих сталей с последующим химическим полированием. Высокая чистота обработки внутренней поверхности обеспечивает более ламинарное движение газового потока, что ведет к снижению перепада давления на фильтре в целом. Корпуса изготавливаются на рабочее давление до 350 кгс/см3.
Эффективность решения задачи импортозамещения
Адаптация высокоточной технологии фильтрации газов к потребностям ОАО «Газпром» позволяет заменять любые импортные системы фильтрации, фильтры и фильтр-элементы на отечественные аналоги не только не уступающие конкурентам, но и превосходящие их по качеству и стоимости.
На сегодня выпускается 200 моделей фильтр-элементов, готовых заменить импортные в уже установленных системах фильтрации. После замены никаких расходных материалов больше не требуется, по мере необходимости проводится регенерация уже установленных элементов.
Соблюдение требований Росприроднадзора и Ростехнадзора, эффективность СМК
Установка фильтров ООО «К.Т.Р. ИНЖИНИРИНГ» позволяет полностью выполнить требования, предъявляемые надзорными органами к организации добычи и транспортировки природного газа. Система менеджмента качества ООО «К.Т.Р. ИНЖИНИРИНГ» сертифицирована по ISO9001-2008 в 2011 году и по СТО Газпром – в 2012 году.
Возможности доработки оборудования и открытия серийного производства
Изначальной идеей ООО «К.Т.Р. ИНЖИНИРИНГ» была адаптация высокоточной атомной технологии к нуждам ОАО «Газпром». Для воплощения этой идеи была проведена работа по сбору информации о производственных нуждах компаний на местах (от постановки задачи подготовки газов до самого мелкого винтика и обмотки, от руководителей до монтажников). В компании ведется аналитическая база обратной связи
Хотя каждый новый проект приносит новый ценный опыт, сегодня уже определены окончательные параметры каплеотделителей и фильтров тонкой очистки для серийного производства.
Каталог корпусов фильтров довольно обширен: по рабочему давлению (изб.) от 8 до 500 атм, по номинальному расходу от 60 до 20 000 нм3/ч.
Разработаны и внедрены (в производство) более 70 модификаций корпусов фильтров. Многие разработки запатентованы и не имеют аналогов в мире.
Опыт внедрения систем фильтрации на основе никелевых порошков в целом можно считать успешным.
Ступенчатая очистка газов и воздуха соответствует производственным нуждам ОАО «Газпром», позволяет осуществлять программу импортозамещения, экономически выгодна и обеспечивает соблюдение требований надзорных органов.