CC BY
118
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №4/2016 ISSN 2410-6070_
УДК 621.438
И.Р. Гумеров
студент 4 курса института теплоэнергетики, кафедры «ПТЭ»
Н.Е. Кувшинов
магистрант 1 курса института теплоэнергетики, кафедры «КУПГ» Казанский государственный энергетический университет
Г. Казань, Российская Федерация
ДЕТАНДИРОВАНИЕ ПРИРОДНОГО ГАЗА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ НА ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СТАНЦИЯХ
Аннотация
В статье рассматриваются возможности детандирования природного газа высокого давления на газораспределительных станциях.
Ключевые слова
Транспортируемый природный газ, снижение давления, детандер
Миллиарды кубометров газа перекачиваются по трубам на тысячи километров. Такая пропускная способность достигается за счет высокого давления. Столь высокое давление газа в магистралях принимается из чисто экономических соображений в целях достижения оптимального соотношения между пропускной способностью газопровода и расходом энергии на перекачку газа. Для потребителей такое давление газа не нужно [1].
При существующей системе газоснабжения потребителей давление транспортируемого природного газа снижается за счет простого дросселирования с полной потерей избыточной механической энергии, ранее затраченной на сжатие газа в компрессорах. Для утилизации потенциальной энергии давления газа могут использоваться детандер-генераторные агрегаты (ДГА). Детандер - поршневая или турбинная машина, предназначенная для охлаждения газа при его расширении с совершением внешней работы. В турбодетандере газ под высоким давлением вращает турбину, соединенную с ротором генератора, который вырабатывает электроэнергию (рис. 1) [2, 3].
Снижение давления транспортируемого природного газа производится на двух ступенях. На первой -на газораспределительных станциях (ГРС) - давление газа снижается от давления в магистральном газопроводе с 5,5 МПа до 1,2 МПа, на второй - газорегуляторные пункты (ГРП) - от 1,2 до 0,15 МПа.
1=70-150 С
Рисунок 1 - Схема использования ДГА на ГРС. 1 - Фильтр; 2 - Счетчик расхода газа; 3 - Котел-подогреватель; 4 - ДГА; 4.1 - Детандер; 4.2 - Генератор; 4.3 - Редуктор; 4.4 - Блок дозирующего клапана; 4.5 - Блок регулятора давления на байпасной линии; 5 - ГРС.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №4/2016 ISSN 2410-6070_
Поскольку газ при расширении охлаждается, то для того, чтобы на выходе из детандера его температура была не ниже 0°С, газ перед детандером должен быть подогрет (рис. 1). Это связано с обеспечением нормальных условий работы, как самого детандера, так и газовых трубопроводов. Для подогрева газа на входе в детандер используют специальный газоподогреватель прямого действия, который нагревает природный газ до температуры 70-150°С.
В процессе расширения природного газа высокого давления в ДГА происходит снижение его давления до 1,2 МПа и температуры до 10°С. В ходе срабатывания теплоперепада мощность детандера передается соединенному на одном валу электрогенератору. К примеру, при расходе природного газа высокого давления в 20 кг/с (100 000 нм3/ч) и температуре подогрева в 120°С, мощность вырабатываемая детандером составит 4,3 МВт [4, 5].
ДГА включаются параллельно дросселирующему устройству на ГРС и могут работать как каждый по отдельности, так и совместно. На них может быть подано до 80 % поступающего на ГРС газа. Список использованной литературы:
1. Гафуров А.М. Энергоутилизационный комплекс по производству электроэнергии на газораспределительной станции для нужд газотранспортной системы России. // Энергетика Татарстана. -2013. - № 3 (31). - С. 12-17.
2. Гафуров А.М. Комбинированная газотурбинная установка системы газораспределения. // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. - 2013. - №3. - С. 15-19.
3. Гафуров А.М. Газотурбинная установка НК-16СТ с обращенным газогенератором и низкокипящим рабочим контуром. // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. - 2012. - №4-1. - С. 78-83.
4. Гафуров А.М. Утилизация низкопотенциальной теплоты для дополнительной выработки электроэнергии при турбодетандировании природного газа в системе газораспределения. // Вестник Казанского государственного энергетического университета. - 2014. - №1 (20). - С. 28-36.
5. Гафуров А.М., Осипов Б.М. Турбодетандирование природного газа на газораспределительной станции с последующим его сжижением. // Вестник Казанского государственного энергетического университета. -2011. - №2 (9). - С. 6-11.
© Гумеров И.Р., Кувшинов Н.Е., 2016
УДК 621.438
И.Р. Гумеров
студент 4 курса института теплоэнергетики, кафедры «ПТЭ»
Н.Е. Кувшинов
магистрант 1 курса института теплоэнергетики, кафедры «КУПГ» Казанский государственный энергетический университет
Г. Казань, Российская Федерация
КОМБИНИРОВАННЫЕ ЭНЕРГОУТИЛИЗАЦИОННЫЕ КОМПЛЕКСЫ В СОСТАВЕ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СТАНЦИЙ
Аннотация
В статье рассматриваются возможности использования комбинированных энергоутилизационных комплексов в составе газораспределительных станций.
Ключевые слова
Транспортируемый природный газ, снижение давления, газотурбогенератор
