Детандер генератор: Генераторные детандеры для геотермальных установок и рекуперации отходящего тепла

Моделирование газодинамических процессов, связанных с утилизацией энергии природного газа на малых пунктах редуцирования единой системы газоснабжения при помощи регулируемого детандер-генератора объемного типа | Белоусов

А. Е. Белоусов,
О. В. Кабанов,
Г. Х. Самигуллин

Полный текст:

• Аннотация
• Об авторах
• Список литературы

Аннотация

Энергия сжатого природного газа, теряемая во время понижения давления в пунктах редуцирования перед потребителями, может быть утилизирована при помощи детандер-генераторных агрегатов (ДГА) различных типов. Особенностью Единой системы газоснабжения является ее большая разветвленность и наличие огромного числа малых пунктов редуцирования, которые характеризуются небольшими габаритами и высокой неравномерностью отбора газ. В таких условиях подход, направленный на максимизацию количества утилизированной энергии при помощи турбодетандеров, может быть не совсем удачным. Для применения на малых пунктах редуцирования предлагается использовать объемный тип расширительных машин как один из наиболее дешевых, неприхотливых и негабаритных, например пластинчатые пневмодвигатели. Они имеют высокие соотношение «мощность — вес» и степень расширения газа, обладают возможностью безмасля-ной работы и при этом мощностями (до 10 кВт), достаточными для существенного повышения энергоавтономности и полного или частичного обеспечения электроэнергией систем телеметрии, телемеханики, электрохимической защиты. Это особенно актуально для объектов, находящихся на значительном удалении от централизованных источников электроэнергии, а также в случаях, когда стоимость технологического присоединения велика либо подключение невозможно. Кроме того, в связи с неравномерностью отбора газа потребителями для поддержания заданной частоты вращения вала детандера необходимо применить систему стабилизации частоты вращения вала ДГА. В статье представлен вариант модифицированной схемы пункта редуцирования со встроенным ДГА объемного типа и системой стабилизации частоты вращения его вала на переменных режимах работы. Составлена математическая модель динамики процессов, связанных с ДГА, позволяющая оценить влияние ДГА на газодинамику пунктов редуцирования. Представлены результаты, подтверждающие возможность утилизации энергии сжатого природного газа в процессе редуцирования даже при высокой неравномерности отбора газа потребителями.

Ключ. слова

детандер-генератор,

объемный тип,

редуцирование,

газораспределительные станции,

газорегуляторные пункты,

неравномерность отбора газа,

система автоматического управления,

математическая модель,

динамические характеристики,

переходный процесс,

Wolfram Mathematica,

Об авторах

А. Е. Белоусов

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский горный университет»
Россия

О. В. Кабанов

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский горный университет»
Россия

Г. Х. Самигуллин

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский горный университет»
Россия

Список литературы

1. Белоусов А.Е., Кабанов О.В., Волошин М.В. Метод расчета динамических характеристик детандер-генератора объемного типа // Технологии нефти и газа. 2016. № 3. С. 51-55.

2. Разработка и создание автономных энергетических установок малой мощности с расширительной турбиной на базе турбин конструкции ЛПИ для магистральных газопроводов и газораспределительных станций [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://stc-mtt.ru/wp-content/ uploads/2011/05/0002x.pdf (дата обращения: 18.08.2017).

3. Репин Л.А. Возможности использования энергии давления природного газа на малых газораспределительных станциях // Энергосбережение. 2004. № 3. С. 70-72.

4. Карасевич В. А., Черных А.С., Яковлев А.А. Перспективы применения автономных источников энергии при транспортировке и распределении газа // Научный журнал Российского газового общества. 2016. № 1. С. 59-61.

5. Обзор современных конструкций турбодетандерных генераторов [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://stc-mtt.ru/wp-content/ uploads/2011/05/0000x.pdf (дата обращения: 18.08.2017).

6. Оленев Н.Ф. Применение энергетических турбодетандерных установок мощностью до 5 кВт в составе технологического оборудования газораспределительных станций // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2014. № 12. С. 48-49.

7. Суслов Д.Ю. Определение максимальных часовых расходов газа: Методические указания. Белгород: Изд-во БГТУ, 2015. 58 с.

8. Аршинов М.С. Расчет и анализ сезонной неравномерности при работе систем сбора газа заполярного месторождения за 2007-2009 гг. и на перспективу // Наука и ТЭК. 2012. № 5. С. 30-32.

9. Патент РФ № 2579301. Устройство регулирования турбодетандера / Панарин М.В., Пахомов С. Н., Воробьев Н.Ю., Царьков Г.Ю. Патентообладатель -АО «Газпром газораспределение Тула». Опубл. 10.04.2016 г., Бюл. № 10.

10. Патент РФ № 2346205. Способ устойчивого газоснабжения газораспределительной станцией с энергохолодильным комплексом, использующим для выработки электрической энергии и холода энергию избыточного давления природного газа, и система для реализации способа / Аксенов Д.Т., Аксенова Г.П. Опубл. 10.02.2009 г., Бюл. № 4.

Дополнительные файлы

Для цитирования:
Белоусов А.Е., Кабанов О.В., Самигуллин Г.Х. Моделирование газодинамических процессов, связанных с утилизацией энергии природного газа на малых пунктах редуцирования единой системы газоснабжения при помощи регулируемого детандер-генератора объемного типа. Территория «НЕФТЕГАЗ». 2017;(7-8):128.

For citation:
Belousov A.E., Kabanov O.V., Samigullin G.K. Modelling of Gas Dynamic Processes Associated with Natural Gas Energy Utilization by Applying the Adjustable Volumetric Expander-Generator Sets at Gas Distribution Stations and Gas Control Units. Territorija “NEFTEGAS” [Oil and Gas Territory]. 2017;(7-8):128.
(In Russ.)

Просмотров: 251

Обратные ссылки

• Обратные ссылки не определены.

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

ISSN 2072-2745 (Print)
ISSN 2072-2761 (Online)

В «Центротехе» разработали энергетическую установку для газопроводов

Вы знаете больше и готовы рассказать?

У вас есть интересная история или вы знаете больше о теме, по которой мы уже выпустили материал. Поделитесь с СР любой идеей. Ждем ваших сообщений!

Прикрепить файл

Отправить

В «Центротехе» создан опытный образец установки для выработки электроэнергии за счет понижения давления сжатого газа. Конструкция на базе детандера-генератора позволяет организовать производство широкой линейки устройств мощностью от 20 кВт до 300 кВт.

Установка создана для промышленных предприятий, где по технологии происходит снижение давления газа: объектов газотранспортной инфраструктуры, предприятий химический промышленности и др. Внедрение такой установки позволит заказчикам повысить энергоэффективность основного оборудования за счет выработки дополнительной электроэнергии для собственных нужд. При этом производство электроэнергии не требует расхода рабочего газа — сохраняется и объем прокачки, и качество трубопроводного газа.

Детандер-генератор преобразует потенциальную энергию сжатого газа в электричество. Ключевой элемент установки — уникальный винтовой компрессор сухого сжатия. Он позволяет осуществить обратный процесс расширения газа, который вращает винтовую пару, передавая полезную работу на электрогенератор. Выброс газа в окружающую среду исключен: в установку подают газ высокого давления из основного технологического процесса, после чего он возвращается в линию низкого давления. Таким образом, разработка новоуральских конструкторов позволила сделать энергетическую установку независимой от основного технологического процесса, экологичной и абсолютно безопасной.

В настоящее время опытный образец проходит заводские стендовые испытания, где имитируется работа установки в реальных условиях. Первые результаты подтвердили высокий КПД (более 70%) и качество вырабатываемой электроэнергии на соответствие требованиям ГОСТ. После этого установка пройдет опытно-промышленную эксплуатацию на одной из российских газораспределительных станций.

«Технологические и конструкторские решения на базе винтового детандера, разработанные в «Центротехе», также планируется использовать для создания установок преобразования низкопотенциального тепла в электроэнергию. Это значительно расширит области применения данной разработки, в то время как все больше предприятий из различных отраслей промышленности ставят задачу повышения энергоэффективности своего основного оборудования», — отметил директор департамента развития и поддержки деятельности новых бизнесов ТВЭЛ Александр Штарев.

Есть интересная история?

Напишите нам

Читайте также:

31 октября 2022

Антираковый корпуc: «Росатом» и Минздрав разрабатывают план импортозамещения в ядерной медицине

Федеральный номер «Страна Росатом» N°40 (552)

Скачать

Федеральный номер «Страна Росатом» N°40 (552)

«Росатом» внедряет новые технологии в строительстве — стр. 6

Богатый внутренний мир «Калинина-4» изучают с детектором — стр. 11

Карьера от печки: Валентина Мальковская работала на МСЗ с 15 лет — стр. 14

Скачать

Турбодетандер | Газовый расширитель | TURBODEN

Газовый детандер Turboden представляет собой решение для повышения энергоэффективности сетевой инфраструктуры природного газа, производящей электроэнергию за счет снижения давления газа от уровня подачи до требуемого потребителями, будь то жилые или промышленные.

• ТУРБОДЕННЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

• УМЕНЬШИТЕ СЧЕТ ЗА ЭНЕРГИИ, ПОЛУЧАЯ СОБСТВЕННУЮ ЭНЕРГЕТИЧЕСКУЮ ЭНЕРГЕТИКУ

В отличие от редукционных станций (все еще присутствующих на байпасе турбодетандера по соображениям безопасности в качестве резервной системы), турбодетандеры используют перепад давления для производства электроэнергии, повышая энергоэффективность всей газораспределительной системы.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

• Дизайн основан на 40-летнем опыте и поддержке Mitsubishi Heavy Industries

• Многолетний опыт работы в сфере энергоэффективности

• Получение прибыли при снижении давления газа

• Решение для обезуглероживания сети природного газа

• Беспилотные установки благодаря особым технологическим характеристикам

• Возможности оборудования под ключ

• Более 60 моделей турбин Turboden в парке из 390 электростанций

ХАРАКТЕРИСТИКИ

• Широкий спектр решений , от 100 кВтэ (ориентировочно 5000 см3/ч при степени сжатия 9-10)

• Простота интеграции  в существующие объекты газовой сети

• Простая и надежная обработка частичных грузов

• Дизайн основан на проверенном опыте эксплуатации

• Простой и надежный Блок питания (расширитель и генератор)

• Без капитального ремонта

• Более 330 турбин  в эксплуатации в 45 странах

• 40 лет опыта  в разработке и производстве турбомашин

• Mitsubishi Heavy Industries постоянная поддержка

• Высокая доступность

• Длительный срок службы  (>20 лет)

• Структурированная группа послепродажного обслуживания , оперативная помощь и индивидуальные пакеты услуг

Другие решения

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ

• ОТХОДЫ
  РЕКУПЕРАЦИЯ ТЕПЛА

• КОМБИНИРОВАННЫЕ ЦИКЛЫ

• МАСЛО И AMP; ГАЗ

• ВЫСОКАЯ ТЕМПЕРАТУРА
  ТЭЦ

• БОЛЬШОЙ ТЕПЛОВОЙ НАСОС

ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГИЯ

• ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ

• БИОМАССА

• ОТХОДЫ В ЭНЕРГИЮ

• КОНЦЕНТРИРОВАННЫЙ
  СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Поделись:

Новости

Новости Статья

31 октября 2022 г.

Посмотреть

Другие новости, статьи и пресс-релизы ниже. По всем вопросам СМИ обращайтесь к нам по адресу [email protected]

Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше

Новостная статья

Нижний турбонаддув Tallgrass 48 Система природного газа для чистой энергии будущего

Sapphire Technologies сотрудничает с Tallgrass Energy и Evolve Energy для достижения мирового крупнейшая турбодетандерная установка.

Посмотреть

Новостная статья

Трехсторонняя сделка по использованию энергии впустую при распределении природного газа

Метан, широко известный как «природный газ», может продаваться в различных формах. По данным Центра данных по альтернативным видам топлива, в Соединенных Штатах большая часть природного газа считается ископаемым топливом, поскольку он образуется в результате воздействия тепла и давления на органические материалы в течение миллионов лет.

Посмотреть

Пресс-релиз

Sapphire Technologies сотрудничает с Tallgrass и Evolve Energy для крупнейшей в США установки турбодетандеров для производства экологически чистой энергии и сокращения выбросов углекислого газа

Это партнерство посвящено крупнейшей в США установке 72 турбодетандеров для ведущей компании энергетической инфраструктуры

Прочитать

Новостная статья

Журнал POWER: Investing Green

Повышение рентабельности инвестиций за счет «зеленого» водородного бума и потерь энергии

Посмотреть

3

Новостная статья

Центры обработки данных — это решение проблемы рекуперации энергии

Партнерство Sapphire и Evolve создает решение, которое может восстанавливать электроэнергию в среднем секторе, который, как показывают исследования, в настоящее время теряет до 2,900 мегаватт энергии давления.

Просмотр

Новостная статья

Что означает Закон о снижении инфляции для чистого водорода?

Палата представителей недавно приняла Закон о снижении инфляции (IRA), что стало историческим шагом по борьбе с изменением климата. Хотя законопроект имеет множество различных преимуществ, в частности, есть один пункт, который может помочь донести чистый водород до масс. IRA предоставит налоговую скидку на водород, который производится с использованием возобновляемых источников энергии и ядерной энергии.

Посмотреть

Пресс-релиз

Sapphire Technologies будет производить электроэнергию с использованием энергии отходов на терминале сжиженного природного газа в Японии

Этот проект знаменует собой планы Sapphire Technologies по использованию ненужной энергии давления в глобальном масштабе

Читать

Пресс-релиз

3 Sapphire Technologies представит доклад на конференции ASME Turbo Expo в Нидерландах

CERRITOS, Калифорния — 7 июня 2022 г. — Sapphire Technologies представит доклад со своей материнской компанией Calnetix Technologies на Технической конференции по турбомашинам Американского общества инженеров-механиков (ASME) и Экспозиция с 13 по 17 июня.