Термодинамические основы использования детандер-компрессорной газотурбинной установки

Транспортирование природного газа осуществляется по сети магистральных газопроводов под высоким давлением, а процесс его потребления требует снижения давления газа, проводимого преимущественно в дроссельных устройствах. Для производства электроэнергии с помощью детандер-генераторных технологий можно использовать лишь часть располагаемого энергетического потенциала природного газа. В связи с этим задачи поиска путей повышения мощности и экономичности установок, использующих энергию избыточного давления природного газа, не теряют своей актуальности. Поставлена и решена задача разработки новой тепловой схемы комбинированной энергетической установки для замещения дроссельных регуляторов давления на газораспределительных станциях детандер-компрессорной газотурбинной установкой. Отличительной особенностью таких установок является замена газотурбинного привода воздушного компрессора его приводом от турбодетандера за счет использования энергии избыточного давления природного газа, в результате чего значительно увеличивается эффективный КПД установки и снижаются удельные топливно-энергетические затраты. Разработаны аналитические зависимости, связывающие режимные параметры детандер-компрессорной газотурбинной установки и ее выходные характеристики, позволившие сформировать методику расчета установки, основанную на апробированных способах расчета тепловых схем газотурбинной установки. Результаты выполненных расчетов показывают, что по сравнению с газотурбинными установками детандер-компрессорная газотурбинная установка имеет существенно более низкий удельный расход условного топлива и меньшее негативное влияние на окружающую среду

Литература

[1] Трухний А.Д. Термодинамические основы использования утилизационных турбодетандерных установок. Вестник МЭИ, 1999, № 5, с. 11--15.

[2] Агабабов В.С., Корягин А.В., Архарова А.Ю. Сравнительный анализ влияния различных способов подогрева газа в детандер-генераторном агрегате на изменение тепловой экономичности ТЭС. Известия вузов. Проблемы энергетики, 2005, № 1-2, с. 11--21.

[3] Агабабов В.С., Галас И.В., Джураева Е.В. и др. Сравнение различных способов подогрева газа в детандер-генераторном агрегате. Теплоэнергетика, 2003, № 11, с. 46--50.

[4] Davide B., Devia F., Brunenghi M.M., et al. Waste energy recovery from natural gas distribution network: CELSIUS project demonstrator in Genoa. Sustainability, 2015, vol. 7, no. 12, pp. 16703--16719. DOI: https://doi.org/10.3390/su71215841

[5] Куличихин В.В. Опыт эксплуатации детандер-генераторных агрегатов на ТЭЦ Мосэнерго. Исторический обзор. Надежность и безопасность энергетики, 2017, т. 10, № 2, с. 159--166. DOI: https://doi.org/10.24223/1999-5555-2017-10-2-159-166

[6] Куличихин В.В., Тюняев М.В. Последствия внедрения детандер-генераторных агрегатов в тепловую схему ТЭЦ. Новости теплоснабжения, 2017, № 5, с. 28--33. URL: https://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=3472

[7] Куличихин В.В. Бесперспективность использования детандер-генераторных агрегатов на тепловых электростанциях. Надежность и безопасность энергетики, 2018, т. 11, № 2, с. 161--166. DOI: https://doi.org/10.24223/1999-5555-2018-11-2-161-166

[8] Александров А.А., Агабабов В.С., Джураева Е.В. и др. Анализ совместной работы детандер-генераторного агрегата и теплового насоса. Известия вузов. Проблемы энергетики, 2004, № 7-8, с. 50--60.

[9] Агабабов В.С., Байдакова Ю.О., Костюченко П.А. Повышение эффективности работы бестопливной установки для производства электроэнергии за счет использования ветроэнергетической установки. Энергосбережение и водоподготовка, 2010, № 4, с. 22--24.

[10] Агабабов В.С., Смирнова У.И., Колосов А.М. Оценка эффективности работы бестопливных энергогенерирующих установок для производства электроэнергии в системе газоснабжения. Вестник МЭИ, 2010, № 2, с. 15--20.

[11] Агабабов В.С., Рогова А.А., Байдакова Ю.О. и др. Бестопливные установки для совместного производства электроэнергии, теплоты и холода. Энергосбережение и водоподготовка, 2012, № 4, с. 66--69.

[12] Стребков А.С., Жавроцкий С.В. Оценка эффективности производства электрической энергии при использовании силового потенциала топливного газа. Вестник БГТУ, 2013, № 4, с. 77--86.

[13] Шпак В.Н. Газораспределительная станция с энергетической установкой. Патент РФ 2009389. Заявл. 25.05.1992, опубл. 15.03.1994.

[14] Жавроцкий С.В., Стребков А.С., Осипов А.В. и др. Газораспределительная станция с детандер-компрессорной газотурбинной энергетической установкой. Патент РФ 176799. Заявл. 09.08.2016, опубл. 29.01.2018.

[15] Арсеньев Л.В., Тырышкин В.Г., ред. Газотурбинные установки. Конструкции и расчет. Л., Машиностроение, 1978.