ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ГАЗО-ВОДНЕВОЇ СУМІШІ НА ГАЗОТЕРМОДИНАМІЧНІ ПАРАМЕТРИ РОБОТИ ГАЗОПЕРЕКАЧУВАЛЬНОГО АГРЕГАТУ КОМПРЕСОРНОЇ СТАНЦІЇ

Автор(и)

  • Михайло Андріїшин Національний авіаційний університет, Київ, Україна
  • Костянтин Капітанчук Національний авіаційний університет, Київ, Україна
  • Назар Андріїшин АТ «Укргазвидобування»

DOI:

https://doi.org/10.18372/2310-5461.57.17447

Ключові слова:

водень, природний газ, газотранспортна система, газоперекачувальний агрегат

Анотація

Розглянуто можливості реалізації вимог водневої стратегії ЄС (EU Hydrogen Strategy), яка передбачає широке використання водню як енергоносія для тих галузей,  які не  можна електрифікувати, і має за мету довести викиди вуглекислого газу промисловими об’єктами до нуля. Важливим елементом стратегії є розвиток проектів водневої енергетики в рамках підготовки до програми H2Ready, тобто впровадження комплексного підходу щодо можливості транспортування в газотранспортних та газопровідних мережах сумішей природного газу з воднем із вмістом останнього до 20%. Проведено розрахунки режимів роботи ГПА компресорної станції для різної концентрації водню газо-водневої суміші за двома незалежними методиками, що дозволило оцінити достовірність отриманих результатів та зробити відповідні висновки щодо можливості використання наявного обладнання компресорної станції для транспорту газо-водневої суміші магістральним газопроводом. Доведено, що збільшення концентрації водню в газо-водневій суміші призводить до зменшення її енергетичної цінності, але за рахунок зменшення відносної по повітрю густини суміші число Воббе практично не змінюється, тому газо-воднева суміш може бути замінником природного газу.

Показано, що збільшення концентрації водню в газо-водневій суміші при її транспортуванні магістральним трубопроводом призводить до збільшення частоти обертання ротора нагнітача, що призводить до необхідності збільшення потужності приводу ГПА компресорної станції,. Отже, є необхідним проведення реконструкції компресорної станції, а саме заміна приводу з більшою потужністю або зміни конструкції проточної частини нагнітача. Зроблено висновок, що використання наявної інфраструктури ГТС України для транспортування газо-водневої суміші можливо при концентраціях  водню до 4%.

Біографії авторів

Михайло Андріїшин, Національний авіаційний університет, Київ, Україна

Кандидат технічних наук, доцент.

Доцент кафедри авіаційних двигунів Аерокосмічного факультету.

Костянтин Капітанчук, Національний авіаційний університет, Київ, Україна

Кандидат технічних наук, доцент.

Доцент кафедри авіаційних двигунів Аерокосмічного факультету.

 

Назар Андріїшин, АТ «Укргазвидобування»

Начальник відділу експлуатації та ремонту дотискувальних компресорних станцій АТ «Укргазвидобування».

Посилання

EU Hydrogen Strategy. URL: https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/FS 201296 (access date 25.01.2023)

Звіт Міжнародної енергетичної асоціації за 2019 р. Майбутнє водню. URL: https: //www.iea.org/ reports/ the-future-of-hydrogen (access date 18.12.2022)

Шевченко В.Г., Ляшенко В.І., Осадча Н.В. Світові тенденції розвитку водневої енергетики. Вісник економічної науки України. 2021. № 2 (41). С. 17-26. https://doi.org/10.37405/1729-7206.2021.2(41).17-26

Кудря С.О., Рєпкін О.О., Рубаненко О.О. та ін. Етапи розвитку зеленої водневої енергетики України. Відновлювана енергетика. 2022, № 1(68). С. 5-16. https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.1(68).5-16

Середюк М.Д. Газодинамічні режими експлуатації газових мереж низького тиску при транспортуванні газо-водневих сумішей. International Scientific Journal "Internauka". 2022, С.23. https://doi.org/10. 25313/2520-2057-2021-1

Транспортування водню та потенціал оператора ГТС України. 2022, С.25. URL: https://tsoua.com/ wp-content/uploads/2021/10/Hydrogen-Consultation-paper-v2.pdf

Компресорні станції магістральних газопроводів: методичні рекомендації до виконання курсового проекту / уклад.: М.П. Андріїшин, К.І. Капітанчук, В.В. Козлов. К.: НАУ. 2018. 60 с. URL: https://er.nau. edu.ua/handle/NAU/39833

Андріїшин М.П., Капітанчук К.І. Особливості гідравлічного розрахунку руху природного газу в газопроводі при малих значеннях тиску. ХХІ Міжнар. наук.-тех. конф. АС «Промислова гідравліка і пневматика» (30 листопада 2020 року, м. Київ). 2020. С. 86-87. URL: https://er.nau.edu.ua/handle/NAU/44735

Кулик М.С., Капітанчук К.І., Андріїшин М.П. Нагнітачі природного газу: підручник. К.: НАУ, 2022. 228 с. URL: https://er.nau.edu.ua/handle/NAU/55906

Andriyishyn М.Р., Kapitanchuk К.І., Pikul M.O., Otroshchenko V.V. A study of the energy balance of main gas pipeline operating modes on its efficiency. Engines and Power Installations: Safety in Aviation And Space Technologies: The Seventh World Congress. «Aviation in the XXI-st Century» (September 28–30, 2022, Кyiv) 2022. v.1. P. 1.4.21 – 1.4.26. URL: https://er.nau.edu.ua/handle/NAU/56621

ДСТУ ISO 6976:2009. Природний газ. Визначення теплоти згоряння, густини, відносної густини і числа Воббе на основі компонентного складу (ISO 6976:1995/Cor. 2:1997, Cor. 3:1999, IDT). К.: Держспожив-стандарт України. URL: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=26775

Андріїшин М.П., Капітанчук К.І., Андріїшин Н.М. Визначення ефективності роботи газоперекачувального агрегату компресорної станції за даними її експлуатації. Наукоємні технології. 2021. №1 (49). C. 49–56. DОІ:10.18372/2310-5461.39.13097

Андріїшин М.П., Капітанчук К.І., Чернишенко О.М. Основні чинники впливу на енергетичну ефективність використання природного газу. Наукоємні технології. 2019, № 1(41). C. 51-58. DOI: 10.18372/2310-5461.41.13529

Andriyishyn M.P., Kapitanchuk K.I., Andriyishyn N.М. Energy efficient usage of natural gas criterias. Engines and Power Installations: The Fourteenth International Scientific Conference «AVIA–2019» (April 23–25, 2019, Кyiv). P. 20.7–20.11. URL: https://er.nau.edu.ua/handle/ NAU/39798

ДСТУ EN 437:2014. Випробувальні гази. Випробувальний тиск. Категорії приладів (EN 437: 2012,IDT, EN 437: 2012, IDT ). К. : Держстандарт України. 2016. C. 52. URL: http://online.budstandart. com/ua/catalog/doc-page?id_doc=80511

##submission.downloads##

Опубліковано

29.04.2023

Номер

Розділ

Екологія, хімічна технологія, біотехнології, біоінженерія