ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ РОБОТИ ГАЗОРОЗПОДІЛЬНОЇ СТАНЦІЇ В УМОВАХ ЗМІННОГО НАВАНТАЖЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.18372/2310-5461.62.18818Ключові слова:
газорозподільна станція, газова турбіна, турбодетандерна установка, перепад тиску, дросель, природний газАнотація
Стаття присвячена питанню дослідження підвищення ефективності газорозподільних станцій за рахунок модернізації та технічного переозброєння. Розглядається проблема ефективного використання потенційної енергії природного газу на газорозподільних станціях систем газопостачання. Зниження тиску газу при переході від магістрального газопроводу до системи розподілу здійснюється в процесі дроселювання газу у вузлу редукування газорозподільної станції. В такому процесі потенційна енергія газу втрачається, не виконуючи роботи.
У статті пропонується підвищити ефективність перетворення потенційної енергії газу в електричну енергію за рахунок впровадження турбодетандерних установок. Утилізуючи системи, засновані на турбодетандерних електрогенераторних установках та агрегатах, забезпечують одночасно зниження та регулювання тиску газу при його розширенні в машині, а також отримання механічної роботи на валу з перетворенням її на електроенергію.
Підвищення ефективності газорозподільних станцій можливе за рахунок повної модернізації станції за умови економічної доцільності, або з використанням обмежених маловитратних заходів з реконструкції окремих вузлів або трубопровідної обв’язки станції. У статті проаналізовано підвищення енергетичної ефективності технологічних процесів газорозподільної станції шляхом застосування маловитратних заходів. Виявлення резервів пропускної здатності газорозподільної станції і реконструкція окремих ділянок станції з метою підвищення пропускної здатності дають можливість використовувати станцію в умовах збільшеного навантаження, тобто забезпечити відповідність проектної і експлуатаційної продуктивності газорозподільної станції.
Сформовано математичну модель дослідження течії газу в газопроводі лінії редукування після регулятора тиску газу та встановлено граничні умови для проведення розрахунків. За допомогою математичної моделі виконано моделювання течії газу в лінії редукування після клапана регулятора тиску за різних умов роботи. Наведено термодинамічний розрахунок одного з варіантів маловитратного заходу. Наведено результати, що підтверджують можливість утилізації енергії стисненого природного газу в процесі редукування навіть за високої нерівномірності відбору газу споживачами.
Посилання
Rybitskyi I.V., Trofimchuk V. I., Kogut G.M. Enhancing the efficiency of gas distribution stations operation by selecting the optimal gas pressure and temperature parameters at the station outlet. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2020. № 3. Pp. 47-52. doi.org/10.33271/nvngu/2020-3/047
International Energy Agency. Energy Efficiency 2023. https://www.iea.org/reports/energy-efficiency-2023 (дата звернення: 03.03.2024)
Козак Л.Ю. Енергозаощадження в нафтогазовидобувній галузі: монографія. Івано-Франківськ, 2007. 136 с.
Говдяк Р.М. Шляхи підвищення енергоекологічної безпеки та ефективності роботи магістральних газопроводів України. Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. 2012. № 1(42). С. 17-24.
Osipov S., Zlyvko O., Bychkov N., Kharlamova D., Zaryankin A. Increasing the efficiency of using the natural gas potential energy in turbo-expander units for power generation. 19th conference on power system engineering. Pilsen, Czech Republic. 2020. Vol. 2323, Issue 1. doi.org/10.1063/5.0043465
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. Рр. 16703–16719. doi.org/10.3390/su71215841
Турбодетандери та парові турбогенератори на базі струминно-реактивних турбін URL: https://fluitech.com.ua/ru/turbodetanderyi-i-parovyie-turbogeneratoryi-na-baze-struyno-reaktivnyih-turbin/ (дата звернення: 20.02.2024)
G. Barone, A. Buonomano, F. Calise and A. Palombo. Natural gas turbo-expander systems: A dynamic simulation model for energy and economic analyses. Thermal science. Year 2018. Vol. 22. No. 5. pp. 2215-2233. doi.org/10.2298/TSCI180109276B
Говдяк Р.М. Утилізація енергії тиску природного газу в турбодетандерних установках на об'єктах газової промисловості. Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. 2014. № 1. С. 7-12.
Костенко Д.А., Дмитренко В.О. Енергозберігаючий потенціал надлишкового тиску природного газу у газотранспортній системі України. Нафтова і газова промисловість. 2003. № 1. C. 54-61.
Репін Л.А. Можливості використання енергії тиску природного газу на малих газорозподільних станціях. Енергозбереження. 2004. №3. С. 34-39.
Михаленко В.А., Бєлінський А.В., Варламов Н.В. та ін Науково-методичні основи концепції маловитратної реконструкції та технічного переозброєння газорозподільних станцій. Газова промисловість. 2016. № 9. С. 72-81.
Belinskiy1 A.V., Rebrov1 O.I., Rechinskiy S.N. Low-cost ways to increase productive capacity of gas-distributing stations in operation. Scientific and technical collection - News of Gas Science. 2018. №2 (34). pp. 88-99.
Belinskiy A.V., Rebrov O.I. Development and approbation of a methodological approach to the justification of measures of low-cost technical modernization of gas distribution stations/ Oil and Gas Territory. 2016. Vol.12. Pp. 54-61.
Daneshi H., Zadeh H.K., Choobari A.L. Turboexpander as a distributed generator/ Proceedings of the Power and Energy Society General Meeting-Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century. Pittsburgh USA. 2008. pp. 1–7. DOI:10.1109/PES.2008.4596583
Kuczynski S., Łaciak M., Olijnyk A., Szurlej A., Włodek T. Techno-Economic Assessment of Turboexpander Application at Natural Gas Regulation Stations/ Energies. 2019. Vol. 12(4).755. doi.org/10.3390/en12040755
Rutkowski M.A., Shybeka A.S., Halynia K.I. Hydraulic Calculation of Copper Pipelines for Heating and Internal Gas Supply Systems. Science &Technique. 2018. Vol. 17(6). Pp. 508-514. doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-6-508-514
Іонін А.А., Жила В.А., Артихович В.В., Пшонік М.Г. Газопостачання. за заг. ред. В.А. Жили. 2013. 472 с.18 ДБН Газопостачання 2.5-20:2018.