Использование перепада давления на газораспределительных станциях для производства электрической энергии в периоды пиковых нагрузок

Abstract

Отмечено, что перед подачей природного газа из магистрального газопровода к потребителю он проходит несколько этапов снижения давления на газораспределительных станциях и пунктах. Снижение давления природного газа сопровождается выделением значительного количества энергии холода. Для предотвращения образования гидратов перед снижением давления газ предварительно подогревают, чтобы обеспечить на выходе дросселя температуру, которая гарантированно превышает температуру точки гидратообразования. Дросселирование приводит к потере потенциальной энергии, которая ранее была использована для сжатия природного газа, и к дополнительным затратам природного газа для подогрева. Если заменить дроссель на детандер, то энергию от снижения давления природного газа можно утилизировать и использовать часть энергии, которая ранее была затрачена при сжатии газа. Отрицательным фактором использования детандера является возрастание перепада температур между его входом и выходом в 5 - 8 раз по сравнению с дросселем, что требует увеличения в 7 - 11 раз объема топливного газа, который используется для подогрева газа перед детандером. В связи с этим выполнен топливно-экономический расчет рациональности утилизации перепада давления с учетом уровня цен в Украине на энергоносители за январь 2016 г. Еще одним положительным фактором при производстве электрической энергии на газораспределительных станциях является частичная компенсация пиковых нагрузок на электрическую сеть Украины, так как потребление природного газа в пиковые периоды также возрастает.

Перед подачею природного газу з магістрального газопроводу до споживача він проходить кілька етапів зниження тиску на газорозподільних станціях та пунктах. Зниження тиску природного газу супроводжується виділенням значної кількості енергії холоду. Для запобігання утворення гідратів перед зниженням тиску газ попередньо підігрівають, щоб забезпечити на виході дроселя температуру, яка гарантовано перевищує температуру точки гідратоутворення. Дроселювання призводить до втрати потенційної енергії, яка раніше була використана для стиснення природного газу, та до додаткових витрат природного газу для підігріву. Якщо замінити дросель на детандер, то енергію від зниження тиску природного газу можна утилізувати та використати частину енергії, яка раніше була витрачена при стисненні газу. Негативним фактором використання детандера є зростання перепаду температур між його входом та виходом у 5–8 разів, що вимагає збільшення у 7–11 разів у порівнянні з дроселем обсягу паливного газу, який використовується для підігріву газу перед детандером. У зв’язку з цим виконано паливно-економічний розрахунок раціональності утилізації перепаду тиску з урахуванням рівня цін в Україні на енергоносії у січні 2016 р. Ще одним позитивним фактором при виробництві електричної енергії на газорозподільних станціях є часткова компенсація пікових навантажень на електричну мережу України, оскільки споживання природного газу в пікові періоди також зростає.

Before serving natural gas from the main gas pipeline to the consumer, he passes several stages of pressure reduction in the gas distribution stations. Reducing the pressure of natural gas is producing a significant amount of energy of cold. To prevent hydrate formation, gas is preheated to temperature which is guaranteed higher than expected point of hydrate formation on pressure reducer output. Reducing of pressure causes loss of potential energy, which was previously used for the compression of natural gas and in additional costs of natural gas for heating. If replace pressure reducer to expander, the energy from the gas pressure reducing can be partially repaired and used as the energy which was previously expended in compressing the gas. Negative factor of using of the expander is increase the temperature difference between its input and output to 5–8 times in comparison with the throttle, which requires increase to 7–11 times the volume of gas that is used to preheat the gas to an expander. For correct comparison, the authors carried out a fuel-economic calculation rational utilization pressure differential with the prices level of energy carriers in Ukraine in January 2016. Another positive factor in the production of electricity using the gas distribution stations is a partial compensation of peak loads on the electricity network of Ukraine, as natural gas consumption during peak periods also increases.