Перепад давления газа как источник электрической энергии

Публикации

Перепад давления газа как источник электрической энергии
Автор: Сергей Куропаткин, Виктор Хетагуров
№ 5 (58) от 29 мая 2008, в рубрике: Нефтегазовый комплекс

С ростом стоимости энергоносителей (электроэнергия и газ на собственные нужды) увеличиваются затраты на основные технологические процессы.

Между тем перед каждой газопотребляющей установкой (электростанция, котельная, ДКС) дросселируется газ для снижения его давления. Энергия перепада давления при этом никак не используется. На порядок больший потенциал заключен в избыточной пластовой энергии, безвозвратно теряемой в начальный момент при освоении новых месторождений.

Использовать энергию дросселирования можно путем введения в технологическую линию турбины (детандера), приводящей в действие электрогенератор. Агрегаты подобного типа принято называть детандер-генераторными (рис. 1).

При всей простоте идеи ее успешная промышленная реализация долгое время сдерживалась высокими оборотами турбины (20–25 тыс. об./мин), что требовало применения дорогих авиационных шарикоподшипников, развитой системы смазки и теплоотвода, понижающего редуктора, систем масляного уплотнения выводимого вала и т.п. Все это усложняло конструкцию и снижало ее надежность.

В последнее время в мире появился ряд технологий, синергетический эффект применения которых может привести к созданию принципиально новой конструкции ДГА, избавленной от недостатков предыдущих конструкций (рис. 1). Это “магнитные” подшипники, высокооборотные (до 30 тыс. об./мин) электрогенераторы, автоматика синхронизации и входа в сеть.

ООО “Газпром добыча Ямбург” (дочернее общество ОАО “Газпром”) совместно с ОАО “Турбохолод” (Москва) ведется разработка конструкции и компоновки ДГА нового поколения, использующего энергию дросселирования газа (мощностью 300 КВт). Расчетный адиабатный КПД турбины ДГА составляет 80%, рабочие обороты ротора – 30 тыс. об./мин, ресурс – 120 000 ч.

В настоящее время изготавливается опытный образец ДГА (рис. 2). Проведение испытаний ДГА на воздушном стенде ОАО “Турбохолод” планируется в начале III квартала 2008 г., на производственном объекте ООО “Газпром добыча Ямбург” – в конце 2008 г.

В перспективе, по мере отладки конструкции, ДГА можно будет широко применять на технологических нитках УКПГ в начальный период освоения месторождений. Расчеты показывают, что при суточной производительности одной нитки в 10 млн м³ и перепаде давления 20 кгс/см² (между давлением в магистральном газопроводе и пластовым давлением) ожидаемая мощность 1 ДГА составит ок. 2,5 МВт. Применение ДГА подобной мощности в технологических схемах новых УКПГ при освоении перспективных месторождений на п-ве Ямал даст альтернативу строительству к ним дорогостоящих ЛЭП, отсрочит строительство газотурбинных электростанций минимум на 5–7 лет и сэкономит большой объем газа, расходуемого на собственные нужды.

Сергей Куропаткин, зам. начальника технического отдела ООО “Газпром добыча Ямбург”

Виктор Хетагуров, ген. директор ОАО “Турбохолод”

ТехЭкспертиза

Яков Зарецкий, директор ООО “НПП “Авиагаз-Союз+”:

Наше предприятие разрабатывает и выпускает автоматические газораспределительные станции (АГРС) типа “Исток” на расходы 1–1000 тыс. м³/час и более. Система Автоматического Управления АГРС “Исток” представляет собой комплекс контроля и управления на базе контроллеров фирмы Octagon Systems и полностью соответствует “Основным положениям по автоматике ГРС ОАО “Газпром”. Система диспетчеризации автоматической газораспределительной станции передает параметры работы станции в центральную диспетчерскую в форме согласованного протокола. Связь диспетчерской с Комплексом измерительно-управляющим – по выделенной линии (отдельному кабелю), коммутационным сетям (телефон проводной, сотовый или спутниковый) или по радиомодему.

На предприятии также разработаны и изготавливаются подогреватели газа типа ПГТА непосредственного огневого подогрева, газотехнологическое оборудование типа ЛОРД (регуляторы давления, модули спаренных регуляторов, отсекатели потока газа, отсекатели-регуляторы, регуляторы – ограничители расхода газа с Ду 15, 25, 50, 100, 150) и другое оборудование.

Рис. 1. Основной технологический блок ДГА

Рис. 2. Схема ДГА