Проэкт внедрения турбодетандерной установки в трубомагистраль с целью получения энергии зжатого природного газа

В стандартной постановке задачи ГРС используются для снижения давления
магистрального потока газа и его последующего распределения с целью
дальнейшей поставки конечному потребителю по газораспределительной
сети. При такой, наиболее простой схеме, избыточная энергия
магистрального потока газа расходуется на преодоление сопротивления
дроссельных клапанов, что приводит к снижению давления газа до
требуемой величины. Схема такого типа используется и в ГРС, сооружаемых
по типу БК-ГРС-II-80.
На сегодняшний день уже существует достаточно простое, но в то же время
эффективное и успевшее доказать свою надежность решение проблемы
извлечения избыточной энергии магистрального потока – введение в
эксплуатацию ГРС турбодетандеров. Наиболее рациональным вариантом для
использования на ГРС при больших расходах газа являются турбодетандеры с
односторонними, полуоткрытыми, радиально-осевыми рабочими колесами.
Такие турбодетандеры наиболее просты в изготовлении и обладают
максимальной степенью надежности за счет высоких прочностных
характеристик рабочих колес. Помимо этого, такие агрегаты обеспечивают
достаточно высокую производительность, лишь на 1-2% уступая
турбодетандерам с радиальными рабочими колесами.
Природный газ поступает к турбодетандерной установке по газопроводу
высокого давления. Отдав часть своей энергии турбине, газ через газопровод
уже со сниженным давлением поступает к потребителю. Мощность турбины
передается генератору, производящему электрический ток.
Газ на выходе из турбодетандера нагревается в подогревателе для
предотвращения выпадения из него влаги и тяжелых фракций (гидратов,
пропана, бутана и т.п.). Для этого необходимо, чтобы температура газа
составляла около 5°С.
Регулирующий клапан турбины, управляемый регулятором давления,
поддерживает необходимое потребителю значение давления газа в
газопроводе после турбины.
Узел редуцирования выступает также в роли байпасного трубопровода,
используется в процессе пуска установки, ее нормального и аварийного
выводов из действия. В этих случаях узел редуцирования обеспечивает
поддержание необходимого потребителю значения давления газа в
газопроводе.

Однако использование полезной мощности турбодетандерной установки для
выработки электроэнергии – это лишь наиболее простой и очевидный способ
применения избыточной энергии магистрального потока газа.
Так как ГРС «Сокол» расположена в Вологодской области, где находится
большое количество труднодоступных населенных пунктов, которые лишены
газоснабжения, то наиболее перспективным способом реализации
потенциала полезной мощности на валу турбодетандера является получение
сжиженного природного газа (СПГ) в условиях ГРС. Реализации данного
амбициозного проекта способствует не только большой объем накопленного
зарубежными коллегами опыта по использованию таких установок для
решения схожих задач, но и низкие температуры потока газа на выходе из
турбодетандера (около 200К).
Работа схемы организована таким образом, что в зависимости от доли
потока, идущего на сжижение, можно получить не только СПГ, но и
использовать оставшийся хладоресурс потока газа низкого давления в
холодильной камере. С увеличением доли потока, направляемого на
сжижение, выход СПГ увеличивается, но одновременно уменьшается
мощность холодильника. В зависимости от потребностей можно осуществить
любую комбинацию соотношений выхода СПГ и получения ''холода''.
Однозначно, предлагаемые решения требуют уточнения и расчетов, которые
обеспечат определение точных характеристик оборудования, объема
капитальных затрат и величины экономического эффекта, но
перспективность самой концепции не оставляет вопросов.