Розділ 2. Вибір схеми підігріву природного газу на ГРС з ДГА і оцінка необхідних температур

2.1 Схема підігріву природного газу на ГРС з використанням теплових насосів

Застосування детандер-генераторних агрегатів (ДГА) замість звичайного дроселювання дозволяє отримати електроенергію за рахунок використання надлишкового тиску природного газу.

Детандер-генераторний агрегат являє собою пристрій, в якому природний газ використовується в якості робочого тіла (без спалювання газу). До складу ДГА входять детандер, генератор, теплообмінне обладнання, системи контролю і регулювання параметрів роботи та ін. У детандері енергія газового потоку перетвориться в механічну роботу. Тиск і температура газу при цьому знижуються. Механічна енергія, отримана у детандері, може бути перетворена в електричну енергію в з'єднаному з детандером генераторі. При роботі таких установок поряд з електроенергією отримання тепла і холоду.

У зарубіжній науково-технічній періодичній літературі дається висока оцінка ефективності ДГА, яка визначається насамперед меншими питомими капітальними витратами і питомими витратами палива на вироблення електроенергії, ніж на паротурбінних енергоблоках.

Екологічні показники роботи ДГА досить високі і перевершують аналогічні показники інших енергогенеруючих установок. Це визначається самою природою установки: навіть при підігріві газу перед детандером теплотою, що виділилася при спалюванні палива, процес розширення газу в детандере може бути організований таким чином, що практично вся підведена до газу теплота буде перетворена в електроенергію. Коефіцієнт використання теплоти палива при цьому буде близький до одиниці. Використовуючи для підігріву газу високопотенціальні вторинні енергетичні ресурси або застосовуючи для цієї мети теплонасосну установку, можна виробляти електроенергію на ДГА взагалі без спалювання палива. Очевидно, що зменшення викидів шкідливих речовин в навколишнє середовище при використанні ДГА визначається спалюванням питомої витрати палива на вироблення електроенергії.

Вироблена ДГА електроенергія на ГРС буде для підприємства новим видом продукції і на технологію виробництва основної продукції прямо не вплине. Техніко-економічні показники основної продукції будуть залежати від ефективності використання ДГА тільки у частині, пов'язаній з енергетичними затратами.

Відповідно до завдання дипломного проекту, планується розглянути варіант використання, для підігріву природного газу, теплового насосу, який споживає вироблену ДГА електроенергію.

Схема установки, що містить ДГА і тепловий насос, наведена на мал. 2.1. Підкреслимо, що запропонована схема дозволяє установці працювати і у автономному режимі при наявності тільки низькопотенційного джерела теплоти. Установка працює таким чином.

Газ високого тиску по трубопроводу 3 надходить у теплообмінник 5, гріючим середовищем у якому служить низькокипляча рідина контуру теплонасосного пристрої (ТНП), що спрямовується в теплообмінник компресором 6, що обертається електродвигуном 7. низкокипляча рідина, віддавши тепло в теплообміннику 5, розширюється в дросельному вентилі 8, після чого поступає у випарник 9, де випаровується за рахунок низькопотенційного тепла і подається у вхідний патрубок компресора 6. Нагрітий у теплообміннику 5 газ високого тиску надходить у детандер 2. Після здійснення механічної роботи і розширення у детандері газ надходить по трубопроводу низького тиску 4 на подальше використання, а механічна робота газу, отримана у детандері 2, перетворюється в електричну енергію в електрогенераторі 1. Частина отриманої в електрогенераторі електричної енергії за допомогою електричного зв'язку 10 використовується для приведення в дію електродвигуна 7 компресора 6. Надлишок електроенергії, виробленої електрогенератором 1, через електричний зв'язок 11 може бути використаний для електропостачання зовнішніх споживачів.

Малюнок 2.1 Схема установки, що містить ДГА і тепловий насос:

1 - генератор; 2 - детандер; 3 і 4 - трубопроводи високого і низького тиску; 5 - теплообмінник; 6 - компресор ТНП; 7 - електродвигун; 8 - дросель ТНП; 9 - випарник; 10 і 11 - електричні зв'язки генератора ДГА з електродвигуном компресора і зовнішньою мережею.

Дата добавления: 2015-07-13