ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СБРОСНОЙ ТЕПЛОТЫ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ ДЛЯ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

ON THE USE OF WASTE HEAT FROM GAS PUMPING UNITS FOR HEAT SUPPLY

Elena Dubel

student, Department of heat and gas supply, ventilation and hydraulics, Vladimir state University named after Alexander Grigoryevich and Nikolai Grigoryevich Stoletov,

Russia, Vladimir

АННОТАЦИЯ

При повышении давления природного газа на месторождениях и промежуточных дожимных станциях в атмосферу выбрасывается большое количество продуктов сгорания с высокой температурой после газотурбинных приводов газоперекачивающих агрегатов. Это тепло выбрасывается в атмосферу и является чистыми потерями энергии в окружающую среду. Использование сбросного тепла на нужды теплоснабжения вблизи расположенных населенных пунктов является энергосберегающим мероприятием, направленным на снижение затрат при функционировании систем теплоснабжения, а также на повышение эффективности использования топлива, расходуемого в газоперекачивающих агрегатах.

ABSTRACT

When the pressure of natural gas increases at fields and intermediate booster stations, a large amount of combustion products with high temperature are emitted into the atmosphere after the gas turbine drives of gas pumping units. This heat is emitted into the atmosphere and is a net loss of energy to the environment. The use of waste heat for heat supply needs near populated areas is an energy-saving measure aimed at reducing costs in the operation of heat supply systems, as well as increasing the efficiency of using fuel consumed in gas pumping units.

Ключевые слова: газоперекачивающий агрегат, газотурбинный двигатель, теплообменный аппарат, котел-утилизатор, сбросное тепло, теплоснабжение.

Keywords: gas pumping unit, gas turbine engine, heat exchanger, waste heat boiler, waste heat, heat supply.

При компримировании природного газа в газоперекачивающих агрегатах образуются продукты сгорания большого объема и высокой температуры, в основной своей массе выбрасываемые в окружающую среду. Использование этой сбросной теплоты на нужды теплоснабжения близлежащих населенных пунктов является актуальной задачей на пути реализации ресурсосберегающих технологий. Использование сбросной теплоты направлено на снижение потребности в тепловой энергии, выработанной на теплогенерирующих предприятиях рядом расположенного к станции компримирования населенного пункта.

Для использования теплоты продуктов сгорания реализуются установки газоводяных теплообменных аппаратов или котлов-утилизаторов [2, с. 49], которые в основном режиме работы также являются теплообменниками.

Поверхности теплообмена в газоводяных утилизаторах тепловой энергии должны выполняться оребренными со стороны газового потока, либо должны иметь сложный профиль, поскольку коэффициенты теплоотдачи от потока газов к стенке и от стенки к воде существенно различаются из-за разных агрегатных состояний теплоносителей. Интенсификация процесса теплоотдачи со стороны газового потока необходима для повышения эффективности работы установки в целом [3, с. 277].

Продукты сгорания природного газа за газопоршневыми и газотурбинными агрегатами характеризуются высокими концентрационными расходами воздуха, содержат в себе углекислый газ и водяные пары, которые образуются при горении метана [1, с. 4144].

При реализации процесса утилизации теплоты продуктов сгорания за газоперекачивающим агрегатом необходимо учитывать уровень температуры точки росы для того, чтобы регулировать температуру, до которой можно охладить поток продуктов сгорания. При охлаждении дымовых газов ниже точки росы происходит конденсация водяных паров, что при наличии углекислого газа приводит к выпадению угольной кислоты, как следствие, к коррозионному износу газоходов, транспортирующих поток продуктов сгорания.

Используемые теплообменные аппараты для передачи тепловой энергии от продуктов сгорания другим теплоносителям могут быть различных конструкций. Чаще всего используются рекуперативные теплообменники с оребренной со стороны газового потока поверхностью.

Развивается отрасль микроканальных теплообменных аппаратах, в которых интенсификация теплообмена осуществляется за счет применения каналов специфической формы и тонкостенного теплопередающего материала.

Полученная в утилизационных установках за газоперекачивающими агрегатами тепловая энергия может быть направлена на технологические нужды станции подготовки природного газа, отопление производственных помещений и сооружений и другие нужды зданий газоперекачивающие станции [4, с. 77].

При наличии поблизости населенного пункта тепловая энергия может быть направлена на теплоснабжение жилищно-коммунального хозяйства. Транспортировка теплоносителя при этом должна осуществляться по теплоизолированным трубопроводам для уменьшения потерь теплоты в окружающую среду.

При реализации использования сбросной теплоты газовых турбин на обеспечение энергетических потребностей населенного пункта снижаются затраты на производство тепловой энергии для потребителей, повышается надежность системы теплоснабжения, снижается отрицательное воздействие на окружающую среду.

Список литературы:

1. Вериженко А. Ю. Использование теплоты отходящих дымовых газов / А. Ю. Вериженко // Международная НТК МУ, Белгород, 25–27 мая 2020 года. – Белгород: Белгородский ГТУ им. В.Г. Шухова, 2020. – С. 4143-4146.
2. Мубараков И. И. Сравнительный анализ зависимости продуктов сгорания природного газа и дизельного топлива от коэффициента избытка воздуха / И. И. Мубараков, Д. Т. Валиуллин // Инновационная наука. – 2021. – № 6. – С. 48-53.
3. Перепелица Н. С. О рекуперации тепла дымовых газов / Н. С. Перепелица, Д. А. Степанов, Е. А. Хоркина // Поколение будущего: Взгляд молодых ученых-2023: Сборник научных статей 12-й Международной МНУ. В 4-х томах, Курск, 09–10 ноября 2023 года. – Курск: ЗАО «Университетская книга», 2023. – С. 276-279.
4. Ситников Д. С. Использование тепла уходящих газов для обогрева укрытия ГПА Ц-25-НК/РМ.СМ теплообменником-утилизатором / Д. С. Ситников // Новые технологии в газовой отрасли: опыт и преемственность: Тезисы докладов. XI Молодежная МНПК, Москва, 17–21 апреля 2023 года. – Москва: ООО «Газпром ВНИИГАЗ», 2023. – С. 77.