Online Electric

Темпы развития современного мира требуют постоянного увеличения потребляемых ресурсов, невозобновляемых источников энергии. Альтернативой является более полное и совершенное использования данных нам ресурсов. К примеру, использование вторичных энергетических ресурсов (ВЭР). ВЭР – источники энергии, получаемые из побочных продуктов или отходов основного производства, включающие горючие газы технологических процессов, отработанный пар, а так же часть электрических потерь получающихся в технологическом процессе, которые могут быть использованы для получения энергии вне данного процесса. ВЭР по видам энергии подразделяются на горючие, тепловые и избыточного давления [1]. Огромное количество избыточного давления образуется в ряде металлургических, химических, нефтеперерабатывающих и газовых производствах. Большая часть этой энергии безвозвратно утилизируется, не принося никакой пользы. В металлургии это давление доменного газа, а в газовой отрасли – магистральное давления подаваемого газа.

Для транспортировки газа по магистральным трубопроводам используют мощные компрессоры, которые создают давление в десятки атмосфер, но у потребителя нет необходимости в таком давлении, поэтому его сбрасывают на газораспределительных станциях и пунктах, с помощью дроссельного механизма. То есть, избыточная потенциальная энергия просто вылетает в трубу, не принося никакой пользы. Решение данной проблемы было предложено ещё в 40-х годах двадцатого века, академиками Миллионщиковым и Капицей и предложено в виде детандерной машины. Детандер представляет собой устройство, преобразующее потенциальную энергию сжатого газа в механическую. Существует множество схем комбинированного использования детандерных установок, для получения электрической энергии, холода и т.д. Предлагаем следующий способ использования энергии газа, конечной целью которого является получение сжиженного водорода и кислорода, а так же электроэнергия.

На рисунке 1, представлена принципиальная схема установки, по получению сжиженного водорода и жидкого кислорода. Сжатый газ из магистрали подается в турбодетандер 1 и стоящую на одном валу с ним, газотурбинную установку (ГТУ) 2. ГТУ и турбодетандер подбираются, по частоте вращения, что приводит к увеличению мощности подключенного к ним генератора 5 в два раза. Энергия снимаемая с генератора 5, идет на электролиз воды 4 и собственные нужны станции. Горячие газы из ГТУ 2 проходят через теплообменник 6, нагревая фреон, который вращает паротурбинную установку (ПТУ), стоящую на одном валу с генератором 9. Данный генератор обеспечивает работу компрессоров 3, сжижающих водород и кислород подаваемый из установки 4. Далее газа поступают в теплообменник 8, в котором подогревают газ, идущий к потребителю, т.к. он охлаждается, проходя детандер 1.

Рисунок 1.

1 - турбодетандер; 2 - ГТУ; 3 - коспрессоры; 4 - установка по электролизу воды;

5 - генератор; 6,8 - теплообменник; 7 - ПТУ.

Вывод. Используя невостребованное давление в газопроводе, предложенная нами система способна полностью обеспечивать нужды станции и даже близ лежащих потребителей (в зависимости от сбрасываемого давления и расхода газа у потребителей), а так же производить сжиженный водород и жидкий кислород.

Литература

1. Яковлев С.В. Инженерное оборудование зданий и сооружений. – М.: Стройиздат 1994.