Использование турбодетандеров для реализации энергии сжатого газа на ГРС. Вихревые трубы - презентация

1 Выполнил: Насакин В.А Группа М3102

2 Состав сооружений магистрального газопровода 1 – промыслы; 2 – газосборный пункт; 3 – промысловый коллектор; 4 – установка подготовки газа; 5 – головная компрессорная станция; 6 – магистральный трубопровод; 7 – промежуточная КС; 8 – линейные запорные устройства; 9 – подводный переход с резервной ниткой; 10 – переход под железной дорогой; 11 – отвод от магистрального газопровода; 12 – газораспределительная станция; 13 – конечная ГРС; 14 – станция подземного хранения газа; 15 – газорегуляторный пункт; 16 – тепловая электростанция; 17 – газоперерабатывающий завод

3 Принципиальная схема ГРС 1 – входной трубопровод; 2 – фильтр; 3 – подогреватель газа; 4 – контрольный клапан; 5 – регулятор давления типа «после себя»; 6 – расходомер; 7 – одоризатор; 9 – манометр; 10 - байпас

4 Технологическая схема АГРС - 3 автоматическая ГРС для снабжения газом небольших населённых пунктов, совхозных и колхозных посёлков на ответвлениях от магистральных газопроводов (производительностью 13 тыс. м³ в час) 1 – подогреватель газа ПГА-5; 2 – система управления кранами «Защита-2»; 3 – фильтры; 4 – регулятор давления газа; 5 – узел измерения расхода газа; 6 – одоризатор газа; 7 – обводная линия

5 Схема турбодетандер него агрегата Детандер (от франц. détender – ослаблять) – устройство, преобразующее потенциальную энергию в механическую энергию. При этом газ, совершая, работу охлаждается. 1 – улита или входной патрубок; 2 – направляющий или сопловый аппарат; 3 – рабочее колесо; 4 – диффузор; 5 – корпус; 6 – уплотняющие элементы; 7 – редуктор; 8 – генератор для отбора мощности Вырабатываемая в ходе расширения газа на рабочем колесе детандера энергия конвертируется через установленный на другом конце вала генератор в электрическую. Детандер-генератор представляют собой детандерную ступень, соединённую через редуктор с электрогенератором. В зависимости от срабатываемого перепада на одной машине может быть установлено до трёх последовательно соединённых детандерных ступеней с одним редуктором на одной раме.

6 В газовой промышленности турбодетандеры используются для: –– пуска газотурбинной установки газоперекачивающего агрегата, а также для проворачивания ее ротора при остановке (с целью его охлаждения); при этом турбодетандер работает на транспортируемом газе с выпуском его после турбины в атмосферу. –– охлаждения природного газа (при его расширении в турбине) в установках его сжижения. –– охлаждения природного газа в установках его «промысловой» подготовки для транспорта по трубопроводной системе (удаление влаги путем ее вымораживания и т.п.). –– привода компрессора высокого давления с целью подачи газа в пиковые хранилища. –– выработки электроэнергии на газораспределительных станциях (ГРС) системы транспорта природного газа к его потребителям с использованием в турбине перепада давлений газа между трубопроводами высокого и низкого давления.

7 Использование турбодетандеров на ГРС для выработки электроэнергии. типы турбодетандеров: ротационные, поршневые, винтовые и турбинные. Турбинные являются наиболее целесообразными для ГРС, т.к. способны работать с большим количеством газа и большими перепадами его давлений (в соотношениях до 5: 1).

8 Принципиальная схема турбодетандерной установки

9 Выбор ГРС (ГРП) для размещения турбодетандера важен с многих точек зрения, основной из которых является экономика. Кроме того, важными соображениями при выборе участка являются: – доступность близлежащей электросети или другого рынка для электричества, – требования к воздушному шуму с точки зрения удаленности от жилья, – наличие земельного участка для размещения установки, – величина сезонных изменений расхода и давления газа.

10 Автономные источники электроснабжения для ГРС. – электропитание контрольно-измерительных приборов и автоматики (КИПиА), – насосы для принудительной циркуляции воды в системе отопления, – электрообогрев помещений, – внутреннее и наружное освещение, а также – установки защиты от электрохимической коррозии металла труб газопроводов. Общая потребляемая мощность ГРС обычно не превышает к Вт

11

12 Они утилизируют собственные энергетические ресурсы газотранспортной системы (полезно не используемый перепад давлений газа) и просты в эксплуатации. Преимущества использования турбодетандера в качестве автономного источника электроснабжения ГРС. остальные автономные источники электроэнергии, обладают следующими существенными недостатками: – химические источники тока (аккумуляторы) - имеют ограниченное время действия до подзарядки, малый срок службы и достаточно высокую стоимость; – газотурбогенераторы и газопоршневые двигатели и т.п. - относительно малая экономичность; – термоэлектрические электрогенераторы с газовой горелкой - малая мощность (не более 200 ватт); – ветроэлектрогенераторы и электрогенераторы на солнечной энергии - зависимость от погодных условий; – термоэлектрические электрогенераторы с вихревой трубой - необходимость наличия высокого давления газа, а также подогрева холодного газа за вихревой трубой.

13 Турбодетандер - генератор

14 Существующие типы турбодетандеров: Детандер-компрессор. После сепарации тяжелых углеводородов в сепарационном барабане, газ сжимается в центробежном компрессоре. Агрегат имеет единый вал с одним колесом детандера и одним компрессорным колесом. Этот тип турбодетандера применяют в технологических циклах для понижения температуры газа и для повышения давления технологического газа вследствие работы ступени компрессора. Детандер-генератор. Используется для выработки электроэнергии (с получением холода) в технологических установках и на газораспределительных станциях при утилизации (регенерации) энергии сжатого газа. Детандер с гидротормозом. Используется там, где необходима небольшая холодопроизводительность (до 100 к Вт), а утилизация мощности, вырабатываемой детандером, экономически не целесообразна.

15 Основные направления применения турбодетандеров: Рынок промышленного газа Танкеры для перевозки сжиженных природных газов Морские платформы Газоперерабатывающие заводы Заводы по производству сжиженного природного газа Заводы по производству олефинов Выработка электроэнергии для станций снижения давления и газогенераторных станций

16 Турбодетандер фирмы АВВ

17 Турбодетандер фирмы Ротофлоу

18 Турбодетандер фирмы Атлас Копко

19 Турбодетадеры фирмы RMG

20

21

22

23

24

25

26 Рабочее колесо расширительной турбины

27 Магнитные подшипники разрез модуля Детандер-генераторы мощностью до 500 к Вт могут быть выполнены по схеме: детандер – высокочастотный генератор на магнитных подшипниках без механического редуктора.

28 Магнитный радиальный подшипник Значительный технологический прорыв произошел в 1989 году, когда компания "Mafi-Trench" впервые встроила магнитные подшипники S2M в турбодетандер для углеводородов. Теперь турбодетандеры с магнитными подшипниками считаются обычной практикой для определенных условий применения. Системы питания подшипников – это или маслоагрегат, или электронная система питания магнитных подшипников. Охлаждение маслосистемы может быть водяным или воздушным

29 Детандер - компрессор В результате расширения газа на рабочем колесе турбодетандера возникает резкое понижение температуры. Это используется в захолаживании, необходимом для достижения криогенных температур в технологии. Вырабатываемая в ходе расширения газа на рабочем колесе детандера энергия передается через общий вал на рабочее колесо компрессора, что позволяет утилизировать её в технологии. Детандер-компрессорный агрегат состоит: из модуля (машины), системы питания подшипников, системы контроля и автоматики, рамы. В конструкции модуля детандер-компрессора выделяют три основных узла: Ступень детандера; Ступень компрессора; Узел подшипников с системой уплотнений.

30 Вихревой эффект Ранка-Хилша

31 Основные показатели вихревой трубы

32 Трехпоточные вихревые трубы в промышленности п/п Назначение установки Место и год внедрения; производительность, нм³/час Примечание 1. Нефтедобывающая промышленность 1.1. Очистка природного газа от высших углеводородов с применением трехпоточной вихревой трубы (ТВТ). ООО «Сервиснефтгаз», г. Оренбург,., до В эксплуатации. Нагумановское месторождение Осушка попутного газа нефтедобычи применением в схеме двух ТВТ. ЗАО «Терминал»,., до (после реконструкции) В эксплуатации. Загорское месторождение 1.3 Подготовка попутного нефтяного газа к транспорту с применением ТВТ. ООО «Южуралнефтегаз», г. Оренбург, 2007 г., до В эксплуатации. Капитоновское месторождение. 1.4 Подготовки нефтяного газа к транспорту с применением двух высокопроизводительных ТВТ ООО «РН-Пурнефте-газ», г. Губкинский, ноябрь., до В эксплуатации. Комсомольское месторождение

33 2. Газовая промышленность 2.1. Отработка скважин с применением ТВТ ООО «Сервиснефтегаз», г. Оренбург,., до Отработано несколько скважин Подготовка природного газа к транспорту с применением ТВТ НГДУ«Полтаванефте Газ» п. Яхники (Украина),., до Отработана технология Получение холода на ГРС с применением двухпоточной вихревой трубы (ДВТ) ОАО «Оренбургтрансгаз»,., до Промышленные испытания в течение трех лет на ГРС-. Оренбурга 2.4. Получение топливного газа для 6-ти ГПЭС «Caterpillar» (комплект блочного оборудования с ДВТ). Филиал ОАО АНК «Башнефть» «Банефть-Уфа», сентябрь., до В эксплуатации. ГСУ «Метели» 2.5 Подготовка природного газа к транспорту с применением ТВТ ООО «Газнефтедобыча», г. Волгоград, июль., до В эксплуатации. Добринское месторождение 2.6 Подготовка природного газа к транспорту с применением ТВТ ЗАО «Геотрансгаз», г. Уренгой, сентябрь 2013, до В эксплуатации. Береговое месторождение

34 Очистка ПГ от органических сернистых соединений 1974 г.

35 Вихревая труба для генерации холода на ГРС гг. ГРС 1 г.Оренбург Таблица 4 – ГРС 1 г.Оренбург

36 Схема регулируемой ТВТ. 1 – корпус; 2 – регулирующий клин; 3 – сопловой ввод; 4 – диафрагма; 5 – вихревая камера; 6 – конденсатосборник; 7 – отвод холодного потока; 8 – электроприводной механизм; 9 – сепарационный узел; 10 – шток для подсоединения электропривода; 11 – отвод горячего потока; 12 – отвод конденсата.

37