1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Теплоэнергетика
  4. № 3, 2024

Теплоэнергетика, 2024, № 3, стр. 40-53

Выбор утилизационной турбоустановки для автономного электроснабжения компрессорных станций магистральных газопроводов

В. Е. Михайлов a, М. А. Верткин a, *, С. Б. Есин a, П. А. Кругликов a, Д. А. Соболев a, Ю. Г. Сухоруков a, Л. А. Хоменок a

a Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова (НПО ЦКТИ)
191167 Санкт-Петербург, Атаманская ул., д. 3/6, Россия

* E-mail: VertkinMA@ckti.ru

Поступила в редакцию 04.07.2023
После доработки 07.08.2023
Принята к публикации 30.08.2023

Аннотация

Рассмотрены два варианта исполнения утилизационной турбоустановки (УТУ), вырабатывающей электроэнергию для автономного электроснабжения компрессорных станций магистральных газопроводов (КСМГП) на тепле выхлопных газов приводных газотурбинных двигателей (ГТД) газоперекачивающих агрегатов (ГПА). В качестве рабочего тела утилизационного контура в одной из двух УТУ используется октафторциклобутан (ц-C4F8, техническое обозначение RC318), в другой – выхлопные газы ГТД ГПА. Октафторциклобутановая УТУ – трехконтурная, в ней имеются три турбины, три рекуператора, три подогревателя RC318 и один общий конденсатор. В альтернативном варианте УТУ выполнена в виде газовой вакуумной ГТУ, содержащей газовую турбину перерасширения, сообщающуюся на входе по рабочему телу с выхлопом ГТД ГПА, охладители отработанных газов, компрессор охлажденных газов и дымосос. Мощность данной УТУ, избыточная по сравнению с текущим электропотреблением на КСМГП, используется для создания разрежения на выхлопе газовой турбины ГТД ГПА. Представлены результаты сопоставительных балансовых расчетов параметров и показателей обеих УТУ применительно к ГТД ГПА “Урал” мощностью 16 МВт, проведенных с уточненными исходными данными и с использованием одной и той же библиотеки программ расчета термодинамических параметров рабочих тел RefProp (в высокоуровневом интерфейсе CoolProp). Показано, что более компактная и более простая в реализации газовая УТУ (с газовой турбиной перерасширения), уступая октафторциклобутановой УТУ в мощности, способна, тем не менее, полностью обеспечить потребности КСМГП в электроэнергии высокого качества, а также решить проблему замещения импортных газопоршневых и дизельных генераторов на КСМГП в кратчайшие сроки и с наименьшими капитальными и эксплуатационными затратами.

Ключевые слова: утилизационная турбоустановка, автономное электроснабжение компрессорных станций, импортозамещение, октафторциклобутан, газовая турбина перерасширения, первичное регулирование частоты вращения вала турбогенератора

Список литературы

  1. Бабурин С.В. Повышение надежности электроснабжения компрессорных станций с газотурбинным приводом: дис. … канд. техн. наук. СПб.: Горный ун-т, 2007.

  2. Перечень наиболее важных видов продукции для импортозамещения и локализации производств с целью технологического развития ПАО “Газпром”. https://www.gazprom.ru/f/posts/33/761787/2017.03.15_ perechen_2016.pdf. (Дата обращения 16.06.2023.)

  3. Сухих А.А., Старовойтов В.В. Перспектива внедрения фторуглеродов в качестве рабочих тел электрогенерирующих установок в системах утилизации теплоты продуктов сгорания газоперекачивающих агрегатов // Вестник газовой науки. 2021. № 4 (49). С. 184‒192.

  4. Михайлов В.Е., Кругликов П.А., Верткин М.А. Формирование программы “Энергетика больших мощностей нового поколения” в неравновесных экономических условиях // Энергетическая политика. 2023. № 5 (183). С. 78‒98.

  5. Пат. РФ № 2626038. Приводная газотурбинная установка газоперекачивающего агрегата с утилизационной турбоустановкой автономного электроснабжения / М.А. Верткин, В.Е. Михайлов, Ю.Г. Сухоруков // Б.И. 2017. № 21.

  6. Пат. РФ № 2636643. Утилизационная турбоустановка / М.А. Верткин // Б.И. 2017. № 33.

  7. РТМ 108.022.11-83. Установки газотурбинные и парогазовые. Расчет и проектирование камер сгорания. Л.: НПО ЦКТИ, 1984.

  8. Электроприводные газоперекачиваюшие агрегаты. Технические характеристики. АО “РЭП Холдинг”. https://www.reph.ru/production/type/29/683/ (Дата обращения 16.06.2023.)

  9. Гомборагчаа Н., Аронсон К.Э. Применение воздушных конденсационных установок на паровых турбинах ТЭС // Сб. докл. Третьей конф. молодых ученых УралЭНИН–2018. Екатеринбург: УрФУ, 2018. С. 98‒101.

  10. РТМ 108.030.140-87. Расчет и рекомендации по проектированию поперечно-оребренных конвекционных поверхностей нагрева стационарных котлов. Л.: НПО ЦКТИ, 1988.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Теплоэнергетика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал