Применение парогазовых установок на КС МГ для выработки механической и электрической энергии

В настоящее паровая турбина остается экономически одной из самых выгодных установок для получения высокого к.п.д. в диапазоне низких температур. В связи с этим применение теплоты отходящих газов ГТУ для паротурбинных агрегатов с последующим превращением ее в механическую или электрическую энергию - один из рациональных путей утилизации этой теплоты.

Самым привлекательным, с точки зрения использования ПГУ для магистрального транспорта газа является то, что паровая турбина может служить приводом для нагнетателя. В условиях КС МГ прямое использование механической энергии непосредственно для привода нагнетателей даже более актуально, чем выработка электроэнергии с помощью электрогенератора.

Основные потребители механической и электрической энергии на компрессорной станции с газотурбинными ГПА – это нагнетатели природного газа, вспомогательные механизмы ГТУ, насосные, вентиляторные (для приводов АВО), вентиляционные и др. установки, имеющие в своем комплекте электропривод, системы управления, сигнализации и магистральной связи.

К числу дополнительных потребителей относятся силовое и осветительное оборудование ремонтно-эксплуатационных блоков, насосные внешнего водоснабжения и канализации, жилые поселки и др.

Объекты компрессорных станций являются достаточно емкими потребителями электроэнергии. Годовой расход электроэнергии на КС с газотурбинным приводом составляет примерно 6…15 млн. кВт.

Получение электроэнергии на собственные нужды компрессорной станции за счет утилизации отходящих газов ГТУ может быть осуществлено с помощью парогазовой установки.

В этих установках реализован комбинированный газопаротурбинный цикл с регенерацией воды в цикле, с подачей в камеру сгорания водяного пара, который генерируется котлом за за счет утилизации тепла отработанных газов. Водяной пар, впрыснутый в камеру сгорания и образовавшийся при сгорании метана, конденсируется из газопаровой смеси в контактном конденсаторе.

На примере КС газопровода "Союз" было показано, что если агрегаты ГТК – 10И дооборудовать котлами – утилизаторами и паровыми турбинами с электрогенераторами, то только на одной КС может быть дополнительно получено 25,6 МВт электрической мощности. При этом срок окупаемости дополнительных капиталовложений составляет 3,5 года.

Применение ПГУ в деле магистрального транспорта газа может стать реальной основой развития энерго-ресурсосберегающих технологий, т.к. комбинация цикла Брайтона на базе ГТУ и цикла Ренкина на базе ПТУ может дать резкий скачок в тепловой экономичности ГПА. До 2/3 мощности комбинированной установки может приходиться на долю ГТУ.

16. Выработка на КС дополнительной механической и электрической энергии

Парогазовые установки, работающие по прямому циклу, имеют ряд недостатков, которые ограничивают их применение на газотранспортных объектах.

Во-первых, это высокие температуры рабочего тела как в паровых контурах турбин высокого давления, порядка 400 °С, так и в турбинах низкого давления, где рабочая температура должна быть не ниже 200…250 °С.

Во-вторых, значительная материалоемкость и габариты установки.

И наконец, возможность замерзания рабочего тела (Н₂О) в конденсаторах установок.