Под нами океан энергии

                  Как правило, пункты получения  энергии при утилизации избыточной  энергии давления газа находятся  вдали от возможных потребителей. Проще всего аккумулировать полученную  энергию с помощью современных механических аккумуляторов  перевозить  и реализовать потребителю в том виде в котором это необходимо. При условиях веерного отключения  электроэнергии это очень хороший способ для локальных потребителей, например монтажных организаций, или малых предприятий. Это очень упрощает весь процесс преобразования энергии, поддержания ее качества, соблюдение взрывобезопасности и т.д.Речь идет о супермаховиках Гулиа. Современные супермаховики, намотанные из углеродного волокна, показывают удельную емкость порядка 80-130 ватт-часов на килограмм, что, конечно, несколько уступает показателям лучших литий-ионных аккумуляторов. Зато накопители на маховиках имеют свои достоинства. Например — умеренную цену, превосходную долговечность и полную безопасность для экологии.  Это предложение тоже опубликовано впервые.

                      В качестве справки, американская  компания Beacon Power, основанная в 1997 году, сделала большой шаг в этом направлении, создав целую линейку тяжелых стационарных супермаховиков, предназначенных именно для включения в промышленные энергосистемы. Самые свежие разработки компании: маховичные накопители Smart Energy 6 и Smart Energy 25, с объемом накапливаемой энергии в 6 и 25 киловатт-часов соответственно, и с мощностью (которая может ими поглощаться или вырабатываться) в 2 и 200 киловатт (это максимум, номинал у этой модели — 100 киловатт). Каждая система представляет собой контейнер с 7 накопителями Smart Energy 6, суммарной пиковой мощностью в 100 киловатт (в течение 15 минут) и объемом накапливаемой энергии в 42 киловатт-часа и это не предел. "Зарядка "супермаховиков занимает несколько минут. Beacon Power сообщает, что потеря энергии, закачанной и позднее забранной из этих накопителей, составляет 2%, что заметно лучше, чем у систем хранения энергии, основанных на иных принципах. Это предложение тоже опубликовано впервые                                 

                             

                                                              Рис .4

 

Компания «Active Power» выпускает  накопители CleanSource, в которых маховики объединены с мотором/генератором  в один агрегат Компания «Active Power»  подписала OEM соглашение с GE в декабре 2005 года на внедрение маховиков в источники бесперебойного питания, выпускаемые GE. Накопители энергии на базе маховиков обладают рядом существенных преимуществ перед химическими аккумуляторами: они более компактны, могут работать в широком диапазоне температур, чрезвычайно надежны и не требуют ремонта в течение 15…20-летнего срока эксплуатации, имеют более высокий КПД.

                    Представьте себе, что накопители  можно  зарядить на  газовой  скважине, снимая механическую энергию,  не заботясь о взрывобезопасности и  доставить в необходимое место, где подключить электрическую нагрузку не заботясь о качестве электрического тока (все заранее запрограммировано), произвести полезную работу и это все на даровой энергии.  

В качестве устройства ввода турбоагрегата   непосредственно в трубопровод  предлагаю применить специальные краны со шлюзовым вводом. Кран шаровой работает штатно, когда требуется установить турбоагрегат, он перекрывается, в полость вводится турбоагрегат, затем кран открывается, турбоагрегат в потоке газа начинает работать.  Кран шаровой со шлюзовым вводом до диаметра прохода 700 мм  выпускается серийно фирмой ITAG, его немного необходимо доработать или сделать спецзаказ. Это предложение тоже опубликовано впервые.

 

 

                        

 

                            8.Аналогичные устройства, называемые турбодетандерными

                        агрегатами (ДГА)  разработанные в России и в Украине.

                  Аналогичные  устройства, называемые  турбодетандерами разработаны ранее  в России и в Украине, выпускаются блоками заводской готовности и имеют в качестве привода высокоскоростную турбину, вал которой приводит во вращение генератор электрического тока с оборотами в несколько десятков тысяч. Вполне понятно с какими трудностями сталкиваются конструкторы и эксплуатационники имея высокоскоростную турбину, работающую в среде природного газа.  

          Мировая  энергетика уже более 20 лет  использует энергию сжатого природного  газа. В Италии действует более  300 ДГА различной единичной  мощности. Растет интерес к внедрению этой технологии и в России.

               В настоящее время турбодетандеры оцениваются специалистами, как один из перспективных видов турбинной продукции с большим рынком сбыта. Причем, рынком наиболее востребован мощностной ряд 1,5 - 6,0 МВт. Важность этого направления для современного этапа развития энергетики и энергомашиностроения подчеркнул прошедший в феврале 2004 г. в Москве международный салон, где работы по этому направлению, проводимые в МЭИ (ТУ) и ОАО "КТЗ",были отмечены медалями и дипломами.

                    Проекты использования избыточной  энергии давления газа при  его редуцировании в системах  газораспределения и потребления  направлены на производство электрической  энергии в Узбекистане, к сожалению,  не планируются несмотря на то, что ранее, в 90-х годах получили реализацию проекты малых ДГА для автомизации ГРС "Ташкент -1" и "Ташкент -2" и дргих ГРС, выпускаемых по проектам  ДАО ЦКБН г Подольск. Вероятно не хватает пока примеров успешного и эффективного  практического использования вышеуказанной технологии производства электрической энергии.

                          Имеется несколько мелких установок  и относительно мощная установка  (10 МВт) при московской ТЭЦ-21 производства  завода «Криокор». О готовности выпускать детандеры-генераторы заявили Калужский турбинный завод, Уральский турбомоторный завод, Невский завод, Рыбинские моторы и др.

                        Ниже приведены предприятия, которые  на сегодняшний день освоили  выпуск установок и предлагают для использования с выработкой полезной мощности для получения холода в системах низкотемпературной  сепарации и адсорбции,  по производству сжиженного  пропан – бутана  и природного газа, а также выработки электроэнергии.

 

                         Закрытое акционерное общество Невский завод предлагает установки, которые предназначены для утилизации потенциальной энергии газа путем его расширения в турбодетандере с выработкой полезной мощности и выработки электроэнергии за счет использования давления природного газа

 

 

Номинальная мощность 2300, 4000, 6000, 7000кВт

 

 

ОАО «Калужский турбинный  завод». Мощность газорасширительного энергокомплекса, его комплектность определяется на этапе технико-коммерческого предложения, и уточняются проектом привязки к конкретному ГРП (ГРС). Завод разработал полный типоразмерный ряд детандер генераторных агрегатов мощностью 1.5, 2.5, 4.0, 6.0, 12.0 МВт с газо-расширительными турбинами, разработанными на базе серийных противодавленческих турбин. Растущий интерес рынка к ДГА можно проиллюстрировать следующим примером. За последние 4 года по запросам потенциальных заказчиков конструкторы ОАО «КТЗ» выполнили более 180 проработок по оценке возможностей ДГ- электростанций и вариантов применения турбодетандеров на различных объектах России, стран СНГ и дальнего зарубежья. 
                  Детандер ЭТДА-1500 создан в результате совместной работы ОАО «КТЗ» - ООО «ТурбоДЭн», изготовлен и отгружен заказчику Ввод в действие осуществляет ООО «ТурбоДЭн». В его конструкции реализованы основополагающие технические решения ООО «ТурбоДЭн», апробированные в течение 10 лет в установке УТДУ-2500 («Союзтурбогаз»), и современная элементно-агрегатная база турбин ОАО «КТЗ». 
   При создании ЭТДА-1500 учтены особые требования к ДГА, как агрегатам, работающим в системе газораспределения, опыт создания детандер-генераторов других фирм, а также конструкции и опыт эксплуатации газонагнетателей (агрегатов, близких по условиям эксплуатации к ДГА). 

В этой связи применение описанной  технологии представляет существенный интерес для ГРП (ГРС) крупных потребителей газа, в частности на ГРП тепловых электростанций. 
    Программа РАО "ЕЭС России" по техническому перевооружению и модернизации энергообъектов предусматривает оснащение ДГА электростанций федерального уровня (Сургутская ГРЭС-2, Рязанская ГРЭС и др.) и электростанций АО-энерго. 

Компания ENCE GmbH (Швейцария) предлагает своим заказчикам под заказ, расчет, подбор, комплектацию и поставку "под ключ" широкого спектра турбодетандеров.

Рабочие параметры предлагаемых турбодетандеров:

• мощность: от 100 до 50000 кВт;
• давление на входе: до 150 атм;
• производительность: до 60 млн.м³/сут;
• температура на входе: от -196°С;
• изоэнтропийный КПД детандера: до 90% (в зависимости от сочетания параметров).

 

 

 

Основные направления применения:

• 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

                    ЗАО «КРИОКОРGЭнергия» (ОАО «Криокор». )Разработанные «КРИОКОР»

инновационные технологии создания электростанций малой мощности от 1 до 30 МВт —  это эффективное решение проблемы энергосбережения.

«Криокор») разработан, изготовлен и в 1995 году введен в промышленную эксплуатацию на ТЭЦ-21 (Москва) энергетический комплекс, состоящий из двух детандер-генераторных агрегатов ДГА-5000 суммарной установленной мощностью 10000 кВт. На 2008 год выработка электроэнергии комплексом составила более 400 млн. кВт•ч.В 2000 году введен в эксплуатацию энергетический комплекс на базе ДГА-5000 на Лукомльской ГРЭС в Республике Беларусь. В 2005 году введен в эксплуатацию энергоком-плекс на базе двух ДГА-5000 на Рязанской ГРЭС. В 2007 году введен в эксплуатацию энергетический комплекс на базе двух ДГА-5000 на ТЭЦ-23 (Москва).

                      НПО «Гелиймаш» выпускает турбодетандерные  агрегаты для использования в  установках по комплексной переработке  природного газа. В качестве тормозной ступени используется центробежный компрессор, выполненный на одном валу с детандером. Ротор турбин вращается в гидростатодинамических масляных подшипниках или в подшипниках с магнитным подвесом.

                            НПО «Гелиймаш» разрабатывает и реализует программу внедрения энергосберегающих технологий, связывая воедино детандер и электрогенератор в одном агрегате. Мощность подобных устройств может колебаться от нескольких сотен кВт до 1-го МВт.

Турбодетандер-генераторы с успехом устанавливаются на газораспределительных станциях, в котельных и других объектах, где требуется только понижение давления газа. Перепад давления, в зависимости от расхода, может составлять от нескольких атмосфер до нескольких десятков атмосфер.

Устройства оснащены системой управления, позволяющей работать в полностью автоматическом режиме. Открытое акционерное общество "Турбогаз", ОАО "Турбогаз",( ранее ВНПО "Союзтурбогаз") г. Харьков. Одной из основной деятельностью ОАО "Турбогаз" является создание и внедрение утилизационных детандерных энергетических установок для преобразования энергии избыточного давления природного газа в электрическую энергию с установленной мощностью от 8 кВт до 8 000 кВт. 
                    Утилизационная турбодетандерная установка мощностью 2500 кВт (УТДУ-2500), установлена на УМГ "Харьковтрансгаз" ДК "Укртрансгаз" НАК "Нефтегаз Украины": ГРС-7 Днепропетровского ЛПУ МГ была разработана и поставлена ОАО "Турбогаз" в 1991г. . ОАО "Турбогаз" на основании договора № 234/03 от28.02.2003г. с НАК "Нефтегаз Украины" провел работы по исследованию всех газораспределительных станций Украины и созданию технико-экономического обоснования внедрения турбодетандерных электростанций в газотранспортной системе Украины.  
На ГС "Солоха" ГПУ "Полтавагаздобыча" внедрена уникальная детандерная энергетическая установка мощностью 2500 кВт, предназначенная для получения холода в системе низкотемпературной адсорбции с одновременный выработкой электроэнергии.В настоящее время ОАО "Турбогаз" имеет конструкторскую документацию собственной разработки на 18 низкотемпературных турбодетандерных агрегатов и на 7 энергетических турбодетандерных установок.

                    Предлагаются установки научно-производственным предприятием «Газэлектроприбор» (НПП «Газэлектроприбор») рассчитаные на небольшую мощность от 1 кВт до 30 кВт   при использовании перепада давления газа на ГРС и ГРП разработаны и активно внедряются автономные источники электроэнергии и тепла на основе осевой активной турбины, помещенной в газовый поток. Установки, предлагаемые НПП «Газэлектроприбор», отличаются простотой конструкции и достаточной надежностью.

                    Кроме того, еще в советское  время была разработана технология  получения сжиженного природного  газа (СПГ)  на ГРС (при этом сжижается не весь природный газ, проходящий через ГРС, а только небольшая его доля; для сжижения фактически используется энергия расширения сжатого газа, поступающего на ГРС из магистрального газопровода). В настоящее время продвижением этой технологии занимается ЗАО «Сигма-газ» (г. Санкт-Петербург, контролируется ОАО «Газпром»). Упомянутая технология позволяет газифицировать объекты, расположенные в пределах нескольких десятков километров от ГРС без строительства распределительного.