автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Разработка и анализ систем подогрева газа в детандер-генераторных установках

На правах рукописи

АРХАРОВА АНАСТАСИЯ ЮРЬЕВНА

РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ СИСТЕМ ПОДОГРЕВА ГАЗА В ДЕТАНДЕР-ГЕНЕРАТОРНЫХ УСТАНОВКАХ

Специальность 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 2006 год

Работа выполнена на кафедре Тепломассообменных процессов и установки Московского энергетического института (технического университета)

Научный руководитель: доктор технических наук, ст.н.с.,

Агабабов ВладимирСергеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

Мальханов Виктор Паладьевич

доктор технических наук, профессор, Калинин Николай Васильевич

Ведущая организация: ОАО «Калужский турбинный завод»

Защита диссертации состоится «17» ноября 2006 г. в 17 час. 30 мин. в аудитории Г-406 МЭИ (ТУ) на заседании диссертационного совета Д 212.157,10 при Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу: г, Москва, Красноказарменная ул., 17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института (Технического университета).

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью организации) просим направлять по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д.14( Ученый совет МЭИ (ТУ), Автореферат разослан « /¿Г » октября 2006 г.

Председатель диссертационного совета д.т.н., профессор.

Данилов О.Л.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Энергосбережению в промышленности в настоящее время уделяют значительное внимание. Это связано с тем, что эффективность использования энергоносителей в нашей стране весьма низка. Объясняется это, в первую очередь, недостаточным развитием технологий использования энергоресурсов. В 1996 г. был принят Федеральный Закон Российской Федерации «Об энергосбережении», за которым последовали и другие законодательные акты, нормативные и программные документы, регулирующие отношения в области энергопроизводства, энергопотребления и энергосбережения.

Одно из направлений энергосбережения - это применение детандер-генераторных агрегатов для получения электроэнергии за счет использования избыточного давления газа в газопроводах системы газоснабжения - определено Федеральной целевой программой «Энергоэффективная экономика» на 2002-2005 годы и на перспективу 2010 года.

При существующей в России системе газоснабжения снижение давления транспортируемого природного газа производиться обычно в двух ступенях — на газораспределительных станциях (ГРС) и на газор е гуляторных пунктах (ГРП) и осуществляется за счет дросселирования. Применение вместо дросселя ДГА позволяет полезно использовать этот перепад давлений.

В мировой практике накоплен значительный опыт успешной эксплуатации ДГА, В России первый положительный опыт эксплуатации ДГА на ГРП получен на ТЭЦ-21 филиале АО «Мосэнерго», где установлены два агрегата единичной мощностью 5000 кВт каждый. Мировой опыт показывает, что использование ДГА приводит к положительным результатам, и необходимость внедрения этой передовой энергосберегающей технологии в промышленности сомнений не вызывает.

Эффективность применения ДГА определяется и тем, что они представляют собой устройства, для обеспечения работы которых, могут быть порознь или одновременно использованы как энергия, выделяющаяся при сжигании топлива, так и вторичные энергетические ресурсы или теплота окружающей среды.

Вопрос выбора системы подогрева газа в ДГА (схемы подогрева и источника тепла) является одним из важнейших, от его правильного решения в значительной степени зависит технико-экономические показатели работы ДГА- Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что существует достаточно большое количество возможных схем подогрева газа, которые имеют свои достоинства и недостатки, однако вопрос эффективности их применения изучен недостаточно. Это является серьезным препятствием на пути использования эффективной технологии производства электроэнергии, отличающейся также и исключительно высокими экологическими показателями.

Если принять во внимание непрерывное увеличение потребление газа в мире, а также повышенные экологические требования к действующим и создаваемым энергетическим объектам, то можно прийти к выводу о необходимости дальнейшего внедрения таких установок в различных отраслях промышленности.

Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка и анализ

схем энергетических установок и систем для генерации и трансформации энергоносителей на базе ДГА, основанных на принципах их как раздельного, так и комбинированного производства.

Научная новизна работы состоит в результатах термодинамического анализа тепловой экономичности разработанных при участии автора новых, защищенных патентами на полезные модели, схем высокоэффективных и высокоэкологичных установок для производства электроэнергии, а также теплоты и холода, при использовании технологических перепадов давления транспортируемого газа, в результатах исследования влияния способа подогрева газа в ДГА на эффективность его работы, определении преимуществ применения различных способов и схем подогрева газа в ДГА при различных условиях эксплуатации.

Практическая ценность работы состоит в том, что ее результаты позволяют расчетным путем определять термодинамическую эффективность включения ДГА в схемы ГРС и ГРП в различных условиях эксплуатации.

Достоверность и обоснованность результатов работы обусловлены применением современных методов термодинамического и эксергетического анализа.

Автор защищает:

- результаты термодинамического анализа новых схем установок на базе ДГА при различных условиях их работы;

- результаты исследования влияния способа подогрева газа перед детандером на тепловую экономичность ТЭЦ;

- результаты определения условий оптимального применения различных способов и схем подогрева газа в ДГА;

- новые, защищенные патентами на полезные модели схемы установок на базе ДГА.

Личный вклад автора заключается:

- в проведении термодинамического анализа работы ДГА в различных условиях;

- в разработке новых, защищенных патентами схем установок для получения электроэнергии, теплоты и холода;

- в проведении расчетов и сравнительном анализе термодинамической и эксергетической установок на базе ДГА;

Апробация н публикации. Результаты работы были представлены на Второй всероссийской школе-семинаре молодых ученых и специалистов «Энергосбережение - теория и практика» 19-21 октября 2004 г, Москва; на Двенадцатой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов, март 2006, Москва.

Основное содержание выполненных исследований опубликовано в 7-и журнальных статьях, тезисах и докладах на конференциях, описаниях к 8-ми свидетельствам на полезные модели.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций и списка использованных источников.

Материал изложен на 187 страницах машинописного текста. Работа включает также 47 рисунков и 15 таблиц. Список использованных источников состоит из 165 наименований.

Содержание работы

Во введении раскрыта актуальность темы, дана ее общая характеристика,

В первой главе на основе анализа научно-технической литературы дается краткое описание возможных методов полезного использования избыточного давления транспортируемого природного газа, приводится описание возможных способов подогрева газа в детандер-генераторных установках. Тут же показано, что вопрос выбора системы подогрева газа в ДГА (схемы подогрева и источники теплоты) является одним из важнейших, от его правильного решения в первую очередь зависят технико-экономические показатели работы детандер-генераторных агрегатов. Приведено краткое описание схем реально работающих установок на ГРС и ГРП как в нашей стране, так и за рубежом. Отмечается, что существует большое количество возможных схем подогрева газа, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки, однако вопрос эффективности их применения требует дальнейшего развития. Завершается первая глава определением дели исследования и тех задач, которые должны быть решены для достижения поставленной цели.

Во второй главе диссертационной работы приводится описание и сопоставительный качественный анализ разработанных при участии авторов десяти новых, в том числе и восьми защищенных патентами на полезные модели, схем высокоэффективных и высокоэкологичных установок для производства электроэнергии, а также теплоты и холода, при использовании технологических перепадов давления транспортируемого газа. На семь из приведенных в главе схем поданы и получены заявки на патенты на полезные модели.

Эти установки условно можно разделить на три группы:

1. ДГУ для тепловых электрических станций, подогрев газа в которых осуществляется отборным паром турбоагрегатов (с двухступенчатым подогревом газа перед детандером и с применением промежуточного теплоносителя).

2. Установки для одновременного получения теплоты, холода и электроэнергии (параллельная и последовательная схемы).

3. Четыре установки, сочетающие в себе ДГА, воздушную турбину и воздушный компрессор (в одновальном и двухвальном исполнении).

В качестве примера на рис. 1,2 и 3 приведены принципиальные схемы установки, защищенные патентом.

Рис. 1 Детандер-генераторная установка для одновременного получения холода и теплоты (параллельная схема)

1 - трубопровод высокого давления, 2 и 3 — теплообменники подогрева газа, 4 и 5 - детандер, 6 -электрогенератор, 7 - теплообменник дм получения холода, 8 - потребитель холода, 9 - теплообменник для получения теплоты, 10 - потребитель теплоты, 11 - трубопровод низкого давления

и

(последовательная схема)

1 - теплообменник для подогрева газа, 2 - трубопроводом высокого давления, 3 - первой ступени детандера, 4 - теплообменник для получения холода, 5 - подогревателем, 6 - вторая ступень детандера, 7 - теплообменник, 8 - трубопровод низкого давления, 9 - электрический

1 - трубопровод высокого давления, 2 - теплообменник подогрева газа, 3 - детандер, 4 -воздушный компрессор, 5 - воздушная турбина, б - электрогенератор, 7 - трубопровод низкого давления, 8 - трубопровод подогретого воздуха, 9 - трубопровод горячего воздуха, 10 -воздухопровод высокого давления, 11 и 12-воздуховоды низкого давления, 13-теплообменник, для получения холода, 14 - контур с хладагентом, 15 - потребитель холода

В третьей главе проведен анализ работы установки для производства электроэнергии, включающей в себя ДГА, воздушные турбину и компрессор

Рис. 4 Детандер-генераторная установка с воздушной турбиной I - трубопровод высокого давления, 2 -теплообменник подогрева газа, 3 -детандер, 4 - электрогенератор, 5 -трубопровод низкого давления, б -воздушный компрессор, 7 - воздушная турбина, 8 - электродвигатель, 9 — трубопровод горячего воздуха, 10 -воздухопровод высокого давления, 11 и 12 - воздуховоды низкого давления, 13 -теплообменник, для получения холода, 14 - контур с хладагентом, 15 -потребитель холода

Установка позволяет получать электроэнергию, а также, в случае необходимости, и холод, без сжигания топлива и может применяться на газораспределительных станциях (ГРС) и газорегуляторных пунктах (ГРП) в системе газоснабжения.

Эффективность работы такой установки определяется, в первую очередь, электрической мощностью N0, которая может быть передана в сеть. Очевидно, что передаваемая в сеть электрическая мощность определяется разностью суммарной электрической мощности, вырабатываемой ДГА Идта и воздушной турбиной Квт, с одной стороны, и электрической мощности Ывк, необходимой для привода воздушного компрессора, с другой

n0 = идга + ивт - ^к . (1)

Очевидно также, что чем больше сумма Ыдга + N37 и чем меньше Ивк, тем эффективность установки выше.

Анализ работы установки показывает, что для увеличения мощности ДГА, и соответственно мощности, отдаваемой в сеть, энтальпию транспортируемого газа перед детандером следует повышать. Это при прочих равных условиях приводит также и к увеличению мощности, вырабатываемой воздушной турбиной. В то же время, повышение энтальпии транспортируемого газа перед детандером требует увеличения степени сжатия воздуха в воздушном компрессоре, что приводит к возрастанию электрической мощности, потребляемой электродвигателем компрессора.

Для расчета были приняты следующие исходные данные: вг =1 кг/с, По*д= 0,8; Лмгдга=0,98; Ло;вк=0,8; Лэдв=0,98; По1вт=0,8; Т1мпп=0,98; Дртог=5%рп;

Дртов=5% рв1; =5°С; Э2 =5°С; Лто=0,98; ТВ1 = -20...20°С, рп= -3,5...7,5 МПа, Рггда = 1.5 МПа, Тп = -15...20 Тп = +30...+150ЭС; транспортируемый газ -чистый метан.

Рйс.5 Зависимости электрических мощностей, вырабатываемых ДГА и воздушной турбиной, электрической мощности, потребляемой воздушным компрессором, и мощности, отдаваемой в сеть, от температуры газа перед ДГА при перепаде давлений 3,5/1,5 МПа/МПа и температуре наружного Воздуха 0°С

На рис.5 приведены полученные в результате расчетов зависимости электрических мощностей, вырабатываемых ДГА и воздушной турбиной, электрической мощности, потребляемой воздушным компрессором, и мощности, отдаваемой в сеть, от температуры газа перед ДГА, которая изменялась в диапазоне +30...+150°С, при перепаде давлений 3,5/1,5 МПа/МПа, одной температуре наружного воздуха -0СС, температуре газа перед теплообменником -10°С. Как видно из рис. 5, при увеличении температуры (следовательно, и энтальпии) транспортируемого газа перед детандером прирост мощности, затрачиваемой на привод воздушного компрессора, увеличивается быстрее, чем мощности вырабатываемые ДГА и воздушной турбиной, поэтому суммарная мощность, отдаваемая в сеть, с ростом температуры (и энтальпии) газа перед ДГА уменьшается. Из рис.5 видно также, что при принятых в расчете исходных данных при подогреве транспортируемого газа до 60 - 62°С электрическая мощность, отдаваемая в сеть, становится равной нулю. Это свидетельствует о том, что суммарный прирост электрических мощностей ДГА и воздушной турбины при увеличении температуры газа перед детандером также оказывается меньше увеличения потребной мощности электродвигателя воздушного компрессора.

Аналогичные расчеты были проведены для нескольких отношений давлений газа на входе и выходе детандера, характерных для ГРС (3,5/1,5; 4,5/1,5; 5,5/1,5; 6,5/1,5; 7,5/1,5 МПа/МПа), для трех пар температур наружного воздуха и соответствующих им реальных температур газа в трубопроводе высокого давления (-15/-10; 0/0; +20/+15 °С/°С). Их результаты в виде графиков зависимости полезной (отдаваемой в сеть) мощности установки от температуры газа перед детандером показаны на рнс.б.

Рис.б Зависимость мощности установки от температуры газа на входе в детандер и перепада давлений в магистральном трубопроводе при температуре воздуха на входе в установку -10°С, и температуре газа -15°С

Как видно из приведенных зависимостей с ростом давления на входе в установку, мощность ее увеличивается, это связано, с одной стороны, с большим срабатываемым теплоперепадом в ДГА, с другой стороны, уменьшаются мощность затрачиваемая на привод воздушного компрессора и мощность воздушной турбины.

На рис.7 приведена зависимость мощности установки от температуры газа на входе в детандер и температуре газа на входе в установку при перепаде давлений в магистральном трубопроводе 5,5/1,5 МПа/МПа. Как видно из представленной зависимости с ростом температуры газа на входе в установку мощность ее повышается. Это связано с тем, что при повышении температуры воздуха на входе в установку, уменьшается давление на выходе из компрессора и, следовательно, уменьшается мощность затрачиваемая на привод воздушного компрессора, также уменьшается мощность вырабатываемая воздушной турбиной, а суммарная мощность становится больше.

м, граде

¡-»—И=-10 граде —Граде —1г1=15градС

Рис.7 Зависимость мощности установки от температуры газа на входе в детандер и температуры газа на входе в установку при перепаде давлений в трубопроводе 5,5/1,5 МПа /МПа

Анализ результатов расчетов позволяет сделать следующие выводы:

1) Во всем диапазоне рассмотренных отношений давлений газа на входе и на выходе установки ее полезная мощность с ростом температуры газа перед детандером при прочих равных условиях уменьшается.

2) Увеличение отношения давлений газа на входе и на выходе установки при прочих равных условиях приводит к росту полезной мощности установки.

3) При большей температуре воздуха и, соответственно, газа на входе в установку при прочих равных условиях наблюдается увеличение ее полезной мощности.

Рассмотрено влияние температуры воздуха перед компрессором на полезную мощность установки. При повышении температуры воздуха перед компрессором противоборствуют два фактора, влияющие на работу компрессора, а, следовательно, и на полезную мощность установки: увеличение потребной мощности компрессора при повышении температуры воздуха из-за уменьшения его плотности, с одной стороны, и снижение потребной мощности компрессора при прочих равных условиях из-за снижения давления, до которого необходимо при этом сжать газ, с другой. Для практических нужд эта задача может быть сформулирована по-другому: подогревать или охлаждать воздух перед компрессором?

На рис.8 приведены температуры газа на входе в ДГА, при которых мощность установки равна нулю, в зависимости от температуры входящего в установку воздуха и давления магистрального газа. Как видно из приведенных зависимостей температура на входе в ДГА изменяется от 42°С...84°С при давлении газа 3,5 МПа до 88°С...136°С при давлении газа 7,5 МПа.

*в1, град с

р1=3,5МПа -*-р1=4,5МПа -*-р1=5,5МПа —р1=б,5 МПа —ж—р!»?^ МПа

Рис.8 Зависимость

температуры газа перед ДГА от температуры воздуха на входе в установку, при которой мощность установки равна нулю при различных давлениях газа на входе в установку

Четвертая глава посвящена эксергетическому анализу энергоэффективных схем установок с высокими экологическими показателями для производства электроэнергии при использовании избыточного давления транспортируемого газа. Рассматривались две установки для одновременного получения электроэнергии, теплоты и холода (параллельная и последовательная схемы) и три установки на базе ДГА на ТЭС (с подогревом газа отборным паром турбин по одноступенчатой и двухступенчатой схемам, а также с двухступенчатым подогревом с промежуточным теплоносителем).

При определении эксергетического КПД рассчитывались потери эксергии в

элементах установок. ЭксергетическиЙ КПД рассматривался в виде

ЪЕвых IX,' (2)

где ХЕвх и ХЕвых - суммарная эксергия входа и выхода рабочего тела для всех элементов установки соответственно; ХБ — суммарные потери работоспособности вследствие необратимости процессов внутри установки.

Проведен эксергетический анализ детандер-генераторных установок для одновременного получения электроэнергии, теплоты и холода при разных режимах работы, а именно, при разных температурах и давлениях газа на входе в газопровод на ГРП и ГРС. Рассмотрим следующие случаи:

1. Зимне-весенний период.

Зима - температура газа на входе в газопровод (-Ю°С); весна - температура газа 0йС,+Ю°С.

В качестве условия примем, что в этот период температура, сетевой воды для подачи тепла потребителю, должна составлять (+95°С), а температура снимаемого холода должна быть (-20°С).

2. Летний период.

Температура наружного воздуха +20°С. Температура сетевой воды, для подачи тепла потребителю +70°С, температура получаемого холода - минус 20°С. Давление газа варьировалось от 0,5 МПа до 1,4 МПа на входе на ГРП, на выходе из детандера оно принималось 0,2 МПа. Для ГРС - давление изменялось от 3,0 МПа до 10 МПа, а на выходе из детандера оно составляет 1,5 МПа.

На рис. 9, 10, И и 12 представлены результаты расчетов эксергетического КПД для установок на базе ДГА на ТЭС в зависимости от давления газа на входе в газопровод. При проведении расчетов были приняты следующие условия: начальные давления газа для ГРП - 0,8 МПа, 1,0 МПа, 1,2 МПа, для ГРС - 3 МПа, 4МПа и 5 МПа; начальные температуры газа -10, 0, +10 и +20 температура газа перед детандером во всех случаях 100°С; давление газа на выходе из детандера для ГРС - 1,5МПа, для ГРП - 0,2МПа.

Пяряллельяяя схем*. ГРП

и 74 73 Я 71 «. » «1 «7 « « С

. Ч

к — >

■ к -к

г-н 1-- 1

-1

з о! V о,» 1.1 и 1> м,мги ЗимМОгриС) -*-Веии(0гриС) -*-Л«га(+201?1дС) -*-В***Н0пюС>]

Рис.9 Графики зависимости эксергетического КПД от давления газа на входе в газопровод на ГРП при разных значениях температуры газа на входе при параллельной схеме получения теплоты и холода

Парделелыяя схема. ГРС

«6 *4 1 Е

Л

\ [

> [

s ■ь 1 |

3м Зц. ! ч 1 |

л 4- I

, |

и 76 1 ■ гЧ

1

[ т

1

| 1

1 4 С ( 10 1 2 I 4 16 Р>хМП»

Рис.10 Графики зависимости эксергетического КПД от давления газа на входе в газопровод на ГРС при разных значениях температуры газа на входе при параллельной схеме получения теплоты и холода

Последовательная схема. ГРП

53 52,3 52 51,5

8 31

^50,5

50 49.5 49 48,5 48

0,7 0,9 1,1 1,3 1,5

Рвх,МПа

[-♦-Зима (-10 град С) •«-Весна (0 град С) -л-Весна (+10 град С)

и- -н

1 1

—н

Рис. 11 Графики зависимости эксергетического КПД от давления газа на входе в газопровод на ГРП при разных значениях температуры газа на входе при последовательной схеме получения теплоты и холода

Послед о ая тельная схема. ГРС

\( к

234 56789 10 11

Рвх, МПа

¡—•—Зима (-10 град С) Веска (Оград С) —»—Весид (-ЯР фад О)

Рис. 12 Графики зависимости эксергетического КПД от давления газа на входе в газопровод на ГРС при разных значениях температуры газа на входе при последовательной схеме получения теплоты и холода

Начальным условием для сравниваемых схем детандер-генераторной установки для одновременного получения электроэнергии, теплоты и холода были одинаковые параметры получаемых теплоты и холода. Расчеты показали, что эксергетический КПД установки с последовательной схемой рис, 2 в 1,35 раза меньше, чем в установке с параллельной схемой рис. 1. Суммарная мощность, вырабатываемая детандером, в последовательной схеме оказалась больше, чем в параллельной схеме. В тоже время, последовательная схема наиболее эффективна в зимне-весенний период с температурой от -10°С до 0°С. Параллельная схема эффективна для применения в любой сезон. Анализ результатов расчета и графиков показал, что кривые имеют монотонно ниспадающий характер, при этом, чем выше температура газа на входе, тем выше эксергетический КПД, и с увеличением давления транспортируемого газа эксергетический КПД уменьшается.

Анализ величин потерь эксергии в этих двух схемах показывает, что наибольшие потери эксергии имеют место в ступенях детандера, а также в теплообменниках подогрева газа перед ступенями детандера. Потерн эксергии в теплообменниках для получения теплоты и холода относительно малы.

Для установок на ТЭС в качестве условий было принято, что расход пара в голову турбины после включения ДГА остается постоянным, система регенерации турбоустановки полностью отключена, дымовые газы после выхода из котла полезно не используются.

Анализ величин потерь эксергии по отдельным элементам установки в схемах показывает, что наибольшие потери эксергии (87598,489 кВт) имеют место в котле, где необратимость наиболее велика вследствие большой разности температур топочного газа и рабочего тела (воды). Помимо котла значительные потери эксергии в паровой турбине В111, причем в схеме с одноступенчатым подогревом они выше, чем в схеме с двухступенчатым подогревом, за счет того, что отобранный на подогрев газа пар не вырабатывает мощность на участке от места отбора до конденсатора, что приводит к уменьшению мощности паротурбинной установки, В схеме с двухступенчатым подогревом уменьшение мощности, как было показано в главе 2, будет меньше. Значительные потери в конденсаторе и насосе. Потери эксергии в теплообменниках подогрева газа, в детандере и в паропроводе, соединяющем вход котла со входом паровой турбины, относительно малы. Что касается потерь в паропроводах, соединяющих отборы турбины с теплообменниками, то они пренебрежимо малы.

Пятая глава диссертации посвящена анализу влияния ДГА на тепловую экономичность работы тепловых электростанций. Несмотря на то, что конкретные расчеты были проведены для конденсационного турбоагрегата К-300-240, полученные в главе результаты могут быть распространены и на турбины других типов, в том числе и на теплофикационные турбоагрегаты промышленных электростанций.

В главе приведен сравнительный анализ эффективности использования ДГА при одноступенчатом и двухступенчатом подогревах газа перед детандером паром из отборов турбины, рассмотрено влияние применения промежуточного теплоносителя между паром отбора турбины и нагреваемым газом на

эффективность применения ДГА, а также проведено сравнение двухступенчатого подогрева газа в ДГА паром отборов турбин и теплотой, полученной в автономном котле.

На рис. 13 показана схема установки с двухступенчатым подогревом газа перед детандером паром из отборов турбины.

1

Г

Рис. 13 Детандер-генераторная установка с двухступенчатым подогревом газа перед детандером паром из отборов турбины

1— котел, 2 — паропровод, 3 - паровая турбина, 4 - электрогенератор, 5 -конденсатор, 6 - питательный насос, 7 -второй отбор, 8 - первый отбор, 9 -первый теплообменник подогрева газа, 10 -второй теплообменник подогрева газа, 11 - детандер, 12 -электрогенератор, 13 - деаэратор, 14 -конденсатный насос

При отборе пара на подогрев газа перед детандером электрическая мощность, вырабатываемая паротурбинным оборудованием, снижается. Это вызвано тем, что отобранный на подогрев газа пар не вырабатывает мощность на участке от места отбора до конденсатора. Однако, если дополнительная электрическая мощность, выработанная ДГА, превысит потерю мощности паротурбинной установки, то очевидно, что в этом случае общая мощность электростанции возрастет без увеличения расхода пара на турбину.

На рис. 14 показаны зависимости уменьшения мощности паротурбинной установки от температуры газа на входе в подогреватель в случае одноступенчатого подогрева газа перед детандером при различных давлениях пара, отбираемого для подогрева газа, для различных давлений газа и давлений насыщения в конденсаторе паротурбинной установки. Из рисунка видно, что зависимости имеют линейный характер.

Рис. 14 График

зависимости потерь мощности паротурбинной установки от температуры газа на входе в подогреватель

•10 -5 0 5 и«, гряд сю

\-ркгО.ООЗЗ МПа----Рк-0.005 МПа Рк=0.0065 МПа|

100

18Н

I 60

I" 40' " 20

„Е1=г1ш1а

1

р1=»0.2мпа

На рис. 15 показан график зависимости уменьшения мощности паротурбинной установки от давления отбора пара при двухступенчатом подогреве газа перед детандером и разных давлениях в конденсаторе. В отличие от схемы с одноступенчатым подогревом газа перед детандером, при двухступенчатом подогреве кривые имеют нелинейный характер. Сравнение зависимостей, приведенных на рис. 14 и рис, 15, показывает, что при прочих равных условиях потеря мощности турбиной при двухступенчатом подогреве оказывается меньше, чем при одноступенчатом при одной и той же мощности, вырабатываемой ДГА.

-Рк=0.0035 МПа -Рк=0.005 МПа

-Рк=0.0065 Мпа ---Одноступ. подогрев

Рис. 15 График зависимости потерь мощности паровой турбины от давления отборного пара при двухступенчатом подогреве газа

Непосредственный подогрев газа в теплообменнике паром из отборов турбины имеет как достоинства, так и недостатки. К последним следует отнести, в частности, возможность попадания газа в пар, а затем в проточную часть паровой турбины, а также необходимость в протяженных дорогостоящих паровых коммуникациях, обеспечивающих подвод пара к подогревателям. Эти недостатки устраняются применением схемы с использованием дополнительных теплообменников (рис.16), в которых газ может быть подогрет паром из отборов турбины с помощью промежуточного теплоносителя.

При анализе эффективности схемы установки, приведенной на рис.16, рассматривались два варианта режимов ее работы.

В первом из них, давления пара в отборах турбины при использовании промежуточного теплоносителя остаются таким же, как и при непосредственном нагреве газа паром. При этом температура газа перед детандером окажется меньше, а, следовательно, уменьшится и мощность ДГА. Во втором варианте температура газа перед детандером равна температуре газа в схеме без использования промежуточного теплоносителя. При этом должно увеличиться давление в отборах, что приведет к увеличению потерь мощности паровой

турбины. Но мощность ДГА не изменится.

Расчет показал, что вариант, когда мощность, вырабатываемая детандером, остается постоянной, а меняется давление в отборах турбины, будет предпочтительнее, по сравнению с вариантом, в котором давление в отборах не изменяется.

Рис. 16 Схема двухступенчатого подогрева газа перед детандером с использованием промежуточного

теплоносителя

1- котел, 2 — паропровод, 3 - паровая турбина, 4 - электрогенератор, 5 -конденсатор, 6 — питательный насос, 7 -первый отбор, 8 - второй отбор, 9 -первый теплообменник подогрева теплоносителя, 10 - второй теплообменник подогрева

теплоносителя, 11 - насос, 12 -теплообменник подогрева газа, 13 — трубопровод с промежуточным теплоносителем, 14 — детандер, 15 -электрогенератор, 16 - трубопровод высокого давления

В пятой главе было рассмотрено влияние детандер-генераторного агрегата на изменение тепловой экономичности ТЭС при двухступенчатом подогреве газа.

Были найдены аналитические зависимости, которые позволяют определить, при каких условиях двухступенчатый подогрев газа перед детандером паром из отборов турбин позволяет получить больший выигрыш в тепловой экономичности работы ТЭС, чем подогрев теплотой, вырабатываемой в автономном котле.

В качестве критерия для сравнения рассматриваемых схем подогрева газа был выбран удельный расход теплоты на выработку электроэнергии для всей электростанции. Расчеты проведены для случая, при котором подогрев газа автономным котлом сравнивается с подогревом газа отборным паром. Расчеты проводились для турбины К-300-240.

Рассматривалось два случая.

1. ДГА включается в тепловую схему электростанции конденсационного типа, работающей с постоянным расходом пара на паротурбинные установки.

Было установлено, что использование двухступенчатого подогрева газа перед детандером за счет высокопотенциальной энергии, связанной с пароводяным циклом ТЭС, по сравнению с использованием автономного котла, окажется более выгодным при выполнении неравенства (3).

Ялг^дгл (нм+МдгА

^-Пх-Чп.- ->9о (3)

ЛЛ^эо

2. При условии постоянства электрической мощности, вырабатываемой электростанцией.

Было показано, что в этом случае использование двухступенчатого подогрева газа перед детандером за счет высокопотенциальной энергии, связанной с пароводяным циклом ТЭС, по сравнению с использованием автономного котла, окажется более выгодным при выполнении неравенства

ЛОяг* +дс>п.-Ад

ЛКАНТ?Лтпдгл_^ а (4)

N *

ДГА

Результаты расчета схем и сравнение влияния одноступенчатого, двухступенчатого подогрева газа и подогрева автономным котлом на тепловую экономичность КЭС показано рис. 17, рис. 18.

Л Dq л ме. ^

п Ю

I чТ * *

0,015 ■ 0,01 п ппч . „ 1

т

1

**

>- '1

(

Л . I

I

0 2 —•—4 авт 0 40-6 р отб, ата —>( "-дпарадн - • - 0 чпардв

Рис. 17 Уменьшение удельного расхода теплоты на выработку электроэнергии при постоянном расходе пара на турбину для К-300-240 при одноступенчатом и двухступенчатом подогрева газа перед детандером отборным паром и в автономном котле

О 10 20 30 40 50 60 70 р отб, ата

я пар я авт

- • - д пар (по лрогр.)

а)

0 10 20 р38тбДта 50 60 70

•давт ........ пар (вариант 1)

•Я пар (вариант 2) - • ■ ч пар (по прогр.)

б)

Рис. 18 Сравнение вариантов расчета уменьшения удельного расхода теплоты на выработку электроэнергии

а) При постоянном расходе пара на турбину, б) При постоянной мощности турбины

Показано, что применение подогрева газа паром из отборов турбины практически всегда оказывается выгоднее, чем подогрев газа в автономном котле.

Сравнение одноступенчатого и двухступенчатого подогрева газа паром из отборов турбины показывает, что применение двухступенчатого подогрева газа эффективнее при давлениях пара в отборе не превышающих 4,5 МПа, при высоких значениях давления пара одноступенчатый подогрев имеет больше преимуществ.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

По результатам проделанной работы можно сделать следующие выводы:

1. Разработаны и исследованы защищенные патентами на полезные модели схемы установок для производства электроэнергии, теплоты и холода при использовании технологического перепада давлений транспортируемого газа.

2. Разработаны математическая модель и метод расчета установки для производства электроэнергии при использовании технологического перепада давлений транспортируемого газа на базе детандер-генераторного агрегата, воздушного компрессора и воздушной турбины. Обоснован выбор критерия оценки эффективности работы установки. Расчетным путем получены зависимости полезной мощности установки от температур газа на входе в установку и перед детандером, температуры воздуха на входе в компрессор, перепадов давлений газа.

3. Проведен эксергетический анализ эффективности применения параллельной и последовательной схем ДГУ для одновременного производства электроэнергии, теплоты и холода. Получены зависимости эксергетического КПД установок от давления и температуры газа на входе в установку. Показано, что при прочих равных условиях эксергетический КПД параллельной схемы выше, чем последовательной, однако электрическая мощность, вырабатываемая детандером, при работе по последовательной схеме оказалась больше, чем при работе по параллельной схеме, на 4-6 %.

4. Проведен эксергетический анализ схем ДГУ на ТЭС с различными способами подогрева газа перед детандером отборным паром турбоустановки: прямые одноступенчатый и двухступенчатый подогревы и двухступенчатый подогрев с применением промежуточного теплоносителя. Показано, что наиболее эффективной является схема с двухступенчатым подогревом без промежуточного теплоносителя, наименее эффективной - схема с одноступенчатым подогревом. При этом применение промежуточного теплоносителя позволяет при незначительном снижении термодинамической эффективности получить существенные технологические преимущества.

5. Проведен сравнительный анализ влияния на изменение тепловой экономичности работы ТЭС различных способов подогрева газа перед детандером ДГУ: прямые одноступенчатый и двухступенчатый подогревы отборным паром турбоустановки, двухступенчатый подогрев отборным паром с промежуточным теплоносителем, подогрев в автономном котле (пиковом водогрейном котле на ТЭЦ).

6. Получены аналитические зависимости, позволяющие определить потерю

мощности паротурбинной установки при подогреве газа в ДГУ отборным паром при одноступенчатом и двухступенчатом подогревах газа,

7. Расчетным путем получены зависимости оптимального давления в нижнем отборе на подогрев газа от давления в аналогичном верхнем отборе при двухступенчатом подогреве газа в ДГУ.

8. Получены аналитические зависимости, позволяющие определить уменьшение удельного расхода теплоты на выработку электроэнергии после включения ДГУ на ТЭС при различных давлениях пара, отбираемого на подогрев газа. Проведено сравнение результатов расчетов по полученным зависимостям с результатами расчетов по программе, разработанной на базе математической модели и применяемой на заводах-изготовителях энергетического оборудования и в проектных организациях России для определения показателей тепловой экономичности энергоблоков. Показано, что результаты расчетов по полученным зависимостям с достаточной степенью точности совпадают с результатами расчетов по программе.

9. Получены аналитические зависимости в виде неравенств, позволяющие определить области преимущественного применения подогрева газа перед детандером ДГУ паром отборов турбоустановки при одноступенчатом и двухступенчатом подогревах при сравнении между собой, а также по сравнению с подогревом в автономном котле, как при работе ТЭС с постоянным расходом пара на турбины, так и с неизменной после включения ДГУ общей электрической мощностью электростанции.

10. Проведено исследование различных режимов работы схемы подогрева газа с использованием промежуточного теплоносителя. Показано, что вариант, при котором мощность, вырабатываемая ДГУ, остается постоянной, а давление в отборах изменяется, оказывается более предпочтительным по сравнению с вариантом, при котором давление в отборах остается постоянным, а мощность детандера изменяется.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Агабабов B.C., Корягин А.В,, Архарова А.Ю. Эффективность использования двухступенчатого подогрева газа перед ДГА на ТЭС // Энергосбережение и водоподготовка. -2004г-№4.-С.70-72.

2. Архарова А.Ю. Использование двухступенчатого подогрева газа с применением промежуточного теплоностителя перед ДГА на ТЭС // Энергосбережение теория и практика; Труды второй всероссийской школы-семинара молодых ученых и специалистов — М., 2004. — С.238-240.

3. Агабабов B.C., Корягин A.B. Архарова А.Ю, Подогрев газа перед ДГА с использованием промежуточного теплоносителя на ТЭС // Энергосбережение и водоподготовка. -2005г.— №2.-С.34-36.

4. Агабабов B.C., Корягин A.B., Архарова АЛО. Сравнительный анализ влияния различных способов подогрева газа в детандер-генераторном агрегате на изменение тепловой экономичности ТЭС // Известия ВУЗ'ов. Проблемы эн ер гетики .-2005. -№ 1 -2.-С. 11-21.

5. Агабабов B.C., Корягин A.B., Архарова А.Ю. Влияние детандер-

генераторного агрегата на изменение тепловой экономичности ТЭЦ при двухступенчатом подогреве газа // Энергосбережение и водоподготовка.-2005г. -№4.-С.67-68.

6. Патент на полезную модель №39937 РФ, МПК 7F 25 В 11/02, F 01К 27/00. Детандер-генераторная установка / В.С.Агабабов, А.В.Коряган, Ю.М. Архаров, А.Ю. Архарова (РФ).-Зс.: ил.

7. Патент на полезную модель №43345 РФ, МПК 7F 25 В 11/02. Детандер-генераторная установка / В.С.Агабабов, А.В.Корягин, Ю.М. Архаров, А.Ю. Архарова (РФ). -Зс.: ил.

8. Патент на полезную модель №43630 РФ, МПК 7F 25В 11/02. Детандер-генераторная установка/ В.С.Агабабов, А.В.Корягин, А.Ю. Архарова и др (РФ). -Зс.:ил.

9. Патент на полезную модель №46565 РФ, МПК 7 F 25 В 11/02, F 01 R 27/00. Детандер-генераторная установка / В.С.Агабабов, А.Ю. Архарова, Н,В. Малафеева (РФ). -Зс.: ил.

10. Патент на полезную модель №49199 РФ, МПК 7 F 25 В 11/02, F 01К 27/00. Детандер-генераторная установка / В.С.Агабабов, Ю.М. Архаров, А.Ю. Архарова (РФ) -Зс.: ил.

11. Патент на полезную модель №50604 РФ, МПК 7 F 01 К 23/04, F 02 G 1/04, F23L 5/00. Энергетическая установка / Ю.М. Архаров, А.Ю. Архарова, Уклечев О.Ю., Костюков И.С.(РФ) -Зс.: ил.

12. B.C. Агабабов, А.Ю. Архарова. Эксергетический анализ энергоэффективных схем установок с высокими экологическими показателями для производства электроэнергии при использовании избыточного давления газа // Двенадцатая международная научно-техническая конф. студентов и аспирантов: Тез. докл.-М.,2006.-С.437-439.

13. А.Ю. Архарова, И.С. Костюков, И.Н. Тимошин. К вопросу о применении детандер-генераторных установок в отдельно взятом регионе (на примере калужской области) // Двенадцатая международная научно-техническая конф. студентов и аспирантов: Тез. докл.-М.,2006.-С.439-440.

Подписано в печать /2. Ю» 0&1 Зак. 330 Тир. /ОО П.л. Полиграфический центр МЭИ (ТУ) Красноказарменная ул., д.13

¡

[

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ. КЛАССИФИКАЦИЯ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ ПОДОГРЕВА ГАЗА В ДГА. ОБОСНОВАНИЕ АКТУАЛЬНОСТИ ТЕМЫ ДИССЕРТАЦИИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Состояние вопроса. Обзор литературы

1.2 Обзор и классификация существующих систем подогрева га за наГРСиГРП

1.3 Метод определения эффективности использования ДГА

1.4 Возможные источники подогрева газа и условия их применения в СПГ

1.5 Эксергетический метод анализа энергоэффективных схем установок

1.6 Постановка задачи исследований и разработка методических основ сравнения и оптимизации СПГ

2. РАЗРАБОТКА НОВЫХ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ СХЕМ УСТАНОВОК С ВЫСОКИМИ ЭКОЛОГИЧЕСКИМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ НА БАЗЕ ДГА

3. АНАЛИЗ РАБОТЫ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, ВКЛЮЧАЮЩЕЙ В СЕБЯ ДГА, ВОЗДУШНЫЕ ТУРБИНУ И КОМПРЕССОР

4. ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ СХЕМ УСТАНОВОК С ВЫСОКИМИ ЭКОЛОГИЧЕСКИМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, ТЕПЛОТЫ И ХОЛОДА НА Б АЗЕ ДГА

4.1 Детандер-генераторная установка для одновременного получения теплоты и холода

4.1.1 Параллельная схема

4.1.2 Последовательная схема

4.1.3 Анализ результатов расчета 78 4.2 Сравнительный анализ термодинамической эффективности ТЭС

4.2.1 Детандер-генераторная установка с одноступенчатым подогревом газа перед детандером паром из отбора турбины

4.2.2 Детандер-генераторная установка с двухступенчатым подогревом газа перед детандером паром из отборов турбины

4.2.3 Детандер-генераторная установка с двухступенчатым подогревом газа перед детандером с использованием промежуточного теплоносителя

4.2.4 Анализ и сопоставление результатов расчета 107 5. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СХЕМ ПОДОГРЕВА ГАЗА ДЛЯ ДГА

НА ТЭС

5.1 Подогрев газа перед детандером отборным паром

5.2 Влияние детандер-генераторного агрегата на изменение тепловой экономичности ТЭС при двухступенчатом подогреве газа

5.2.1 Постоянный расход пара на паротурбинные установки, при включении ДГА на КЭС (Б^сог^)

5.2.2 Постоянная электрическая мощность, вырабатываемая электростанцией, при включении ДГА на КЭС (№=сопз

5.3 Подогрев газа перед детандер-генераторным агрегатом с использованием промежуточного теплоносителя на ТЭС

В настоящее время на рынке энергомашиностроительной продукции все больше требований предъявляется к повышению энергоэффективности и экологичности, к созданию оборудования с более высокими техническими параметрами по КПД, надежности, функциональности, ремонтопригодности, что достигается применением новых технологических и технических решений, использованием новых материалов и технологий. Растет спрос на нетрадиционную энергомашиностроительную продукцию, альтернативные источники энергии, энергоресурсосберегающее оборудование.

Энергосбережение - проблема, решать которую приходится в любом государстве. Сама жизнь сегодня заставляет считать, экономить, жить по средствам.

Современная энергетика характеризуется возрастанием потребления природного газа. Для производства электроэнергии ежегодно прирост потребления газа сейчас составляет около 15%, а в общем энергобалансе доля газа для этого достигает 30%. По сценариям экспертов, мировая потребность в газе к 2030 году возрастет по сравнению с нынешним уровнем более чем в два раза, а доля газа в производстве электроэнергии и тепла составит около 60% [79].

Вопросы рационального использования технологического перепада давлений природного газа, подаваемого из магистральных газопроводов различным категориям потребителей, вызывают значительный интерес. И не только в связи с популярностью понятия „энергосбережение". Оценить эффективность энерготехнологических процессов преобразования и практическую целесообразность их использования стремятся научные организации, потенциальные заказчики, производители, инвесторы.

По магистральным газопроводам газ транспортируется с давлением 5,5 -7,5 МПа. В перспективе возможно увеличение давления до 10,0 - 14,0 МПа (при транспортировке от новых месторождений на большие расстояния). По отводам от газопроводов газ направляется к газораспределительным станциям (ГРС) и от них - к газорегуляторным пунктам (ГРП), в которых давление уменьшается до значений 1,2 и 0,15 МПа соответственно. Уменьшение давления газа обычно производится в дроссельных установках. При этом теряется потенциал избыточного давления газа.

Поэтому сегодня все большее внимание уделяется полезному использованию избыточного давления природного газа, разработке и внедрению соответствующих технологий. В подавляющем большинстве установок расширение газа осуществляется в детандерах, являющихся составными частями детандер-генераторных агрегатов.

Детандер-генераторные агрегаты (ДГА) представляют собой устройства для использования избыточного давления газа в газопроводах для получения электроэнергии. В их состав входят детандер, электрический генератор, теп-лообменное оборудование (для подогрева газа), регулирующая и запорная арматура, система КИП и автоматики.

В мировой практике накоплен значительный опыт успешной эксплуатации ДГА. Рынок детандеров динамично развивается. Достаточно сказать, что на сегодняшний день в странах Западной Европы, США, Канаде, Японии и других странах работают более 200 установок различной мощности. Наиболее распространены установки мощностью 100 - 1500 кВт (около 80% общего парка). Эти установки производят известные фирмы: „ABB Energie", „Atlas Copeo", „ORMAT", „ККК" и др. ДГА применяются на станциях понижения давления природного газа как альтернатива обычному дросселированию потока. В зарубежной научно-технической периодической литературе дается высокая оценка эффективности ДГА. Кроме того, общепризнан факт, что применение турбодетандерных агрегатов для подготовки и переработки газа обуславливает простоту, надежность, низкую металлоемкость и широкий диапазон режимов, минимальное количество обслуживающего персонала, отсутствие влияния на окружающую среду и, в конечном счете, невысокие капитальные и эксплуатационные затраты.

Ресурсы внедрения детандер-генераторов в России и СНГ, по опубликованным данным, оцениваются около 5000 МВт, что эквивалентно мощности такой электростанции, как Саяно-Шушенская ГЭС. С учетом примерной стоимости внедрения этой технологии на объектах газопроводов около 400 долларов США за 1 кВт установленной мощности емкость этого рынка, подлежащего освоению, может быть оценена в современных ценах в более чем 1,5-2 млрд. долларов США.

В России первый положительный опыт эксплуатации ДГА на ГРП получен на ТЭЦ-21 ОАО „Мосэнерго", где установлены два агрегата единичной мощностью по 5 МВт каждый. Идут работы, направленные на внедрение ДГА на ГРС ряда газотранспортных предприятий.

Мировой опыт показывает, что использование ДГА приводит к положительным результатам, и необходимость внедрения этой передовой энергосберегающей технологии в промышленности сомнений не вызывает. Однако для организации широкого внедрения ДГА - этих, безусловно, перспективных и высокоэффективных установок в газовой промышленности России - следует решить ряд технических и организационных задач.

Основным является то, что промышленностью России и стран СНГ не освоен серийный выпуск турбодетандеров. В известных разработках российских организаций предлагаются для использования в качестве турбодетандеров авиационные и судовые газовые турбины. Эти турбины предназначены для работы в условиях, значительно отличающихся от условий работы турбодетандеров, являющихся составными частями ДГА. Так, например, в газовых авиационных и судовых турбинах температура продуктов сгорания, поступающих в турбину, достигает до 2,0 тыс. градусов, а температура газа в турбодетандере находится в пределах от -10 до +120°С. Для обеспечения нормальной работы турбин при высоких температурах требуется применение материалов, обладающих высокой жаропрочностью. Несомненно, существующие газовые турбины после незначительной доработки технически могут быть использованы в качестве детандеров, однако их стоимость очень высока. Срок окупаемости созданных на их основе ДГА оказывается весьма значительным (около 10 лет и более). Кроме того, одним из основных требований при проектировании газовых авиационных и судовых турбин является обеспечение их малой массы. Для этого они выполняются высокооборотными (до 15 тыс. об/мин), что также приводит к их удорожанию. Скорость же вращения турбодетандера ДГА, который предназначен для выработки электроэнергии с частотой переменного тока 50 Гц, может составлять 3000 или 1500 об/мин (в зависимости от типа электрогенератора). Применение турбодетандера с такими скоростями вращения позволило бы не только упростить конструкцию, но и отказаться от редуктора, связывающего турбодетандер и генератор, что повысило бы экономичность и надежность работы ДГА [80].

Детандеры представляют собой аппараты расширительного действия, в которых газ используется в качестве рабочего тела (без сжигания). При этом происходит преобразование энергии транспортируемого газа в механическую, которая, в свою очередь, преобразуется в электрическую энергию в генераторе.

Анализ опубликованных в России и за рубежом работ, посвященных теории и практике применения ДГА для получения электроэнергии, показал, что все авторы отмечают высокую энергетическую эффективность ДГА, под которой большинство из них понимает отношение полученной на ДГА электроэнергии к подведенной теплоте. Так, удельные затраты теплоты на единицу электрической мощности в ДГА почти в три раза ниже, чем у угольных электростанций, и в полтора раза ниже, чем в ПГУ (парогазовая установка). По данным ТЭЦ-21, удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии на ДГА при применяемой системе подогрева газа составляет около 100 г/кВт-ч. Применение ДГА позволило снизить удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии на ТЭЦ-21 более чем на 1 г/кВт-ч.

Энергетическая эффективность ДГА определяется самим принципом его работы, а именно тем, что составная часть ДГА - детандер - не является тепловой машиной, так как, несмотря на то, что в нем происходит преобразование внутренней энергии в механическую работу, в основе его действия не лежит циклический процесс. Поэтому теплота, используемая для подогрева газа в ДГА, может быть практически полностью преобразована в детандере в механическую работу. В тепловых машинах, к которым относятся паротурбинные и газотурбинные установки тепловых электрических станций, от 60 до 30% энергии, выделяющейся при сжигании топлива, в соответствии со вторым началом термодинамики, должно быть передано холодному источнику [1].

Различия в условиях работы ДГА также определяют требования к конструкции турбодетандера. Так при наличии высокотемпературного источника вторичной теплоты (например, выхлопных газов газотурбинной установки на компрессорных станциях) технологический подогрев газа в ДГА достаточно проводить в одной ступени перед турбодетандером. При отсутствии же бросовой теплоты, когда для подогрева газа требуется сжигание топлива, может оказаться более эффективным промежуточный подогрев газа между ступенями турбодетандера, либо дополнительный подогрев газа после детандера. Конструктивные особенности турбодетандера зависят также от графиков нагрузки работы ГРС или ГРП. При резко переменных годовом и суточных графиках нагрузки необходимо обеспечить высокий внутренний относительный КПД работы детандера в широком диапазоне изменений расхода газа. Для этого может быть применена конструкция, предусматривающая установку направляющего аппарата с изменяемым углом лопаток. При постоянных годовом и суточных графиках нагрузки такое усложнение конструкции себя не оправдывает.

Предлагаемые российскими организациями схемы ДГА также требуют усовершенствования для обеспечения их высокой эффективности.

Эффективность применения ДГА определяется еще и тем, что они представляют собой устройства, для обеспечения работы которых, могут быть порознь или одновременно использованы как энергия, выделяющаяся при сжигании топлива, так и вторичные энергетические ресурсы или возобновляемые источники энергии. Поэтому при определении энергетической эффективности должны рассматриваться с одной стороны совершенство ДГА как отдельного устройства для производства электрической энергии, и с другой стороны - степень использования низкопотенциальной энергии при организации подогрева газа в ДГА. В том случае, когда для подогрева газа в ДГА используется только лишь низкопотенциальная энергия вторичных энергетических ресурсов или возобновляемых источников энергии, можно говорить о „бестопливной электроэнергии", вырабатываемой ДГА.

Энергетическая эффективность ДГА может быть еще более увеличена при комбинированной выработке электроэнергии и холода [1].

Одной из основных систем, определяющих объем и технико-экономические показатели ДГА, является система подогрева газа. Ее тепловая мощность эквивалентна примерно мощности ДГА, а ее стоимость, по разным оценкам, может составлять до 40% общей стоимости ДГА.

Вопрос выбора источника подогрева газа является одним из основных при принятии решения о целесообразности использования этих агрегатов. Кроме того, показатели системы подогрева газа существенно влияют на эксплуатационные затраты ДГА и, как следствие, на себестоимость производимой ДГА электроэнергии. Поэтому выбор и оптимизация схемы подогрева газа в ДГА является одной из приоритетных задач, решаемых при проектировании ДГА.

Если принять во внимание непрерывное увеличение потребления газа в мире, а также повышенные экологические требования к действующим и создаваемым энергетическим объектам, то можно прийти к выводу о необходимости дальнейшего внедрения таких установок в различных отраслях промышленности.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

По результатам проделанной работы можно сделать следующие выводы:

1. Разработаны и исследованы защищенные патентами на полезные модели схемы установок для производства электроэнергии, теплоты и холода при использовании технологического перепада давлений транспортируемого газа.

2. Разработаны математическая модель и метод расчета установки для производства электроэнергии при использовании технологического перепада давлений транспортируемого газа на базе детандер-генераторного агрегата, воздушного компрессора и воздушной турбины. Обоснован выбор критерия оценки эффективности работы установки. Расчетным путем получены зависимости полезной мощности установки от температур газа на входе в установку и перед детандером, температуры воздуха на входе в компрессор, перепадов давлений газа.

3. Проведен эксергетический анализ эффективности применения параллельной и последовательной схем ДГУ для одновременного производства электроэнергии, теплоты и холода. Получены зависимости эксергетического КПД установок от давления и температуры газа на входе в установку. Показано, что при прочих равных условиях эксергетический КПД параллельной схемы выше, чем последовательной, однако электрическая мощность, вырабатываемая детандером, при работе по последовательной схеме оказалась больше, чем при работе по параллельной схеме, на 4-6 %.

4. Проведен эксергетический анализ схем ДГУ на ТЭС с различными способами подогрева газа перед детандером отборным паром турбоустановки: прямые одноступенчатый и двухступенчатый подогревы и двухступенчатый подогрев с применением промежуточного теплоносителя. Показано, что наиболее эффективной является схема с двухступенчатым подогревом без промежуточного теплоносителя, наименее эффективной - схема с одноступенчатым подогревом. При этом применение промежуточного теплоносителя позволяет при незначительном снижении термодинамической эффективности получить существенные технологические преимущества.

5. Проведен сравнительный анализ влияния на изменение тепловой экономичности работы ТЭС различных способов подогрева газа перед детандером ДГУ: прямые одноступенчатый и двухступенчатый подогревы отборным паром турбоустановки, двухступенчатый подогрев отборным паром с промежуточным теплоносителем, подогрев в автономном котле (пиковом водогрейном котле на ТЭЦ).

6. Получены аналитические зависимости, позволяющие определить потерю мощности паротурбинной установки при подогреве газа в ДГУ отборным паром при одноступенчатом и двухступенчатом подогревах газа.

7. Расчетным путем получены зависимости оптимального давления в нижнем отборе на подогрев газа от давления в аналогичном верхнем отборе при двухступенчатом подогреве газа в ДГУ.

8. Получены аналитические зависимости, позволяющие определить уменьшение удельного расхода теплоты на выработку электроэнергии после включения ДГУ на ТЭС при различных давлениях пара, отбираемого на подогрев газа. Проведено сравнение результатов расчетов по полученным зависимостям с результатами расчетов по программе, разработанной на базе математической модели и применяемой на заводах-изготовителях энергетического оборудования и в проектных организациях России для определения показателей тепловой экономичности энергоблоков. Показано, что результаты расчетов по полученным зависимостям с достаточной степенью точности совпадают с результатами расчетов по программе.

9. Получены аналитические зависимости в виде неравенств, позволяющие определить области преимущественного применения подогрева газа перед детандером ДГУ паром отборов турбоустановки при одноступенчатом и двухступенчатом подогревах при сравнении между собой, а также по сравнению с подогревом в автономном котле, как при работе ТЭС с постоянным расходом пара на турбины, так и с неизменной после включения ДГУ общей электрической мощностью электростанции.

10. Проведено исследование различных режимов работы схемы подогрева газа с использованием промежуточного теплоносителя. Показано, что вариант, при котором мощность, вырабатываемая ДГУ, остается постоянной, а давление в отборах изменяется, оказывается более предпочтительным по сравнению с вариантом, при котором давление в отборах остается постоянным, а мощность детандера изменяется.

1. Агабабов B.C. Основные особенности применения детандер-генераторных агрегатов на ТЭЦ // Энергосбережение и водоподготовка.-2002.-№3.-С.27-29.

2. Агабабов B.C., Корягин A.B. Определение энергетической эффективности использования детандер-генераторного агрегата в системах газоснабжения // Теплоэнергетика,- 2002.-№12,- С.42-47

3. Агабабов B.C., Корягин A.B., Титов В.Л., Михайлов H.A. О подогреве газа в детандер-генераторных агрегатах // Энергосбережение и водоподготов-ка.-2001.-№ 1.- С.38-42.

4. АгабабовВ.С., Хаймер Ю.Ю, Утенков В.Ф.,. Получение экологически чистой электроэнергии при утилизации энергии давления транспортируемого природного газа.// Энергосбережение и водоподготовка.-1999.- №4. -С.7-10.

5. Агабабов B.C. Основные особенности применения детандер-генераторных агрегатов на ТЭЦ // Энергосбережение и водоподготовка.-2002.-№ 3.-С.27-29.

6. Агабабов B.C., Корягин A.B., Карасев Ю.А., Джураева Е.В. Подогрев газа в детандер-генераторном агрегате на ТЭС за счет высокопотенциальных вторичных энергетических ресурсов // Труды международной конференции «СИНТ'ОЗ».- С.318-325.

7. Агабабов B.C., Галас Н.В., Джураева Е.В., Зройчиков H.A., Корягин A.B. Сравнение различных способов подогрева газа в детандер-генераторном агрегате // Теплоэнергетика 2003 .-№11. -С.46-50.

8. Агабабов B.C. Подогрев газа в детандер-генераторном агрегате уходящими дымовыми газами энергетических котлов.// Энергосбережение и водо-подготовка.-2003. №3.-С.46-47.

9. Агабабов B.C., Корягин A.B.,Титов В.Л., Хаймер Ю.Ю. Об использовании детандер-генераторных агрегатов в котельных // Энергосбережение и во-доподготовка.-2002.-№2.-С. 14-18.

10. Агабабов В.С, Аракелян Э.К., Корягин A.B. Изменение удельного расхода топлива на электростанции конденсационного типа при включении в ее тепловую схему детандер-генераторного агрегата.// Изв. Вузов. Проблемы энерге-тики.-2000.-№3-4.-С.41-46.

11. И. Агабабов B.C. Оценка эффективности использования детандер-генераторных агрегатов для получения электроэнергии.// Энергосбережение и водоподготовка.-2001 .-№2.-С. 13-15.

12. Агабабов B.C., Аракелян Э.К., Корягин A.B. Изменение мощности КЭС при включении детандер-генераторного агрегата в ее тепловую схему // Известия ВУЗ'ов. Проблемы энергетики.-2000.-№ 1-2.-С.32-39.

13. Агабабов B.C., Аракелян Э.К., Корягин A.B. Изменение удельного расхода топлива на электростанции конденсационного типа при включении в ее тепловую схему детандер-генераторного агрегата // Изв. Вузов. Проблемы энергетики.-2000.-№ 3-4.-С.42-47.

14. Агабабов B.C. Влияние детандер-генераторного агрегата на показатели тепловой экономичности теплоэлектроцентрали // Вестник МЭИ.-2002.-№5,-С.48-52.

15. Агабабов B.C. Влияние детандер-генераторных агрегатов на тепловую экономичность работы конденсационных электростанций // Теплоэнергетика.-2001.-№4.-С.51-55.

16. Агабабов B.C. Детандер-генераторный агрегат // Свидетельство на полезную модель № 12434. Россия. МКИ 7 F 01 D 15/08 по заявке №99115326 от 13.07.99. Опубл. 10.01.2000. Бюл.№1. Приоритет от 13.07.99.

17. Агабабов B.C. Корягин A.B. Агабабов В.В. Изменение удельного расхода условного топлива при включении детандер-генераторного агрегата в тепловую схему конденсационных энергоблоков // Изв. Вузов. Проблемы энерге-тики.-2001.-№ 9-10.-С.53-60.

18. Агабабов B.C., Корягин A.B., Аракелян Э.К. Влияние детандер-генераторного агрегата на удельный расход топлива на КЭС // Изв. Вузов. Проблемы энергетики.-2000.-№ 7-8.-С.32-36.

19. Агабабов B.C. Корягин A.B. Джураева Е.В. Влияние детандер-генераторного агрегата на показатели тепловой экономичности КЭС // Известия академии наук. Энергетика.-2002.-№2.-С.54-59.

20. Агабабов B.C., Корягин A.B., Рожнатовский В.Д. Экономия топлива в энергосистеме при включении детандер-генераторного агрегата в тепловую схему электростанции // Известия Академии промышленной экологии.-2001.-№2.-С. 46-49.

21. Агабабов B.C., Корягин A.B., Утенков В.Ф. Детандер-генераторный агрегат // Свидетельство на полезную модель №17971 МКИ 7 F 25 В 11/02 по заявке №2000129078 от 28.11.2000. Опубл. 10.05.2001. Бюлл. №13.

22. Агабабов B.C., Корягин A.B., Хаймер Ю.Ю., Лоозе П. Использование детандер-генераторных агрегатов в промышленности // Энергосбережение в Поволжье.-2000.-Вып.№3 .-С.89-91.

23. Агабабов B.C., Джураева Е. В., Корягин A.B., Лоозе П., Хаймер Ю. Сравнение различных способов подогрева газа в детандер-генераторных агрегатах на ТЭЦ // Вестник МЭИ 2003.- №5.- С. 101 -103.

24. Агабабов B.C. Определение изменения мощности КЭС при включении детандер-генераторного агрегата в ее тепловую схему // Вестник МЭИ.-2000.-№2.-С. 83-86.

25. Агабабов B.C. Определение экономии топлива на конденсационной электростанции при включении в тепловую схему детандер-генераторного агрегата // Известия ВУЗ'ов. Проблемы энергетики.-1999.-№12.-С.З-8.

26. Агабабов B.C. О применении детандер-генераторных агрегатов в газовой промышленности // Сборник "Энергосбережение на объектах ОАО "Газпром". -2000.-С. 18-23.

27. Агабабов B.C. Оценка эффективности использования детандер-генераторных агрегатов для получения электроэнергии // Энергосбережение и водоподготовка.-2001.-№2.-С.13-18.

28. Агабабов B.C. Способ работы детандерной установки и устройство для его осуществления // Патент на изобретение № 2150641. Россия. Бюл. № 16. 10.06.2000 г. Приоритет от 15.06.99.

29. Агабабов B.C., Степанец A.A. Устройство для подготовки природного газа в трубопроводах к транспортированию // Св-во на полезную модель №11574 РФ, МКИ 6 F 04 D 25/04 заяв. 06.04.99. Опубл.16.Ю.99. Бюл.№10. Приоритет 06.04.99.

30. Агабабов B.C. Влияние детандер-генераторных агрегатов на тепловую экономичность тепловых электрических станций: Автореферат дис. д-ра. техн.наук.-М., 2003.-40 с.

31. Агабабов B.C. К выбору способа подогрева газа в детандер-генераторном агрегате на ТЭЦ // Энергосбережение и водоподготовка.-2002.-№4.-С.42-44.

32. Агабабов B.C., Корягин А.В, Архарова А.Ю. Эффективность использования двухступенчатого подогрева газа перед ДГА на ТЭС // Энергосбережение и водоподготовка. №4.-2004г.-С.70-72.

33. Агабабов B.C., Корягин A.B.,Архарова А.Ю. Подогрев газа перед ДГА с использованием промежуточного теплоносителя на ТЭС // Энергосбережение и водоподготовка. №2.-2005г -С.34-36.

34. Агабабов B.C. Методика оценки влияния детандер-генераторного агрегата на тепловую экономичность ТЭЦ // Вестник МЭИ.-2002.-№5.-С.48-52.

35. Азаров А.И., Барашевский Г.Г., Бреев И.М. Вихревое охлаждение для УЧПУ // Станки и инструменты.-1990.-№5.

36. Алексеев В.П., Азаров А.И. Интегральная оценка качества транспортного вихревого холодильника // Вихревой эффект и его применение в технике. Материалы 2-ой Всесоюз науч.-техн.конф. КуАИ. / Куйбышев. 1976.-С.119-123.

37. Алексеев В.П. Исследование эффекта вихревого температурного разделения газов и паров: Автореферат дис. . канд-та техн.наук. -М., 1954.-20с.

38. Аракелян Э.К. Борисов Г.М., Макарчьян В.А., Голованов С.А., Третьяков С.И. Надстройка Сургутской ГРЭС газопроточными турбинами // Тепло-энергетика.-1988.-№8.-С.45-48.

39. Богданов С.Н., Иванов О.П., Куприянова A.B. Свойства рабочих веществ, теплоносителей и материалов, используемых в холодильной технике. Справочник.-Изд-во Ленинградского университете, 1972 -1 148.

40. Бродянский В.М., Лейтис И.Л. Зависимость величины эффекта Ранка от свойств реальных газов // ИФЖ.-1962.-Т.5.-№5.

41. Бродянский В.М., Эксергетический метод термодинамического анали-за.-М.: Энергия, 1973.-296 с.

42. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука ФМЛ, 1972.-720 с.

43. Вихревой эффект и его применение в технике // Материалы 3-ей Всесоюз. науч.-техн.конф. Куйбышев,-1982.

44. Вихревой эффект и его применение в технике // Материалы 5-ой Всесоюзной науч.-техн.конф. Куйбышев.-1988.-256 с.

45. Вихревые аппараты / А.Д. Суслов, C.B. Иванов, A.B. Мурашкин, Ю.В. Чижиков.-М.: Машиностроение, 1985.-251 с.

46. Влияние детандер-генераторного агрегата на тепловую экономичностьТЭЦ / В.С.Агабабов, А.В.Корягин, Э.К.Аракелян, Ю.Л.Гуськов и др.// Электрические станции.-1997.-Спец.выпуск.-С.77-82.

47. Влияние параметров на показатели работы установки для утилизации энергии давления транспортируемого газа / B.C. Агабабов, В.Ф.Утенков, А.В.Корягин, Ю.Ю.Хаймер // Энергосбережение и водоподготовка. -2000.-№1.-С.22-26.

48. Волков Е.В., Никонова Л.В. Ин-т теплофизики УрО АН СССР. Свердловск, 1991.-8с.-Деп. в ВИНИТИ 16.4.91, № 1610-В91.

49. Волков М.М., Михеев А.Л., Конев К.А. Справочник работника газовой прмышленности. М.: Недра, 1989.

50. Вукалович М.П., Новиков ИИ. Техническая термодинамика. М.: Энергия, 1968.

51. Вукалович М.П. Термодинамические свойства воды и водяного пара (6-е издание).-М.:МА1ПГИЗ, 1958.-246с.

52. Вульман Ф.А., Корягин A.B., Кривошей М.Э. Математическое моделирование тепловых схем паротурбинных установок на ЭВМ. М.: Машиностроение. 1985, 112 с.

53. Гуськов Ю.Л. Повышение эффективности работы ТЭЦ на основе внедрения детандер-генераторных агрегатов: Автореферат дис. . канд. техн. на-ук.-М., 1997.-19с.

54. ГСССД 18-81. Метан жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость при температурах 100 1000 К и давлениях 0,1-100 МПа.

55. Давыдов А.Б., Кабулашвили А.Ш., Шерстюк А.Н. Расчет и конструирование турбодетандеров.-М.: Машиностроение, 1987.

56. Детандер-генераторная установка // Ю.М. Архаров, А.Ю. Архарова, В.С.Агабабов, А.В.Корягин, / Патент на пол. мод. №39937 РФ, МПК 7 F 25 В 11/02, F 01К 27/00 по заявке №2004110563/22 от 08.04.2004 Опубл. 20.08.2004 Бюлл. №1

57. Детандер-генераторная установка // Ю.М. Архаров, А.Ю. Архарова, В.С.Агабабов, А.В.Корягин, / Патент на пол. мод. №43345 РФ, МПК 7 F 25 В 11/02 по заявке №2004128211/22 от 29.09.2004 Опубл. 10.01.2005 Бюл. №1

58. Детандер-генераторная установка // А.Ю. Архарова, В.С.Агабабов,

59. A.В.Корягин, А.Р. Андреев, Р.И. Фролов, Н.В. Малафеева, A.A. Гаряев, Е.С. Соловьева/ Патент на пол. мод. №43630 РФ, МПК 7 F 25 В 11/02 по заявке №2004129095/22 от 06.10.2004 Опубл. 27.01.2005 Бюл. №3

60. Детандер-генераторная установка // Ю.М. Архаров, А.Ю. Архарова,

61. B.С.Агабабов, А.В.Корягин, / Патент на пол. мод. №39937 РФ, МПК 7 F 25 В 11/02, F 01К 27/00 по заявке №2004110563/22 от 08.04.2004 Опубл. 20.08.2004 Бюлл. №1 (с воздушной турб на одном валопроводе).

62. Детандер-генераторная установка // В.С.Агабабов, Ю.М. Архаров, А.Ю. Архарова / Патент на пол. мод. №49199 РФ, МПК 7 F 25 В 11/02, F 01К 27/00 по заявке №2005115561 от 24.05.2005 Опубл. 10.11.2005 Бюлл. №31.

63. Епифанова В.И. Компрессорные и расширительные турбомашины радиального типа.-М.: Изд-во МВТУ им Н.И.Баумана, 1998.

64. Епифанова В.И. Низкотемпературные радиальные турбодетандеры. М.: Машиностроение, 1974.

65. Зарницкий Г.Э. Теоретические основы использования энергии давления газа.-М.: Недра, 1968.

66. Использование детандер-генераторных агрегатов в промышленности // В.С.Агабабов, Корягин A.B. Титов B.JI. Хаймер Ю.Ю. / Науч.-техн. конф. "Инженерная экология-XXI век»: Тез. докл.-М., 2000.-С.133-134.

67. Иткин М.С. Пуск блоков из горячего состояния с использованием вихревой трубы // Энергомашиностроение.-1971.-№8.-С.1-3.

68. Капица П.JI. Турбодетандер для получения низких температур и его применение для сжижения воздуха // ЖТФ.-1939.-Т.9.-Вып.2. -С.99-123.

69. Катц Д.Л., Корнелл Д. и др. Руководство по добыче и переработке природного газа.-М.: Недра, 1965.

70. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинами-ка.-М.:Энергия, 1974.-448с.

71. Клименко А.П. Использование перепада давления природного газа // Инт использования газа АН УССР.-1960.-Вып.9.

72. Клименко А.П. Сжиженные углеродные газы.-3-e изд.-М.: Недра, 1974.

73. Клименко А.П. Термодинамический анализ и опытное исследование расширительной машины в процессах обработки и переработки природного газа: Автореферат дис. канд. техн.наук.-М., 1955.-20с.

74. Криогенные системы / A.M. Архаров , В.П.Беляков, Е.И.Микулин и др. -М.: Машиностроение, 1987.-536 с.

75. Куличихин В.В., Кудрявый В.В., Чижов В.В., Лазарев Л.Я. Об использовании потенциальной энергии природного газа на тепловых электростанциях // Электрические станции.-1997.-№2.-С.8-11.

76. Мальханов В.П., Степанец A.A., Шпак В.Н. Детандер-генераторные агрегаты, разрабатываемые АО «Криокор» для утилизации избыточного давления природного газа// Химическое и нефтяное машиностроение.-1977.-№4.

77. Мальханов В.П. Об утилизационной турбодетандерной установке УТДУ-2500 // Энергосбережение и водоподготовка 2002.-№4.-с.45- 47.

78. Мальханов В.П. Турбодетандерные агрегаты в системах подготовки и распределения природного газа.// М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина.-2004, 228 с.

79. Мартынов A.B., Бродянский В.М. Что такое вихревая труба?-М.: Энергия, 1976.-115 с.

80. Мартыновский B.C., Алексеев В.П. Вихревой эффект охлаждения и его применение // Холодильная техника,-1953.-№3.

81. Мартыновский B.C. Анализ действительных термодинамических цик-лов.-М.: Энергия, 1972.

82. Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. М.: Машиностроение, 1969.-183 с.

83. Меркулов А.П. Вихревые холодильно-нагревательные установки. Куйбышевское книжное изд-во, 1961.-42 с.

84. Методика определения термодинамической эффективности включения детандер-генераторных агрегатов в тепловую схему ТЭЦ / В.С.Агабабов, Ю.Л.Гуськов, В .В .Кудрявый, Э.К.Аракелян // Вестник МЭИ.-1996.-№2.-С.73-76.

85. Обзор докладов на заседании криогенного общества США // Холодильная техника.-1992.-№2.

86. Опытно-промышленная эксплуатация турбодетандерной установки / В.П.Мальханов, М.А.Петухов, В.А.Лопатин и др. // Газовая промышленность.-1994.-№1.

87. Очистка технологических газов / Под ред. Т.А.Семеновой и И.Л.Лейтиса.-М.: Химия-1977, 488 е.

88. Охотин B.C. Термодинамический анализ детандер-генераторных агрегатов (ДГА) в схеме паротурбинных установок с подогревом газа паром из отбора турбины // Вестник МЭИ 2004.-№ -С.34-40.

89. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника. Справочник. Книга 4 / Под редакцией В.А.Григорьева и В.М.Зорина.-М.: Энергоатомиздат, 1991.-586 с.

90. Проспект фирмы ABB TURBINE.

91. Проспект фирмы Kobe steel. Япония.

92. Результаты испытаний ДГА на ТЭЦ-21 / B.C. Агабабов, С.Г. Агабабов Ю.Л Гуськов, В.В. Кудрявый и др.// Вестник МЭИ.-2000.-№2.-С.16-20.

93. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2001611044 РФ. Расчет детандер-генераторных агрегатов и ожижителей природного газа / Корягин A.B., Джураева Е.В. (РФ). 1 с.

94. Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения.-М.: Энергоиздат, 1981.-110 с.

95. Способ утилизации энергии транспортируемого природного газа без выбросов вредных веществ в окружающую среду / В.С.Агабабов, Гуськов Ю.Л., А.В.Корягин и др. // Международная науч.-практич.конф. «Экология энергети-ки-2000»: Тез.докл.-М.,. 2000.-С.328-331

96. Справочник по физико-техническим основам криогеники. Под ред.проф. М.П.Малкова.- М.: Энергоатомиздат, 1985.-431 с.

97. Степанец A.A., Горюнов И.Т., Гуськов Ю.Л. Энергосберегающие комплексы, основанные на использовании перепада давления на газопроводах // Теплоэнергетика.-1995.-№6.-С. 33-35.

98. Степанец A.A. Об эффективности детандер-генераторных агрегатов в тепловой схеме ТЭЦ // Энергетик.-1999.-№4.

99. Степанец A.A. Энергосберегающие турбодетандерные установки / Под ред. А.Д.Трухния. -М.: 000 «Недра Бизнес центр». -1999.- 258с.

100. Столяров A.A. Состояние и перспективы применения турбодетандеров для установок разделения природных газов. // Тр. ин-та ВНИИЭгазпром.-1983.1. Вып.2.-С. 12-16.

101. Страус В. Промышленная очистка газов.-М.: Химия, 1981.-616 с.

102. Твердохлебов В.И., Мальханов В.П. Утилизационные установки для ГРС и КС // Газовая промышленность.-! 985.-№7.

103. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод); Под ред. Н.В.Кузнецова и др. -М.: Энергия, 1973.-295с.

104. Термодинамические свойства метана: ГСССД / В.В.Сычев,

105. A.А.Вассерман, В.А.Загорученко и др. -М.: Изд-во стандартов, 1979.

106. Термодинамические свойства воздуха. Сычев В.В., Вассерман А.А., Козлов А.Д., Спиридонов Г.А., Цымарный В.А. ГСССД. Серия монографии. М.: Издательство стандартов, 1978. —276 с.

107. Трухний А.Д. Термодинамические основы использования утилизационных турбодетандерных установок // Вестник МЭИ.-1999.-№5.-С Л 0-14.

108. Установка для ожижения природного газа // В.С.Агабабов, А.В.Корягин,

109. B.Ф. Утенков, Е.В. Джураева, В.А.Макеечев / Свидетельство на полезную модель №21446 МКИ 1 ¥ 25 1 1/02 по заявке №2001121016/20 от 26.07.2001 Опубл. 20.01.2002 Бюлл. №2

110. Утилизационная газотурбинная установка ТГУ-11 / Г.В.Проскуряков, В.Н.Горшков, В.Е.Авербух и др. // Тяжелое машиностроение.-!991.-№4.

111. Хартман К., Лецкий Э., Шефер В. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов: Пер. с нем./ М.: Мир, 1977.-552 с.

112. ШаргутЯ., Петела Р. Эксергия. -М:Энергия, 1968.-279с.

113. Шпак В.Н. Газораспределительная станция с энергетической установкой. Патент № 2009389. Россия, 1994.

114. Шпак В.Н. Разработки АО «Криокор» в области малой энергетики на базе газовых технологий // Газовая промышленность.-1997.-№5.

115. Энергетическая установка // Ю.М. Архаров, А.Ю. Архарова, Уклечев О.Ю, Костюков И.С./ Патент на пол. мод. №50604 РФ, МПК 7 Б 01 К 23/04, Б 02 в 1/04, ¥231 5/00 по заявке №2005122277 от 13.07.2005 Опубл. 20.01.20061. Бюлл. №02.

116. Энергосберегающие технологии в СССР и за рубежом. Аналитический альбом; Под общ. ред. д.т.н. проф. Ятрова С.Н.-М.:-1990.

117. Я. де Бур. Введение в молекулярную физику и термодинамику: Пер. с англ./-М.: Изд-во иностр. литер.,1962.-277 с.

118. Язик A.B.Утилизация потенциальной энергии газа на газораспределительных станциях в детандерных установках // Обзорн. инф. Сер. Использование газа в народном хозяйстве. ВНИИЭГазпром, 1988, вып.4.

119. А gas energy conversion project using. A turbo expander driven generator // Материалы фирмы San Diego Gas & Electric Company, США, 1999 г.

120. Abhaengichkeit der Betriebsdaten einer Waermepumpenanlage zur Erdgas-vorwaermung von den Einsatzparametern // V.S. Agababov, J. Heymer, A.V. Kor-jagin, V.F. Utenkov / Gas-Erdgas gwf- (2000).-Nr.9.-S.610-615.

121. Agababov V.S., Heymer J., Stepanez A.A. Der Einsatz von Wärmepumpen zur Erdgasvorwärmung / Gas-Erdgas gwf (BRD) 141 (2000).-Nr.3.-S.182-184.

122. Alternative Energie aus der Erdgasentspannungsanlage. Gas Waerme Int.1989.-38.-№7.-S.439. Нем.

123. Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlich Energieverbrauch e.V. (ASUE). Hamburg.-1995.

124. Berge W., Zahner C. Erdgas-Entspannungsturbine Goeppingen // Gas-Erdgas gwf (BRD).-132(1991). Nr.7. -S.302-304.

125. Bosen W. Auslegung und Regelung von Erdgasexpansionsturbinen / VDI Berichte 1141. Duesseldorf. VDI-Verlag GmBH. -1994. -S.l 13-124.

126. Cronin P. The application of turboexpanders for energy conservation / Материалы фирмы Rotoflow Corporation, США, 1999.

127. De toepassing van aardgasexpansiesystemen. Verweij K.A. Elektrotechiek.1990.-68.-№9.-S.791-796. Нид., рез. англ.

128. Energiebesparende installatie van Energiebedrifit Amsterdam. Elektro techniek.-1991 .-69.-№ 11 ,-S. 997. Нид.

129. Fasold H.-G., Wahle H.-N. Berechnung und Auslegung von Erdgas-Vorwaermanlagen // Gas-Erdgas gwf (BRD).-135(1994.) Nr.4. -S.220-224.

130. Fasold H.-G., Wahle H.-N. Beruecksichtigung des Realgasverhaltens im Zusammenhand mit der Planung und Berechnung von Erdgasversorgungssystemen // Gas-Erdgas gwf (BRD). -133(1992). -Nr.6. -S.265-276.

131. Fasold H.-G., Wahle H.-N. Gasentspannung in Expansionsmaschinen unter Beruecksichtigung des Realgasverhaltens // Gas-Erdgas gwf (BRD) -136(1995). -Nr.6. -S .261-269.

132. Fasold H.-G., Wahle H.-N. Joule Thomson - Koeffizienten frier in der BRD vermarktete Erdgase // Gas-Erdgas gwf (BRD). -135(1994). -Nr.4. -S.212-219.

133. Furchner H. Stromerzeugung durch Erdgasentspannung. Einfuerung-hemmnisse und technische Loesungen // Gas-Erdgas gwf (BRD). -138(1997). -Nr.ll.-S.634-636.

134. Hagedorn G. Technische Möglichkeiten und Anwendungspotentiale fuer den Einsatz von Entspannungsmaschinen in der Versorgungswirtschaft und Industrie // VDI Berichte 1141. Duesseldorf. VDI-Verlag GmBH. -1994. -S.l-15.

135. Huenning R., Hube W., Rickenberg R. Projektierung eine Expansionsanlage fuer die Stadatwerke Guetersloh // Gas-Erdgas gwf (BRD). -132(1991). -Nr.9. -S.433-437.

136. Installation list of power recovery turbine / Каталог фирмы Kobe Steel, LTD, Япония, 1999.

137. Kaszor H.-E. Anwendererfahrungen mit der industriellen Turbinenentspannungsanlage der Buderus AG Edelstahlwerke // VDI Berichte 1141. Duesseldorf. VDI-Verlag GmBH. -1994. -S.81-99.

138. Les economies d'energie dans le transport du gaz par canalisations. Le rechauftage du gaz. Graille Michel. «Gaz d'aujourdhui». 1987, 111, №3, 113-118. (фр., рез. англ., нем.).

139. L 'installatore technico.-1990.-Anno 4.-№1.-Р.18-32. Ит.

140. L 'installatore technico.-1990.-Anno 4,-№l.-P.33-34. Ит.

141. L 'installatore technico.-1990.-Aimo 4.-№1.-Р.35-45. Ит.

142. Luetge R. Einsatzkriterien, Betriebs und Regelverhalten von ErdgasKolbenexpander // VDI Berichte 1141. Duesseldorf. VDI-Verlag GmBH. -1994. -S.163-178.

143. Martel U., Brogli A. Technische Beschreibung einer Gasexpansionsanlage // Gas-Erdgas gwf(BRD). -136(1995). -Nr.ll. -S.601-609.

144. Meckel B. Wirtschaftlichkeitbetrachtungen zur Anwendung von Gasentspannungsmaschinen // VDI-Berichte.-l 994,-1141 .-S .61 -67.

145. Milke R. Konzipierung und Betriebserfahrungen mit einer Kolbenentspannungsanlage bei den Stadtwerk Heilborn // VDI-Berichte.-l994.-1141.-S.179-174.

146. Modrei Р., Sundermann H.-H. Planung, Bau und erste Betriebserfahrungen einer Erdgas Expansionsanlage in Ferngassystemen // Gas-Erdgas gwf (BRD). 139(1998).-Nr. 5.-S.276-282.

147. Rathmann D. Einsatzmoeglichkeiten und Bauartenvergleich unterschidlicher Entspannungsmaschinen // VDI-Berichte.-l 994.-1141.-S.77-80.

148. Recovering energy in gas pressure reduction. Truston Albert. Contr. and in-strum.-1991 .-23 .-№5 .-P.115. Англ.

149. Rostek H.A., Rothmann D. Erdgasentspannung-Stromerzeugung mit fast 100% Wirkungsgrad. Gas Zeitschrift für Wirtschaft, und unweitfreundliche Energienanwend.-l989.-40.-№3.-S.35-37. Нем.

150. Rotoflow job Installation list / Каталог фирмы Rotoflow Corporation, США, 1999 г.

151. Seddig H. Erfahrungen mit Gasexpansionsanlagen // Gas-Erdgas. 134(1993).-Nr. 10. S.542-547.

152. Seddig H., Friege G. Stromerzeugung über Gasentspannung im Energiezen-tmm der Stadtwerke Lübeck / Gas-Erdgas gwf. 130 (1989), Nr. 10/11, S. 622/629.

153. Seddig H. Kombination eines Blockheizkraftwerkes und einer Expansionsmaschine zur Erdgasentspannung / Gas-Erdgas gwf. 133 (1992), Nr. 7, S. 320/326.

154. Shpak V.N. Gas Distribution Station with Power Plant. Патент № 5,425,230. США, 1995.

155. Surek D. Energierueckgewinnung mit Seitenkanal Entspannungsmaschinen //VDI-Berichte.-1994.-1141.-S.145-162.

156. Truston A. Recovering energy in gas pressure reduction // Contr. and Instrum.-1991,23,N5.

157. Tuma M.,Sekavcnik M. Stromerzeugung mit Erdgas-Entspannungsmaschinen / Erdgastechnik.

158. Urban M., Fiescher B. Nachruestung einer 4 MW Erdgas-Entspannungsanlage zur Stromerzeugung im Kraftwerk Mainz Wiesbaden // VDI-Berichte.-1994,-1141.-S.101-111.

159. Waermeversorgung in Moskau // V.S. Agababov, J. Heymer, A.V. Korjagin, P.Loose / EuroHeat&Power.-2002.-N 10.-S.28-31.

160. Welzel B. Stand der Entwicklung einer einfach regelbaren Axial Wasserturbine zum Einsatz als Entspannungsturbine in Rohrleitungssystemen // VDI-Berichte.-1994.-1141.-S.49-60.

161. Willmroth G. Magnetgelagerte Turbogeneratoren // VDI-Berichte.-1994.-1141.-S.125-143.

162. Willmroth G., Schmitz H., Teermann A., Fink E., Pauls P. Betriebserfahrungen mit der Erdgasexpansionsanlage der EWW Stolberg // Gas-Erdgas gwf (BRD). 138(1997).-Nr. 9. S.534-543.

163. Агабабов B.C. Влияние детандер-генераторных агрегатов на тепловуюэкономичность тепловых электрических станций: Автореферат дис.д-ра.техн.наук.-М., 2003.-40 с.

164. Энергетическая установка // А.Ю. Архарова, Ю.М. Архаров, И.С. Костюков / Патент на пол. мод.№ 50604 РФ, МПК 7 F 01К 23/04, F 02 G 1/04, F 23L 5/00 по заявке №2005122277/22 от 13.07.2005 Опубл. 20.01.2006 Бюлл. №02.