Перспективы
Использование газотурбинных установок в качестве автономных источников энергии имеет серьезные перспективы. Это обусловлено относительно невысокой ценой на природный газ, высокими тарифами на электроэнергию и тепло, приобретаемые в сбытовых компаниях.
В то же время электрический коэффициент полезного действия (КПД) надежных электрогенераторных установок, оснащённых двигателями внутреннего сгорания, не превышает 44%. Это значит, что более половины топлива сгорает впустую. Кардинальным решением этой проблемы является система утилизации тепла, позволяющая повысить общий КПД ГПА в некоторых случаях почти до 90–95%.
Идея
Основная идея системы утилизации тепла заключается в полезном применении тепловой энергии, которую газотурбинный двигатель выделяет в процессе работы. Тепло, получаемое таким образом, может использоваться для нужд отопления, горячего водоснабжения, выработки пара и решения различного рода технологических задач.
Программа компании «Газпром»
Для повышения энергетической эффективности расхода топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) при транспортировке газа в ПАО «Газпром» реализуется высокоэффективная энергосберегающая технология использования тепла уходящих газов ГПА для выработки электрической энергии и энергии холода
Для транспортировки природного газа по магистральным газопроводам (МГ) России в качестве привода ГПА применяются ГТУ, которые составляют в парке Общества 87,8 %
О Газоперекачивающем агрегате
Газоперекачивающий агрегат (ГПА) — устройство, предназначенное для сжатия природного газа на компрессорных станциях газопроводов и подземных хранилищ.
Продольный разрез ГПА-Ц-16
Утилизация тепла на основе пентановой технологии
ГТУ имеют температуру выхлопных газов в диапазоне 400–500 °С, и их утилизационный потенциал оценивается в 836 млн ГДж/год, из которых для нужд теплоснабжения используется 54,3 млн ГДж/год (6,5 %)
В ПАО «Газпром» принята Программа по внедрению утилизации тепла отходящих газов компрессорных станций. Суммарный потенциал выработки электроэнергии на основе использования технологии утилизации тепла уходящих газов ГПА на компрессорных станциях (КС) оценивается в 27,3 млрд кВт·ч/год
В современных условиях перспективной технологией по утилизации тепла выхлопных (уходящих) газов ГТД ГПА является «пентановая» технология, или технология пентановых турбин на основе органического цикла Ренкина (ORC-технология). Техническое решение, обеспечивающее реализацию данной технологии, относится к классу утилизационных теплоэнергетических комплексов (УТЭК).
МТУ-500 ORC
В рамках НИОКР, начатой в 2011 г., была разработана утилизационная установка МТУ-500 ORC электрической мощностью 500 кВт.
Целью проекта является обеспечение потребности КС в электроэнергии на собственные нужды путем установки автономных энергоисточников.
Оценка экономической эффективности проекта подтвердила его эффективность: дисконтируемый срок окупаемости проекта составляет 5,9 лет.
ORC-технология
Энергосберегающий эффект применения ORC-технологии заключается в том, что на КС более полно используется энергия природного газа, сжигаемого в качестве топлива. Электроэнергия, получаемая при преобразовании тепла в УТЭК, тратится на собственные нужды компрессорного цеха (КЦ), в том числе и на привод электроприводного ГПА (ЭГПА), при условии, что в состав КС входит электроприводной КЦ.
На сегодняшний день
В ПАО «Газпром» впервые реализуется пилотный проект, направленный на повышение энергетической эффективности магистрального транспорта газа, финансируемый в рамках энергосервисного контракта между ООО «Газпром трансгаз Югорск» и ООО «ГПБ-Энергоэффект».
В настоящее время проводится комплекс работ по выполнению предпроектных исследований по оценке строительства на КС «Октябрьская» ООО «Газпром трансгаз Югорск» УТЭК на основе применения ORC-технологии.