«Автоматизация и информатизация ТЭК»

Информационные технологии в задачах повышения рентабельности процесса транспортировки природного газа

УДК: 66.01:007./.005
DOI: 10.33285/2782-604X-2022-3(584)-12-17

Авторы:

¹ Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

Ключевые слова: природный газ, транспорт, оптимальная организация, мультифункциональность, энергоблок, цикл Ренкина, цикл Брайтона, рекуперация, мощность, производительность

Аннотация:

В статье на основе методологии оптимальной организации систем предложены способы повышения рентабельности процесса транспортировки природного газа по магистральным газопроводам, реализующие принцип мультифункциональности. На основе вычислительных экспериментов в программной среде CHEMCAD разработаны схемные решения по мультифункциональным энергоблокам, позволяющим одновременно генерировать электрическую мощность и повышать пропускную способность газопровода на основе глубокой утилизации теплоты технологических потоков газоперекачивающих агрегатов турбинного типа. Показано, что мультифункциональный энергоблок на основе органического цикла Ренкина позволяет генерировать более 9 МВт электрической мощности на один газоперекачивающий агрегат мощностью 16 МВт и повышать его производительность на 1 % за счет дополнительного охлаждения транспортируемого природного газа. Альтернативным мультифункциональным техническим решением является использование цикла Брайтона, использующего в качестве рабочего тела сверхкритический диоксид углерода. При использовании цикла Брайтона можно получить около 4 МВт электрической мощности и повысить пропускную способность на 2 % за счет охлаждения природного газа до центробежного нагнетателя.

Список литературы:

1. СТО Газпром газораспределение 12.2.2-1-2013. Определение пропускной способности, расчет свободных мощностей газопроводов. – Введ. 2014–01–01. – СПб.: Газпром газораспределение, 2013. – VI, 76 с.
2. Повышение энергетической эффективности магистрального транспорта газа ПАО "Газпром" на основе реализации высокоэффективных технологий утилизации тепловой энергии выхлопных газов газотурбинных установок газоперекачивающих агрегатов / О.Е. Аксютин, А.Г. Ишков, Г.А. Хворов [и др.] // Газовая пром-сть. – 2017. – № S1(750). – С. 64–69.
3. Налетов В.А., Глебов М.Б., Налетов А.Ю. Инновационные энергосберегающие технологии в системах транспортировки газа // Газовая пром-сть. – 2019. – № 4(783). – С. 100–106.
4. Гулина С.А., Ткаченко М.А., Рамзаева М.А. ПНГ для охлаждения природного газа // Деловой журнал Neftegaz.RU. – 2017. – № 2(62). – С. 68–70.
5. Information-Thermodynamic Principle of the Organization of Chemical Engineering Systems / V.A. Naletov, L.S. Gordeev, M.B. Glebov, A.Yu. Naletov // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. – 2011. – Vol. 45, Issue 5. – P. 631–639. – DOI: 10.1134/S0040579511050289
6. Technology for processing natural energy resources based on the concept of optimal chemical engineering system organization / V.A. Naletov, V.A. Kolesnikov, M.B. Glebov [et al.] // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. – 2017. – Vol. 51, Issue 2. – P. 142–150. – DOI: 10.1134/S0040579517020051
7. Development of a Supercritical CO2 Bryton Energy Conversion System Coupled with a Sodium Cooled Fast Reactor / Jae-Eun Сна, Тае-Но Lee, Jae-Нyuк Еоh [еt al.] // Nuclear Engineering and Тechnology. – 2009. – Vol. 41, Issue 8. – P. 1025–1044. – DOI: 10.5516/NET.2009.41.8.1025
8. Kimzey G. Development of a Brayton Bottoming Cycle using Supercritical Carbon Dioxide as the Working Fluid. – Palo Alto: Electric Power Research Institute, 2012.
9. Demonstration of the Allam Cycle: an Update on the Development Status of a High Efficiency Supercritical Carbon Dioxide Power Process Employing Full Carbon Capture / R. Allam, S. Martin, B. Forrest [et al.] // Energy Procedia. – 2017. – Vol. 114. – P. 5948–5966. – DOI: 10.1016/j.egypro. 2017.03.1731