ДГА в России и в мире

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.

В СНГ 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.

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 в 1990-х гг. были реализованы проекты малых ДГА для автоматизации ГРС «Ташкент -1», «Ташкент -2» и других ГРС, выпускаемых по проектам ДАО «ЦКБН» (г. Подольск). Вероятно, не хватает пока примеров успешного и эффективного практического использования этой технологии производства электрической энергии.

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.

ЗАО «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.

Агрегат Невского завода

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» и ООО «ТурбоДЭн», изготовлен и отгружен заказчику. В конструкции ЭТДА-1500 реализованы 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).

Компания ENCE GmbH (Швейцария) предлагает расчет, подбор, комплектацию и поставку «под ключ» широкого спектра турбодетандеров. Рабочие параметры: 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 до 90% (в зависимости от сочетания параметров).

ОАО «Криокор»разработан, изготовлен и в 1995 г. введен в промышленную эксплуатацию на ТЭЦ-21 (Москва) энергетический комплекс, состоящий из двух ДГА-5000 суммарной установленной мощностью 10000 кВт. На 2008 г. выработка электроэнергии комплексом составила более 400 млн кВт·ч. В 2000 г. введен в эксплуатацию энергетический комплекс на базе ДГА-5000 на Лукомльской ГРЭС (Беларусь). В 2005 г. введен в эксплуатацию энергокомплекс на базе двух ДГА-5000 на Рязанской ГРЭС, в 2007 г. - 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.

Компания 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 МВт. Турбодетандеры 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.

Агрегат ENCE GmbH

ОАО «Турбогаз» (г. Харьков) создает и внедряет утилизационные детандерные энергетические установки (УТДУ) для преобразования энергии избыточного давления природного газа в электрическую энергию с установленной мощностью от 8 до 8000 кВт. Например, УТДУ-2500 установлена на УМГ «Харьковтрансгаз» ДК «Укртрансгаз» НАК «Нафтогаз Украины». На ГС «Солоха» ГПУ «Полтавагаздобыча» внедрена уникальная детандерная энергетическая установка мощностью 2500 кВт, предназначенная для получения холода в системе низкотемпературной адсорбции с одновременной выработкой электроэнергии. В настоящее время ОАО «Турбогаз» имеет конструкторскую документацию собственной разработки на 18 низкотемпературных турбодетандерных агрегатов и на 7 энергетических турбодетандерных установок.

Предлагаются установкиНПП «Газэлектроприбор», ра­ссчитанные на небольшую мощность 1-30 кВтпри 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» (С.-Петербург). Упомянутая технология позволяет газифицировать объекты, расположенные в пределах нескольких десятков километров от ГРС без строительства распределительного пункта.

Необходимо отметить, что с технологической точки зрения на сегодняшний день в России имеются все предпосылки для создания оборудования для производства и использования сжиженного природного газа (СПГ). Имеются разработчики и производители турбодетандерно-компрессорных агрегатов («Турбоком-М» и ОАО «Гелиймаш»), высокоэффективных теплообменников (ОАО «Криомаш»), средств доставки СПГ автотранспортом и в железнодорожных цистернах («Уралкриомаш», г. Нижний Тагил). Газомотокомпрессоры выпускаются ОАО «РУМО» (г. Нижний Новгород). Но для проектирования и производства оборудования нужен организатор работ и координатор инженерных разработок, производства оборудования и его монтажа.

В России подготовлена база для разворачивания повсеместной утилизации энергии сжатого природного газа на установках мощностью от 1 кВт до 30 МВт.Для воплощения идеи задействованы передовые предприятия различных отраслей. Есть положительные примеры использования действующих технологий. Однако эта сторона энергетики освещается недостаточно широко, нет нормативной базы разработки и применения установок. Нет пока серийных установок, хотя как показывают проведенные целевые работы, пунктов для эффективного применения таких установок выявлено очень много.

Мы обязаны рассказать, показать, выполнить необходимую проектную документацию, которая позволит понять широкому кругу специалистов, что на сегодняшний день есть все предпосылки, включая экономические, оперативно решить любые задачи, связанные с улучшением условий электроснабжения путем утилизации энергии сжатого природного газа.

Читайте в разделе «Нефть и газ» статью «Турбодетандерные агрегаты и газодобыча».

Александр Мамедов(ОАО «УзЛИТИнефтгаз», Ташкент)