Примерно за последние 15-20 лет в развитых странах созданы и внедрены уже достаточно совершенные установки для преобразования органического топлива в электрическую и тепловую энергию.
Технология постоянно совершенствуется и на дальнейшее качественное повышение технико-экономических показателей таких установок уже требуется поиска каординально новых и нетрадиционных методов, применение которых позволит существенно повысить все показатели, включая экологические.
Одной из таких возможностей решения этой проблемы на промышленных предприятиях, является использование в качестве топлива природный газ, является применение детандер-генераторных агрегатов (ДГА).
Устройство и принцип работы ДГА
Детандер-генераторный агрегат представляет собой устройство, в котором энергия потока транспортируемого природного газа преобразуется сначала в механическую энергию в детандере, а затем в электрическую энергию в генераторе. Существует также принципиальная возможность получения одновременно с электроэнергией теплоты различных температурных уровней (высокотемпературной для обогрева и низкотемпературной для создания холодильных установок и систем кондиционирования), образующейся при работе ДГА.
ДГА используются в системе газоснабжения на станциях технологического понижении давления газа (газораспределительных станциях — ГРС и газорегуляторных пунктах – ГРП). Обычно понижение давления газа на ГРС и ГРП осуществляется за счет дросселирования газового потока.
В обеих установках для обеспечения работы теплового насоса и воздушного теплового насоса для обеспечения их работы используется электроэнергия, выработанная генератором ДГА, что уменьшает полезную электрическую мощность установок, т.е. мощность, которая может быть передана потребителю.
Необходимо отметить, что устройство детандер-генераторного агрегата и принцип его работы позволяют создать бестопливную установку за счет выбора соответствующего режима работы при подогреве газа только после детандера. Однако при этом газ на выходе из детандера имел бы недопустимо низкие по условиям эксплуатации температуры (минус 80 – минус 100°С), что заставляло бы дросселировать газ перед детандером, теряя значительную часть потенциала давления. Поэтому установки такого типа, скорее всего, не найдут широкого применения и в данной статье рассматриваться не будут.
На сегодняшний момент уже разработаны несколько вариантов бестопливных установок на базе ДГА.
1. ДГА на базе теплового насоса (ТН), в котором в качестве рабочего тела применяются хладагенты (вещества с очень низкой температурой кипения).
2. ДГА с воздушными тепловыми насосами (ВТН), в этом случае в качестве рабочего тела используется атмосферный воздух.
Каждый из вариантов установки имеет и преимущества, так и недостатки.
Однако оба варианта ДГА являются бестопливными, т.е. для обеспечения их работы не требуется топливо.