Обоснование способа редуцирования природного газа в системе газораспределения при помощи детандеров объемного типа

Цель: научное обоснование способа редуцирования природного газа при помощи регулируемых детандер-генераторов объемного типа в нестационарных условиях эксплуатации системы газораспределения. На основе выполненного анализа современного состояния эксплуатации пунктов редуцирования (ПРГ), с учётом выявленной необходимости совершенствования процесса понижения давления в нестационарных условиях газораспределения при перепадах давлений 0,025 - 0,295 МПа и расходах 10 - 500 нм³ обосновано применение способа редуцирования природного газа с помощью детандер-генераторных регуляторов объемного типа (ДГР) и разработаны устройства для его реализации (патент РФ 2620624, патент РФ 2662784). Разработана математическая модель процесса редуцирования газа в ДГР при условиях нестационарного режима отбора газа и изменения давления питающего трубопровода, позволяющая определять устойчивость функционирования ДГР, газодинамические характеристики газового потока, геометрические параметры элементов объёмного детандера и эффективность утилизации энергии природного газа. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований были получены аналитические зависимости, устанавливающие связь между величинами давлений газа до и после ПРГ, его расхода, утилизированной энергии, частоты вращения и радиуса ротора ДГР, позволяющие определять основные характеристики ДГР с учётом требуемых параметров редуцирования. Разработана методика определения технологических параметров редуцирования газового потока, основанная на использовании обобщённой функции максимизации мощности утилизации ДГР, с учётом адиабатного КПД, неравномерностей потребления природного газа, радиуса ротора детандера и частоты его вращения, обеспечивающих эффективность утилизации энергии потока газа в диапазоне мощностей от 0,02 кВт до 4,0 кВт. Выполнен технико-экономический анализ эффективности применения способа редуцирования с помощью ДГР в системе газораспределения.