Разработка автономного источника электроснабжения газорегуляторных пунктов на базе роторного детандер-генераторного агрегата

Цель настоящей НИОКР заключается в разработке опытного образца детандер-генераторного агрегата (ДГА) для автономного электроснабжения газорегуляторных пунктов. В ходе выполнения настоящей НИОКР были успешно решены все задачи, стоявшей перед проектной командой согласно техническому заданию и календарному плану, а именно:разработана конструкторская документация и технологическая карта на изготовление опытного образца детандер-генераторного агрегата; разработана методика и программа испытаний опытного образца роторного детандер-генераторного агрегата;разработана система автоматического управления и диспетчеризации ДГА;разработаны технические условия на изготовление опытного образца роторного ДГА;разработана инструкция по эксплуатации ДГА;изготовлен опытный образец роторного ДГА мощностью 1 кВт для автономного электроснабжения газорегуляторного пункта (ГРП);проведены испытания опытного образца роторного ДГА мощностью 1 кВт.получен патент на изобретение ООО «Дельта П» / Черных А.С., Геращенко А.Г., Федюхин А.В., Султангузин И.А., Карасевич В.А. Патент на изобретение № 2732275 от 14.09.2020: Детандер-генераторный агрегат.Продуктом проекта является роторный ДГА, предназначенный для выработки электроэнергии на технологических объектах системы гаpораспределения. Роторный ДГА относится к классу расширительных машин динамического действия. В ДГА природный газ не используется как топливо, а используется лишь в качестве рабочего тела, с преобразованием энергии сжатого газа в механическую работу в детандере, а затем в электрическую – в генераторе. Отработавший в ДГА газ направляется потребителям в газовую сеть низкого давления. Опытный образец ДГА обеспечивает выработку электрической энергии и обладает следующими основными техническими параметрами:номинальная электрическая мощность – 1 кВт;номинальное напряжение, вырабатываемое генератором – 28 В (постоянного тока);номинальное напряжение на выходе автономного инвертора напряжения – 230 В (переменный ток с частотой 50 Гц);емкость аккумуляторных батарей – 60 А·ч;номинальное давление природного газа на входе в детандер – 0,3...0,6 МПа;давление на выходе из детандера в соответствии с требованиями к выходным характеристикам узла редуцирования газа (величина задается регулятором давления природного газа, установленным за ДГА);расход природного газа через детандер при номинальной нагрузке – 80 – 120 куб. м/ч;частота вращения роторов детандера при номинальной электрической нагрузке – 5000 об/мин.В настоящее время успешно проведены испытания ДГА на воздухе, в течение 2021 года планируется сертификация оборудования для использования на опасных производственных объектах и последующая опытно-промышленная эксплуатация на действующем ГРП. В 2022 году планируется коммерческая реализация 5 единиц ДГА общей стоимостью 3,5 млн. руб., исходя из оценочной стоимости 700 тыс. руб. за единицу.Разработанный опытный образец продукта проекта представляет собой автономный источник электроснабжения на базе роторного детандер-генераторного агрегата и предназначается для обеспечения автономного/резервного электропитания газорегуляторных пунктов, станций электрохимической защиты газопроводов и прочих электроприемников, входящих в состав технологического комплекса газораспределительных организаций (категория потенциальных потребителей: газовая промышленность, топливно-энергетический комплекс). Продукт проекта планируется для применения в качестве автономного или резервного источника энергии, интегрируемого в систему энергообеспечения технологических объектов газораспределительных организаций ПАО «Газпром, АО «Мособлгаз», АО «Мосгаз», а также независимых ГРО. Газовое хозяйство только ПАО «Газпром» насчитывает свыше 250 тысяч газорегуляторных пунктов. Плановая цена реализации автономного источника электроснабжения на базе роторного ДГА составляет от 500 до 900 тыс. руб. в зависимости от мощности и комплектации. По оценкам специалистов проекта, на период до 2025 года планируется реконструкция, техническое перевооружение существующих ГРП и ввод в эксплуатацию ГРП нового поколения в общем количестве более 2000 единиц с обязательным автономным источником электроснабжения. С учётом того, что стоимость автономного источника электроэнергии на базе роторного ДГА составляет 700 тыс. руб. (принята усреднённой), денежная оценка объёма рынка составит: 2000 × 700 000 = 1 400 000 000 руб.Продукт проекта по научно-техническому уровню превосходит известные аналоги. К настоящему времени существует несколько разработок устройств подобного назначения аналогичной мощности. Но основная масса решений – это детандерные электроагрегаты с приводом генератора от турбины или микротурбины.