Разработка и исследование среднетемпературного двухфазного устройства для реализации технологии утилизации теплоты выбросных потоков газоперекачивающих

Разработка и исследование среднетемпературного двухфазного устройства для реализации технологии утилизации теплоты выбросных потоков газоперекачивающих

На газовых магистралях Украины газоперекачивающие агрегаты работают с большими тепловыми выбросами (до 20 МВт) высокой температуры (300 °С и более) и, одновременно, требуют значительных затрат электроэнергии на привод оборудования самих газоперекачивающих станций. Утилизация высокотемпературных потоков от газоперекачивающих агрегатов и преобразования уходящей теплоты в электрическую энергию можно с помощью термоэлектрических генераторов. Для эффективного использования термоэлектрических генераторов, нужен способ восприятия и передачи им теплоты от горячих газов, а также обеспечение изотермичности поверхности их горячих и холодных спаев. Проблема повышения экономичности работы газоперекачивающих станций магистральных газопроводов была решена использованием теплопередающего двухфазного устройства (среднетемпературного термосифона).

Определение значений коэффициентов теплоотдачи в зоне нагрева и конденсации замкнутых двухфазных теплопередающих устройств с среднетемпературным теплоносителем, определения их величины максимального передаваемого теплового потока и величины термического сопротивления между зоной нагрева и конденсации, а также их зависимости от теплотехнических рабочих параметров устройства позволили создать макет среднетемпературного термосифона с теплоносителем DOWTHERM для установки утилизации теплоты отработанных потоков газов с температурой от 300оС до 400оС.

Выполненный объем работ позволил создать новый тип установки для утилизации теплоты выхлопных потоков газов с использованием среднетемпературного термосифона и термоэлектрических генераторов. По результатам работы был разработан и изготовлен макет модуля установки на основе одного термосифона, а также проведены его теплотехнические испытания для установки основных рабочих параметров. Использование теплоутилизационной установки на основе 60 среднетемпературных двухфазных устройств и общем КПД 4% дополнительно позволит получать электроэнергию в 61320 кВт • ч, что может обеспечить экономию газа в размере 6586 м3 и соответствует сокращению парниковых выбросов на 92 тона СО₂.