Розробка та дослідження середньотемпературного двофазного пристрою для реалізації технології утилізації теплоти викидних потоків газоперекачувальних агрегатів магістральних газопроводів

На газових магістралях України газоперекачувальні агрегати працюють з великими тепловими викидами (до 20 МВт) високої температури (300 оС і більше) і, одночасно, потребують значних витрат електроенергії на привід обладнання самих газоперекачувальних станцій. Утилізація високотемпературних потоків від газоперекачувальних агрегатів та перетворення викидної теплоти в електричну енергію можливо за допомогою термоелектричних генераторів. Для ефективного використання термоелектричних генераторів, потрібен засіб сприйняття та передачі їм теплоти від гарячих газів, а також забезпечення ізотермічності поверхні їх гарячих та холодних спаїв. Проблема підвищення економічності роботи газоперекачувальних станцій магістральних газопроводів була вирішення використанням теплопередаючого двофазного пристрою (середньотемпературного термосифона).

Встановлення значень коефіцієнтів теплообміну в зоні нагріву та конденсації замкнених двофазних теплопередаючих пристроїв з середньотемпературним теплоносієм, визначення їх величини максимального теплового потоку, що передається, і величини термічного опору між зоною нагріву та конденсації та їх залежності від теплотехнічних робочих параметрів пристрою дозволили створити макет середньотемпературного термосифона з теплоносієм DOWTHERM для установки утилізації теплоти відпрацьованих потоків газів з температурою від 300оС до 400оС.
Виконаний об'єм робіт дозволив створити новий тип установки для утилізації теплоти викидних потоків газів з використанням середньотемпературного термосифону та термоелектричних генераторів. За результатами роботи було розроблено та виготовлено макет модулю установки на основі одного термосифону, а також проведені його теплотехнічні випробування для встановлення основних робочих параметрів. Використання теплоутилізаційної установки на основі 60 середньотемпературних двофазних пристроїв та загальному ККД 4% додатково дозволяє отримати електроенергію до 61 320 кВт•годин, що може забезпечити економію газу у розмірі 6586 м3 та відповідає скороченню парникових викидів на 92 тони СО2.