Проблема гідратоутворення на газорозподільних станціях, шляхи її вирішення. Вибір схеми підігріву природного газу на ГРС, оцінка необхідних температур. Принцип роботи парокомпресійного теплового насосу. Тепловий баланс системи конденсатор-переохолоджувач.
При низкой оригинальности работы "Проект теплового насосу для підігріву природного газу на газорозподільній станції", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
8.2 Основні принципи і способи захисту населення в надзвичайних ситуаціяхГазорозподільна станція (ГРС), служить для зниження тиску газу до рівня, необхідного за умовами його безпечного споживання та забезпечує також подачу газу обумовленої кількості з певним ступенем очищення і одоризації. На ГРС здійснюються наступні основні технологічні процеси: - очищення газу від твердих і рідких домішок; За призначенням розрізняють кілька типів ГРС: - станції на відгалуженні магістрального газопроводу (на кінцевій ділянці його відгалуження до населеного пункту або промислового обєкту) продуктивністю від 5-10 до 300-500 тис. м3/год; контрольно-розподільні пункти, що розміщуються на відгалуженнях від магістральних газопроводів до промислових або сільськогосподарських обєктів, а також для живлення кільцевої системи газопроводів навколо міста, продуктивністю від 2-3 до 10-12 тис. м?/год; автоматична ГРС для постачання газом невеликих населених пунктів, радгоспних і колгоспних селищ на відгалуженнях від магістральних газопроводів, продуктивністю 1-3 тис. м?/год;Природний газ, насичений парами води, при високому тиску і при певній позитивній температурі здатний утворювати тверді зєднання з водою - гідрати. Гідрати природних газів являють собою нестійке фізико-хімічне зєднання води з вуглеводнями, яке з підвищенням температури або при зниженні тиску розкладається на газ і воду. Гідрати відносяться до речовин, у яких молекули одних компонентів розміщені у порожнинах решітки між вузлами асоційованих молекул іншого компонента. Гідрати утворюються у вигляді двох структур, порожнини яких заповнюються молекулами гідратоутворювачів частково або повністю (мал. У першій структурі 46 молекул води утворюють дві порожнини з внутрішнім діаметром 5.2 • 10-10 м і шість порожнин з внутрішнім діаметром 5.9 • 10-10 м.При редукуванні газу на газорозподільних станціях (ГРС) до тисків в розподільних мережах втрачається значна кількість потенційної енергії надлишкового тиску газового потоку, яка була раніше передана йому на компресорних станціях. Використання вторинних енергетичних ресурсів (ВЕР), до яких відноситься енергія надлишкового тиску природного газу на ГРС, є одним із способів підвищення енергоефективності магістрального транспорту газу. Однією з енергозберігаючих технологій виробництва електроенергії є детандер-генераторна технологія, заснована на застосуванні на станціях технологічного зниження тиску газу у системах газопостачання детандер-генераторних агрегатів (ДГА), висока енергетична ефективність яких отримала практичне підтвердження. При установці на існуючих ГРС детандер-генераторного агрегату виникає проблема з підігрівом газу, оскільки зниження температури при розширенні у детандері істотно вище, ніж при дроселюванні. Метою даного дослідження була оцінка доцільності використання парокомпресійного теплового насосу (джерело низькопотенційного тепла - повітря) для підігріву газу на ГРС, розташованої на півдні України.Застосування детандер-генераторних агрегатів (ДГА) замість звичайного дроселювання дозволяє отримати електроенергію за рахунок використання надлишкового тиску природного газу. Детандер-генераторний агрегат являє собою пристрій, в якому природний газ використовується в якості робочого тіла (без спалювання газу). До складу ДГА входять детандер, генератор, теплообмінне обладнання, системи контролю і регулювання параметрів роботи та ін. Механічна енергія, отримана у детандері, може бути перетворена в електричну енергію в зєднаному з детандером генераторі. Це визначається самою природою установки: навіть при підігріві газу перед детандером теплотою, що виділилася при спалюванні палива, процес розширення газу в детандере може бути організований таким чином, що практично вся підведена до газу теплота буде перетворена в електроенергію.газ постачається споживачам за ДСТУ 5542 - 87. Більш загальна формула, що враховує теплообмін з навколишнім середовищем, ефект Джоуля - Томсона, а також вплив рельєфу траси, має вигляд [2]: , де t - температура відповідно газу у газопроводі і навколишньому середовищі; Відстань, де різниця температур газу у трубопроводі і грунті стає відчутною, можна визначити, якщо у рівняння, написане вище, прийняти t = t0 і x = x0. Можна вважати, що на цій же відстані від початку газогону припиняється випадання вологи з газу (якщо воно відбувалося), так як температура газу не змінюється, а тиск знижується. При заданому перепаді тиску необхідно буде нагріти газ до досить високої температури перед входом в ДГА, для того, щоб отримати на виході його температуру не нижче мінус 10 °С.В даний час використання теплового насосу для опалення, гарячого водопостачання розглядається як більш енергоефективна альтернатива іншим способам теплопостачання, таким як спалювання органічного палива, електрообігрів тощо. Використання парокомпресійних теплових насосів на практиці завжди вимагає не тільки витрат енергії на привід електродвигуна компресора, але й додаткових джерел низькопотенційної теплоти.
План
Зміст
Вступ
Розділ 1. Призначення і принцип роботи газорозподільних станцій
1.1 Принцип роботи газорозподільної станції
1.2 Проблема гідратоутворення на газорозподільних станціях та шляхи її вирішення
1.3 Постановка цілей і завдань магістерської роботи
Розділ 2. Вибір схеми підігріву природного газу на ГРС з ДГА і оцінка необхідних температур
2.1 Схема підігріву природного газу на ГРС з використанням теплових насосів
2.2 Загальні відомості про газорозподільну станцію та кліматичні характеристики Одеського регіону
2.3 Розрахунок температури природного газу при його розширенні в детандері
Розділ 3. Розрахунок параметрів парокомпресійного теплового насосу для підігріву природного газу на ГРС
3.1 Принцип роботи парокомпресійного теплового насосу
3.2 Робочі тіла парокомпресійних теплових насосів
3.3 Розрахунок параметрів циклу парокомпресійного теплового насосу
3.4 Розрахунок частки електроенергії, що видається ДГА, потрібної для роботи теплового насосу
Розділ 4. Теплообмінне обладнання блоку підігріву природного газу у складі теплонасосної установки
4.1 Тепловий баланс системи конденсатор-переохолоджувач
