Роторный волновой криогенератор как коммерчески эффективный аналог турбодетандера
Архаров А.М., Малахов А.С., Семенов В.Ю., Малахов С.Б.
Ключевые слова: ВОЛНОВОЙ ДЕТАНДЕР, РВКГ, РОТОРНЫЙ ВОЛНОВОЙ КРИОГЕНЕРАТОР, ПРИРОДНЫЙ ГАЗ, АНАЛОГ ТУРБОДЕТАНДЕРА
Аннотация
Рынок СПГ в России сегодня находится на начальной стадии и сдерживается неразвитостью производственно-потребительской инфраструктуры. Сдерживает развитие направления малотоннажного СПГ ряд факторов, в первую очередь, высокие капитальные затраты на строительство инфраструктуры СПГ и высокие удельные энергозатраты при его производстве. Поэтому на данном этапе целесообразно производить СПГ на малотоннажных установках, размещаемых на АГНКС и ГРС, отличающихся низкими начальными капитальными вложениями и простотой эксплуатации, что позволяет гибко регулировать производительность установки и подстраивать ее к динамике потребления. В этой ситуации наиболее эффективным способом производства СПГ является производство СПГ на ГРС по циклу среднего давления с использованием турбодетандера фактически без энергетических затрат и реализуемого за счет энергии существующего перепада давлений.Одним из аналогов классического турбодетандера является роторный волновой криогенератор (РВКГ). Процесс генерации холода в нем осуществляется за счет циклического расширения потока рабочего тела (активного газа) с совершением работы, передаваемой на сжатие другого рабочего тела (пассивного газа). РВКГ по функциональному назначению подобен детандерно-компрессорному агрегату, однако в отличие от последнего в нем отсутствует промежуточное преобразование энергии в механическую работу. Расширяемая (активная) среда непосредственно воздействует на пассивную, осуществляя ее сжатие посредством ударных волн. Важнейшей характерной особенностью РВКГ, вытекающей из физической природы энергообмена между активным и пассивным газом, является возможность сжатия пассивного потока до давления активного.
Экспериментальным путем получены значения КПД 55-60% в стандартном режиме и в результате организации высоконапорной продувки получены значения КПД 72-86% при степенях расширения от 1.6 до 2.5 для природного газа в криогенной области температур.
Работа была выполнена в рамках подготовки Диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Малахова А.С.
Rotary wave cryogenerator as a commercially efficient analogue of a turbo expander
A.M.Arkharov, A.S. Malakhov, V.Y. Semenov, S.B. Malakhov
Keywords: WAVE EXPANDER, RWCG, ROTARY WAVE CRYOGENERATOR, NATURAL GAS, ANALOGUE OF A TURBO EXPANDER
