(Ph.D. (Techn.)), Associate Professor, Dept. of Pipeline Trans
кандидат технических наук, доцент кафедры трубопроводного транспорта
Ph.D. (Techn.)
кандидат технических наук
Candidate of Engineering Science – associate professor of SSТU,
кандидат технических наук, доцент кафедры управления и системного анализа теплоэнергетических и социотехнических комплексов
This paper proposes integrating an energy gas turbine expander unit (EGTEU) and a proton exchange membrane (PEM) electrolysis unit into the standard technological scheme of a gas distribution station (GDS) for main gas pipelines (MGP). This solution represents an effective systematic approach to modernizing standard GDS, which not only increases their energy efficiency but also significantly reduces their environmental impact. A thermal scheme has been developed, and the operating principle of the new type of GDS is described. Based on thermodynamic analysis, the potential for generating additional electric power in the EGTEU to produce hydrogen in the PEM electrolysis unit has been evaluated.
By modernizing standard GDS, it is possible to achieve electric power generation with an efficiency of up to 60 %, which is sufficient to power ultra-large-scale hydrogen production facilities. This presents promising opportunities for producing methane-hydrogen mixtures at GDS as a prospective fuel for consumers, which can significantly improve environmental performance compared to traditional natural gas.
В данной работе предложено интегрировать в типовую технологическую схему газораспределительной станции (ГРС) магистральных газопроводов (МГ) энергетическую газотурбодетандерную установку (ЭГТДУ) и протонообменную гидролизную установку (ПОГУ). Это решение представляет собой эффективный системный подход к модернизации типовых ГРС, позволяющий не только повысить их энергетическую эффективность, но и существенно снизить экологическую нагрузку. Разработана тепловая схема и приведен принцип работы нового типа ГРС. На основе термодинамического анализа оценен потенциал возможного получения дополнительной электрической мощности в ЭГТДУ для производства водорода в ПОГУ.
Модернизируя типовые ГРС, можно получить электрическую мощность с КПД от 60 %, и этой мощности будет достаточно для электроснабжения установок сверх большого производства водорода. Это хорошие перспективы для получения на ГРС метано-водородной смеси как перспективного топлива для потребителей, которое может значительно улучшить экологические характеристики по сравнению с традиционным природным газом.