Применение холодильных машин для охлаждения и стабилизации температуры газа

В настоящее время охлаждение транспортируемого газа широко применяют для увеличения пропускной способности' магистральных газопроводов, а также исключения их вредного теплового воздействия на грунт, особенно в условиях вечной мерзлоты, повышения устойчивости и уменьшения термических напряжений в трубах. Системы воздушного охлаждения газа, построенные на базе АВО, далеко не всегда эффективны и не справляются с возложенной на них функцией. Поэтому температура природного газа в результате последовательного компримирования на КС может достигать высокого уровня, до 70…80 °С, в связи с чем проблема охлаждения газа при магистральном транспорте приобретает большое значение.

Особенно это сказывается на сохранности окружающей среды в условиях легко ранимой природы Крайнего Севера. Для исключения прогрессирующего протаивания грунтов под трубопроводом, природный газ на входе в участок газопровода, расположенного в районе вечной мерзлоты, должен иметь температуру, близкую к -2°С.

Процесс понижения температуры газа будет эффективен и технологичен, если использовать комбинированную систему охлаждения, состоящую из АВО и ХМ. Эта система может включать в себя и рекуперативные теплообменники. В отличие от воздушной системы охлаждения с АВО, комбинированная система дает возможность получить стабильную температуру газа - 2 °С круглосуточно, при минимальных затратах на охлаждение.

Так как для охлаждения газа в холодильных машинах (ХМ) можно утилизировать ВЭР компрессорных станций, то на КС магистральных газопроводов целесообразно применять для охлаждения газа теплоиспользующие ХМ.

Перспективным может быть применение на КС магистральных газопроводов ХМ с турбодетандерными агрегатами (ТДА), утилизирующих при работе теплоту выхлопных газов ГПА. Теплоиспользующая ХМ с ТДА внедрена в ряде отраслей отечественной промышленности. За рубежом подобные установки, работающие на гелии и имеющие высокие энергетические характеристики, выпускает фирма "Эшер Висс" (Швейцария). Проведенный в Пражской высшей политехнической школе сравнительный анализ показал существенное преимущество ХМ с ТДА по сравнению с теплоиспользующими абсорбционной или пароэжекторной ХМ.

Анализ показывает, что для охлаждения газа на КС магистральных газопроводов наиболее целесообразно применять серийно выпускаемые теплоиспользующие установки с углеводородными теплоносителями, например, пропановую ХМ с ТДА.