Термодинамічний Цикл Регазифікации Зріджених Газів З Одержанням Механічної Енергії

Abstract

Перевезення, зберігання й використання зріджених газів зараз займають значну частку у світовому газовому господарстві й зберігають тенденцію до подальшого збільшення. Для економічно виправданого морського рефрижераторного перевезення гази в терміналах відвантаження скраплюються. Будучи доставленими до місця споживання для можливості подальшого використання вони перетворюються у звичайний газ низького тиску – регазифікуються. Зараз цей процес здійснюється у звичайних теплообмінних апаратах, що обігріваються природними джерелами теплоти або попередньо спеціально нагріваємими теплоносіями. Зріджені гази подібно стиснутій механічній пружині містять велику кількість потенційної енергії, накопиченої при скрапленні. У використовуваному зараз технологічному процесі регазифікації ця енергія не використовується. У роботі пропонується термодинамічний цикл регазифікації зріджених газів, у якому отримується механічна енергії. Використовуючи гідродинамічний метод перетворення рідини в насичену пару, розглянутий нами раніше, і ізохорний процес її перегріву в пропонуємому термодинамічному циклі регазифікації, пара багаторазово ізохорно перегрівається та ізоентропно розширюється в турбіні. У сукупності це дозволяє одержувати багато механічної роботи. Враховуючи низьку температуру рефрижераторного перевезення зріджених газів, у роботі розглянуто варіант використання комбінованого гарячого джерела теплоти: спочатку пара нагрівається за рахунок теплоти навколишнього середовища, а потім перегрівається до більш високої температури спеціально нагріваємою водою. Виконані теплові розрахунки пропонуємого термодинамічного циклу регазифікації ЗПГ (метану), який перевозиться при температурі мінус 161.28 °С і етилену – мінус 101.77 °С. Розрахунки, які виконані для метану, показали, що використання пропонуємого методу при його регазифікації на одному з найбільших в Європі регазифікаційних терміналі «Barcelona», продуктивність якого 17.1 млрд. нм3/рік, дозволить одержувати потужність гіпотетичної паротурбінної установки 262 737.90 кВт. Отже, річне виробництво енергії складе 2 295 278 302 кВт∙г. Для виробництва такої кількості електроенергії потрібно 573 820 тонн палива за умови, що питома витрата палива використовуємим дизель-генератором складає 0.25 кг/(кВт∙г).