Комплексное использование энергии природного газа.

Под полной энергией газа следует понимать энергетический потенциал состоящий из потенциальной, тепловой и химической энергии. В химической промышленности могут быть использованы все виды энергии, в газовой - только потенциальная и тепловая энергии.

При добыче газа он вырывается из недр под высоким давлением составляющим 8,0 - 25,0 мПа, при его же транспорте по газопроводу давление равно 3,5 -10,0 мПа, т.е. появляется возможность использовать излишки потенциальной энергии газа. Более того, на городских газораспределительных станциях давление газа снижается по сравнению с давлением в газопроводе до 0,3 - 1,6 мПа и тоже может быть использовано. Как правило сброс давления происходит в дроссельных устройствах, называемых штуцерами, и полезно не используется. Если же организовать расширение газа не в дросселе, а в детандере, то можно получить работу расширения (рисунок 8), равную разности энтальпий начала процесса расширения и конца. Эта работа, возвращаемая в детандере, может быть использована, например, для привода электрогенератора. Вместе с понижением давления происходит понижение и температуры газа, что вызывает выпадение конденсата, который может быть полезно использован. Для увеличения термодинамической эффективности процессов используется регенерация тепла.
1 - теплообменник; 2 - детандер; 3 - электрогенератор; 4 - отделитель жидкости

Несколько усовершенствовав схему можно добиться использования и температурной составляющей энергии газа (рисунок 18), когда низкая температура может быть использована для охлаждения или замораживания, например, пищевых продуктов.

1 - теплообменник; 2 - детандер; 3 - электрогенератор; 4 - отделитель жидкости; 5 - холодильная камера

Детандер можно использовать и в схемах предварительной подготовки газа перед транспортом (рисунок 10).

1 - теплообменник; 2 - детандер; 3 - нагнетатель; 4 – отделитель жидкости;5-электропривод

После детандера 2 в отделителе жидкости 4 выпадает конденсат, который отводится, а газ направляется далее на сжатие в нагнетатель 3 где сжимается до необходимого давления и вновь подаётся в газопровод. Нагнетатель запитывается энергией полученной в детандере, а в случае её недостатка от дополнительного электропривода. Если схема смонтирована на месторождении, где давление превышает требуемое давление в газопроводе, то внешнюю энергию электропривода можно и не использовать.

Детандерная схема получения электроэнергии приведена на рисунке 11. Газ
из газопровода поступает в теплообменник 1, а затем в газовый нагреватель 2, где
подогревается. В результате его давление и температура возрастают и он подаётся
в детандер 3. После дросселирования основной поток газа подаётся в газопровод, а
часть в камеру сгорания газонагревателя 2. Сюда же подаётся и сжатый в компрессоре 4 воздух, необходимый для полного сгорания газа. Энергия продуктов сгорания газа используется для подогрева воздуха, поступающего в газонагреватель 2.