Oceny ekspertów wskazują, że w tym stuleciu wzrośnie rola gazu ziemnego w sektorze energetycznym większości krajów. Na początku lat trzydziestych XXI wieku zużycie gazu może się podwoić. Aby rozwiązać problem oszczędności energii w systemach transportowych, coraz częściej stosuje się systemy odzyskiwania energii, z których jednym jest turboekspander.
Jak działa turboekspander
Wykorzystanie energii wynikającej z nadciśnienia w systemie przesyłowym gazu jest jednym z ważnych zadań rozwiązywanych w branży gazowniczej. Do tych celów stosuje się specjalne turbiny rozprężne, które są mechanicznie połączone z odbiorcą energii - sprężarką lub generatorem elektrycznym. To urządzenie do odzyskiwania energii, które nie zużywa paliwa, nazywa się ekspanderem turbo.
Z założenia turboekspander jest turbiną gazową, która pracuje przy różnicy ciśnień gazu. Generatory, sprężarki i pompy są podłączone do samej turbiny rozprężnej. W tym złożonym systemie turboekspander pełni centralną funkcję, będąc jego „sercem”.
Jednym z problemów technicznych, nad którymi pracują konstruktorzy turboekspanderów, jest wyeliminowanie drgań, które mają destrukcyjny wpływ na urządzenie.
Turbina działa na zasadzie rozprężania gazu w pracującym urządzeniu. Przechodząc przez wirnik, gaz oddaje swoją energię. W tym przypadku następuje znaczny spadek jego temperatury. Uwolniona energia może być wykorzystana do sprężania gazu w sprężarce lub do napędzania generatora elektrycznego. W tym drugim przypadku turboekspander dostarcza nie tylko stosunkowo tanią energię elektryczną, ale także wytwarza zimno.
Zastosowanie turboekspanderów
Turbo ekspandery są stosowane w zakładach kriogenicznych. Są one również z powodzeniem stosowane w instalacjach separacji powietrza i ciśnieniowych instalacjach skraplania azotu. Dziś trudno wyobrazić sobie nowoczesne przedsiębiorstwo przetwarzania gazu ziemnego bez turbiny rozprężnej.
Turboekspander jest w rzeczywistości tanim i czystym źródłem energii.
Główne zastosowanie ekspanderów turbo znajduje się w przemyśle gazowniczym, gdzie pełnią rolę jednostek rozprężania gazu. W turbinie zachodzi proces konwersji energii, której wielkość jest bezpośrednio związana z mocą potencjału energetycznego przepływu gazu. Zastosowanie turborozprężarek pozwala na wykorzystanie nadmiaru energii, który powstaje podczas przetłaczania gazu przez stacje dystrybucyjne.
Turboekspandery są aktywnie wykorzystywane podczas rozruchu instalacji turbin gazowych i obracania wirników maszyn w celu ich chłodzenia. Obniżenie temperatury gazu jest również konieczne w instalacjach, w których jest on skraplany, a także przy wstępnym przygotowaniu produktu gazowego do transportu i usunięciu nadmiaru wilgoci poprzez jego zamrożenie.
