Утилизатор ПНГ для генерации электроэнергии вместо факельного сжигания

Утилизатор попутного нефтяного газа (ПНГ) серии «УТ» марки «Нейтрон» — это специализированное теплообменное устройство, разработанное для прямого сжигания ПНГ любого состава без предварительной очистки или подготовки.

Утилизатор «УТ» работает с низконапорным газом, который может содержать примеси сероводорода, высшие углеводороды, азот и другие компоненты, характерные для месторождений нефти.

Это позволяет полностью отказаться от затратной инфраструктуры очистки, систем фильтрации и подготовки газа, требуемых для традиционных газопоршневых установок, и направить попутный газ, вместо его бесполезного сжигания в факельных установках, через  передачу тепловой энергии, на генерацию электроэнергии в ОЦР-электростанции,  работающей в Органическом цикле Ренкина и использующей турбину, для вращения ротора генератора.

Конструкция и принцип работы

Утилизатор ПНГ состоит из двух основных частей - верхней цилиндрической и нижней конической. В цилиндрической части размещён теплообменник, выполненный из жаропрочной трубы диаметром 57х3,5 мм, навитой в виде спирали. По периметру навивки под углом около 77 °C приварены элементы из жаропрочной стали, образующие защитный кожух с щелевыми зазорами. Эти зазоры в конструкции ветровой защты, обеспечивают подачу охлаждающего воздуха и защищают пламя от ветрового срыва.

Внутренняя поверхность кожуха отполирована до зеркального состояния, что позволяет отражать до 99% инфракрасного излучения обратно в зону горения, значительно повышая эффективность сжигания.

В нижней конической части расположен струйный оголовок с автоматической системой розжига и дежурной горелкой, обеспечивающей устойчивое пламя даже при неблагоприятных погодных условиях.

Завихрители пламени предотвращают проскок огня внутрь оголовка и стабилизируют процесс горения. Газовый затвор ограничивает обратное движение воздуха, а автоматика контролирует наличие пламени, давление газа и температуру теплоносителя, обеспечивая безопасную и надёжную эксплуатацию.

Сбоку, в верхнюю часть цилиндра, подается вода с температурой до 70 °C. Нагретая на 25 - 30 °C в теплообменнике вода отводится снизу цилиндрической части к потребителям тепловой энергии.

Утилизатор-теплообменник марки «Нейтрон» серии «УТ» обеспечивает высокоэффективное сжигание ПНГ любых горючих газов и любого состава, а теплоносителем утилизатора может быть горячая вода или горячий воздух, в зависимости от конфигурации ОЦР (ORC-системы), которые эффективно передают тепловую энергию от сжигаемого ПНГ к рабочему телу внешней энергоустановки — например, турбине на основе органического цикла Ренкина (ОЦР).

Благодаря этому достигается стабильная выработка электроэнергии даже при использовании газа с низкой калорийностью или высоким содержанием примесей.

Системы контроля и управления, обеспечивают:

• автоматический независимый розжиг дежурной горелки утилизатора;
• ручной независимый розжиг дежурной горелки УТ;
• независимый контроль за наличием пламени дежурной горелки;
• независимую аварийную остановку дежурной горелки при снижении давления топливного ПНГ ниже уставки.
• независимую аварийную остановку дежурной горелки при повышении температуры теплоносителя (воды) на выходе из теплообменника или снижении (повышении) его давления ниже (выше) уставки.

Состав подходящего ПНГ

Состав ПНГ достаточно разнообразен и может варьироваться в зависимости от месторождения и особенностей добычи. К основным компонентам относятся:

• Метан (СН4) – самый легкий представитель углеводородных газов, который составляем основную часть смеси (между 60-95%);
• Этан (С2Н6) – второй по легкости углеводород, его доля может составлять от 2% до 15%;
• Пропан (С3Н8) и бутан (С4Н10) – представители легкий углеводородных газов. Их доля может варьироваться от 1% до 10% и от 0,1% до 3% соответственно;
• Пентан и тяжелые углеводороды (С5Н12) – Их содержание может достигать от 0,1% до 2%;
• Сероводород (Н2S) и гелий (Hе) – Доля этих элементов в некоторых месторождениях может составлять от 5% до 15% от всего объёма попутного газа.

Интеграция в энергосистемы и экологическая выгода

Утилизатор ПНГ серии «УТ» может эксплуатироваться как автономный модуль или в составе модульной электростанции на базе ОЦР-турбины. Он служит ключевым элементом в цепочке преобразования энергии, сжигая ПНГ, он генерирует тепло, которое затем используется для привода турбины и выработки электричества.

Это позволяет не только избежать выбросов энергии в атмосферу при факельном сжигании, но и превратить отход добычи нефти в ценный энергетический ресурс. Такой подход соответствует современным требованиям устойчивого развития и рационального использования природных богатств.

Указанные выше типоразмеры позволяют обеспечить генерацию 1 МВт, 2,5 МВт и 5 МВт электрической мощности. При необходимости увеличения мощности устанавливаются несколько установок с электростанциями ОЦР в каскаде.

Надёжность и долговечность

Конструкция утилизатора рассчитана на длительную эксплуатацию в сложных климатических и промышленных условиях. Все процессы горения и теплообмена полностью автоматизированы, что минимизирует необходимость в постоянном участии оператора и снижает эксплуатационные расходы.

По всем вопросам производства и установки данных утилизаторов на ваши объекты обращайтесь к нам любым удобным способом, по контактам на сайте.