АНАЛІЗ ЕНЕРГОВИТРАТ СТИСКУВАННЯ ПРИРОДНОГО ГАЗУ В АВТОМОБІЛЬНІЙ ГАЗОНАПОВНЮВАЛЬНІЙ КОМПРЕСОРНІЙ СТАНЦІЇ З ГАЗОГІДРАТНИМ АКУМУЛЯТОРОМ

Анотація

Нині зміни, які відбуваються в агропромисловому комплексі України потребують розробки та створення нових технологій заправки сільськогосподарських машин, автомобілів та вдосконалення наявних технологій заправки цього транспорту стиснутим природним газом. До відновлюваних газів належать горючі гази, які отримані з відновлюваних джерел енергії, серед них біометан (СН4) – аналог природного газу, доведений до його якості. Перевага біометану перед природним газом в тому, що це відновлюваний ресурс. Його отримують з біомаси шляхом анаеробного зброджування і далі збагачують до вмісту 95–98 % метану. Натепер актуальним питанням є використання новітніх газогідратних технологій заправки сільськогосподарської техніки та автомобілів з використанням природного газу та біометану на автомобільних газонаповнювальних компресорних станціях (АГНКС). Підвищення ефективності компресорної установки для АГНКС при неоднаковому споживанні природного газу на заправку в денний і нічний періоди доби можливо шляхом застосування газогідратного акумулятора (ГА). У роботі надано схемно–технологічне рішення та описано принцип дії ГА для АГНКС. Приведено методику визначення енерговитрат при газогідратній термокомпресії природного газу для АГНКС–ГА. Проаналізовано енерговитрати газогідратного і компресорного стискування природного газу для АГНКС–ГА при змінні початкової температури газу та витраті природного газу від 850 до 1600 м3/год. Рохраховані енерговитрати в ГА при газогідратному стискуванні менші, ніж при компресорному стискуванні природного газу на 10–15 %. Розроблено методику визначення енерговитрат в ГА, для АГНКС–ГА коли утворення газогідратів здійснюється в одному об’ємі а плавлення їх в іншому об’ємі та виконано порівняльний аналіз газогідратного і компресорного стискування природного газу. З’ясовано, що потужність енерговитрат в ГА менше, ніж компресорне стискування природного газу, внаслідок рознесення в часі процесів утворення і плавлення газогідратів. Виконано також аналіз енерговитрат на стискування природного газу, важливих для практики значень змін його початкових параметрів: тиску від 1,2 МПа, температури від +18 °С. З’ясовано, що застосування ГА в АГНКС дозволяє не тільки зробити більш рівномірним добове навантаження на обладнання АГНКС, а також підвищити ефективність і зменшити її енергоспоживання. Показано, що енерговитрати газогідратного стискування газу в ГА можуть бути меншими, ніж при компресорному стискуванні тільки при певному значенні початкових температур, тисків та витрати природного газу.