149822. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés gáztávvezeték gazdaságosságának és üzembiztonságának fokozására
^9.82^ ha a vezetékszakasz elején a nyomás 50 kg/cm2 , akkor a végén a nyomás "~.c < r=zr - 37,5 kg/cm-Ezeknél a viszonyoknál a vezeték végén beiktatott expanziós turbina izotermikusan elmélstileg teljesíteni tudna .-'":= 25 nyomásviszonyt l,t) kihasználva 1750 kW-t, 80% hatásfokkal ez 1400 kW; A vezeték elején ha az előző szakaszból hasonlóan 37,5 ata nyomással érkezik a gáz, akkor a kompressziényomás megnöveléséhez 37,5 kg,' 50 /cm2 -től 50 kg/cm^-re, tehát -•- = 1,34 nyomás-37,5 viszonynak megfelelőien ugyancsak 80%-os hatásfokká izotermikus kompresszióval számítva a munkaszükséglet 200 kW. A teljesítménynyereség tehát 1200 kW. Ez egész éven át áll rendelkezésre. Ha gyakorlatilag a gázt expanzió előtt felmelegítjük és politropikusan expandáltatjuk izotermikus expanzió helyett, akkor a viszonyok nagyon hasonlóak lesznek. A fenti viszonyok mellett a tárolt és kivehető gázmennyiség'. 220,000 Nm3 . Ha nagyobb gázmennyiséget kell szállítani rövidebb ideig, ez a tárolt mennyiségből fedezhető. Ha huzamos ideig kell nagyobb mennyiséig szállítására áttérni, akkor a vezeték tárolás nélkül és energiaszolgáltatás nélkül 30 000 Nm3 /ó szállítására képes. Ez esetben a végponton 5 ata nyomás tartatnék fönn. A tárolt gázmennyiségből, ha a gázszáTlítas nem változnék, 11 óra hosszat lehetne a normális, óránként 20 000 Nm3 többlet szállítását biztosítani végignyitott csővezetéknél. Ha a vezeték közben el van zárva a fogyasztótól L km távolságban, akkor a változatlan mennyiségű gázszáliítás a 3. ábra szerinti ideig lesz fenntartható. A termelhető energia és a kompressziómunka szükséglet különbsége mint rendelkezésre álló energiafelesleg különböző óránkénti gázmennyiség szállítása esetére a 4. ábrán van feltüntetve. Az ábra világosan mutatja, hogy a vezeték az óránkénti 20 000 Nm3 /ó-nál több és még közel 30 000 Nme/ó gázszolgáltatásnál is ad energiafelesleget és csak ennek a mennyiségnek a túlhaladása esetén csökken le rohamosan az energiafelesleg egészen nulláig. Vezeték átlagos terhelésre való méretezésénél arra kell gondolni, hogy az átlagos gázmennyiség áramlása után fellépő nagyobb gázelvétel hatása alatt nő a nyomásesés. A megnövekedett gázigényinek megfelelő egyensúlyi állapotnak kisebb nyomások felelnek meg a vezeték mentén, mint az előző terhelésnek. Ezek a nyomáskülönbségek' biztosítják a gázmennyiség tárolását. A tárolt mennyiségből a terheléstöbblet fedezésére előszói a vezeték végéhez legközelebb álló csőszakaszból áramlik ki a tárolt mennyiség. Azért legelőször ebből a szakaszból, mert az áramló mennyiség négyzete a vezeték hosszával fordítva aránylik. így rövid ideig tartó többlet gázigény a vezeték végső részében tárolt mennyiségből fedeztetik. Nagyobb többletigény fedezésére egyrészt baszni / t 41- >v • t, i kk A tárolt gázmennyiségből, rövid ideig tarló kivétel értéke igen nagy lehet. Ha a példánk szerint a 25 cm 0 vezeték átlagos 20 OíM) Nm3 /" terhelése megnő terheléscsökkenés idején 50 000 Nm3 /ó-ra, akkor az ezzel a vezetékkel folyamatosan szállítható 30 000 Nrn3 /ó-n felüli mennyiséget a tárolt készletből kell kivenni. A 30 000 Nm3 /'ó szállítása esetén a vezetékben levő gáz mennyisége 220 000 Nm3 -rel kevesebb, mint 20 000 Nm3 /ó szállításnál. Ebből a készletből a többletigény: 50 000—-30 000 Nm3 /ó 11 óra ideig fedezhető. Ha ezzel a megoldással szemben 50 000 Nrn3 /ó ira.ximu.mra és nyomásfokozassai elérhető lehetőséget kizárva, méretezzük a vezetéket, akkor annak átmérője 25 cm 0 helyett 30 cm 0 volna. Ez acélsúlyban kb. 35% többletet, tehát igen nagy többletköltséget igényelne. A gázvezetéknek tárolás céljára való feltöltése történhet például gázmotorral vagy gázturbinával, vagy esetleg áramszolgáltató hálózatból táplált villamosmotorral hajtott kompresszorral. Az expanziós munkát hasznosító gép teljesítménye felhasználható vagy közvetlenül, vagy villamos erőátvitel útján. Olyan esetben, amelyben ingadozik a g'ázszükséglet és 'ezzel a vezetékmenti nyomásesés, olyan berendezést kell választani, amely a rendelkezésre álló beérkező gáznyomást a lehető legkisebb energiaveszteséggel lecsökkenti a fogyasztás helyén állandóan tartandó nyomásra a szükséges gázmennyiség bármely értéke mellett. Dugattyús gépet használva pl. a töltés változtatásával, turbina esetében pl akciós turbina parciális beömlése változtatásával lehet a mennyiséghez alkalmazkodva a fogyasztási nyomást beállítani. Mindkét esetben a munkaszolgáltató gép fordulatszáma, állandó fordulatszámot tartó intézkedés hiányában, változni fog. Változó fordulatszámnál változó telj esíítményfelesleget kell hasznosítani. Változó energiafelesleg hasznosítható vagy tároló beiktatásával, vagy pedig párhuzamos üzemben járatva a gépet olyan energiaszolgáltatókkal, amelyek teljesítményének a szükséglethez való alkalmazkodása beállítható. Előbbi megoldásra példa szabályozóval változtatott áttétellel hajtott vízszivattyú, .amely tározó medencébe szállít, az uóbbira példa villamos árameloszó hálózatba energiaszolgáltatás párhuzamosan kapcsolva, szabályozott áramszolgáltató gépekkel. Utóbbi esetben különleges szabályozással kell megoldani a feszültség, illetve a periódusszám állandóan tartását változó fordulatszámnál, vagy végül a fordulatszám állandóan tartása szinkronizált hálózatra kapcsolt váltakozó áramú generátor hajtása esetében. Ezek részben ismert eszközökkel megoldhatók. Ezek tárgyalása nem tartozik a jelen bejelentés keretébe. Változatlan mennyiségű gáz szállításánál természetesen ilyen megoldásokra nincsen szükség. A találmány tárgya szerinti energiaszolgáltató berendezés gazdaságossága a következő gondolatmenet alapján számítható: A vezeték elején levő kompresszortelep beruházási többletköltsége a tárolás céljára szol-
