189264. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés villamosenergia- és szénhidrogén ellátó rendszerek együttműködésére
1 189 264 2 szénhidrogén üzemű erőgépek által hajtott kompresszorok vagy szivattyúk vannak, amelyek szénhidrogén üzemű ossz szállítási teljesítménye a kompresszor vagy szivattyúállomás teljes szállítási teljesítményével azonos, annál kisebb, vagy annál legfeljebb a tartalék szénhidrogén üzemű gépek szállítási teljesítményével nagyobb és amelyek a villamos üzemű gépeinek ossz szállítási teljesítménye egyenlő, vagy kisebb a kompresszorállomás földgázüzemű gépeinek ossz szállítási teljesítményénél. A találmányt nyomásfokozó állomások és az ezeket vilamos energiával ellátó villamosenergiarendszerek gazdaságos együttműködtetésére lehet felhasználni. A szénhidrogén (olaj vagy földgáz) szállításához használatos csővezetékrendszerek a szükséges nyomást kompresszorokkal vagy szivattyúkkal állítják elő. A kompresszorok vagy szivattyúk hajtásához energia szükséges. A földgázvezetékek rendszereinél általában a szállított földgáz egy részét használják fel a kompresszorok hajtásához beépített gázturbinákban. A szállítás költségének csökkentésére alkalmazták eddig a csővezeték átmérőjének és a szállítás nyomásának növelését. Mind a két módszer lényegesen csökkentette a. fajlagos szállítási költségeket. Ma a földgázszállításra használt legnagyobb távvezetéki csőátmérő 1420 mm és ezeken a csöveken 75 atmoszféra indítónyomáson szállítják a földgázt. Kísérleti vezetékszakaszokat építettek már 100 atmoszféra üzemnyomásra is, és tudunk 1620 mm átmérőjű vezetékek gyártásáról is. Az energiahordozók árának nagy arányú drágulása tovább ösztönözte a tervezőket, hogy csökkentsék a szállítás költségeit és a már jó hatásfokú gázturbináknál is jobbra törekedtek. így a gázturbinák hatásfokát a beépített anyagok minőségének javításával és az ehhez megengedhető folyamattal kb. 33%-ig tudják fokozni. Hasonló törekvéseknek vagyunk tanúi a nyomásfokozó kompresszoroknál is. Gazdasági optimum számítások alapján döntik el a nyomásfokozó állomások egymástól való távolságát, ezzel rögzítik a nyomásfokozó állomáson szükséges nyomásviszonyt és szorosan erre a munkapontra tervezik a kompresszort. A földgáz távvezetékeken túlnyomó többségben földgázüzemű gázturbinákat használnak a kompresszorok hajtására, mert így az üzemanyag helyben van és ennek hiánya nem fordulhat elő szállítási, termelési üzemzavar miatt, illetve ha ilyen előfordul, akkor nincs mit szállítani. A viszonylag jó hatásfokú gázturbinák (korábban dugattyús robbanómotorok) ezt a hajtási módot vonzóvá tették és ma sem igen térnek el ettől. Viszont a hajtáshoz szükséges gázt is szállítani kell és ez a mennyiség a nagy távolságú vezetékeken jelentős. Pl. az Orengoj-NSZK közötti távvezetéken eléri a 18-20%-ot is. Emiatt - azonos átmérő mellett - a vezeték elején sűrűbben kell telepíteni a kompreszszorállomásokat is. Ritkábban, de előfordul, hogy a gázturbinás kompresszorhajtás helyett villanymotorokat alkalmaznak. Erre inkább ott kerül sor, ahol közeli és megbízható (több oldalú) villamosenergia-ellátás áll rendelkezésre és esetleges kimaradás a gázszállításban nem okoz jelentékeny műszaki-gazdasági kárt. A világban átrendeződött értékarányok megdrágították a földgázt és a villamos energiát is. A távvezeték méretezése és a kompreszszorhajtás vonalán is egyre nehezebben lehet gazdasági előnyökhöz jutni. Az új földgázíorrások pedig egyre távolabb vannak a felhasználási helyektől, így a gáz elszállítása a rendeltetési helyre egyre nagyobb részét igényli a rendelkezésre álló, vagy a vezetéken feladott gázmennyiségnek. Az energiával és az energiahordozókkal való takarékoskodás mellett a gázszállítás költségének csökkentésére is új utakat kell tehát keresni. A villamos hajtású kompresszorállomások sok szempontból előnyösebbek a gázturbinás hajtású kompresszorállomásoknál, ennek ellenére alkalmazásukat gátolta a szükséges erőmű- és villamos hálózati beruházások eszközigényessége. A találmány célja, hogy a villamos hajtás használatát gazdaságossá tegye. Ehhez az szükséges, hogy a szénhidrogén szállító csővezetékrendszer a villamosenergia-rendszerrel az alább ismertetett módon együttműködjék. Az együttműködés kétféle módon lehetséges. Mindkét módhoz szükséges, hogy a kompresszorállomások mind gázturbinahajtású, mind pedig villamos hajtású kompresszorokkal rendelkezzenek. Mind az erőmű- és villamos elosztórendszer, mind pedig a gázvezetékrendszer üzeménél elsőrendű követelmény az üzembiztonság és a gazdaságosság. Ennek figyelembevételével a gáztávvezeték rendszer, valamint a villamosenergia-rendszerek adottságainak részletes elemzése adta a találmány alapgondolatát, hogy a gázvezetékrendszert, valamint az erőműrendszereket úgy kell együttműködtetni, hogy mindkét rendszer a legnagyobb előnyhöz jusson. A két rendszer együttműködése lehet olyan, hogy a csővezetékrendszer villamosenergia-fogyasztó jellegű, vagy olyan, hogy a csővezetékrendszer villamosenergia-termelő jellegű. A villamos energiát fogyasztó jellegű együttműködést az jellemzi, hogy a villamos energiát a közhasznú villamosenergiarendszerből vételezve a csővezetékrendszer kompresszorait vagy szivattyúit a nap meghatározott - általában a villamosenergia-rendszer napi terhelési görbéjénél terhelési csúcsidőnek nem számítható - időszakaiban villamos energiával, egyébként pedig szénhidrogénnel (földgázzal vagy olajjal) üzemeltetjük és az üzemmódot átkapcsolással váltjuk. A villamos energiát termelő jellegű együttműködést az jellemzi, hogy a villamos energiát a csővezetékrendszer saját villamosenergia-termelő rendszeréből biztosítva a csővezetékrendszer kompresszorait vagy szivattyúit meghatározott - általában a villamosenergia-rendszer napi terhelési görbéjénél terhelési csúcsidőnek számító - időszakában szénhidrogénnel (földgázzal vagy olajjal) üzemeltetve a saját erőműrendszerben termelt villamos energiát a közhasznú rendszerbe tápláljuk. A nap többi időszakában pedig a saját erőműrendszerben termelt villamos energiával hajtjuk a kompresszorokat vagy szivattyúkat és az üzemmódot átkapcsolással váltjuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 50 65 2
