ЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ СТВОРЕННЯ ТУРБОКОМПРЕСОРНИХ УСТАНОВОК КОМПРЕСОРНИХ СТАНЦІЙ МАГІСТРАЛЬНИХ ГАЗОПРОВОДІВ

PDF(УКРАЇНСЬКА)

 

Щербаков Олег Миколайович

ТОВ «Енейбл Україна», Одеса, Україна

https://orcid.org/0000-0002-8431-6314

 

Пляцук Леонід Дмитрович

Сумський державний університет, Суми, Україна

https://orcid.org/0000-0003-0095-5846

 

Парафійник Володимир Петрович

АТ «СМНВО-Інжиніринг», Суми, Україна

https://orcid.org/0000-0001-7061-6992

 

DOI: 10.52363/2522-1892.2024.2.9

 

Ключові слова: природний газ, компресорна станція, магістральний газопровід, турбокомпресорна установка, газотурбінний привід, відцентровий компресор, екологічні характеристики, каталітичне очищення, енергоутилізаційна установка

 

Анотація

У статті розглянуті екологічні аспекти створення турбокомпресорних установок компресорних станцій магістральних газопроводів. Метою роботи є визначення та аналіз основних джерел забруднення навколишнього середовища, що виникають при експлуатації турбокомпресорних установок, а також аналіз сучасних технічних рішень, спрямованих на зменшення їх негативного впливу на довкілля. Об’єкт дослідження – робочий процес турбокомпресорних установок та його вплив на формування хімічного, теплового та акустичного забруднення навколишнього середовища. Предмет дослідження – показники екологічної ефективності турбокомпресорних установок. Методи дослідження: аналіз робочого процесу турбокомпресорних установок; огляд літературних джерел і діючих нормативних документів; систематизація багаторічного досвіду, отриманого в АТ «СМНВО-Інжиніринг» (м. Суми, Україна) при проектуванні та випробуванні подібного обладнання.

Найважливіші результати роботи полягають у наступному: визначено джерела хімічного, акустичного та теплового забруднення, що виникають при експлуатації турбокомпресорних установок з газотурбінним приводом і відцентровими компресорами; зроблено висновок про пріоритетність розвитку сухих методів спалювання палива для зниження викидів забруднюючих речовин. При цьому зазначена доцільність застосування систем каталітичного очищення відпрацьованих газів для модернізації існуючих компресорних станцій з метою забезпечення відповідності екологічним вимогам без заміни або значної доробки конструкції двигунів.

На прикладі газотурбінного газоперекачувального агрегату потужністю 16 МВт, виконано оцінку теплового забруднення навколишнього середовища. Зроблено висновок, що зниження теплового забруднення може бути досягнуто за рахунок підвищення енергоефективності турбокомпресорних установок, зокрема завдяки застосуванню складних робочих циклів привода, утилізації теплоти відпрацьованих газів, та створення на базі компресорних станцій магістральних газопроводів енерготехнологічних комплексів для виробництва електроенергії, тепла та холоду.

Результати роботи можуть бути використані при розробці екологічно більш ефективних турбокомпресорних установок, що особливо актуально в умовах глобальних кліматичних змін та зростаючих вимог міжнародних екологічних регламентів. Крім того, підвищення енергоефективності турбокомпресорних установок дозволить не тільки зменшити забруднення навколишнього середовища, але й знизити енергоспоживання та підвищити економічність транспортування газу.

 

Посилання

  1. Річний звіт «Нафтогазу України» за 2018 рік. Нафтогаз України, 2018. 224 c. URL: https://www.slideshare.net/slideshow/2018-152295656/152295656 (дата звернення: 02.11.2024).

  2. Ukraine’s Greenhouse Gas Inventory 1990-2021. Annual National Inventory Report for Submission under the United Nations Framework Convention on Climate Change and the Kyoto Protocol. Kyiv, Ministry of Environmental Protection and Natural Resources of Ukraine, 2023. 568 p. URL: https://unfccc.int/documents/628276 (дата звернення: 02.11.2024).

  3. Енергоекологічна безпека нафтогазових об’єктів / Р. М. Говдяк, Я. М. Семчук, Л. В. Чабанович, Г. М. Кривенко. Івано-Франківськ : Лілея НВ, 2007. 554 с.

  4. Лещенко І. Ч. Впровадження сучасних технологій у газотранспортній системі України для зменшення викидів шкідливих речовин в атмосферу. Проблеми загальної енергетики. 2012. Вип. 3 (23). С. 41–47.

  5. Major B. Cost Analysis of NOx Control Alternatives for Stationary Gas Turbines. ONSITE SYCOM Energy Corporation, 1999. URL: https://www.energy.gov/sites/prod/files/2013/11/f4/gas_turbines_nox_cost_analysis.pdf (дата звернення: 02.11.2024).

  6. The results of pre-design studies on the development of a new design of gas turbine compressor package of GPA-C-16 type / A. V. Smirnov et al. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017. Vol. 233. Art. 012022. DOI: 10.1088/1757-899X/233/1/012022.

  7. Карпенко С. В. Нормалізація впливу на довкілля шуму та викидів забруднюючих речовин компресорних станцій магістральних газопроводів : дис. канд. техн. наук : 21.06.01 «Екологічна безпека». Київ, 2021. 232 с.

  8. Михайлюк Ю. Д. Характеристика джерел утворення забруднювальних речовин Богородчанського лінійно-виробничого управління магістральних газопроводів. Науковий вісник НЛТУ України. 2014. Вип. 24.8. С. 125–131.

  9. Михайлюк Ю. Д. Дослідження характеристик шумового забруднення на компресорних станціях магістральних газопроводів. Екологічна безпека та збалансоване ресурсокористування. 2014. № 2. С. 29–36.

  10. Інвентаризація викидів забруднювальних речовин в атмосферу із газотурбінних установок газоперекачувальних агрегатів / О. І. Запорожець, С. В. Карпенко, С. О. Пузік, Б. В. Сагайдак. Вісник НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського». Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження. 2021. № 3. С. 58–70. DOI: 10.20535/2617-9741.3.2021.241059.

  11. Семчук Я. М., Лялюк-Вітер Г. Д. Дослідження процесів формування ареалів забруднень в атмосфері в районі компресорних станцій магістральних газопроводів. Прикарпатський вісник НТШ. Число. 2018. № 2. С. 179–190.

  12. Мандрик О. М. Розвиток наукових основ підвищення рівня екологічної безпеки при транспортуванні природного газу : автореф. дис. … д-ра техн. наук : 21.06.01 «Екологічна безпека». Івано-Франківськ, 2013. 40 с.

  13. Antonanzas J., Quinn J. C. Regional greenhouse gas analysis of compressor drivers in natural gas transmission systems in Canada. Journal of Cleaner Production. 2023. Vol. 400. Art. 136671. DOI: 10.1016/j.jclepro.2023.136671.

  14. Hendryx M., Luo J. Natural gas pipeline compressor stations: VOC emissions and mortality rates. The Extractive Industries and Society. 2020. Vol. 7, Issue 3. P. 864-869. DOI: 10.1016/j.exis.2020.04.011.

  15. Community Health Impacts From Natural Gas Pipeline Compressor Stations / C. D. Davis et al. Geohealth. 2023. Vol. 7, Issue 11. Art. e2023GH000874. DOI: 10.1029/2023GH000874.

  16. Summary on compressor stations and health impacts. Southwest Pennsylvania environmental health project, 2015. URL: https://sape2016.files.wordpress.com/2014/01/swpa-ehp-compressor-station-emissions-and-health-impacts-02-24-2015.pdf (дата звернення: 02.11.2024).

  17. Green L. C., Crouch E. A. C. Public health assessment of expected airborne emissions from the proposed Lambert Compressor Station. Pittsylvania county, Virginia, 2021. URL: https://www.mvpsouthgate.com/wp-content/uploads/2021/09/Public_Health_Assessment_L.pdf (дата звернення: 02.11.2024).

  18. Johnson D. R., Covington A. N., Clark, N. N. Methane emissions from leak and loss audits of natural gas compressor stations and storage facilities. Environmental Science & Technology. 2015. Vol. 49(13). P. 8132–8138. URL: 10.1021/es506163m.

  19. Survey of airborne organic compounds in residential commu nities near a natural gas compressor station: Response to community concern / K. A. V. Martin et al. Environmental Advances. 2021. Vol. 5. Art. 100076. DOI: 10.1016/j.envadv.2021.100076.

  20. Characterization of methane plumes downwind of natural gas compressor stations in Pennsylvania and New York / B. F. Payne et al. Science of the Total Environment. 2017. Vol. 580. P. 1214–1221. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2016.12.082.