Odborná hodnocení naznačují, že v tomto století bude role zemního plynu v energetickém sektoru ve většině zemí růst. Na počátku 30. let 20. století se spotřeba plynu může zdvojnásobit. K vyřešení problému úspory energie v dopravních systémech se stále více používají systémy rekuperace energie, z nichž jeden je turboexpandér.
Jak funguje turboexpandér
Využití energie vznikající z přetlaku v plynárenské přepravní soustavě je jedním z důležitých úkolů řešených v plynárenském průmyslu. Pro tyto účely se používají speciální expanzní turbíny, které jsou mechanicky spojeny se spotřebičem energie - kompresorem nebo elektrickým generátorem. Toto zařízení na rekuperaci energie, které nespotřebovává palivo, se nazývá turboexpandér.
Turboexpander je záměrně plynová turbína, která pracuje při diferenciálních tlacích plynu. Generátory, kompresory a čerpadla jsou připojeny k samotné expanzní turbíně. V tomto složitém systému plní turbodmychadlo ústřední funkci a je jeho „srdcem“.
Jedním z technických problémů, na kterých designéři turbodmychadel pracují, je eliminace vibrací, které mají na zařízení destruktivní účinek.
Turbína je založena na principu expanze plynu v pracovním zařízení. Při průchodu oběžným kolem se plyn vzdává své energie. V tomto případě dochází k výraznému snížení jeho teploty. Uvolněnou energii lze použít ke kompresi plynu v kompresoru nebo k pohonu elektrického generátoru. V druhém případě turboexpandér poskytuje nejen relativně levnou elektrickou energii, ale také produkuje chlad.
Aplikace turboexpandérů
Turboexpandéry se používají v kryogenních rostlinách. S úspěchem se také používají v zařízeních na oddělování vzduchu a na zkapalňování dusíku pod tlakem. Dnes je těžké si představit moderní podnik na zpracování zemního plynu bez expanzní turbíny.
Turboexpander je ve skutečnosti levný a čistý zdroj energie.
Hlavní použití turboexpandérů je v plynárenském průmyslu, kde hrají roli plynových expanzních jednotek. V turbíně probíhá proces přeměny energie, jehož množství přímo souvisí s výkonem energetického potenciálu toku plynu. Použití turboexpandérů umožňuje využít přebytečnou energii generovanou při čerpání plynu distribučními stanicemi.
Turboexpandery se aktivně používají při spouštění zařízení s plynovými turbínami a při otáčení rotorů strojů za účelem jejich chlazení. Snížení teploty plynu je také nutné v zařízeních, kde je zkapalněno, jakož i při předběžné přípravě plynného produktu pro přepravu a odstraňování přebytečné vlhkosti jeho zmrazením.