Для работы на нефтяных месторождениях, как и везде, нужно электричество — в том числе, для освещения и отопления жилых помещений. При этом нефтяники часто работают в отдаленных местах, куда сложно провести обычный газопровод. В таком случае используются газотурбинные установки малой мощности. Но проблема в том, что они рассчитаны на природный газ, в то время как нефтедобывающие предприятия для получения электричества перерабатывают попутный газ, выделяемый из сжигаемой нефти. Ученые Пермского Политеха (ПНИПУ) разработали новый алгоритм использования таких установок.
Попутный нефтяной газ выделяется при нефтедобыче в больших объемах, что позволяет использовать его для выработки электричества прямо на месте — это гораздо дешевле и удобнее, чем поставка природного газа. Однако у него есть и неприятная особенность: при сжигании попутного газа в воздух выбрасываются такие токсичные вещества, как сероводород, оксиды азота и углерода. Кроме того, постоянное горение газа с примесями мешает стабильной работе самих газотурбинных установок. Поэтому в Пермском Политехе решили снизить температуру горения внутри установки и нагревать газ заранее. Об этом «Научной России» рассказала Алена Шилова, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ПНИПУ.
«Традиционные газотурбинные установки обеспечивают процесс горения за счет высокой температуры в зоне горения — 1500-1800 К. Далее продукт сгорания охлаждается дополнительной подачей воздуха и подается на турбину. Мы же предлагаем использовать более низкую температуру в зоне горения, в пределах 1200 К, а также производить подогрев топливного газа до подачи в камеру. Благодаря этому его плотность уменьшится, а перемешивание будет происходить более интенсивно, за счет чего снизится объем выделения оксида углерода (CO) — одного из наиболее вредных веществ», — рассказала Алена Шилова.
Кроме того, по словам исследовательницы, от температуры в камере напрямую зависит объем выделений оксида азота: если ее снизить, то их будет меньше.
Технология предназначена в первую очередь для применения на небольших месторождениях, где сравнительно малые объемы нефтяного газа не позволяют установить большую газотурбинную установку.
«Таким образом, мы сможем сжигать небольшие объемы попутного нефтяного газа непосредственно с месторождения, чтобы обеспечить электроэнергией как само месторождение, так и ближайший жилой поселок. Также новый метод подходит для использования на стройках, до которых невозможно довести газопровод. То есть в первую очередь мы говорим о таких местах, где нет электричества и тяжело обеспечить работу большой газотурбинной установки», — отметила Алена Шилова.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
Фото: cc0collection / 123RF
