Refrigeration Engineering and Technology

ISSN-print: 0453-8307
ISSN-online: 2409-6792
ISO: 26324:2012
Архiви

Підвищення ефективності автомобільної газонаповнювальної компресорної станції шляхом застосування газогідратного акумулятора

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

М.В. Босий
https://orcid.org/0000-0002-3090-0427
В.В. Клименко
https://orcid.org/0000-0001-6840-7307
С.О. Магопець
Н.Ю. Гарасьова
А.О. Овчаренко

Анотація

У статті розглядається проблема підвищення ефективності роботи автомобільної газонаповню­вальної компресорної станції (АГНКС) в умовах наявності пікових навантажень внаслідок нерівномірного надходження на заправку автомобільного транспорту на протязі доби. Для підвищення ефективності використання обладнання АГНКС в умовах нерівномірної добової заправки автомобільного транспорту стиснутим природним газом (СПГ-CNG) запропоновано застосовувати газогідратний акумулятор (ГА). В ГА реалізуються процеси утворення газогідратів природного газу при     низькому тиску, їх накопичення і зберігання та наступне плавлення з виділенням стиснутого природного газу при тиску 25 МПа, достатньому для повної заправки автомобільного транспорту. Процес утворення газогідрату відбувається з виділенням теплоти, а його розкладання з поглинанням теплоти. Відводити теплоту процесу гідратоутворення пропонується пропановою холодильною машиною (ХМ). Однак при температурі довкілля ≤ 1 °С процес утворення газогідратів в ГА можна здійснювати при тиску ≤ 1,2МПа без застосовування ХМ. При температурах ≤ 0 °С замість води в ГА необхідно застосовувати водні розчини, наприклад, етанолу чи метанолу. У статті надано схемно-технологічне рішення та описано принцип дії АГНКС з ГА, показано на діаграмі тиск-температура основні термодинамічні процеси, що в ній здійснюються. Запропоновано методику визначення питомих енерговитрат (lпит) і ексергетичного ККД (ηex) ГА та на конкретному прикладі показано, що lпит газогідратного стиснення газу менші на 15% порівняно з компресорним стисненням, а ηex більший на 12%. Застосування ГА, як альтернативного доповнення до компресорного стиснення природного газу в пікові періоди заправки автомобілів, дозволить підвищити ефективність використання обладнання АГНКС і зменшити енерговитрати на заправку автомобільного транспорту стисненим природним газом

Ключові слова:
Природний газ, СПГ-CNG, АГНКС, Компресор, Газогідрати, Газогідратний акумулятор, Термодинамічні процеси, Енерговитрати, Ексергетичний ККД

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Босий, М., Клименко, В., Магопець, С., Гарасьова, Н., & Овчаренко, А. (2021). Підвищення ефективності автомобільної газонаповнювальної компресорної станції шляхом застосування газогідратного акумулятора. Refrigeration Engineering and Technology, 57(1), 45-54. https://doi.org/10.15673/ret.v57i1.1978
Розділ
ЕНЕРГЕТИКА ТА ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ

Посилання

1. Grudz, V.Ya., Grudz, Ya.V., Kostov, V.V., Mikhalkov, V.B. (2014) Automobile gas filling compressor stations (AGFCS): monograph. Ivano-Frankivsk: Lileya-NV, 320.
2. Fleets want to convert to methane: gas can save half the price of a car. Retrieved January 15, 2021, from
https://economics.segodnya.ua/economics/business/avtoparki-hotyat-perevesti-na-metan-na-gaze-mozhno-sekonomit-polceny-avto-1481276.html.
3. Gavrish, V.I. (2006) Estimation of efficiency of application of automobile gas-filling compressor stations in agricultural production. Bulletin of agrarian science of the Black Sea region, 4, 66-71.
4. Sidorov, N. (2008) Methane micro refueling. AGZK+AT, 4 (40), 35-37.
5. Karp, I.M., Bykov, G.O. (2002) The prospect of using natural gas as a motor fuel in the motor transport of Ukraine. Resource saving technologies, 1, 3-8.
6. Mateychyk, V.P., Zakharchuk, V.I., Kozachuk, I.S., Zakharchuk, O.V. (2008) Features of the use of natural gas as motor fuel for vehicles. Bulletin of the National Transport University. K.: NTU, 127-130.
7. Mikhalkin, V.B. (2018) Improving energy efficiency and reducing the cost of refueling with compressed gas at CNG stations. International Scientific Journal "Internauka". 3, 10 (50), 18-20.
8. Retrieved January 17, 2021, from https://www.bauer.kompressoren.de.
9. Gnedova, L.A., Gritsenko, K.A., Lapushkin, N.A., Peretryakhina, V.B., Fedotov, I.V. (2015) Gas-motor fuels based on methane. Vesti gazovoi nauki, 1 (21), 86-97.
10. Geletukha, G.G., Kucheruk, P.P., Matveev, Yu.B. (2014) Prospects for the production and use of biomethane in Ukraine. Analytical note UAB, 11, 44.
11. Klуmenko, V.V., Bosіy, M.V. (2019) Patent for utility model Ukraine, No. 134025 IPC F04B1/00, F25BJ1/00 Method of refueling road transport by natural gas. U201812187; claimed 12/12/2018; publ. 25.04.2019, bul. No. 8/2019.
12. Klymenko, V.V., Bosiy, M.V., Yakymenko, M.S., Martynenko, V.V. (2017) Application of gas hydrated battery in automobile gas-containing compressor station. Proceedings of International research and practice conference "Modern methods, innovations, and experience of practical application in the field of technical sciences". Radom: Izdevnieciba "Baltija Publishing", 156-159.
13. Makogon, Y.F. (1974) Gydrates of natural gases. M.: Subsoil, 208.
14. Makogon, Y.F. (2010) Gas-hydrates, history of study and development prospects. Geology and minerals of the World ocean, 2, 5-21.
15. Sloan, E.D., Koh, C.A. (2008) Clathrate hydrates of natural gases. CRC Press, 752.
16. Makogon, Y.F. (1997) Hydrates of Hydracarbons. PennWell, Tulsa, USA, 482.
17. Klуmenko, V.V. (2012) Scientific and technical bases of gas-hydrated technology (thermodynamics and kinetics of processes, circuit decisions). The dissertation author’s abstract of the doctor of technical sciences: 05.14.06. K, 40.
18. Koltun, P., Klymenko, V. (2016) Methane hydrates – Australian perspective. Mining of Mineral Deposits, 10, 4, 11-18.
19. Horiguchi, K., Watanabe, S., Moriya, H., Nakai, S. (2011) Completion of natural gas hydrate overland transportation demo project. Proceedings of the 7 th International Conference on gas hydrates, Edinburgh, Scotland.
20. Gudmundsson, J.S., Graff, O.F. (2003) Hydrate non-pipeline technology for transport of natural gas.
Retrieved January 17, 2021, from http://www.igu.org/ html/wgc2003/WGCpdffiles/10056-1046347297-147 76-1.pdf.
21. Nakai, S. (2012) Development of natural gas hydrate (NGH) supply chain. Proceedings of the 25 th world gas conferences, Kuala Lumpur, Malaysia, 367-375.
22. Klymenko, V.V., Bosiу, M.V., Parafіуnуk, V.P., Prilipko, S.O. (2014) Gas turbine drive with gas-hydrated fuel gas distributor. Refrigeretion engineering and technology, 4(150), 37-40.
23. Khmelnyuk, M.G., Podmazko, O.S., Podmazko, I.O. (2014) Refrigeration units and their areas of use: Textbook. Kherson: Grin DS, 484.
24. Vysniauskas, A., Bichnoi, P.R. (1981) A Kinetic Study of Methane Hydrate Formation. 1Y Canadian Permalrast Conference, Calgary, 299-304.
25. Draganov, B.H.. Bessarab, O.S., Dolinsky, A.A., Lazarenko, V.O., Mishchenko, A.V., Shelimanova, O.V. (2005) Heat engineering: Textbook, 2nd ed., rew. and ext. Kyiv: INCOS Firm, 400.
26. Brodyansky, V.M., Fratscher, K., Mikhalek K. (1988) Exergetic method and its applications. M.: Energoatomizdat, 288.
27. Vargaftik, N.B. (1972) Handbook of thermophysical properties of gases and liquids. M.: Nauka, 721.
28. Klymenko, V.V., Kornienko, V.N., Skripnik, A.V., Klimenko V.V. (2012) Energy efficiency of steam-compression refrigeration units with air-cooled condensers and natural cold accumulators. Refrigeration engineering and technology, 5 (139), 21-24.