Technische Beschreibung einer Gasexpansionsanlage

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Technische Beschreibung einer Gasexpansionsanlage

Martel, U. / Brogli, A.

Die beschriebene Gasexpansionsanlage (Schema) dient zur Druckminderung von Erdgas. Um eine unzulässige Abkühlung des Erdgases nach der Entspannung zu vermeiden, wird die Energie des Gases vor der Entspannung durch Zufuhr von Wärmeenergie erhöht. Die Fähigkeit der Gase Wärmeenergie als innere Energie zu speichern wird bei der Erzeugung von elektrischer Energie durch Entspannungsturbinen genutzt. In der Anlagenübersicht wird kurz eingegangen auf Rohrleitungssystem, Turbineneinheit, Schmiersystem und Lagerung. Eingesetzt werden können Asynchron- oder Synchron-Generatoren, die beide charakterisierrt werden. Generell ist die Wahl vom Einzelfall abhängig. Der Asynchron-Generator (Schema) benötigt Blindleistung aus dem Netz, während der Synchron-Generator Blindleistung in das Netz liefert. Anhand von Schemata erfolgt eine Betrachtung der Schutzeinrichtungen und Signalisierung des Generators sowie der Regelungstechnik der Gasexpansionsanlage. Zum Schutz der Gasexpansionsturbine dient ein Rückleistungs- und ein Frequenzrelais, welche die Drehzahl überwachen. Bei der Druck- bzw. Leistungsregelung werden drei Fälle unterschieden: der gesamte Volumenstrom fließt über die Turbine; ein Teil des Volumenstroms fließt über die Gasübernahmestation. Der Generator ist im Teillastbetrieb; ein Teil des Volumenstroms fließt über die Übernahmestation. Der Generator läuft in Vollast. Ein Algorithmus zeigt das Verhalten bei Druckanstieg und ein Schema die Leistungsumstellung, wenn der notwendige Volumenstrom das Schluckvermögen der Expansionsturbine übersteigt. Eingegangen wird auf die Temperaturregelung der Entspannungsturbine (Turbinenausgangs- und -eingangstemperatur). Die Temperaturverteilung der Gasexpansionsanlage ist schematisch dargestellt.