Experteneinschätzungen deuten darauf hin, dass in diesem Jahrhundert die Rolle von Erdgas im Energiesektor der meisten Länder zunehmen wird. In den frühen dreißiger Jahren des XXI Jahrhunderts kann sich der Gasverbrauch durchaus verdoppeln. Um das Problem der Energieeinsparung in Verkehrssystemen zu lösen, werden zunehmend Energierückgewinnungssysteme eingesetzt, darunter ein Turboexpander.
So funktioniert ein Turboexpander
Die Nutzung von Energie aus Überdruck im Gastransportnetz ist eine der wichtigen gelösten Aufgaben in der Gaswirtschaft. Für diese Zwecke werden spezielle Expansionsturbinen verwendet, die mechanisch mit einem Stromverbraucher - einem Kompressor oder einem elektrischen Generator - verbunden sind. Diese Energierückgewinnungsvorrichtung, die keinen Kraftstoff verbraucht, wird Turboexpander genannt.
Ein Turboexpander ist konstruktionsbedingt eine Gasturbine, die bei unterschiedlichen Gasdrücken arbeitet. An die Expansionsturbine selbst sind Generatoren, Kompressoren und Pumpen angeschlossen. In diesem komplexen System übernimmt der Turboexpander als „Herzstück“eine zentrale Funktion.
Eines der technischen Probleme, an denen die Konstrukteure von Turboexpandern arbeiten, besteht darin, Vibrationen zu eliminieren, die sich destruktiv auf das Gerät auswirken.
Die Turbine basiert auf dem Prinzip der Gasexpansion in einem Arbeitsgerät. Beim Durchgang durch das Laufrad gibt das Gas seine Energie ab. In diesem Fall nimmt die Temperatur erheblich ab. Die freigesetzte Energie kann verwendet werden, um das Gas in einem Kompressor zu verdichten oder einen elektrischen Generator anzutreiben. Im letzteren Fall liefert der Turboexpander nicht nur relativ günstig elektrische Energie, sondern produziert auch Kälte.
Anwendung von Turboexpandern
Turboexpander werden in kryogenen Anlagen eingesetzt. Sie werden auch erfolgreich in Luftzerlegungs- und Stickstoffdruckverflüssigungsanlagen eingesetzt. Eine Expansionsturbine ist heute aus einem modernen Erdgasaufbereitungsbetrieb nicht mehr wegzudenken.
Der Turboexpander ist eigentlich eine billige und saubere Energiequelle.
Die Hauptanwendung von Turboexpandern findet sich in der Gasindustrie, wo sie die Rolle von Gasexpansionseinheiten spielen. In der Turbine findet der Prozess der Energieumwandlung statt, deren Höhe direkt mit der Leistung des Energiepotentials des Gasstroms zusammenhängt. Der Einsatz von Turboexpandern ermöglicht die Nutzung der überschüssigen Energie, die beim Pumpen von Gas durch Verteilerstationen entsteht.
Turboexpander werden beim Anfahren von Gasturbinenanlagen und der Rotation von Maschinenrotoren aktiv eingesetzt, um diese zu kühlen. Eine Absenkung der Gastemperatur ist auch in Anlagen, in denen es verflüssigt wird, sowie bei der Vorbereitung des Gasprodukts für den Transport und zur Entfernung von überschüssiger Feuchtigkeit durch Gefrieren erforderlich.
