Procjene stručnjaka pokazuju da će se u ovom stoljeću povećati uloga prirodnog plina u energetskom sektoru većine zemalja. Početkom tridesetih godina XXI. Stoljeća potrošnja plina mogla bi se udvostručiti. Da bi se riješio problem uštede energije u transportnim sustavima, sve se više koriste sustavi za oporabu energije, od kojih je jedan turbo ekspander.
Kako radi turbo ekspander
Korištenje energije koja proizlazi iz prekomjernog tlaka u transportnom sustavu plina jedan je od važnih zadataka riješenih u plinskoj industriji. U te svrhe koriste se posebne ekspanzijske turbine koje su mehanički povezane s potrošačem energije - kompresorom ili električnim generatorom. Ovaj uređaj za rekuperaciju energije koji ne troši gorivo naziva se turbo ekspander.
Prema dizajnu, turboekspander je plinska turbina koja radi pod diferencijalnim tlakom plina. Generatori, kompresori i pumpe spojeni su na samu ekspanzijsku turbinu. U ovom složenom sustavu turbo ekspander ima središnju funkciju, budući da je njegovo "srce".
Jedan od tehničkih problema na kojem rade dizajneri turbo ekspandera je uklanjanje vibracija, koje razarajuće djeluju na uređaj.
Turbina se temelji na principu širenja plina u radnom uređaju. Prolazeći kroz radno kolo, plin se odriče svoje energije. U ovom slučaju dolazi do značajnog smanjenja njegove temperature. Oslobođena energija može se koristiti za komprimiranje plina u kompresoru ili za pogon električnog generatora. U potonjem slučaju, turbo ekspander pruža ne samo relativno jeftinu električnu energiju, već također proizvodi hladnoću.
Primjena turbo ekspandera
Turbo ekspanderi koriste se u kriogenim biljkama. Također se uspješno koriste u postrojenjima za odvajanje zraka i postrojenja za ukapljivanje dušika pod pritiskom. Danas je teško zamisliti moderno poduzeće za preradu prirodnog plina bez ekspanzijske turbine.
Turboexpander je zapravo jeftin i čist izvor energije.
Glavna primjena turbo ekspandera nalazi se u plinskoj industriji, gdje oni igraju ulogu plinskih ekspanzijskih jedinica. U turbini se odvija proces pretvorbe energije čija je količina izravno povezana sa snagom energetskog potencijala protoka plina. Korištenje turbo ekspandera omogućuje iskorištavanje viška energije koja nastaje pumpanjem plina kroz distribucijske stanice.
Turboekspanderi se aktivno koriste tijekom pokretanja postrojenja s plinskim turbinama i rotacije rotora strojeva kako bi se hladili. Snižavanje temperature plina također je potrebno u postrojenjima u kojima se on ukapljuje, kao i u prethodnoj pripremi plinskog proizvoda za transport i uklanjanjem viška vlage smrzavanjem.
