Магистральные газопроводы предназначены для транспортирования газа на большие расстояния. Для возможности прокачки газа через трубопроводы на большие расстояния необходимо значительное повышение его давления. Давление в магистральном трубопроводе может достигать 100 бар. После транспортирования газа к месту потребления необходимо понижение его до давления распределительной сети, которое составляет от 3 до 12 бар.

Для понижения давления вблизи потребителя строятся газораспределительные станции.

Существует два принципиально разных способа снижения давления.

1. Дросселирование.

Условно можно считать этот процесс изоэнтальпийным (h=const). В этом случае снижение давления происходит при прохождении газа через дроссель - сужающее устройство. В таком процессе энтропия возрастает, присутствует т.н. потеря работоспособности - газ с высокими параметрами преобразуется в газ с более низкими параметрами без совершения полезной работы.

2. Турбодетандерное расширение.

Этот процесс можно условно считать адиабатным (s=const). Здесь расширение происходит в турбине, вырабатывающей полезную работу. Энтальпия газа снижается, как и его температура. Сложность состоит в том, что снижение температуры значительно, газ на выходе из турбины имеет отрицательные температуры.

Далее предложена схема станции, на которой осуществляется декомпрессия газа с комбинированной выработкой электроэнергии, тепла и холода, а также забором тепла у низкопотенциального источника (например, сточных вод).

В схеме циркулирует 2 теплоносителя.

Первый - декомпримируемый природный газ. Из магистрального газопровода газ в количестве 90 кг/с попадает в теплообменник 1, где нагревается до температуры 60 °С, после чего расширяется в турбине 2, служащей приводом для компрессора.На выходе из турбопривода 2 температура газа составляет 10 °С, его давление 20 бар. Далее газ снова нагревается в теплообменнике 3 до 80 °С, после чего расширяется в турбине до требуемого конечного давления распределительного газопровода - 6 бар. Эта турбина вращает генератор 5, полезная выработка электроэнергии составляет более 12 МВт. Декомпримированный газ попадает в распределительную сеть с температурой 16,5 °С.

Второй контур - контур хладагента R22. Он прокачивается через контур компрессором 6, приводимым во вращение турбодетандером 2. Расход хладагента - 100 кг/с. Он попадает в компрессор при давлении 2 бар и температуре 11,5 °С. В компрессоре он сжимается до 25 бар, его температура повышается до 152 °С. Часть хладагента (26 кг/с) отделяется и направляется в теплообменник 1, а часть (61 кг/с) - в теплообменник 3, где эти потоки нагревают природный газ. Оставшаяся часть (13 кг/с), попадает в теплообменник 7, где тепло передается потребителю. Это может быть подогрев бытовой или теплофикационной воды, или тепло на технологические нужды станции. В каждом из теплообменников температура хладагента снижается до 61 °С, после чего потоки соединяются. Объединенный поток попадает в дроссель 10, где его давление снижается до 2 бар, а температура падает до -25 °С. При нагреве этого потока до 11,5 °С можно полезно использовать почти 14 МВт холода: для технологических нужд (например, рефрижераторов), или для отбора тепла низкопотенциального источника.

Дроссель 11 предназначен для сброса давления газа на байпасной линии при отключении контура хладагента.

Таким образом, строительство подобной станции позволит при декомпрессии 90 кг/с природного газа от 50 до 6 бар получить 12 Мвт электроэнергии, 3 Мвт тепловой энергии и почти 14 Мвт холода.