Совместный проект по увеличению эффективности работы предприятий
Тематические издания
Получение и продвижение информации
Тематические выставки
Новости
г. Форум "Передовые технологии России" Подписка на новости Поиск на сайте
НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ДОСТУПНЫЕ ДЛЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ, ЗАРЕГИСТРИРОВАННЫХ В СИСТЕМЕ АБОНЕНТСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯРегистрация...

Проблема энергосбережения при транспорте углеводородного сырья

Главная страница        >> Наука + промышленность: проблемы и перспективы Материалы 2003 - 2004 г.г.

Э. А. Микаэлян     РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина

Созданная по инициативе Европейского Сообщества (ЕС) Европейская Хартия об Энергии (ЕХЭ) призвана оказывать содействие внедрению и распространению новых, прогрессивных технологий в процессе модернизации при переходе к рыночному хозяйству в странах Восточной Европы.

На саммите по энергетике в Хьюстоне, США, 30 октября 2002 г. говорилось, что доля России в поставке нефти США может достигнуть 10%. При этом, не в последнюю очередь, это можно полагать и относительно природного газа, огромные запасы которого на Севере - в стадии разработки, наиболее рациональный способ доставки - путем его предварительного сжижения и транспортировки дальним потребителям метановозами в соответствии с мировой практикой.

Для решения задач по проблеме энергосберегающих технологий в газонефтяном комплексе большое значение имеет создание условии для положительного инвестиционного климата. В настоящее время идет наращивание этапа освоения и разработки новых месторождений углеводородного сырья для восполнения падающей производительности месторождений Западной Сибири, в основном, газа и газового конденсата (ГК).

Для расширения рынка сбыта в предстоящий период необходимо предусмотреть, кроме существующих, также новых потребителей, значительно удаленных. Например, США, Япония, страны Азиатского Тихоокеанского региона.

При этом следует разработать подачу УВС потребителям наиболее рациональным способом, с невысокой себестоимостью. Транспорт УВС, в особенности природного газа, - наиболее энергоемкая отрасль производства. Поэтому вопросы энергосбережения играют решающую роль. Эти вопросы решаются путем оценки энергоемкости процесса транспорта УВС различными способами. Энергоемкость при этом определяется по расходованию энергии при транспорте УВС в различном состоянии.

Рассмотрим транспорт различного УВС одного и того же количества, на одинаковое расстояние. Например, 1000 тонн УВС на расстояние 100 км. Анализ проводится для нефти, природного газа, ГК или сжиженного природного газа (СПГ). Удельный расход энергии будет определяться затраченной мощностью для транспорта одного и того же количества УВС в кВт*ч/млн.м3 или кВт*ч/тыс. тонн.

Расчеты по удельному расходованию энергии при транспорте УВС в различном состоянии представлены в нижеследующей таблице.

Сравнительные удельно-энергетические характеристики при транспорте УВС в различном состоянии
УВСПлотность УВС, кг/м3Удельный расход энергии, %
Нефть9003,9
ГК; СПГ5007,0
Природный газ0,72100

Расчеты показывают, что удельный расход энергии снижается в 26 и в 14,3 раза при транспорте, соответственно нефти и газового конденсата по сравнению с транспортом того же количества природного газа. При расчетах приняты технические характеристики типовых перекачивающих агрегатов для транспорта сравниваемых видов УВС.

Расчеты показывают целый ряд других преимуществ. Так, при транспорте УВС, включая и СПГ, многократно снижаются металлозатраты наряду со снижением расхода энергии (см. таблицу) по сравнению с транспортом природного газа; улучшается экология. Следует отметить также, что для режима охлаждения и сжижения газа создаются более благоприятные условия в северных районах страны по сравнению с южными районами.

В мировой практике получил распространение транспорт сжиженных газов с помощью метановозов. Так, азиатские, африканские страны, в частности, Алжир, с помощью морских метановозов транспортируют СПГ в США, Японию и т.д. Это удается благодаря развитой соответствующей холодильной технике.

Видимо, настало время газовой промышленности страны переходить на более рациональный способ транспорта газа с точки зрения энергосберегающей технологии. В 70-е годы, в период значительного наращивания темпов разработки, добычи и транспорта газа с северных районов Тюменской области Газпром принял решение не рассматривать и не разрабатывать проблему транспорта газа в сжиженном и охлажденном состоянии. Объяснялось это определенной ситуацией, сложившейся на рынке, а также тем, что существующий уровень научно-технического прогресса в отрасли не позволил решить техническую проблему транспорта газа в таком состоянии.

Применение новой техники и технологии требует предварительного технико-экономического обоснования, определения условий, при которых достигается максимальный эффект от внедрения того или иного технического достижения.

В работах по определению эффективности научно-технического прогресса на транспорте газа отражены в основном только такие направления, реализация которых осуществляется в настоящее время, например, увеличение диаметра и рабочего давления магистральных газопроводов, единичной мощности силовых агрегатов и т.д. Эффективность же новых технических идей, в частности, транспорта газа в охлажденном или сжиженном состоянии не определялась.

Новая техника и технология по своему назначению разделяются на три вида: внедрение которых изменяет (улучшает) ход технологических процессов (например, процессы разведки, бурения, добычи, транспорта, подготовки к транспорту, переработки, хранения нефти, газа и конденсата и др.); изменяет (уменьшает) расход трудовых, материальных и природных ресурсов; изменяет и ход технологических процессов, и затраты ресурсов.

Расчет экономической эффективности применения новой техники и технологии, изменяющей ведение технологических процессов, базируется на исследованиях этих процессов в зависимости от принятой математической модели.

Исследования экономической эффективности показали, что наибольший экономический эффект при транспорте охлажденного газа за счет снижения мощности энергопривода и повышения производительности газопровода происходит при рабочем давлении газа в 100 бар и температуре -65°С. На первом этапе разработки транспорта газа в охлажденном состоянии, учитывая соответствующий уровень техники и технологии, можно предложить транспорт охлажденного газа при температуре -46°С и рабочем давлении 75 бар.

В мировой практике успешно реализованы проекты по сжижению природных газов. Известны действующие многие годы заводы по сжижению газа в Алжире и других странах. Сжиженный газ алжирского производства в среднем имеет следующие характеристики.

Состав сжиженного газа: СН4 - 86,6%; C2H6 = 7,76%; С3Н8 - 2,36%; i С4 и n С4 - 0,91%; N2 - 2,36%; He - 0,01%. Низшая, рабочая теплотворная способность 54500 кДж/кг; плотность r = 453 кг/м3; кинематическая вязкость 0,002 csk; массовая, изобарическая теплоемкость 3,77 кДж/(кг*К). Из диаграммы состояния следует, что при атмосферном давлении температура СПГ равна -163°С. Критическое состояние СПГ определяется давлением 47 бар и температурой -87°С. При разработке транспорта СПГ необходимо, как и при случае обычного УВС, представить технико-экономическое решение для выбора пропускной способности, диаметра и других характеристик трубопровода, расстояния между компрессорными станциями и расстояния между станциями охлаждения газа, изоляционного материала и т.д.

Существующая газотранспортная система (ГТС) страны имеет ряд специфических особенностей. Транспортная составляющая в стоимости топливно-энергетических ресурсов огромная. Топливно-энергетические показатели при этом дают в основном валовую оценку производства. Практика нормирования различных видов энергоресурсов на газотранспортных предприятиях (ГТП) характеризуется определенным недостатком, связанным с разработкой нормативов при детерминированном, однозначном значении, справедливом, в основном, для какого-либо фиксированного, базового режима. При этом обычно в качестве базового режима принимается режим по номинальным или нормативным параметрам, что не соответствует в целом ряде случаев условиям эксплуатации.

Для ликвидации отмеченных недостатков предлагаются нормативные шкалы по основным показателям, характеризующим расход энергоресурсов в технологическом процессе транспорта газа в условиях эксплуатации. При разработке такой шкалы были использованы исходные и расчетные значения топливно-энергетических показателей ГТС, полученные в работе по выбранному критерию оптимизации. По данным расчетов этих показателей при различных режимах работы газопровода и ГГПА в условиях эксплуатации построена номограмма нормативных шкал, характеризующих значение нормативных энергетических показателей для переменного режима работы ГТС с ГГПА.

Разработка рациональной, эффективной нормативной базы в расходовании энергоресурсов проведена на основе объективно выбранного измерителя объема производства (удельного расхода энергии). Составлена программа для ПЭВМ по построению номограммы нормативных шкал расходования энергоресурсов для фактических условий эксплуатации на примере конкретного ГТП, контролю и рационализации технологического процесса, а также определению коэффициентов технического состояния всей газотранспортной системы и отдельных ее элементов.

Разработана термодинамическая модель по транспорту газа с оптимальным расходом топливно-энергетических ресурсов для управления производством транспорта газа в режиме энергосбережения.

Полученные результаты можно использовать для решения задач энергосбережения и проведения энергетического аудита в системе сбора и транспорта газа. При определенной корректировке полученных решений можно распространить рассмотренные задачи также и для случая транспорта нефти. При этом математическая модель значительно упростится.


 

 Последние поступления

Поиск на сайте

Направить запрос

Абонементное обслуживание

Главная страница        >> Наука + промышленность: проблемы и перспективы Материалы 2003 - 2004 г.г.

Наверх