Исследование и разработка промышленного комплекса по производству и реализации газомоторного топлива тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.07, кандидат технических наук Ровнер, Геннадий Михайлович

• Ровнер, Геннадий Михайлович
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ровнер, Геннадий Михайлович

Введение.

Глава 1. Современное состояние и перспективы развития газомоторизации.

1.1. Отечественный и зарубежный опыт использования природного газа в качестве моторного топлива.

1.2. Анализ эффективности функционирования сети газонаполнительных компрессорных станций.

1.3. Обоснование целесообразности использования мобильных станций для заправки транспортных средств компримированным природным газом.

1.4. Оценка технико-технологических возможностей стационарных газонаполнительных компрессорных станций по заправке передвижных газозаправщиков.

1.5. Оценка резерва производительности газонаполнительных компрессорных станций.

1.6. Цель и задачи исследований. . .у. • ■ ■ '

Глава 2. Исследование показателей производства и распределения газомоторного топлива газонаполнительными компрессорными станциями.

2.1. Исследование основных эксплуатационных показателей работы газонаполнительной компрессорной станции.

2.2. Зависимость резерва производительности от загрузки газонаполнительной компрессорной станции.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка промышленного комплекса по производству и реализации газомоторного топлива»

В целях улучшения структуры топливно-энергетического баланса страны в восьмидесятые годы правительство СССР приняло ряд кардинальных постановлений, направленных на широкое использование на транспорте, наряду с традиционными нефтепродуктами, альтернативных видов моторного топлива и в первую очередь компримированного природного (КПГ) и сжиженного нефтяного газов (СНГ). Уже тогда было ясно, что даже в условиях наличия огромных ресурсов нефти необходимо на будущее проявить заботу об энергетической безопасности страны и параллельно не допустить экологической катастрофы от все возрастающего пагубного воздействия транспорта на окружающую среду особенно в крупных городах.

Для реализации столь актуальной народно-хозяйственной проблемы в стране в тот период были переведены на компримированный природный газ как наиболее ре-сурсообеспеченный, дешевый, экологически чистый и безопасный десятки тысяч грузовых автомобилей и автобусов различных модификаций. Одновременно с этим была сооружена на всей территории страны беспрецедентная по своим масштабам и мощности сеть газозаправочных станций. Основу этой сети газообеспечения транспортных средств составляли автомобильные газонаполнительные компрессорные станции (АГНКС) на 500 и 250 заправок грузовых автомобилей в сутки. За период с 1983 по 1991 год в стране было построено около 400 АГНКС и переведено на КПГ более 100 тыс. грузовых автомобилей, автобусов и спецтехники. Но это была только половина пути по реализации намеченной программы.

Распад СССР, а вместе с ним перевод экономики в плоскость рыночных отношений явно затормозили развитие процесса газомоторизации в стране. Однако уже тогда в 1985—1990 годах стало очевидным, что созданная сеть газообеспечения из столь мощных заправочных станций из-за распыленности автохозяйств по территории и относительно редкой сети АГНКС не может быть полностью загружена и выведена на паспортный режим работы. Мингазпром, как владелец всех газозаправочных станций в стране, имел возрастающие из года в год убытки, исчисляемые миллионами рублей.

Коллективом ученых и специалистов, возглавляемых д. т. н. Мкртычаном Я.С., на который Мингазпром возложил разработку идеологии и стратегии газификации и газообеспечения транспорта страны, было предложено два направления повышения эффективности газомоторизации:

1. Переход на строительство более мелких газозаправочных станций мощностью соответственно на 125,75 и 50 заправок автомобилей в сутки.

2. Создание газозаправочных комплексов на базе построенных мощных станций АГНКС-500 и АГНКС-250, обеспечивающих обслуживание автомобилей АТП, удаленных до 100—150 км. Решение этой задачи с целью существенного увеличения загрузки, а соответственно и эффективности станции возможно за счет применения заправляемых на АГНКС и доставляющих газомоторное топливо в АТП мобильных средств заправки транспорта. Реализация второго направления повышения эффективности созданной сети АГНКС потребовала проведения определенного объема научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ по созданию нового оборудования и новой системы организации эксплуатации газозаправочных комплексов в условиях складывающихся в стране свободных рыночных отношений. Работу в заданном этой целью направлении представлялось наиболее рациональным выполнить поэтапно.

Первый этап. Определение реального резерва производительности ГМТ, который возможно использовать для заправки мобильных транспортных средств.

Второй этап. Создание мобильных газозаправщиков и системы их заправки на АГНКС для доставки ГМТ в АТП и осуществления заправки автомобилей.

Третий этап. Разработка системы рационального функционирования взаимодействия газозаправочного комплекса и удаленных от него автохозяйств.

Данная диссертационная работа посвящена решению вышеизложенных задач. Она состоит из четырех глав.

В первой главе диссертации изложен анализ современного состояния и перспективы развития газификации и газообеспечения транспорта в стране, на основе которого сформулированы цель и первоочередные задачи необходимых исследований и разработок.

Во второй главе диссертации изложены результаты расчетов и исследований по определению фактических резервов производительности станций АГНКС-500 и возможности их реального использования на практике.

В третьей главе диссертации изложены научные основы создания передвижных газозаправщиков как важнейшего звена газозаправочного комплекса.

В четвертой главе диссертации изложены результаты практической реализации газозаправочного комплекса и научная организация его эффективного функционирования.

Основные результаты диссертационной работы формулируют ее научную и практическую полезность. Диссертационная работа включает 136 страниц текста с 49 таблицами и 74 иллюстрационных рисунка. 6

В итоге выполнения диссертационной работы:

1. Создан первый отечественный газозаправочный комплекс.

2. Создан первый отечественный передвижной автогазозаправщик.

3. Разработан типоразмерный ряд передвижных автогазозаправщиков.

4. Создана система заправки газозаправщиков на АГНКС.

5. Разработана рациональная система функционирования газозаправочных комплексов и АТП.

6. Организовано промышленное производство ПАГЗ-ов и систем их заправки.

7. Дано научное обоснование основных параметров АГНКС и передвижных газозаправщиков.

Автор диссертационной работы выражает благодарность своим научным руководителям и коллективам специалистов ОАО «ГАЗПРОМ» (Мингазпрома), ГУП «СГ-Транс», НПО «Союзгазтехнология», институтам НАМИ и НИИАТ, Дмитровскому автополигону, Ковровскому КБ «Арматура», Московскому ГПЗ, ПО «Оргэнергогаз», ПО «Мосавтогаз», ОАО «Мособлавтотранс», Сумскому НПО им. Фрунзе, Первоуральскому новотрубному заводу, Волгоградскому заводу «Баррикады» и другим за оказанную неоценимую помощь при выполнении данной диссертационной работы.

Заключение диссертации по теме «Машины и агрегаты нефтяной и газовой промышленности», Ровнер, Геннадий Михайлович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Действующая сеть АГНКС из-за рассеянности по территории и удаленности от АТП за многие годы эксплуатации не в состоянии без дополнительных мер выйти по загрузке на проектную производительность. Реальные резервы производительности в 2—3 раза превышают фактический объем отпуска ГМТ автомобилям, в результате чего вместо прибыли имеют место все возрастающие убытки.

Кардинальным направлением исключения убыточности сети мощных АГНКС и перехода к эффективности является создание на их основе газозаправочных комплексов «АГНКС-ПАГЗ», способных за счет мобильных газозаправщиков обеспечить доставку и заправку газомоторным топливом автомобилей АТП, удаленных от станций до 150 км.

2. Проведенные исследования и расчеты позволили обосновать основные параметры типоразмерного ряда передвижных газозаправщиков. Исследованиями по разработанной методике впервые получены зависимости, с помощью которых установлено:

• оптимальное давление газа в газобаллонной установке ПАГЗ составляет 32-35 МПа,

• максимальное опорожнение ПАГЗ достигается при 4—6 ступенчатой системе заправки автомобилей и разнообъемных секциях газобаллонной установки,

• максимальное значение коэффициента опорожнения ПАГЗ при бескомпрессорном способе заправки автомобилей газом до 20 МПа составляет 0,68-0,79,

• средний объем разовой заправки грузовых автомобилей составляет 62,2 куб. нм вместо 100 куб. нм (по технической характеристике АГНКС). В действительности большинство автомобилей заправляется не через день (согласно проектным данным), а дозаправляется ежедневно (до 90%),

• среднее время заправки грузового автомобиля ГМТ составляет 6—7 мин., а с учетом времени подъезда — отъезда 8—9 мин.

Построенные по результатам исследований графики позволяют для станций с различной технической характеристикой определить резерв производительности в зависимости от загрузки автомобилями в течение каждой из смен суток. Эти графики необходимы для практического определения количества

ПАГЗ-ов, которые могут быть заправлены газом на любой конкретной АГНКС-500.

3. Разработан, всесторонне испытан и рекомендован к промышленному производству первый отечественный газозаправщик ПАГЗ-2500-32-4 с давлением газа 32 МПа и 4-х ступенчатой системой заправки автомобилей до 20 МПа бескомпрессорным способом. Он способен за один рейс заправить газом до 30 грузовых автомобилей и автобусов. Заводские, полигонные и эксплуатационные испытания ПАГЗ подтвердили полное соответствие его расчетных параметров фактическим.

Эксплуатация созданной двухступенчатой системой заправки газозаправщиков на АГНКС с использованием дожимной компрессорной установки выявила ее надежность и способность в течение двух лет обеспечивать гарантированно заправку газом до 30 газозаправщиков в сутки.

Разработанная система организации эксплуатации газозаправочного комплекса обеспечивает гарантированную заправку ПАГЗ-ов на АГНКС:

• одноразовую (1 рейс в сутки) при удаленности АТП от 60 до 150 км,

• двухразовую (2 рейса в сутки) при удаленности АТП до 60 км.

4. Прибыль газозаправочного комплекса (на базе станции АГНКС-500 с Рвх = 0,8—1,2 МПа) составляет 24—28,5 млн. руб. в год

Прибыль от заправки одного ПАГЗ на АГНКС составляет 0,7 млн. руб. в год. Срок окупаемости системы заправки ПАГЗ-ов не превышает 2 месяцев.

Прибыль АТП при условии перевода на КПГ 120 грузовых автомобилей и обеспечения их газом 2—4-мя собственными газозаправщиками (при текущих ценах на бензин и КПГ) составляет в год:

• при удаленности АТП до 60 км (2 рейса в сутки) 7,2 млн. руб.,

• при удаленности АТП от 60 до 150 км (1 рейс в сутки) 5,7 млн. руб.

Прибыль, приходящаяся на один ПАГЗ в год, для АТП составляет соответственно 3,6 и 1,5 млн. руб., а срок окупаемости общих капзатрат от 1 до 1,5 года.

5. По производительности 12 газозаправщиков ПАГЗ-2500-32-4 равноценны одной станции АГНКС-500, а по стоимости в 3,5 раза дешевле, что позволит уменьшить объем строительства АГНКС.

6. Промышленное производство ПАГЗ-ов освоено Свесским насосным заводом и Волгоградским заводом «Баррикады»; газовой арматуры высокого дав

192 ления — Ковровским заводом «Арматура»; системы заправки ПАГЗ-ов с до-жимной компрессорной установкой — Сумским НПО им. Фрунзе.

7. Применение газозаправочных комплексов «АГНКС-ПАГЗ» позволяет:

• улучшить показатели работы АГНКС за счет дополнительного отпуска газа ПАГЗ-ам и использования резервов производительности основного технологического оборудования;

• исключить холостые пробеги части автомобилей на заправку;

• организовать заправку ПАГЗ-ами автомобилей рядом с АЗС непосредственно в городах, а также на междугородних шоссе и тем самым увеличить радиус действия автомобилей;

• организовать заправку ПАГЗ-ами транспортных средств в полевых условиях (в сельской местности);

• сократить потребность в стационарных АГНКС;

• увеличить зону обеспечения автомобилей КПГ до 150 км от АГНКС.