Оценка эффективности режимов работы и регулирование газоперекачивающих агрегатов на компрессорных станциях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.19, кандидат технических наук Кичатов, Виталий Викторович

• Кичатов, Виталий Викторович
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кичатов, Виталий Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

I СОСТОЯНИЕ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ.

1.1 Направления энергосбережения в газовой отрасли при магистральном транспорте природного газа.

1.2 Состояние и перспективы развития объектов газотранспортной системы.

1.3 Обзор отечественного и иностранного опыта решения задач определения наиболее эффективных режимов работы КС.

1.4 Основные цели и задачи работы.

II ВЫБОР КРИТЕРИЯ ОПТИМИЗАЦИИ И МЕТОДОВ ЕГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ.

2.1 Выбор критерия оценки эффективности режимов работы ГПА в системах компримирования.

2.2 Анализ и оценка точности аналитических методов определения мощности ГПА.

2.3 Апробация выбранного критерия эффективности работы ГПА на системе компримирования с параллельной обвязкой.

2.4 Апробация выбранного критерия эффективности работы ГПА на системе компримирования с последовательной обвязкой.

2.5 Анализ и выбор графоаналитических методов определения мощности ГПА.

2.6 Перестроение приведенных газодинамических характеристик.

III РЕГУЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ГПА

В СИСТЕМАХ КОМПРИМИРОВАНИЯ КС.

3.1 Методика оптимизации распределения нагрузки между ГПА в системах компримирования со смешанной обвязкой.

3.2 Определение наиболее эффективного распределения нагрузки между ГПА в системах компримирования с последовательной обвязкой при трехступенчатом сжатии.

3.3 Использование коэффициентов технического состояния ГПА при решении задач оптимизации режимов работы КС.

3.4 Выбор оптимальной схемы компримирования.

3.5 Оптимизация режимов работы ГПА в составе КС с учётом неопределённости исходных данных.

3.6 Промежуточное охлаждение.

3.7 Экономическая и энергетическая оценка результатов применения методик регулирования режимов работы ГПА.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка эффективности режимов работы и регулирование газоперекачивающих агрегатов на компрессорных станциях»

Газовая промышленность является в настоящее время важнейшей составной частью топливно-энергетического комплекса России, а природный газ в обозримой перспективе останется одним из важнейших видов уникального топлива и ценного химического сырья. Этому в значительной степени способствует то, что на территории России сосредоточена треть мировых запасов природного газа и созданный за многие годы уникальный производственный потенциал.

Среди множества проблем, стоящих перед газовой промышленностью, снижение энергозатрат на собственные нужды и, в частности, при магистральном транспорте природного газа является одной из основных. Согласно отраслевой структуре потребления первичных энергоносителей основная доля энергозатрат (93,2 %) приходится на природный газ. А из всего объема потребления природного газа основная часть (82,6 %) приходится на магистральный транспорт газа. Таким образом, приоритетной задачей отрасли является газосбережение при магистральном транспорте. л

Потенциал газосбережения в России оценивается в 109-111 млрд. м [8]. Несмотря на относительно низкую долю электроэнергии в балансе потребления топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) (6,5 %), ее экономия имеет для отрасли большое значение из-за высоких цен на электроэнергию при централизованных поставках. Поскольку практически три четверти ТЭР, расходуемых в отрасли, потребляется при магистральном транспорте природного газа, то снижение энергоемкости газотранспортной системы страны является важнейшей задачей отраслевого энергосбережения [17].

Учитывая, что основным потребителем энергоресурсов при транспорте газа являются компрессорные станции (КС), проблема снижения энергетических затрат в отрасли в первую очередь должна быть направлена на повышение эффективности их работы. Расход топливного газа во многом определяется типом и количеством газоперекачивающих агрегатов (ГПА), включаемых в системы компримирования, а также режимом работы каждого агрегата. Задача выбора схемы компримирования и режимов работы -ГПА усложняется тем, что все агрегаты индивидуальны и могут иметь разное техническое состояние.

Представленная работа посвящена повышению эффективности регулирования систем компримирования технологического газа на компрессорных станциях магистральных газопроводов (МГ) с целью снижения энергозатрат при магистральном транспорте газа.

I СОСТОЯНИЕ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ МАГИСТРАЛЬНЫХ

ГАЗОПРОВОДОВ

Газотранспортная система России, обеспечивая поставки газа от месторождений до потребителей, находится в постоянном развитии. С целью решения задачи газификации страны, повышения надежности поставок газа потребителям, расширения рынков сбыта строятся новые магистральные газопроводы, а решение задач повышения надежности и снижения энергетических затрат на действующих газопроводах вызывает необходимость в проведении ремонтных работ и реконструкции основных объектов МГ, замены и модернизации энерготехнологического оборудования и внедрения новых программ энергосбережения.

Заключение диссертации по теме «Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ», Кичатов, Виталий Викторович

5. Результаты исследования показали, что снижение энергетических затрат в денежном выражении на сжатие природного газа за счет его промежуточного охлаждение между ступенями сжатия при последовательной обвязке ГПА в системах компримирования и степени повышения давления природного газа на КС в диапазоне £ = 1,5 2,0 весьма незначительна и составляет с учетом затрат электрической энергии в ABO газа порядка 0,5 %.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Кичатов, Виталий Викторович, 2013 год

1. Алгоритмическое обеспечение оптимальной загрузки ГПА / Вертепов А.Г., Зарицкий С.П., Зыбин Г.В., Покутный A.B., Лещенко И.Ч. // Газовая промышленность. 2009 - № 4. - с. 57 - 60.

2. Ашарина O.K., Хворов Г.А. Оценка эффективности энергосбережения в транспорте газа // Газовая промышленность. 2006 - № 3. - с. 1215.

3. Будзуляк Б.В. Реконструкция основа поддержания производственной мощности российской газотранспортной системы // Наука и техника в газовой промышленности. - 2005 - № 2. - с. 2 - 6.

4. Будзуляк Б., Шайхутдинов А., Щуровский В. К вопросу о повышении эффективности транспортировки газа в России // «Газотурбинные технологии», 2003, ноябрь-декабрь. с. 2 - 4.

5. Буховцев Б.М. Снижение топливно-энергетических затрат на транспорт газа за счет оптимизации режима работы центробежных нагнетателей // Нефть и газ. 2001 - № 6. - с. 117-121.

6. Быков Г.А., Быкова О.Г. Системный анализ и обобщение результатов стендовых испытаний газовых центробежных компрессоров // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2006 - №9 - с. 26 — 31.

7. Вертепов А.Г., Лопатин A.C. Диагностическое обеспечение расчетов компримирования газа на КС // Газовая промышленность. — 2012 — №3. с. 59-62.

8. Газотурбинные установки на газопроводах / Б.П. Поршаков, A.A. Апостолов, А.Н. Козаченко, В.И. Никишин. М.: ФГУП Издательство «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004.-216 с.

9. Газ природный. Методы расчета физических свойств. М.: ИПК Издательство стандартов, 2000. - 89 с.Н.Газпром в цифрах 2006 2010 г.г. Справочник. - М.: ОАО «Газпром», 2011.-68 с.

10. Галиуллин З.Т., Леонтьев Е.В. Интенсификация магистрального транспорта газа. -М.: Недра, 1991.-271 с.

11. Герке В.Г. Диспетчерское управление международными транзитными газотранспортными системами // «Газовая промышленность», 2006, № 1. — с. 20-22.

12. Государственная программа Российской Федерации «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года», утвержденная распоряжение Правительства РФ от 27.12.2010г. №2446-р.

13. Ефанов В.И. Вопросы реконструкции российской газотранспортной системы // «Наука и техника в газовой промышленности», 2005, № 2. -с. 10-14.

14. Завальный П.Н. Оптимизация работы сложной газотранспортной системы // «Газовая промышленность», 2002, № 9. с. 56 - 59.

15. Завальный П.Н. Оптимизация совместной работы системы «газопровод нагнетатель - ГТУ» // «Газотурбинные технологии», 2001, №2.-с. 34-35.

16. Калинин А.Ф. Расчет, регулирование и оптимизация режимов работы газоперекачивающих агрегатов. М.: МПА-Пресс, 2011. - 264 с. с илл.

17. Калинин А.Ф. Сопоставление и выбор оптимальных схем компримирования природного газа на КС // Газовая промышленность. -2004-№ З.-с. 55-57.

18. Калинин А.Ф. Технологии промысловой подготовки и магистрального транспорта природного газа. М.: МПА-Пресс, 2007. - 323 с.

19. Калинин А.Ф. Эффективность и регулирование режимов работы систем трубопроводного транспорта природного газа. М.: МПА-Пресс, 2004.- 168 с.

20. Калинин А.Ф. Эффективность отключения компрессорных цехов и компрессорных станций // Газовая промышленность. 2004 - № 11. — с. 33-35.

21. Калинин А.Ф., Кичатов В.В., Торопов АЛО. Оценка эффективности работы систем компримирования компрессорных стаций // Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2009. - с. 85-95.

22. Карасевич A.M., Крейнин E.B. Перспективы и резервы энергосбережения в России // «Газовая промышленность», 2010, № 9. -с. 68-71.

23. Каталог газодинамических характеристик ЦБК природного газа / В.А. Щуровский, С.Ю. Сальников, И.В. Барцев, JI.C. Цегельников, Н.С. Синицын, Р.В. Шинтяпин- М.: ОАО «Газпром», ООО «ВНИИГАЗ», 2005. 128 с.

24. Каталог характеристик центробежных нагнетателей природного газа. М.: Мингазпром, Союзоргэнергаз, ВНИИГаз, 1986. - 98 с.

25. Кичатов В.В. Особенности оптимизации режимов работы газоперекачивающих агрегатов в системах компримирования компрессорных станций // Территория Нефтегаз. 2012 - № 5. - с. 16 -19.

26. Кичатов В.В., Воронцов М.А. Оптимизация режимов работы ГПА в составе КС с учётом неопределённости исходных данных // Территория Нефтегаз. 2012 - № 6. - с. 102-107.

27. Кожевников H.H., Чинакаева Н.С., Чернова Е.В. Практические рекомендации по использованию методов оценки экономической эффективности инвестиций в энергосбережение. М.: МЭИ, 2000. -129 с.

28. Козаченко А.Н. Эксплуатация компрессорных станций магистральных газопроводов. М.: Нефть и газ, 1999. - 398 с.

29. Козаченко А.Н., Никишин В.И., Поршаков Б.П. Энергетика трубопроводного транспорта газов. М.: Нефть и газ, 2001. - 398 с.43 .Концепция энергосбережения в ОАО «Газпром» на 2001 2010 гг. -М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2001. - 66 с.

30. Комплекс технических решений по повышению эффективности ГПА / В.Н. Понькин, Е.И. Жильцов, Б.А. Кесель, A.A. Корноухов // «Газотурбинные технологии», 2009, № 2. с. 18 - 22.

31. Крылов Д.А., Хворов Г.А., Шептуцолов В.Г. Реализация работ по энергосбережению в ОАО «Газпром» // Научно-технический сборник «Отраслевая энергетика и проблемы энергосбережения». М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2004, № 2. - с. 59 - 69.

32. Леонтьев Е.В., Стурейко О.П., Щуровский В.А. Стратегия реконструкции газотранспортной системы ОАО «Газпром» // «Газовая промышленность», 2003, № 10. с. 63 - 66.

33. Макаров A.A. Энергоэффективность главный приоритет энергетической стратегии России // Научно-технический сборник «Отраслевая энергетика и проблемы энергосбережения». - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2003, № 3. - с. 3 - 13.

34. Методика определения норм расхода и нормативной потребности в природном газе на собственные технологические нужды магистрального транспорта газа // РД 153-39.0-112-2001. М.: ВНИИГАЗ, 2001.-47 с.

35. Методика оценки энергоэффективности газотранспортных объектов и систем. СТО Газпром 2-3.5-113-2007. М.: ОАО «Газпром», 2007. -54 с.

36. Методические указания по проведению теплотехнических и газодинамических расчетов при испытаниях газотурбинных газоперекачивающих агрегатов / В.А. Щуровский, Ю.Н. Синицын, В.И. Корнеев, A.B. Черемин, Г.С. Степанова М.: ВНИИГАЗ, 1999. -50 с.

37. Методология проведения энергетических обследований технологических объектов / Г.А. Хворов, М.В. Юмашев, O.A. Кузнецов, Б.Л. Житомирский // «Газовая промышленность», 2009, № 5.-с. 68-72.

38. Микаэлян Э.А. Методика оценки режимов работы газотранспортных систем по критериям ресурсосберегающей технологии // Технологии нефти и газа. 2005 - №2. - с. 37-41.

39. Научно-техническая политика ОАО «Газпром» в области газоперекачивающей техники / Аналитический обзор // Газотурбинные технологии. 2010 - № 3. - с. 2 - 6.

40. Никишин В.И. Энергосберегающие технологии в трубопроводном транспорте природных газов. М.: Нефть и газ, 1998. - 352 с.

41. Нормы технологического проектирования магистральные газопроводов. СТО Газпром. М.: ОАО «Газпром», 2006. - 192 с.

42. Основы энергоресурсосберегающих технологий трубопроводного транспорта природных газов: Учебное пособие / Б.П. Поршаков, A.A.Апостолов, А.Ф. Калинин, С.М. Купцов, A.C. Лопатин, К.Х. Шотиди. М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004. - 186 с.

43. Определение оптимального давления природного газа на выходе КС МГ / А.Ф. Калинин, А.И. Ермолаев, A.A. Васильков, АЛО. Торопов // «Газовая промышленность», 2005, № 11. с. 47 - 50.

44. Оптимизация и безопасность работы компрессорных цехов / Седых А.Д., Дедиков Е.В., Клишин Г.С., Чучко В.Ф., Перетрухин С.С. // Газовая промышленность. 1998 - № 12.-е. 18-20.

45. Опыт эксплуатации бесконтактных измерителей крутящего момента БИКМ М-106М в составе ГПА на КС ОАО «Газпром» / Шевцов А.П., Гоптарев В.И., Деревенец О.В., Сушков В.Н. // «Газотурбинные технологии» 2011 - №2. - с. 18-21.

46. Повышение эффективности режимов работы компрессорных станций / Будзуляк Б.В., Пашин С.Т., Китаев C.B., Шаммазов А.М., Байков И.Р. // «Газовая промышленность» 2005 - № 1. - с. 43 - 46.

47. Повышение эффективности эксплуатации энергопривода компрессорных станций / Поршаков Б.П., Лопатин A.C., Назарьина А.М., Рябченко A.C. М.: Недра, 1992. - 207 с.

48. Подмарков В.Ю., Арзуманов Н.Р. Надежность поставок газа одна из основных задач ОАО «Газпром» // «Газовая промышленность», 2005, № 11.-е. 12-15.

49. Подмарков В.Ю., Герке В.Г., Ефремов В.А. Расчетно-оптимизационный комплекс диспетчерского управления ЕСГ // Газовая промышленность. 2001 - № 8. - с. 51 - 53.

50. Подмарков В.Ю., Киреев А.Ю. Взаимодействие единой системы газоснабжения и подземных хранилищ газа. Роль ПХГ в обеспечении надежных поставок газа потребителям // «Наука и техника в газовой промышленности», 2005, № 2. с. 15-18.

51. Показатели энергоэффективности производственных процессов транспортировки газа / Загороднев A.B., Хованский А.Д., ТкаченкоИ.Г., Маслова Е.В., Литвинова Н.И. // «Наука и техника в газовой промышленности» 2011, №1. с.33-40.

52. Пыхтеев В.Г., Федоренко Н.Д., Оболенский O.K. Вопросы энергосбережения при реконструкции компрессорных станций магистральных газопроводов // «Газотурбинные технологии», 2010, № 1. — с. 14-17.

53. Регламент диагностического обслуживания ГПА. М: ИТЦ «Оргтехдиагностика» ДО АО «Оргэнергогаз», 2001 г.

54. Ревзин Б.С. Регулирование двухниточного газопровода с газотурбинными ГПА // Газовая промышленность. 2003 - № 4. - с. 67-68.

55. Сарданашвили С.А. Расчетные методы и алгоритмы (трубопроводный транспорт газа). М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газа» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2005. - 577 с.

56. Создание ГПА мощностью 25 МВт для реализации масштабных проектов ОАО «Газпром» / М.И. Соколовский, С.И. Бурдюгов, С.Н. Истомин, A.M. Рассулов // Газотурбинные технологии. 2008 - № 9. -с. 2-5.

57. Современное состояние и перспективное развитие направлений энергосбережения в транспорте газа / А.Г. Ишков, Г.А. Хворов, М.В. Юмашев, Е.В. Юров, JI.K. Ешич // Газовая промышленность, 2010, №9.-с. 36-39.

58. Соловьев М.М., Нарбут В.В. Энергоаудит источник экономии // Газовая промышленность. - 2003 - № 3. - с. 30 - 32.

59. Сравнительная оценка газодинамических характеристик высоконапорных центробежных компрессоров / В.В. Огнев, В.А. Щуровский, С.Ю. Сальников, Р.В. Шинтяпин. // Газотурбинные технологии. 2008 - №6;

60. Степаненко O.A., Ревзин Б.С., Скороходов A.B. Регулирование энергопотребления отключением КЦ // Газовая промышленность, 2000, № 13.-с. 36-37.

61. Теплотехнические расчеты процессов транспорта и регазификации природных газов: Справочное пособие / В.А. Загорученко, Р.Н. Бикчентай, A.A. Вассерман, A.M. Журавлев, А.К. Трошин. М.: Недра, 1980.-320 с.

62. Термодинамические свойства метана / В.В. Сычев, A.A. Вассерман, В.А. Загорученко и др. М.: Изд. стандартов, 1979. - 348 с.

63. Федеральный закон Российской Федерации № 28-ФЗ от 3 апреля 1996 г. «Об энергосбережении» / Принят Государственной Думой13 марта 1996 года, одобрен Советом Федерации 20 марта 1996 года.

64. Формирование высокоэффективных энергосберегающих инновационных технологий в магистральном транспорте газа ОАО «Газпром» / А.Г. Ишков, Г.А. Хворов, М.В. Юмашев, Ю.Н. Синицын // «Наука и техника в газовой промышленности», 2011, № 1. -с. 12-18.

65. Щуровский В.А. Основные направления развития газоперекачивающей техники // Газотурбинные технологии. 2007 -июль-август. - с. 38 - 39.

66. Щуровский В.А. Состояние и перспективы применения газотурбинных и компрессорных технологий // Газовая промышленность. 2003 - № 2. - с. 41 - 44.

67. Щуровский В.А. Энергоемкость магистрального транспорта газа и потребности в газоперекачивающей технике // Газотурбинные технологии. 2009 - № 10. - с. 8 - 11.

68. Щуровский В.А., Синицин Ю.Н. Оценка экономии топливного газа при реконструкции газотурбинных компрессорных станций // Научно-технический сборник «Проблемы энергосбережения в газовой промышленности» № 1-2, 1999. с. 18-26.

69. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года. М.: Минэнерго России, 2000. - 102 с.

70. Энергосберегающие технологии при магистральном транспорте газа / Б.П. Поршаков, А.Ф. Калинин, С.М. Купцов, A.C. Лопатин, К.Х. Шотиди. Учебное пособие. М.: МПА-Пресс, 2006. - 311 с. с илл.

71. Энергосбережение в трубопроводном транспорте газа / A.A. Апостолов, Р.Н. Бикчентай, A.M. Бойко, Н.В. Дашунин, А.Н. Козаченко, A.C. Лопатин, В.И. Никишин, Б.П. Поршаков. М.: Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2000. - 176 с.

72. Энергосбережение и экология две стороны одной проблемы / Актуальное интервью с А.Г. Ишковым // Газовая промышленность. -2010-№8.-с. 84-86.

73. Энергоэффективные режимы газотранспортных систем и принципы их обеспечения / Карасевич A.M., Сухарев М.Г., Белинский А.В., Тверской И.В., Самойлов Р.В. // Газовая промышленность. 2012 - № 1. — с. 30-34.

74. Эффективность использования топлива, система готовности газопровода и конфигурация компрессорной станции / М. Любомирский, Р. Курц, П. Климов, Ж. Кульжанов // «Газотурбинные технологии», 2009, № 8. с. 8 - 12.