WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

На правах рукописи

АХМАДУЛЛИН КАМИЛЬ РАМАЗАНОВИЧ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА НЕФТЕПРОДУКТОВ Специальность 25.00.19 - «Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Уфа - 2005

Работа выполнена в ОАО «Уралтранснефтепродукт».

Научный консультант доктор технических наук, профессор Байков Игорь Равильевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Абузова Фатиха Фиттяховна;

доктор технических наук Надршин Альберт Сахапович;

доктор технических наук, профессор Новоселов Владимир Виктрович.

Ведущая организация: ОАО «Уралсибнефтепровод».

Защита диссертации состоится «21» октября 2005 года в 10.00 на заседании диссертационного совета Д 212.289.04 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан «16» сентября 2005 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Ямалиев В.У.

2

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Система магистрального транспорта светлых нефтепродуктов является одной из важнейших бюджетообразующих отраслей промышленности России.

После общего спада промышленного производства середины 90-х годов ХХ века, когда загруженность магистральных нефтепродуктопроводов (МНПП) составляла около 15-18% от проектной, к 2003 году загрузка возросла до 53,2% и наблюдается постоянный рост этого показателя. Запланированные на 2005 год объемы магистрального транспорта нефтепродуктов составляют 26,8 млн.

тонн, из них 16,6 млн. тонн – экспортные поставки.

В перспективе до 2010 года предполагается увеличить объем транспортных услуг до 40,7 млн. тонн, в том числе до 15,8 млн. тонн для внутренних региональных рынков России и до 24,9 млн. тонн для внешних рынков.

Доля МНПП в транспорте нефтепродуктов будет постоянно возрастать.

Так, если в 2003 году по нефтепродуктопроводам (НПП) было перекачано около 23% топлива (71% - железнодорожный транспорт), то в дальнейшем планируется довести этот показатель до 35-40%, при общей загрузке магистралей до 62-65%.

С учетом изложенного становится очевидным, что важнейшим условием запланированного развития магистрального транспорта нефтепродуктов и его успешной конкуренции с железнодорожным транспортом является снижение себестоимости перекачки, одной из важнейших составляющих которой являются затраты на энергоресурсы.

Имеются различные пути для снижения энергозатрат (в основном это электроэнергия для привода магистральных насосов), главные из которых следующие:

1) снижение гидравлического сопротивления трубопровода путем проведения периодических очисток и/или введение противотурбулентных присадок;

2) оптимизация режимов перекачки с применением современных способов регулирования производительности насосов;

3) снижение потерь электроэнергии в распределительных сетях и эксплуатируемом оборудовании;

4) перевод энергоснабжения на современные энергосберегающие технологии.

Целью диссертационной работы является снижение энергоемкости магистрального транспорта нефтепродуктов путем разработки методов и средств снижения гидравлического сопротивления трубопроводов, оптимизации режимов перекачки нефтепродуктов и использования энергосберегающего оборудования.

Основные задачи исследований:

1. Решение задачи количественного определения влияния внутритрубных отложений воды, газа, смол, грунта и мусора на гидравлическое сопротивление нефтепродуктопровода и разработка методов оценки текущего гидравлического состояния трубопровода по данным энергообследований объектов МНПП.

2. Разработка методов снижения гидравлического сопротивления трубопровода путем проведения технологических мероприятий с помощью очистных гельных поршней и разработка оптимального состава гельных очистных устройств.

3. Разработка технологий промышленного использования полимерных очистных устройств.

4. Разработка теоретических положений и расчетных методов оптимального соответствия фактических характеристик насосных агрегатов гидравлическим характеристикам трубопроводов, а также методов оптимизации схем включения насосных агрегатов.

5. Выбор методов регулирования производительности насосов МНПП и разработка рекомендаций по их использованию.

6. Разработка технологий использования автономного энергоснабжения насосных станций.

7. Оптимизация территориального размещения энергоисточников на производственных площадках ЛПДС с целью сокращения потерь энергии в коммуникациях.

Методы решения задач. При решении поставленных задач использовались основные положения гидродинамики и термодинамики, а также вероятностно-статистические методы, методы теории игр, теории массового обслуживания, методы решения транспортных оптимизационных задач. Для подтверждения выводов и реализации предложенных в диссертационной работе методов и алгоритмов использовалась промышленная диспетчерская информация, базы данных компьютерных измерительно-управляющих систем насосных станций ОАО АК «Транснефтепродукт», а также экспериментальные данные, полученные при энергетических обследованиях 14 линейных производственно-диспетчерских служб (ЛПДС) и другая производственная информация.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Впервые предложены рецептуры и разработаны методы изготовления очистных гелей, позволяющие регулировать продолжительность их существования в зависимости от вида перекачиваемых нефтепродуктов и конструктивных особенностей нефтепродуктопроводов.

2. Впервые предложена и адаптирована методика оценки количества внутритрубных отложений в нефтепродуктопроводах на основе ретроспективного анализа изменения их гидравлических характеристик.

3. Проведен анализ влияния вязкости перекачиваемого нефтепродукта на требуемую мощность магистральных насосов и показано, что энергозатраты на перекачку нефтепродукта одной марки могут различаться на 20%, что приводит к необходимости учета текущей вязкости при принятии решения о проведении очистных мероприятий на МНПП.

4. Разработан метод расчета параметров частотно-регулируемого привода (ЧРП) на насосных станциях НПП, основанный на построении гидравлической характеристики НПП по данным энергоаудитов и фактических расходно-напорных характеристиках насосных агрегатов. Предложена формула для оценки эффективности применения ЧРП в зависимости от рабочих режимов НПП и насосов.

5. На основании теоретических и экспериментальных исследований научно обоснованы критерии выбора энергетических характеристик муфт вязкого трения и установлено, что регулирование производительности нефтепродуктопроводов при помощи данных устройств во многих случаях является более выгодным, по сравнению с частотно-регулируемым приводом.

6. Разработан новый метод оптимизации режимных параметров магистральных нефтепродуктопроводов при изменяющихся грузопотоках нефтепродуктов по критерию минимальных энергетических затрат на перекачку с учетом ограничений по допустимому давлению и кавитационному запасу. Предложен аналитический метод расчета и регулирования характеристик насосных станций при различных комбинациях насосных агрегатов.

На защиту выносятся результаты научных разработок в области создания энергосберегающих технологий перекачки нефтепродуктов путем уменьшения гидравлического сопротивления трубопроводов, оптимизации рабочих характеристик насосного оборудования с учетом его фактического состояния и использования современных технологий автономного энергообеспечения объектов МНПП.

Практическая значимость и реализация работы Разработаны и утверждены:

- СО-06-16-КТНП-007-2004 «Инструкция по технологии очистки полости магистральных нефтепродуктопроводов и выбор технических средств очистки»;

- РД 153-39.4-041-99 «Правила технической эксплуатации магистральных нефтепродуктопроводов»;

- РД 153-3904-001-96 «Правила сдачи нефтепродуктов на нефтебазы, АЗС и склады ГСМ по отводам магистральных нефтепродуктопроводов»;

- «Инструкция по применению гелевых очистных устройств на магистральных нефтепродуктопроводах» ( Уфа, ИПТЭР, 1992).

Внедрены следующие разработки:

1. Впервые в системе ОАО «АК «Транснефтепродукт» разработана и широко используется технология очистки полости магистральных нефтепродуктопроводов гелевыми очистными системами на поликриамидной основе. По данной технологии выполнена очистка МНПП:

- МНПП «Салават-Уфа» - 174 км;

- МНПП «Уфа-Камбарка», участок 211-256 км 45 км;

- МНПП «Уфа-Петропавловск», участок «Бердяуш-Кропачёво», «Хохлы-Челябинск» - 235 км.

Экономический эффект от использования за 2001-2004гг. – 1 млн. 810 тыс.

руб.

Общая протяженность нефте- и продуктороводов, очищенных гельными системами, разработанными в настоящей работе, составляет более 15 тыс. км.

2. Устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов Ду 500 мм «Бульдозер». За 2002-2004 гг. очищено 723,7 км, в т.ч. в 2002г.– 273 км;

2003 г.– 208 км; 2004 г. – 242,7 км. Экономический эффект от использования за 2002 – 2004 гг. – 1 млн. 220 тыс. руб.

3. Устройство для очистки внутренней поверхности магистральных трубопроводов и определения проходимости трубопроводов при их подготовке к внутренней диагностике (пионерный поточный снаряд). Акт внедрения – 08.07.03г. Очищено МНПП за 2003-2004 гг. – 927 км, в т.ч. в 2003г. – 411 км; в 2004г. – 516 км. Экономический эффект от использования за 2003-2004гг. – 2 млн. 239 тыс. руб.

5. Очистное устройство Ду 350 мм. Устройство использовалось при очистке 3800 км МНПП.

6. Фильтр-грязеуловитель. Внедрено 7 шт.: ЛПДС Языково, Субханкулово, Тюрино, Георгиевка, Чекмагуш, Андреевка, Кропачево. Экономический эффект от использования - 4 млн. 146 тыс. руб.

7. Приспособление для вырезки отверстий без остановки перекачки.

Данные приспособления имеются и используются на каждой перекачивающей станции ОАО «Уралтранснефтепродукт», всего 18 ед. Экономический эффект за 2004 год – 15 млн. 473 тыс. руб.

8. Технология переиспытания МНПП на нефтепродукте.

Испытано 683,9 км МНПП (МНПП «Уфа-Камбарка», МНПП «УфаПетропавловск» участок Бердяуш-Травники, МНПП «Уфа-Аэропорт», МНПП «Уфа-Омск» участок от ЛПДС «Петропавловск» от 916,8 до 1170,9 км). Экономический эффект от использования в 2001-2002 гг. - 22,5 млн. руб.

Предложения и рекомендации по принципам выбора и территориального размещения автономных когенерационных энергоблоков рассматриваются в ОАО «Уралтранснефтепродукт», ОАО «Газпром», ТПП «Когалымнефтегаз».

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на следующих семинарах, научно-технических советах и конгрессах:

- Международном семинаре «Проблемы сбора, подготовки и магистрального транспорта нефти», Уфа, ВНИИСПТнефть, сентябрь 1988 г.;

- Всесоюзных школах-семинарах по проблемам трубопроводного транспорта, Уфа, ВНИИСПТнефть, 1988-1989 гг.;

- научно-технических советах ОАО «Уралтранснефтепродукт», Уфа, май-июнь 1998 г;

- Конгрессе нефтегазопромышленников России, Уфа, май 1998 г.;

- IV Российском энергетическом форуме «Уралэнерго-2004»;

- II Конгрессе нефтегазопромышленников России, Уфа, ИПТЭР, 2000 г.;

- III Конгрессе нефтегазопромышленников России, Уфа, ИПТЭР, 2001 г.;

- конференции «Перспективы развития трубопроводного транспорта России», Уфа, 2002 г.;

- III Российском энергетическом форуме "Энергосбережение и энергоэффективность", 2003 г.;

- IV Конгрессе нефтегазопромышленников России, Уфа, 2003 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 43 работы, в том числе три монографии, получен один патент на полезную модель и два положительных решения о выдаче патента на полезную модель и изобретение.

Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов и приложений; изложена на 379 страницах машинописного текста, содержит 38 таблиц, 91 рисунок, библиографический список из 278 наименований и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель и основные задачи исследований.

Первая глава посвящена анализу энергоэффективности трубопроводного транспорта нефтепродуктов, а также в ней рассмотрены основные направления сокращения энергоемкости работы МНПП.

Энергоэффективность отрасли определяется следующими основными факторами:

1) затратами энергии на собственные нужды предприятия, которые в свою очередь подразделяются на технологические и вспомогательные;

2) количеством потерь энергоресурсов:

- электрической энергии в трансформаторах и кабельных линиях;

- тепловой энергии в системе теплоснабжения и в котельных;

- потерь нефтепродуктов при транспортировке, перевалке и хранении.

К технологическим энергозатратам относится, прежде всего, электрическая энергия, расходуемая на привод основных и подпорных насосов, которая составляет не менее 70% от общего электропотребления. Этот вид затрат зависит от множества факторов – от объема перекачки, гидравлических характеристик трубопроводов, их технического состояния, давления на входе и выходе магистрали, схемы включения насосных агрегатов и т.д.

К вспомогательным нуждам относятся затраты на привод вспомогательных насосов (масляных, водяных, внутристанционных и пр.), станки ремонтных служб, ЭХЗ, освещение, теплоснабжение, затраты моторного топлива для автотранспорта и спецтехники и пр. Эти затраты напрямую не зависят от объема перекачки и составляют примерно постоянную величину.

Потери энергоресурсов подразделяются на неизбежные, регламентируемые соответствующими государственными и отраслевыми нормами и учитывающие современный технологический уровень отрасли, и сверхнормативные, обусловленные отклонениями режимов работы оборудования от нормы. Причины сверхнормативных потерь могут быть как чисто техническими (авария, дефект), так и организационными (ошибки персонала, нерациональный режим работы оборудования, несоответствующее оборудование и пр.).

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»