WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Электроэнергии, вырабатываемой на ДГА агрегатов ГПУ-16, ГПА-Ц-16Л и «Нева-16», достаточно для поддержания бесперебойного электроснабжения только при определенных условиях. Для ГПА «Нева-16» давление газа на выходе из детандера должно быть меньше или равно 25.5 бар.

Для газоперекачивающего агрегата ГПА-25-И мощности ДГА полностью достаточно для поддержания бесперебойной работы и при определенных условиях для пуска агрегата (при температуре газа на входе детандер 125 С давление за детандером должно быть меньше 24,5 бар, а при t = 150 С – меньше 26.5 бар). Для агрегатов ГТН-16-М1 и ГТН-25-1 достигается полностью автономный от внешнего электроснабжения режим работы.

Для оценки надежности электроснабжения ГПА была произведена оценка вероятности безотказной работы системы резервного электроснабжения на базе ДГА. Проведение энергетических обследований газотранспортных предприятий юга РФ показало, что в среднем на газотранспортную организацию в течение года приходится около 8 часов полного прекращения электроснабжения от внешних источников. В большинстве случаев данные отключения кратковременны и для отдельно выбранной компрессорной станции продолжительность полного разового отключения составляет 1 - 1.часа. Наиболее частой причиной отключения электроснабжения является снегопад. Поэтому для рассмотрения был выбран временной промежуток в часов (как продолжительность длительного снегопада, препятствующего немедленному восстановлению обрывов ЛЭП). На рисунке 10 приведен обобщённый график зависимости вероятности безотказной работы от времени наработки для моделируемых ситуаций.

Рисунок 10 - Обобщённый график зависимости вероятности безотказной работы от времени наработки для моделируемых ситуаций Из графика видно, что на момент времени 160 ч вероятность безотказной работы ДГА составит 94,6 %. При более длительном периоде работы применение ДГА в качестве дополнительного источника позволяет повысить надежность электроснабжения ГПА на 1 – 3 %, по сравнению со случаем, когда электроснабжение осуществляется от двух ЛЭП.

В шестой главе показано, что установка ДГА в системе топливного газа ГПА ГТК-10-И приводит к сокращению расхода первичного условного топлива на перекачку суточной нормы природного газа по газопроводу диаметром мм на 1,96 т п.у.т. (при подогреве топливного газа на входе в детандер до С) при работе ГПА в номинальном режиме. Годовая экономия первичного условного топлива при этом составляет 2030 т п.у.т.

Произведен расчет изменения эксергетического КПД ГПА за счет применения ДГА в системе топливного газа ГПА. При расчете эксергии в качестве параметров окружающей среды приняты Т0 = 273,15 К и Р0 = 1 бар. На рисунке 11 представлена схема для расчета эксергетического КПД ГПА ГТК10-4, в системе топливного газа которого установлен ДГА.

Рисунок 11 – Схема для расчета эксергетического КПД ГПА ГТК-10-4, в системе топливного газа которого установлен ДГА Эксергетический КПД системы определяется из общеизвестного уравнения:

Lполез + NДГА - NЭЛ / ЭН ( ) экс = (7) Eвх - E* () вых где Lполез – полезная работа, совершаемая в детандере;

Nэл/эн – электрическая мощность ГПА;

Евх - эксергия потока вещества на входе в систему;

E* - эксергия потока вещества на выходе из системы, не включающая в себя вых Lполез.

полезную работу Показано, что применение ДГА позволяет увеличить эксергетический КПД ГПА ГТК-10-4 на 0,6 % с 70,7 до 71,3 %. Применение ДГА, установленного в системе топливного газа ГПА-16-02 «Урал», позволяет увеличить эксергетический КПД ГПА на 1,15 % с 88,42 до 89,57 %.

Предложен метод, на основании которого проведена техникоэкономическая оценка применения ДГА в системе топливного газа ГПА.

Полученная аналитическая зависимость определяет разницу между затратами КС до и после включения ДГА:

З = Nдга Bэл / эн + Вг Gгту1 - Gгту 2 + Gптпг ( ) (8) где З - разница между затратами КС до и после включения ДГА; Вэл/эн – тариф на электроэнергию; Вг – тариф на газ; Gптпг – затраты природного газа на подготовку топливного газа; Gгту1 – расход топливного газа до внедрения ДГА, Gгту2 - расход топливного газа после внедрения ДГА.

При оценке срока окупаемости установки было определено, что для ГПА ГТК-25-И цена оборудования (ДГА, система трубопроводов, теплообменникутилизатор) составит 16,2 млн. руб. При этом годовая экономия денежных средств составляет 3,8 млн.руб. Срок окупаемости составит 4,2 года. Для ГПА ГТК-10-4 примерный срок окупаемости ДГА составит около 5,3 лет.

В таблице 2 представлен прогноз изменения срока окупаемости проекта для установки ДГА в системе топливного газа ГПА ГТК-25-И в зависимости от изменения тарифов на энергоносители и цен на оборудование.

Таблица 2 – Прогноз изменения срока окупаемости, вызванного изменением тарифов на газ и электроэнергию для ГПА ГТК-25-И Пессимист Оптимисти Текущее ический ческий положение вариант вариант Стоимость кВт установленной мощности ДГА, $ 1200 1400 Коэффициент, учитывающий стоимость 1,8 2 2.остального оборудования Тариф на электроэнергию, руб./кВт·ч 1.5 2.5 Тариф на природный газ руб./1000 м3 1000 2000 Сокращение затрат, млн.руб. 3.8 6.5 13.Срок окупаемости, лет 4.2 3.2 2.Была получена математическая зависимость, описывающая изменение затрат КС на энергоресурсы от мощности ГПА вследствие применения ДГА, установленного в системе топливного газа ГПА:

З = -2.0246 NГПА + 224.76 NГПА - 536.77 R2 = 0, (9) () Выводы 1. Разработана схема установки для производства электроэнергии на базе детандер-генераторного агрегата при использовании технологического перепада давлений топливного газа и утилизации теплоты отходящих газов газоперекачивающего агрегата.

2. Разработаны математическая модель и алгоритм расчета установки для производства электроэнергии на базе ДГА и теплообменника-утилизатора для подогрева природного газа. Показано, что наиболее эффективно применять ДГА на агрегатах мощностью более 10 МВт, при давлении топливного газа менее 25 бар и температуре топливного газа более 125 0С.

3. Для различных типов ГПА средней и большой мощности при помощи численных исследований определены условия и режимы работы ГПА, при которых, в случае отключения внешнего электроснабжения, за счет применения ДГА можно полностью или частично поддержать бесперебойную (для агрегатов ГПА-Ц-16С, ГПА-Ц-16, ГПУ-16, ГПА-Ц-16Л и «Нева-16») или обеспечить полностью автономную работу газоперекачивающего оборудования (для агрегатов ГТН-16-М1 и ГТН-25-1).

4. Автором на действующих газокомпрессорных станциях ОАО «Газпром» проведены промышленные испытания газоперекачивающего оборудования, результаты которых положены в основу исследования. Проведено обобщение паспортных и эксплуатационных данных и характеристик ГПА, собранных автором во время проведения промышленных испытаний ГПА, а также данных об аварийном электропотреблении газоперекачивающих агрегатов.

5. Численные исследование влияния ДГА на надежность электроснабжения ГПА показало, что установка ДГА в системе топливного газа ГПА увеличивает вероятность безотказной работы КС, оснащенной двумя независимыми линиями электроснабжения, на 1 – 4 %. Вероятность безотказного электроснабжения ГПА за счет ДГА при работе в течение периода восстановления внешнего электроснабжения составляет 94,6 %.

6. Для четырех газотранспортных организаций произведена оценка электрических мощностей ДГА, которые могут быть получены при внедрении ДГА на газокомпрессорных станциях ОАО «Газпром» в системе топливного газа ГПА. Суммарные мощности ДГА, установленных на всех КС газотранспортных организаций, изменяются от 15 до 21 МВт. Суммарная мощность ДГА, установленных на КС во всех газотранспортных организациях Европейской части РФ, составляет около 170 МВт.

7. Показано, что применение ДГА в системе топливного газа ГПА ГТК-10-позволяет повысить эксергетический КПД ГПА с 70,7 до 71,3%. При этом применение ДГА в системе топливного газа ГПА ГТК-10 приводит к сокращению расхода первичного условного топлива на перекачку суточной нормы природного газа по газопроводу диаметром 1220 мм на 1,96 т п.у.т.

(при подогреве топливного газа на входе в детандер до 150 С) при работе ГПА в номинальном режиме. Годовая экономия первичного условного топлива при этом составляет 2030 т п.у.т.

8. Предложен метод технико-экономической оценки эффективности работы ДГА, с помощью которого проведена оценка эффективности применения ДГА, установленного в системе топливного газа ГПА. Установка ДГА позволяет существенно снизить затраты КС на энергоресурсы. Так, для КС, оснащенной ГПА ГТ-700-5, затраты сокращаются на 650 тыс. руб./год, а для КС, оснащенной агрегатами ГТК-25-И, на 4 млн. руб./год, при работе комплекса в номинальном режиме. При этом срок окупаемости установки для ГПА ГТК-25-И составит 4,2 года. Расчет срока окупаемости ДГА на прогнозируемый период показывает, что срок окупаемости снижается до 2,лет при росте тарифов на газ и электроэнергию.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Агабабов В.С., Гаряев А.А. Исследование работы ДГА, установленного в системе топливного газа газоперекачивающего агрегата // Энергосбережение и водоподготовка. – 2008. - № 2. – С. 39-41.

2. Использование перепада давления газа для выработки электроэнергии / В.С.

Агабабов, А.В. Корягин, Е.В. Джураева, А.А. Гаряев. // Науч.-практ. конф.

«Рациональное использование природного газа в металлургии»: Тез. докл. – М., 2003. – С. 43-45.

3. Агабабов В.С., Гаряев А.А. Применение детандер-генераторных агрегатов в черной металлургии // Науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Энерго- и ресурсосбережение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии»: Тез. докл. – Екатеринбург. 2003. – С. 29-33.

4. Гаряев А.А., Соловьева Е.С. Применение детандер-генераторных агрегатов (ДГА) в черной металлургии // Десятая Междунар. науч.-техн. конф.

студентов и аспирантов: Тез. докл. – М., 2004. Т.2. – С. 364-365.

5. Гаряев А.А., Heymer J., Hbner H. Применение детандер-генераторных агрегатов в металлургии. // Тр. второй всероссийской школы-семинара молодых ученых и специалистов «Энергосбережение – теория и практика».

– М.: Изд-во МЭИ, 2004. – С. 250-253.

6. Гаряев А.А., Соловьева Е.С. Использование теплоты конвертерного газа в ДГА-технологии // Тр. второй всероссийской школы-семинара молодых ученых и специалистов «Энергосбережение – теория и практика». – М.:

Изд-во МЭИ, 2004. – С. 263-265.

7. Патент на полезную модель №43630 РФ, МПК 7F 25В 11/02. Детандергенераторная установка / В.С. Агабабов, А.В. Корягин, А.А. Гаряев и др.

(РФ). -3с.: ил.

8. Агабабов В.С., Гаряев А.А. Оценка возможности применения ДГА, работающего на топливном газе газоперекачивающего агрегата // Тр.

третьей всероссийской школы-семинара молодых ученых и специалистов «Энергосбережение – теория и практика». – М.: Изд-во МЭИ, 2006. – С. 6264.

Подписано в печать Зак. Тир. П.л.

Полиграфический центр МЭИ (ТУ) Красноказарменная ул., д.

Pages:     | 1 | 2 ||






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