исследование температурного режима магистрального газопровода

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 3

1. Обзор литературы и постановка задачи исследования 3

1.1. Состояние газотранспортных систем 3

1.2. Обзор существующих методик оценки эффективности элементов газотранспортных систем 3

1.3. Аналитический обзор работ 3

1.4. Постановка задачи работы 3

2. Показатели эффективности работы ГТС и их элементов 3

2.1. Критерии и показатели эффективности 3

2.2. Методика эксергетического анализа и диаграмма эксергия-энтальпия 3

2.3. Диаграммы потоков эксергии с определением потерь 3

3. Вопросы теплотехнической эффективности и повышения уровня эксплуатации аппаратов воздушного охлаждения газа 3

3.1. Применение аппаратов воздушного охлаждения газа на КС 3

3.2. Влияние различных факторов на термодинамическую эффективность эксплуатации аппаратов воздушного охлаждения газа 3

3.2.1. Деградация коэффициента теплопередачи АВОГ 3

3.2.2. Исследование неравномерности поля скоростей воздушного потока при изменении угла атаки лопастей 3

3.3. Основные способы регулирования работы вентиляторов АВОГ 3

3.3.1. Способ дискретного регулирования 3

3.3.2. Частотно-регулируемый привод (ЧРП) вентиляторов АВОГ 3

3.3.3. Эффективность применения частотно-регулируемого привода вентиляторов АВО 3

4. Алгоритм регулирования температуры газа на выходе из компрессорной станции 3

5. Методика оценки экономической эффективности использования частотно-регулируемого привода в АВОГ 3

6. Применение детандер-генераторных агрегатов и утилизаторов тепла на компрессорных станциях 3

6.1. Анализ выработки электроэнергии на ДГА, установленном в линии подачи топливного газа на ГПА, и возможность её использования 3

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 3

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 3

ПРИЛОЖЕНИЕ А 3

ПРИЛОЖЕНИЕ Б 3

ПРИЛОЖЕНИЕ В 3

ПРИЛОЖЕНИЕ Г 3

ПРИЛОЖЕНИЕ Д 3

ВВЕДЕНИЕ

Вопросы энергосбережения при транспортировке, хранении и переработке природного газа с каждым годом возникают все чаще и становятся все острее. Помимо истощения запасов газа на существующих месторождениях, что влечет необходимость применения дополнительных и энергозатратных мероприятий для поддержания давления и расхода на прежнем уровне, необходимо все дальше удаляться от центров потребления газа для бурения новых скважин и удовлетворения спроса внутреннего и внешнего рынка. Зачастую, эксплуатацию нового месторождения начинают на труднодоступных для человека территориях, что значительно увеличивает стоимость добычи и транспортировки газа. Другим фактором увеличения стоимости является необходимость применения и разработки новых технологий для прокладки газопроводов по дну океана, моря или просто речного перехода, для прокладки газопровода в районах вечной мерзлоты, использование более мощных газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и т.д.

Необходимость проведения анализа эффективности транспортировки и

энергосбережения объясняется также моральным и физическим старением оборудования. Около 30 - 40 % от общего количества установленных в РФ ГПА уже выработали свой ресурс, но продолжают эксплуатироваться. В первую очередь увеличивается расход топлива и снижается КПД агрегата. С каждым годом количество отработавших свой ресурс агрегатов увеличивается на 2-3 %.

Проведение анализа эффективности газотранспортных систем (ГТС) способствует выявлению потерь природного газа при добыче, транспортировке, хранении и распределении. По некоторым подсчетам ежегодно из-за разного рода утечек и перерасхода газа теряется до 9 млр.м3 (до 440 млн.м3 в результате утечек по ГТС) природного газа.

Изложенные обстоятельства объясняют актуальность исследований в области энергосбережения и повышения эффективности работы компрессорных станций. На законодательном уровне актуальность отображена в федеральных законах, указах президента и других нормативных документах.

Целью дипломной работы является анализа эффективности эксплуатации компрессорных станций (КС) и её элементов для оценки однозначного эффекта и эффективности работы КС, возможности сравнения объектов между собой и выявления «неэффективных узлов».

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Проведение корректировки существующих методов и разработка метода определения эффекта и эффективности работы ГТС и основных элементов компрессорных станций и компрессорных цехов (КЦ).

2. Проведение исследований показателей аппаратов воздушного охлаждения газа и его влияния на показатели КС и системы в целом.

3. Выполнение ранжирования и анализа потерь в элементах КС (КЦ), их

влияние на эффективность КС (КЦ).

4. Формулировка и оценка предложений по повышению эффективности ГТС и её элементов, оценка возможности реализации этих предложений.

5. Разработка методики, позволяющей оценить эффективность эксплуатации аппаратов воздушного охлаждения газа (АВОГ).

Научная новизна работы

В результате выполнения диссертационной работы:

1. Разработана методика и формулы расчета оценки эффекта и эффективности эксплуатации компрессорных станций и её элементов;

2. Впервые в аналитической форме показано влияние показателей АВОГ на КПД КС;

3. Выведена аналитическая зависимость эксплуатационного коэффициента АВОГ от термодинамического показателя степени охлаждения газа в АВОГ, которая позволяет связать между собой различные методики оценки эффективности работы АВОГ.

Автор защищает:

1. Оригинальную методику оценки эффекта и эффективности газотранспортных систем и её элементов.

2. Результаты анализа эксплуатации АВОГ и их влияние на показатели КС или КЦ.

3. Эффективность энергосберегающих мероприятий.

Практическая ценность работы

1. Исследовано влияние режимов эксплуатации АВОГ на показатели ряда крупных КС и ГТС.

2. Выполнена оценка влияния затрат различных потоков энергии на показатели целого ряда КС и ГТС.

3. Даны практические рекомендации по выставлению оптимального угла атаки различных типов лопастей для АВОГ и частоты тока для ЧРП для снижения неравномерности поля скоростей воздуха в сечении теплообменной секции и снижения потребления электроэнергии.

4. Результаты анализа значений показателей энергоэффективности установок охлаждения газа позволяют связать два стандарта ОАО «Газпром» и более точно оценивать эффективность эксплуатации аппаратов воздушного

охлаждения газа. Выполненная работа является базой для разработки стандарта ОАО «Газпром» по совершенствованию методик оценки эффективности эксплуатации аппаратов воздушного охлаждения газа, объединяющим и обеспечивающим преимущество двух стандартов.

Достоверность и обоснованность результатов работы обусловлены применением классических методов термодинамического анализа, положительно зарекомендовавших себя методик расчетов теплоэнергетических агрегатов, статистическими данными эксплуатации газоперекачивающих агрегатов и аппаратов воздушного охлаждения газа, а также сравнением результатов с данными исследований, приведенных в работах других авторов.

Структура и объем работы

Работа включает введение, шесть глав, заключение, список использованной литературы, состоящий из 114 наименований, 5 приложений. Работа изложена на 102 страницах, включая 18 таблиц и 27 рисунков.