Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Оптимизация режима включения установки охлаждения газа с наименьшими энергетическими затратами для выхода на штатный режим эксплуатации газопровода

Диссертация: Оптимизация режима включения установки охлаждения газа с наименьшими энергетическими затратами для выхода на штатный режим эксплуатации газопровода
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Оценено влияние различных факторов на температурный режим магистрального газопровода, таких как температура газа на входе в УОГ, внешний теплообмен газопровода с окружающей средой, эффект Джоуля-Томсона и других параметров, что дало возможность выделить наиболее значимые факторы и значительно упростить существующие расчетные закономерности. Выявлена взаимосвязь между средней температурой газа… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА I. Обзор научно-исследовательских работ в области охлаждения природного газа и формулировка цели и задач диссертации
    • 1. 1. Целесообразность искусственного охлаждения газа на компрессорных станциях магистральных газопроводов
    • 1. 2. Краткая характеристика технологического оборудования для охлаждения природного газа
    • 1. 3. Краткий анализ существующей технологии охлаждения газа на КС и ее совершенствование
    • 1. 4. Формулировка цели и задач диссертации

    ГЛАВА II. Математическое моделирование технологического режима работы системы «установка охлаждения газа -магистральный газопровод» 2.1. Уравнения теплового баланса для установки охлаждения газа и линейного участка магистрального газопровода.

    2.2. Оценка величин отдельных составляющих в уравнении теплового баланса для установки охлаждения газа и участка газопровода

    2.3. Формулировка и решение задачи оптимального выхода системы на штатный режим эксплуатации.

    2.4. Система ограничений 0, N", t.

    2.5. Определение времени переключения УОГ.

    ГЛАВА III. Разработка алгоритма и программы расчета выхода системы на штатный режим эксплуатации с минимальными энергозатратами

    3.1. Расчет физических и термодинамических свойств природного газа 47 3.1.1. Расчет коэффициента динамической вязкости газовой смеси.

    3.1.2. Расчет изобарной теплоемкости газовой смеси.

    3.1.3. Расчет коэффициента теплопроводности газовой смеси.

    3.2. Расчет величины максимальной мощности УОГ.

    3.3. Описание алгоритма и блок-схема расчета технологического режима работы системы «установка охлаждения газа — магистральный газопровод».

    3.4. Расчет экономии энергетических затрат от использования предлагаемой технологии управления процессом охлаждения газа.

    ГЛАВА IV. Анализ результатов расчета и формулировка рекомендаций по рациональному управлению технологическим процессом охлаждения газа

    4.1. Расчет экономии энергии в зависимости от мощности установки охлаждения газа.

    4.2. Расчет экономии энергии в зависимости от расхода газа в газотранспортной системе.

    4.3. Расчет экономии энергии в зависимости от температуры газа на входе в установку охлаждения.

    4.4. Расчет экономии энергии в зависимости от теплофизических характеристик грунта.

    ВЫВОДЫ.

Оптимизация режима включения установки охлаждения газа с наименьшими энергетическими затратами для выхода на штатный режим эксплуатации газопровода (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Современный период развития газовой промышленности России характеризуется тем, что ее сырьевая база расположена в труднодоступных северных районах страны, а основные потребители газа — в центральных и промышленных районах. Это вызывает необходимость в транспортировке природного газа на весьма большие расстояния.

В настоящее время в России эксплуатируется свыше 140 тыс. км магистральных газопроводов и около 250 компрессорных станций [ 45 ].

На современном этапе развития экономики страны одной из первоочередных задач, стоящих перед газовой отраслью, является снижение энергозатрат на транспорт газа. В связи с этим такие задачи магистрального транспорта природного газа как выбор оптимальных режимов работы газотранспортных систем, сохранение сырьевых ресурсов за счет использования энергосберегающих технологий в транспорте газа, являются важнейшими и наиболее актуальными задачами газовой промышленности.

В данной работе основное внимание уделено одному из направлений интенсификации трубопроводного транспорта природного газа, связанному с температурным режимом магистрального газопровода. Снижение температуры транспортируемого газа приводит не только к повышению производительности газотранспортной системы, но и к снижению удельных энергозатрат на транспорт газа.

На основе моделирования режима работы «установка охлаждения газа-магистральный газопровод» вскрыты резервы по экономии энергии, получаемые в результате рациональной организации процесса выхода газотранспортной системы на заданный режим эксплуатации. Разработанные в диссертации алгоритмы и программы позволяют производить расчет температурного режима газотранспортной системы при различных условиях эксплуатации.

В качестве критерия выбора того или иного технологического режима является экономия энергии, получаемая в результате переключения установки охлаждения газа с режима работы на максимальной мощности Мтах на пониженную мощность Ы", связанную с поддержанием заданной средней температуры газа на линейном участке.

Хотя установка охлаждения газа (УОГ) и является одним из средств снижения энергетических затрат магистрального транспорта таза, тем не мене ее эксплуатация сопряжена с определенными затратами электроэнергии на привод вентиляторов УОГ и потерей части мощности энергопривода газоперекачивающих агрегатов в результате гидравлического сопротивления УОГ газовому потоку на выходе компрессорной станции.

В связи с выводом в эксплуатацию магистрального газопровода ЯмалЕвропа, включающим в себя линейные участки в различных, природно-климатических условиях, разработанные в диссертации методы позволяют проводить расчеты как для участков с умеренным климатом, так и для участков, расположенных в условиях вечномерзлых грунтов.

Так как проект магистрального газопровода Ямал-Европа предусматривает сооружение участка на территории Польши, представляется актуальным рассмотрение вопросов по экономии энергозатрат на транспорт газа вследствие рациональной организации процесса охлаждения газа в газотранспортной системе.

Кроме того, полученные в диссертации результаты позволяют оценить мощность установки охлаждения газа для линейных участков, расположенных в условиях вечномерзлыхгрунтов, что наиболее важно для обоснования принятых проектных решений по выбору оборудования для газотранспортной системы Ямал-Европа.

выводы.

1. Разработана математическая модель функционирования системы «установка охлаждения газа — магистральный газопровод», позволяющая моделировать режимы работы газотранспортной системы при выходе на штатный режим эксплуатации с минимальными энергетическими затратами.

2. Оценено влияние различных факторов на температурный режим магистрального газопровода, таких как температура газа на входе в УОГ, внешний теплообмен газопровода с окружающей средой, эффект Джоуля-Томсона и других параметров, что дало возможность выделить наиболее значимые факторы и значительно упростить существующие расчетные закономерности.

3. Выявлена взаимосвязь между средней температурой газа на линейном участке газопровода и мощностью установки охлаждения газа, необходимой для обеспечения заданного температурного режима в течение определенного технологического времени, что позволило научно обоснованно подойти к выбору мощности УОГ при эксплуатации газотранспортных систем.

4. Оптимальное управление УОГ путем перехода в определенный момент времени с максимальной мощности Ытах на пониженную мощность Ы* позволяет получить эффект, за счет снижения энергетических затрат на транспорт газа.

5. Полученные в диссертации результаты могут быть использованы на стадии проектирования газотранспортных систем при научном обоснованию мощности УОГ, необходимой для обеспечения заданного температурного режима на линейных участках, проходящих в условьях вечномерзлых грунтов.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.М., Борисов С. Н., Кривошеин Б. Л. Справочное руководство по расчетам трубопроводов. -М: Недра, 1987. 191 с.
  2. Д.Т. Снижение материало- и энергоемкости в газовой промышленности. М.: Недра, 1992. — 310 с.
  3. Аппараты воздушного охлаждения общего назначения. Каталог ВНИИ-нефтемаша.- М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1970. 24 с.
  4. Н.И. Основные принципы термодинамики. М.: Недра, 1968. -111 с.
  5. В.Д., Алиев P.A., Немудров А. Г., Прохоров А. Д. Технологический расчет газопровода.- М.: МИНХ и ГП им. И. М. Губкина, 1983.- 43 с.
  6. Р.Н., Козаченко А. Н., Поршаков Б. П., Шпотаковский М. М. Влияние температуры транспортируемого газа на топливно-энергетические затраты КС.//Газовая пром-сть, 1991, № 2, с. 19−21.
  7. Р.Н., Шпотаковский М. М., Козаченко А. Н. Оптимизация тепловых режимов газопроводов и установок охлаждения газа. Юбилейный сборник научных трудов. Том 3. М.: РАО Газпром. — 1996. — с. 13−118.
  8. Р.Н., Шпотаковский М. М., Панкратов B.C. Оптимизационные расчеты установок воздушного охлаждения газа в АРМ диспетчера КС./Юбз.информ. Сер. Автоматизация, телемеханизация и связь в газовой пром-сти. М.: ИРЦ Газпром, 1993. — 35 с.
  9. П.П. Подземные магистральные трубопроводы. М.: Недра 1982.-384 с.
  10. JI.И. Подготовка газа и конденсата к транспорту. М.: Недра, 1987.- 143 с.
  11. Э. Использование Microsoft Office 97: Пер. с англ. Киев: Диалектика, 1997.-416 с.
  12. И.Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУзов: Справочник. 15-ое изд. М.: Физматлит, 1998. -608 с.
  13. .В. Методология повышения эффективности эксплуатации системы трубопроводного транспорта газа на стадии развития и реконструкции. М.: Недра, 2003. — 171 с.
  14. B.C., Арнольди И. М. Аналитическое определение коэффициента сжимаемости природных и нефтяных газов.//РНТС Сер. Газовое дело. -М.: ВНИИОЭНГ, 1970, № 6, с. 21−25.
  15. Ю.Н., Золотаревский B.C., Марголин Г. А. и др. Внедрение на компрессорных станциях систем воздушного охлаждения и рекомендации по их эксплуатации.//Научно-техн.обзор. Сер. Транспорт и хранение газа.- М.: ВНИИЭгазпром, 1973. 48 с.
  16. Ю.Н., Марголин Г. А. Системы охлаждения компрессорных и нефтеперекачивающих станций. М.: Недра, 1977. — 222 с.
  17. М.М., Михеев A.JL, Конев К. А. Справочник работника газовой промышленности. М.: Недра, 1989. — 286 с.
  18. З.Т., Леонтьев Е. В. Интенсификация магистрального транспорта газа. М.: Недра, 1991. — 272 с.
  19. З.Т., Одишария Г. Э., Изотов Н. И. Холодильные установки в системах магистрального транспорта газа.//В сб.: Важнейшие научно-технические проблемы газовой промышленности. М.: ВНИИЭгазпром, вып. 2, 1980, с 5−20.
  20. В.В., Гусейнзаде М. А., Ксенз Б. И., Яковлев Е. И. Сложные трубопроводные системы. М.: Недра, 1982. — 256 с.
  21. В.В., Щербаков С. Г., Яковлев Е. И. Динамика трубопроводных систем. М.: Наука, 1987. — 438 с.
  22. A.B., Гузанов Н. Е., Хичшсян JI.A. и др. Эксплуатационнику магистральных газопроводов. М.: Недра, 1987. — 176 с.
  23. В.А., Галиуллин З. Т., Подкопаев А. П. Расчет коэффициентов сжимаемости углеродных газов и их смесей. Справочное пособие. М.: Недра, 1984.- 118 с.
  24. Добыча, подготовка и транспорт природного газа и конденсата. Справочное уководство в 2-х томах./Под ред. Ю. П. Коротаева и Р. Д. Маргулова. -М.: Недра, 1984.
  25. В.А., Крылов Г. В., Рафиков Л. Г. Эксплуатация энергетического оборудования газопроводов Западной Сибири. М.: Недра, 1987. — 140 с.
  26. В.А., Яковлев Е. И., Пушкин A.A. и др. Повышение эффективности работы трубопроводных магистралей. М.: ВНИИОЭНГ, 1993.- 320с.
  27. О.М., Двойрис А. Д. Низкотемпературные газопроводы. М.: Недра, 1980.-303 с.
  28. В.А., Якушев B.C. Газовые гидраты в природных условиях. М.: Недра, 1992. — 236 с.
  29. Ю. С. Безопасность труда в нефтегазодобывающих и газоперерабатывающих производствах. Правила и нормы.- М.: Недра, 1989.- 487с.
  30. С.Ф., Яценко А. И. Аналитический расчет средней температуры газа магистрального газопровода. Известия ВУЗов. Нефть и газ, 1990, № 2, с. 61−62.
  31. П.Л., Юрьев Ю. С., Бобков В. П. Справочник по теплогидравли-ческим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). -М.: Энергоатомиздат, 1990. 360 с.
  32. А.Н. Эксплуатация компрессорных станций магистральных газопроводов. М.: Нефть и газ, 1999. — 463 с.
  33. А.Н., Никишин В. И., Поршаков Б. П. Энергетика трубопроводного транспорта газов.//М.: ГУЛ Издательство Нефтегаз РГУ Нефти и Газа им. Губкина 2001. 398 с.
  34. В.И. Расчет процессов охлаждения в условиях газовой промышленности и газонефтепереработки. М.: МИНГ им. И. М. Губкина, 1988.-78 с.
  35. В.И. Утилизация тепла на КС для охлаждения транспортируемого газа.//Сер. Транспорт и хранение газа. М.: ВНИИЭгазпром, 1980, вып.6, с. 11−35.
  36. И.Н., Сакун И. А., Бамбушек М. и др. Холодильные машины. -М.: Машиностроение, 1985. 418 с.
  37. Г. В., Полетыкина Т. П., Степанов O.A. Тепловые режимы газопроводов, проложенных в условиях Западной Сибири./Юбз.информ. Сер. Транспорт и подземное хранение газа. М.: ВНИИЭгазпром, 1990. — 36 с.
  38. П.Д. Теплообменные, сушильные и холодильные установки. -М.: Энергетика, 1972. 320 с.
  39. Г. А., Карпов C.B., Бикчентай Р. Н., Шпотаковский М. М., Вайс-ман В.Е., Карпова H.A. Новый аппарат воздушного охлаждения га-за.//Газовая пром-сть, 1984, № 3, с. 26−27.
  40. Методика теплового и аэродинамического расчета аппаратов воздушного охлаждения. М.: ВНИИнефтемаш, 1982. — 96 с.
  41. Э.А. Термодинамика процесса сжатия природного газа. М.: МИНГ им. И. М. Губкина, 1989. — 72 с.
  42. Э.А. Эксплуатация газотурбинных газоперекачивающих агрегатов компрессорных станции газопроводов. М.: Недра, 1994. — 304 с.
  43. А.З., Усинып В. В. Трубопроводные системы. М.: Химия, 1991.256 с.
  44. В.И. Энергосберегающие технологии в трубопроводном транспорте природных газов. М.: Нефть и газ, 1998. — 352 с.
  45. В.Ф., Гольянов А. И., Муфтахов Е. М. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации газопроводов. М.: Недра, 1982. — 136 с.
  46. Общесоюзные нормы технологического проектирования. Магистральные трубопроводы. Часть 1. «Газопроводы». ОНТП 51−1-85. Киев: ВНИПИ-трансгаз, 1985.-220 с.
  47. Повышение эффективности эксплуатации энергопривода компрессорных станций./Б.П.Поршаков, А. С. Лопатин, А. М. Назарьина и др. М.: Недра, 1992.-207 с.
  48. JI.C., Болтянский В. Г., Гамкрелидзе Р. В. Математическая теория оптимальных процессов. М.: Наука, 1969. — 320 с.
  49. .П. Газотурбинные установки. М.: Недра, 1992. — 238 с.
  50. .П., Бикчентай Р. Н., Романов Б. А. Термодинамика и теплопередача (в технологических процессах нефтяной и газовой промышленности). М.: Недра, 1987. — 349 с.
  51. Л.Г., Иванов В. А. Эксплуатация газокомпрессорного оборудования компрессорных станций. М.: Недра, 1992. — 237 с.
  52. H.H., Тагиев В. Г. Оптимальное управление установками комплексной подготовки природного газа. М.: Недра, 1992. — 187 с.
  53. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. Л.: Химия, 1982. — 592 с.
  54. Н.Г., Сахаров В. А., Тимашев А. Н. Спутник нефтяника и газовика.-М.: Недра, 1986. 325 с.
  55. Н.Г., Муравьев В. М. Основы нефтяного и газового дела: Учебник для ВУЗов. М., Недра, 1980. — 287 с.
  56. СНиП 2.05.06 85. Магистральные трубопроводы. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. — 52 с.
  57. Справочник по теплопроводности жидкостей и газов./Н.Б.Варгафтик, Л. П. Филиппов, А. А. Тарзиманов, Е. Е. Тоцкий. М.: Энергоатомиздат, 1990.-352 с.
  58. H.JI., Северинец Г. Н., Вигдорчик Д. Я. Справочник по газоснабжению и использованию газа. Л.: Недра, 1990. — 762 с.
  59. O.A., Иванов В. А. Охлаждение газа и масла на компрессорных станциях. JL: Недра, 1982. — 143 с.
  60. Л.Г., Ким Б.И., Зоненко В. И. Охрана окружающей среды при сооружении и эксплуатации газонефтепроводов. М.: Недра, 1988. — 188 с.
  61. Теплотехника: Учебник для ВУЗов./А.П. Баскаков, Б. В. Берг, O.K. Витт и др. М.: Энергоатомиздат, 1991. — 224 с.
  62. Теплотехнические расчеты процессов транспорта и регазификации природных газов: Справочное пособие./В.А.Загорученко, Р. Н. Бикчентай, А. А. Вассерман и др. М.: Недра, 1980. — 320 с.
  63. Трубопроводный транспорт нефти и газа./Р.А.Алиев, В. Д. Белоусов, А. Г. Немудров, В. А. Юфин, Е. И. Яковлев. 2-ое изд. М.: Недра, 1988. — 368 с.
  64. М.М. Охлаждение транспортируемого газа на компрессорных станциях магистральных газопроводов. Методическое указания. -М.: ГАНГ им. И. М. Губкина, 1991. 60 с.
  65. М.М. Оценка энергозатрат при охлаждении транспортируемого газа.//Газовая пром-сть, 1987, № 4, с. 48−50.
  66. Эксплуатация газопроводов Западной Сибири./Г.В. Крылов, А. В. Матвеев, О. А. Степанов, Е. И. Яковлев. М.: Недра, 1985. — 288 с.
  67. A.B. Системы и средства охлаждения природного газа. М.: Недра, 1986.-200 с.
  68. Е.И. Газовые сети и газохранилища: Учебник для ВУЗов. М.: Недра, 1991.-400 с.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!