Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Энергосбережение при эксплуатации магистральных насосных агрегатов

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 744529.01.99
Приведены основные сведения об энергосбережении при транспортировке нефти по магистральным трубопроводам. Рассмотрены причины непроизводительных затрат электроэнергии при эксплуатации магистральных насосных агрегатов как основных потребителей электроэнергии. Приведены примеры приоритетных направлений и средств средств снижения затрат потребления электроэнергии электроприводами магистральных насосов. Предназначается для студентов и аспирантов нефтяных специальностей-инженеров, занимающихся вопросами энергосбережения на объектах трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов.
Артюшкин, В. Н. Энергосбережение при эксплуатации магистральных насосных агрегатов : монография / В. Н. Артюшкин, В. К. Тян. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2020. - 112 с. - ISBN 978-5-9729-0375-7. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1168660 (дата обращения: 29.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.

В. Н. АРТЮШКИН, В. К. тян









ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАГИСТРАЛЬНЫХ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ


Монография










Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2020

    УДК621.64:622.69
    ББК31.56:39.7
         А86



Рецензенты:
канд. физ.-мат. наук, доцент М. В. Петровская, доцент Е. И. Заборовский






     Артюшкин, В. Н.
А86 Энергосбережение при эксплуатации магистральных насосных агрегатов : монография / В. Н. Артюшкин, В. К. Тян. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2020. - 112 с. : ил., табл.
          ISBN 978-5-9729-0375-7

    Приведены основные сведения об энергосбережении при транспортировке нефти по магистральным трубопроводам. Рассмотрены причины непроизводительных затрат электроэнергии при эксплуатации магистральных насосных агрегатов как основных потребителей электроэнергии. Приведены примеры приоритетных направлений и средств средств снижения затрат потребления электроэнергии электроприводами магистральных насосов.
    Предназначается для студентов и аспирантов нефтяных специальностей, инженеров, занимающихся вопросами энергосбережения на объектах трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов.


УДК621.64:622.69
ББК31.56:39.7




ISBN 978-5-9729-0375-7  ©В.Н. Артюшкин, В.К. Тян, 2020
                         © Издательство «Инфра-Инженерия», 2020
                         © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2020

    ВВЕДЕНИЕ


    Вопросы, связанные с экономией потребления энергии, все чаще и чаще оказываются в центре внимания мировой общественности. Актуальность энергосбережения вызвана ограниченностью и медленными темпами восстановления источников энергии природного происхождения. Энергосбережение в любой сфере сводится, по существу, к снижению непроизводительных затрат энергии. Это связано не только с дефицитом основных энергоресурсов и возрастающей стоимостью их добычи, ноис глобальными экологическими проблемами.
    Основные направления развития энергетики России определены Энергетической стратегией России на период до 2020 года, разработанной по указанию Правительства Российской Федерации от 28.08.2003 № 1234-р. При этом целями энергетической политики являются максимальное обеспечение энергетической безопасности Российской Федерации, эффективное использование природных топливно-энергетических ресурсов и потенциала энергетического сектора для роста экономики и повышения качества жизни населения страны [47].
    Нефтепроводный транспорт углеводородов является одной из важнейших отраслей топливно-энергетического комплекса страны, заинтересованной в энергосбережении. От надежной и экономичной перекачки нефти по трубопроводам во многом зависит стабильность обеспечения народного хозяйства углеводородами. При этом транспортировка нефтегрузов по магистральным трубопроводам должна быть бесперебойной и с минимальными материальными и энергетическими затратами.
    Удаленность областей потребления углеводородов от мест их добычи и переработки ведет к увеличению протяженности вводимых в эксплуатацию трубопроводных магистралей. При этом растет не только протяженность трубопроводов, но и диаметр нефтепроводных труб, значительно возрастают мощность и производительность нефтеперекачивающего оборудования, повышается давление в трубах, создаваемое магистральными насосами, и возрастает потребляемая энергия,

3

необходимая для осуществления технологических процессов транспортировки нефти.
    В связи с этим транспорт нефти от мест их добычи и нефтепродуктов от нефтеперерабатывающих заводов, а также хранение нефти сопровождаются значительными затратами ресурсов - материальными и энергетическими, сокращение которых - важная народнохозяйственная задача [2,19].
    Регулирование отношений, возникающих в процессе энергосбережения, в целях эффективного использования энергетических ресурсов страны осуществляется в России в форме энергосберегающей политики государства в соответствии с законодательством Российской Федерации. В Федеральном законе «Об энергосбережении» № 28-ФЗ от 03.04.96 г. с изменениями от 05.04.03 г. № 42-ФЗ отмечено, что политика государства в области энергосбережения осуществляется, прежде всего, путем [46]:
      - стимулирования производства и использования топливо-и энергосберегающего оборудования;
      - организации учета расхода энергетических ресурсов, а также контроля за их расходом;
      - осуществления государственного надзора за эффективным использованием энергетических ресурсов;
      - проведения энергетических обследований организаций (энергоаудита);
      - проведения энергетической экспертизы проектной документации для строительства;
      - реализации экономических, информационных, образовательных и других направлений деятельности в области энергосбережения.
    В транспортировке нефти ресурсосбережение будет осуществляться за счет реконструкции объектов нефтепроводов и системной организации технологических режимов их работы, сокращения потерь нефти, внедрения автоматизированных систем управления и телемеханики,

4

улучшения технического состояния нефтеперекачивающих агрегатов и за счет применения инновационных решений, которые могут быть осуществимы технически и обоснованы экономически. Одной из основных задач энергосбережения является снижение эксплуатационных расходов на транспортировку нефти.
    Анализ потерь в сфере производства, распределения и потребления электроэнергии показывает, что большая часть потерь -до90 %-приходится на сферу энергопотребления, тогда как потери при передаче электроэнергии составляют лишь 9-10%. Поэтому основные усилия по энергосбережению необходимо прикладывать именно в сфере потребления электроэнергии [35].
    Основная роль в увеличении эффективности использования энергии принадлежит современным энергосберегающим технологиям.

5

    ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ


    ТЭК - топливно-энергетический комплекс
    ТЭР - топливно-энергетические ресурсы
    ПАО - публичное акционерное общество
    ДАО - дочернее акционерное общество
    РНУ - районное нефтеперекачивающее управление
    ЛПДС - линейная производственно-диспетчерская станция
    ПС - перекачивающая станция
    НПС - насосная перекачивающая станция
    НП - наливной пункт
    БКНС - блочно-комплектная насосная станция
    ОГЭ - отдел главного энергетика
    АСУ - автоматизированная система управления
    АСУ ТП - автоматизированная система управления технологическими процессами
    ВЛ - высоковольтная линия
    ОРУ - открытое распределительное устройство
    ЗРУ - закрытое распределительное устройство
    КПД - коэффициент полезного действия
    МН - магистральные нефтепроводы
    МНА - магистральный нефтяной насос
    ПНА - подпорный нефтяной насос
    ЧРП - частотно-регулируемый привод
    АСКУЭ - автоматизированная система коммерческого учета энергоносителей
    АСТУЭ - автоматизированная система технического учета энергоносителей
    АИИС КУЭ - автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета энергоносителей
    АИИС ТУЭ - автоматизированная информационно-измерительная система технического учета энергоносителей

6

1.    ВИДЫ ЭНЕРГИИ, ИСПОЛЬЗУЕМОЙ В ТРУБОПРОВОДНОМ ТРАНСПОРТЕ НЕФТИ

1.1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ ОБ ЭНЕРГИИ
   В современной производственной деятельности человека невозможно обойтись без использования энергии.
   Энергия (от греч. energeia - действие, деятельность) - это общая количественная мера различных форм движения материи. Для количественной характеристики различных форм движения материи и соответствующих им взаимодействий принято различать виды энергии: механическую (кинетическая и потенциальная), внутреннюю, химическую, электрическую, гравитационную, электромагнитную, ядерную, квантовую, тепловую и др.
   Энергетика топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) страны изучает и рассматривает получение, преобразование и передачу различных видов энергии. Существуют различные отрасли энергетики: электроэнергетика, ядерная энергетика, гидроэнергетика, ветроэнергетика, теплоэнергетика и т.д. Ведущей отраслью в стране в настоящее время является электроэнергетика [47, 49].

1.2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАТРАТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПО ОБЪЕКТАМ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА
   Трубопроводный транспорт нефти относится к весьма энергоемким отраслям экономики. Основными видами энергии, используемыми в трубопроводном транспорте углеводородов, являются электрическая , тепловая и топливная.
   Однако доли потребления этих видов энергии распределяются неодинаково. На рис. 1 показано примерное распределение расхода различных видов энергии, используемых в трубопроводном транспорте нефти на предприятиях компании «Транснефть». Здесь можно видеть, что основным видом энергоресурсов является электроэнергия, на которую приходится около 82 % от общего потребления ТЭР;


7

доля котельно-печного топлива в общем балансе расхода ТЭР составляет порядка 10%; доля покупной тепловой энергии - около 1 %; моторного топлива - чуть более 7 %.


Рис. 1. Распределение расхода ТЭР в трубопроводном транспорте нефти по видам энергоносителей на объектах компании «Транснефть»

    Одной из приоритетных задач в промышленности при выполнении необходимых технологических процессов и эксплуатации оборудования является энергосбережение, которое предусматривает правильный учет, рациональное и экономное потребление ТЭР [66].
    Для правильного учета расходования энергоресурсов (топлива, тепловой и электрической энергии) прибегают к их нормированию и определяют удельные нормы их расхода, которые рассчитывают по действующим отраслевым методикам.
    Нормированию подлежит весь расход топлива, тепловой и электрической энергии, используемой:
      - на перекачку нефтепродуктов по МН, включая потери в технологических коммуникациях перекачивающих станций, подводящих трубопроводах и отводах;


8

      - на налив нефтепродуктов на НП;
      - на нужды ЛПДС, ПС и НП (очистные сооружения, водоснабжение, теплоснабжение, освещение и т.д.), включая потери в тепловых и электрических сетях, независимо от объемов потребления энергии и источников энергоснабжения;
      - на сооружениях линейной части МН.
    Норма - это плановый расход энергоресурсов (топлива, тепловой и электрической энергии) на перекачку 1 т нефтепродукта по МН на расстояние 1000 км, или налив 1 т нефтепродукта.
    Удельный расход топлива, тепловой и электрической энергии -это фактическое количество этих энергоресурсов, потребляемое в процессе перекачки 1 т нефтепродукта по МТ на расстояние 1000 км или налива 1 т нефтепродукта [4, 54, 60, 61].
    Поскольку главным видом энергии является электрическая энергия, важно знать причины ее непроизводительного расхода и область ее использования на различных объектах трубопроводного транспор-танефти [33, 35, 36, 38].
    Предприятия трубопроводного транспорта нефти получают электроэнергию от энергосистем энергоснабжающих организаций.
    Кабельные и воздушные линии электропередач и силовые трансформаторы с напряжением 6, 10, 35 и 110 кВ, открытые распределительные устройства (ОРУ) на 10, 35 и 110 кВ относятся к устройствам внешнего электроснабжения.
    Внутриплощадочные кабели, воздушные сети и закрытые распределительные устройства (ЗРУ) с напряжением 0,4; 6 и 10 кВ, трансформаторы подстанции на 0,4 и 6 кВ представляют собой элементы внутреннего электроснабжения.
    Электрические сети на территории НПС или нефтебазы могут быть воздушными и кабельными. Обычно вне помещений используют воздушную сеть с изолированными проводами.
    Электроэнергия в трубопроводном транспорте нефти расходуется на следующие нужды:

9

      1. Непосредственное осуществление технологического процесса транспорта нефти подпорными и магистральными насосными агрегатами.
      2. Налив нефти в транспортные емкости наливными насосными агрегатами.
      3. Вспомогательные операции:
       -  привод масляных и водяных насосов системы смазки и охлаждения технологических агрегатов;
       -  хозяйственно-бытовые и санитарно-гигиенические нужды станций;
       -  внутристанционная перекачка нефти;
       -  зачистка резервуаров;
       -  вентиляция насосных и других помещений;
       -  освещение помещений, установок и территории;
       -  водоснабжение и канализация;
       -  технологическое оборудование ремонтных мастерских;
       -  привод электрооборудования систем отопления;
       -  электрохимическая защита магистрального трубопровода и резервуаров;
       -  привод запорной и регулирующей арматуры;
       -  производственные нужды лабораторий, складов, гаражей, административных зданий;
      4. Пуск агрегата после ремонта или простоя в холодном резерве.
      5. Технически неизбежные потери при ремонте оборудования наустановленном режиме (потери в оборудовании).
      6. Потери в электрических сетях, трансформаторах и преобразователях от границ с электроснабжающей организацией до технологических агрегатов.
    Использование электроэнергии сопровождается потерями. Основные виды потерь электроэнергии в трубопроводном транспорте нефти представлены на рис. 2 [1,2,3, 36, 54].

10