Помощь студентам в учебе
Разработка предложений по обеспечению эффективной транспортировки газа
|
Введение 10
Определения, обозначения, сокращения, нормативные ссылки 13
1 Общие вопросы трубопроводного транспорта газа 15
2 Основные и вспомогательные сооружения магистрального газопровода 18
2.1 Линейная часть магистрального газопровода 18
2.2 Наземные объекты магистрального газопровода 20
3 Современное состояние газотранспортных систем ПАО «Газпром» 25
3.1 Состояние трубопроводной системы 25
1.2 Состояние компрессорного парка 29
4 Повышение эффективности газоперекачивающих агрегатов: проблемы и решения 34
4.1 Методы обеспечения энергоэффективной работы компрессорной станции 34
4.2 Способы и направления совершенствования газоперекачивающих агрегатов 35
4.3 Подбор оптимального количества и типоразмера ГПА, обеспечивающий
энергоэффективную работу КС 38
5 Внутреннее покрытие труб магистральных газопроводов 40
5.1 Общие сведения и требования к внутренним покрытиям труб 41
5.2 Технология нанесения внутренних покрытий 42
5.3 Виды применяемых внутренних покрытий и их преимущества 44
5.4 Соединение труб с внутренним покрытием 45
5.5 Очистка и диагностика труб с внутренним покрытием 48
5.5.1 Особенности очистки 48
5.5.2 Особенности диагностики 49
5.5.2.1 Измерительное устройство 50
5.5.2.2 Очистной поршень 50
5.5.2.3 Внутритрубное диагностическое устройство 51
5.6 Технологические эффекты от применения труб с внутренним гладкостным
покрытием в магистральном транспорте газа 53
5.6.1 Повышение производительности газопроводов 53
5.6.2 Снижение энергозатрат на транспорт газа 55
5.6.3 Увеличение шага КС 56
6 Оценка влияния разрабатываемых предложений на эффективность транспортировки газа по участку магистрального газопровода 57
6.1 Характеристика объекта исследования 57
6.2 Расчёт эффекта от применения труб с внутренним покрытием 57
6.3 Расчёт показателей энергоэффективности КС 69
7. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 76
7.1 Оценка экономического потенциала разрабатываемого технологического решения 77
7.2 Расчёт затрат на сооружение магистрального газопровода из труб с гладким
внутренним покрытием 78
7.3 Определение экономической эффективности разрабатываемого технологического решения 84
8 Социальная ответственность 89
8.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 90
8.2 Производственная безопасность 91
8.2.1 Анализ вредных факторов и мероприятия по их устранению 92
8.2.2 Анализ основных опасных факторов и мероприятия по их устранению 96
8.3 Экологическая безопасность 99
8.3.1 Защита атмосферы 99
8.3.2 Защита гидросферы 100
8.3.3 Защита литосферы 100
8.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 101
Заключение 104
Список использованной литературы 106
Приложение А 109
Определения, обозначения, сокращения, нормативные ссылки 13
1 Общие вопросы трубопроводного транспорта газа 15
2 Основные и вспомогательные сооружения магистрального газопровода 18
2.1 Линейная часть магистрального газопровода 18
2.2 Наземные объекты магистрального газопровода 20
3 Современное состояние газотранспортных систем ПАО «Газпром» 25
3.1 Состояние трубопроводной системы 25
1.2 Состояние компрессорного парка 29
4 Повышение эффективности газоперекачивающих агрегатов: проблемы и решения 34
4.1 Методы обеспечения энергоэффективной работы компрессорной станции 34
4.2 Способы и направления совершенствования газоперекачивающих агрегатов 35
4.3 Подбор оптимального количества и типоразмера ГПА, обеспечивающий
энергоэффективную работу КС 38
5 Внутреннее покрытие труб магистральных газопроводов 40
5.1 Общие сведения и требования к внутренним покрытиям труб 41
5.2 Технология нанесения внутренних покрытий 42
5.3 Виды применяемых внутренних покрытий и их преимущества 44
5.4 Соединение труб с внутренним покрытием 45
5.5 Очистка и диагностика труб с внутренним покрытием 48
5.5.1 Особенности очистки 48
5.5.2 Особенности диагностики 49
5.5.2.1 Измерительное устройство 50
5.5.2.2 Очистной поршень 50
5.5.2.3 Внутритрубное диагностическое устройство 51
5.6 Технологические эффекты от применения труб с внутренним гладкостным
покрытием в магистральном транспорте газа 53
5.6.1 Повышение производительности газопроводов 53
5.6.2 Снижение энергозатрат на транспорт газа 55
5.6.3 Увеличение шага КС 56
6 Оценка влияния разрабатываемых предложений на эффективность транспортировки газа по участку магистрального газопровода 57
6.1 Характеристика объекта исследования 57
6.2 Расчёт эффекта от применения труб с внутренним покрытием 57
6.3 Расчёт показателей энергоэффективности КС 69
7. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 76
7.1 Оценка экономического потенциала разрабатываемого технологического решения 77
7.2 Расчёт затрат на сооружение магистрального газопровода из труб с гладким
внутренним покрытием 78
7.3 Определение экономической эффективности разрабатываемого технологического решения 84
8 Социальная ответственность 89
8.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 90
8.2 Производственная безопасность 91
8.2.1 Анализ вредных факторов и мероприятия по их устранению 92
8.2.2 Анализ основных опасных факторов и мероприятия по их устранению 96
8.3 Экологическая безопасность 99
8.3.1 Защита атмосферы 99
8.3.2 Защита гидросферы 100
8.3.3 Защита литосферы 100
8.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 101
Заключение 104
Список использованной литературы 106
Приложение А 109
Газотранспортная система России - одна из крупнейших в мире: по протяженности она занимает второе место после США, а по мощности потоков газа и энерговооруженности значительно превосходит газопроводы всех промышленно развитых стран.
Транспорт газа - одна из металло- и капиталоёмких подотраслей газовой промышленности, поэтому темпы роста добычи газа зависят не только от наличия мощной сырьевой базы, но и от того, сколько ресурсов, и прежде всего металла, экономика страны может выделить на ее развитие, а также от научно-технической вооруженности отрасли.
Поскольку в период существования СССР энергоресурсы были относительно дешевы, параметры ГТС носили металлосберегающий характер. Научно -технический прогресс в газотранспортной подотрасли стал ключевым звеном развития газовой промышленности.
К началу 1990-х гг. закончилось массовое строительство новых газопроводов, страна вступила в переходный период - от плановой экономики к рыночной. В этих условиях основными направлениями повышения рентабельности ГТС становятся: снижение энергоёмкости транспорта газа, повышение экологической безопасности, а также реконструкция и техническое перевооружение объектов, отработавших свой ресурс, и их эксплуатация.
Период 2003-2005 гг. ознаменовался разработкой технологии транспорта газа по газопроводам с применением труб диаметром 1420 мм, класса прочности Х80 (К65), на рабочее давление до 11,8 МПа. Создание этой технологии было вызвано необходимостью сокращения энергоёмкости процессов транспорта газа, земельных ресурсов под строительство ГТС и объёмов балластировочных работ.
Каждый последующий магистральный газопровод, сооружаемый в нашей стране, выгодно отличался от своего предшественника по своим технологическим и технико-экономическим показателям. Для этого, требовалось создать научно-методическую базу проектирования и эксплуатации магистральных газопроводов и подключиться к решению новых задач.
В 2009 году государственной думой был принят федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» в РФ.
Так как ПАО «Газпром» ответственен за 3,91 % выбросов глобальных индустриальных парниковых газов в период с 1988 до 2015 годов и поэтому несёт ответственность за глобальное потепление в 2018 году Правление ПАО «Газпром» утвердило основополагающий документ системы управления энергетической эффективностью и энергосбережением - Политику ПАО «Г азпром» в области энергоэффективности и энергосбережения.
Целью данной политики является максимально эффективное использование природных энергетических ресурсов и потенциала энергосбережения, в том числе:
• постоянное повышение энергетической эффективности ПАО «Газпром» и его дочерних обществ на основе эффективного управления технологическими процессами и применения инновационных технологий и оборудования;
• постоянное снижение уровня удельных затрат за счет нормирования, рационального использования и экономии энергетических ресурсов при осуществлении производственной деятельности;
• постоянное снижение уровня воздействия на окружающую среду.
Исходя из всего выше изложенного, тема данной ВКР является актуальной для исследования.
Объекты исследования - линейный объект участок магистрального газопровода «Уренгой - Новопсковск» (между КС Уренгойская и КС Пангодинская), площадочный объект компрессорная станция «Уренгойская».
Предметы исследования: гладкое внутренне покрытие для магистральных трубопроводов, эффективный типоразмер ГПА.
Целью работы является разработка комплекса предложений, технологических решений по повышению эффективности транспортировки газа на участке магистрального газопровода «Уренгой - Новопсковск».
Задачи:
1. Проанализировать современное состояние газотранспортных систем ПАО «Газпром»;
2. Произвести аналитический обзор литературы, технических решений по тематике повышения эффективности транспортировки газа для магистральных газопроводов и компрессорных станций;
3. Выявить возможный технологических эффектов от внедрения труб с гладким внутренним покрытием;
4. Выявить возможный технологических эффектов от подбора оптимального количества и типоразмера современных энергоэффективных ГПА;
5. Разработать технологические решения, повышающие энергоэффективность, для объекта исследования;
6. Рассчитать эффект от применения труб с внутренним покрытием;
7. Рассчитать показатели энергоэффективности КС после замены устаревших ГПА;
8. Оценить эффект от внедрения предложенных решений для объекта исследования.
Транспорт газа - одна из металло- и капиталоёмких подотраслей газовой промышленности, поэтому темпы роста добычи газа зависят не только от наличия мощной сырьевой базы, но и от того, сколько ресурсов, и прежде всего металла, экономика страны может выделить на ее развитие, а также от научно-технической вооруженности отрасли.
Поскольку в период существования СССР энергоресурсы были относительно дешевы, параметры ГТС носили металлосберегающий характер. Научно -технический прогресс в газотранспортной подотрасли стал ключевым звеном развития газовой промышленности.
К началу 1990-х гг. закончилось массовое строительство новых газопроводов, страна вступила в переходный период - от плановой экономики к рыночной. В этих условиях основными направлениями повышения рентабельности ГТС становятся: снижение энергоёмкости транспорта газа, повышение экологической безопасности, а также реконструкция и техническое перевооружение объектов, отработавших свой ресурс, и их эксплуатация.
Период 2003-2005 гг. ознаменовался разработкой технологии транспорта газа по газопроводам с применением труб диаметром 1420 мм, класса прочности Х80 (К65), на рабочее давление до 11,8 МПа. Создание этой технологии было вызвано необходимостью сокращения энергоёмкости процессов транспорта газа, земельных ресурсов под строительство ГТС и объёмов балластировочных работ.
Каждый последующий магистральный газопровод, сооружаемый в нашей стране, выгодно отличался от своего предшественника по своим технологическим и технико-экономическим показателям. Для этого, требовалось создать научно-методическую базу проектирования и эксплуатации магистральных газопроводов и подключиться к решению новых задач.
В 2009 году государственной думой был принят федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» в РФ.
Так как ПАО «Газпром» ответственен за 3,91 % выбросов глобальных индустриальных парниковых газов в период с 1988 до 2015 годов и поэтому несёт ответственность за глобальное потепление в 2018 году Правление ПАО «Газпром» утвердило основополагающий документ системы управления энергетической эффективностью и энергосбережением - Политику ПАО «Г азпром» в области энергоэффективности и энергосбережения.
Целью данной политики является максимально эффективное использование природных энергетических ресурсов и потенциала энергосбережения, в том числе:
• постоянное повышение энергетической эффективности ПАО «Газпром» и его дочерних обществ на основе эффективного управления технологическими процессами и применения инновационных технологий и оборудования;
• постоянное снижение уровня удельных затрат за счет нормирования, рационального использования и экономии энергетических ресурсов при осуществлении производственной деятельности;
• постоянное снижение уровня воздействия на окружающую среду.
Исходя из всего выше изложенного, тема данной ВКР является актуальной для исследования.
Объекты исследования - линейный объект участок магистрального газопровода «Уренгой - Новопсковск» (между КС Уренгойская и КС Пангодинская), площадочный объект компрессорная станция «Уренгойская».
Предметы исследования: гладкое внутренне покрытие для магистральных трубопроводов, эффективный типоразмер ГПА.
Целью работы является разработка комплекса предложений, технологических решений по повышению эффективности транспортировки газа на участке магистрального газопровода «Уренгой - Новопсковск».
Задачи:
1. Проанализировать современное состояние газотранспортных систем ПАО «Газпром»;
2. Произвести аналитический обзор литературы, технических решений по тематике повышения эффективности транспортировки газа для магистральных газопроводов и компрессорных станций;
3. Выявить возможный технологических эффектов от внедрения труб с гладким внутренним покрытием;
4. Выявить возможный технологических эффектов от подбора оптимального количества и типоразмера современных энергоэффективных ГПА;
5. Разработать технологические решения, повышающие энергоэффективность, для объекта исследования;
6. Рассчитать эффект от применения труб с внутренним покрытием;
7. Рассчитать показатели энергоэффективности КС после замены устаревших ГПА;
8. Оценить эффект от внедрения предложенных решений для объекта исследования.
В результате выполнения данной выпускной квалификационной работы магистра было проанализировано современное состояние газотранспортных систем ПАО «Газпром», а также рассмотрены методы повышения эффективности транспортировки газа для объектов исследования, эксплуатируемых ООО «Газпром трансгаз Югорск».
В работе были рассмотрены технологические решения, направленные на повышение эффективности транспортировки газа, для магистральных газопроводов и компрессорных станций.
Выявлен возможный технологический эффект: от внедрения труб с гладким внутренним покрытием; от подбора оптимального количества и типоразмера современных энергоэффективных ГПА.
Разработанные технологические решения для объектов исследования позволяют сократить потребление топливного газа на КС, что соответствует политике ПАО «Газпром» от 2018 годы «О повышение эффективности газотранспортных операций». Топливный газ является основной статьёй затрат при транспортировке газа по магистральному газопроводу, поэтому экономия топливного газа повышает удельную энергоэффективность объектов газотранспортной сети.
В результате проведённых расчётов, удалось оценить эффект от предлагаемых технологических решений, а именно при полной замене трубопровода на линейной части объекта исследования (Эу = 1400 мм, L = 100 км) удаётся достичь максимального технологического эффекта в сокращении удельного потребления топливного газа до 25.8 млн. м3/год. Учитывая стоимость топливного газа, данная экономия составит 541.8 млн. руб./год, что позволяет достичь существенного экономического эффекта, рассмотренного в работе. Было установлено, что применение труб с ГВП позволяет сократить потери давления по длине участка газопровода и коэффициент гидравлического сопротивления на 17,7%, а как следствие степень расширения газа в газопроводе.
Также был проведён расчёт эффективности различных ГПА для площадочной части объекта исследования. В результате было установлено, что реконструкция компрессорной станции «Уренгойская» с установкой агрегатов нового поколения с эффективным КПД ГТУ 35^36% позволяет сократить потребление топливного газа на 41,1 % за год при установке четырех агрегатов ГПА-16 (3х1+1) и сэкономить 1 568,28 млн. руб./год, на 38,2 % за год при установке трех агрегатов ГПА-25 (2х1+1) и сэкономить 1 454,88 млн. руб./год. Потребляемая мощность компрессорного цеха снижается на 9 % при установке ГПА-16, на 8 % при установке ГПА- 25.
Таким образом, исходя из полученных в процессе исследования результатов, предлагаемые технологические решения можно рекомендовать для внедрения на объектах исследования, принадлежащих ООО «Газпром трансгаз Югорск».
В работе были рассмотрены технологические решения, направленные на повышение эффективности транспортировки газа, для магистральных газопроводов и компрессорных станций.
Выявлен возможный технологический эффект: от внедрения труб с гладким внутренним покрытием; от подбора оптимального количества и типоразмера современных энергоэффективных ГПА.
Разработанные технологические решения для объектов исследования позволяют сократить потребление топливного газа на КС, что соответствует политике ПАО «Газпром» от 2018 годы «О повышение эффективности газотранспортных операций». Топливный газ является основной статьёй затрат при транспортировке газа по магистральному газопроводу, поэтому экономия топливного газа повышает удельную энергоэффективность объектов газотранспортной сети.
В результате проведённых расчётов, удалось оценить эффект от предлагаемых технологических решений, а именно при полной замене трубопровода на линейной части объекта исследования (Эу = 1400 мм, L = 100 км) удаётся достичь максимального технологического эффекта в сокращении удельного потребления топливного газа до 25.8 млн. м3/год. Учитывая стоимость топливного газа, данная экономия составит 541.8 млн. руб./год, что позволяет достичь существенного экономического эффекта, рассмотренного в работе. Было установлено, что применение труб с ГВП позволяет сократить потери давления по длине участка газопровода и коэффициент гидравлического сопротивления на 17,7%, а как следствие степень расширения газа в газопроводе.
Также был проведён расчёт эффективности различных ГПА для площадочной части объекта исследования. В результате было установлено, что реконструкция компрессорной станции «Уренгойская» с установкой агрегатов нового поколения с эффективным КПД ГТУ 35^36% позволяет сократить потребление топливного газа на 41,1 % за год при установке четырех агрегатов ГПА-16 (3х1+1) и сэкономить 1 568,28 млн. руб./год, на 38,2 % за год при установке трех агрегатов ГПА-25 (2х1+1) и сэкономить 1 454,88 млн. руб./год. Потребляемая мощность компрессорного цеха снижается на 9 % при установке ГПА-16, на 8 % при установке ГПА- 25.
Таким образом, исходя из полученных в процессе исследования результатов, предлагаемые технологические решения можно рекомендовать для внедрения на объектах исследования, принадлежащих ООО «Газпром трансгаз Югорск».