Помощь студентам в учебе
Разработка предложений по повышению ресурсоэффективности эксплуатации подземного хранилища природного газа
|
Введение 19
1 Общая характеристика подземных хранилищ газа 22
1.1 Назначения ПХГ 22
1.2 Классификация ПХГ 22
1.3 Буферный и активный газ в подземном хранилище 25
1.4 Технологическая схема сбора, распределения и обработки газа при отборе
и закачке его в хранилище 26
1.5 Обзор ёмкостей для создания ПХГ 28
1.5.1 Хранилища в водонасыщенных пластах 32
1.5.2 Хранилища в выработанных месторождениях углеводородов 34
1.5.2.1 Хранилища в истощённых газовых месторождениях 35
1.5.2.2 Хранилища в выработанных нефтяных месторождениях 37
1.5.3 Хранилища в отложениях каменной соли 38
1.5.4 Хранилища сооружаемые методом внутренних взрывов 41
2 Характеристика объекта исследования 43
2.1 Местоположение района ПХГ 43
2.2 Геологическая характеристика района ПХГ 44
2.3 Климатические условия района ПХГ 45
2.4 Основное и вспомогательное технологическое оборудование 45
2.5 Технологические характеристики исследуемого ПХГ 49
3 Эксплуатация ПХГ 52
3.1 Опытно-промышленная эксплуатация 52
3.2 Циклическая эксплуатация 52
4 Технологическое решение повышения ресурсоэффективности эксплуатации
ПХГ 56
5 Расчётная часть 60
5.1 Тепловой расчёт ГТУ с двигателем ПС-90ГП-2 60
5.1.1 Исходные данные, цель 60
5.1.2 Предварительный тепловой расчёт 61
5.1.3 Уточнённый тепловой расчёт 66
5.2 Тепловой расчёт ГТУ с двигателем АЛ-31СТ 74
5.2.1 Исходные данные, цель 74
5.2.2 Предварительный тепловой расчёт 76
5.2.3 Уточнённый тепловой расчёт 82
6 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 94
6.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с позиции ресурсоэффективности ресурсосбережения.94
6.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 94
6.1.2 Анализ конкурентных технических решений 95
6.1.3 SWOT-анализ 98
6.2 Планирование научно-исследовательских работ 100
6.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 100
6.2.2 Определение трудоёмкости выполненных работ 101
6.2.3 Разработка графика проведения научного исследования 102
6.3 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 105
6.3.1 Расчёт материальных затрат НТИБ 105
6.3.2 Основная заработная плата исполнителей темы 106
6.3.3 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 108
6.3.4 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 108
6.3.5 Накладные расходы 109
6.3.6 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского
проекта 109
6.4 Определение ресурсной (ресурсосберегабщей), финансовой, бюджетной
социальной и экономической эффективности исследования 110
7 Социальная ответственность 113
7.1 Введение 113
7.2 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 114
7.3 Производственная безопасность 116
7.3.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование
мероприятий по их устранению 118
7.3.2 Анализ опасных произврдственных факторов и обоснование
мероприятий по их устранению 123
7.4 Экологическая безопасность 128
7.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 130
Заключение 133
Список использованных источников 135
Приложение А 143
1 Общая характеристика подземных хранилищ газа 22
1.1 Назначения ПХГ 22
1.2 Классификация ПХГ 22
1.3 Буферный и активный газ в подземном хранилище 25
1.4 Технологическая схема сбора, распределения и обработки газа при отборе
и закачке его в хранилище 26
1.5 Обзор ёмкостей для создания ПХГ 28
1.5.1 Хранилища в водонасыщенных пластах 32
1.5.2 Хранилища в выработанных месторождениях углеводородов 34
1.5.2.1 Хранилища в истощённых газовых месторождениях 35
1.5.2.2 Хранилища в выработанных нефтяных месторождениях 37
1.5.3 Хранилища в отложениях каменной соли 38
1.5.4 Хранилища сооружаемые методом внутренних взрывов 41
2 Характеристика объекта исследования 43
2.1 Местоположение района ПХГ 43
2.2 Геологическая характеристика района ПХГ 44
2.3 Климатические условия района ПХГ 45
2.4 Основное и вспомогательное технологическое оборудование 45
2.5 Технологические характеристики исследуемого ПХГ 49
3 Эксплуатация ПХГ 52
3.1 Опытно-промышленная эксплуатация 52
3.2 Циклическая эксплуатация 52
4 Технологическое решение повышения ресурсоэффективности эксплуатации
ПХГ 56
5 Расчётная часть 60
5.1 Тепловой расчёт ГТУ с двигателем ПС-90ГП-2 60
5.1.1 Исходные данные, цель 60
5.1.2 Предварительный тепловой расчёт 61
5.1.3 Уточнённый тепловой расчёт 66
5.2 Тепловой расчёт ГТУ с двигателем АЛ-31СТ 74
5.2.1 Исходные данные, цель 74
5.2.2 Предварительный тепловой расчёт 76
5.2.3 Уточнённый тепловой расчёт 82
6 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 94
6.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с позиции ресурсоэффективности ресурсосбережения.94
6.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 94
6.1.2 Анализ конкурентных технических решений 95
6.1.3 SWOT-анализ 98
6.2 Планирование научно-исследовательских работ 100
6.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 100
6.2.2 Определение трудоёмкости выполненных работ 101
6.2.3 Разработка графика проведения научного исследования 102
6.3 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 105
6.3.1 Расчёт материальных затрат НТИБ 105
6.3.2 Основная заработная плата исполнителей темы 106
6.3.3 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 108
6.3.4 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 108
6.3.5 Накладные расходы 109
6.3.6 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского
проекта 109
6.4 Определение ресурсной (ресурсосберегабщей), финансовой, бюджетной
социальной и экономической эффективности исследования 110
7 Социальная ответственность 113
7.1 Введение 113
7.2 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 114
7.3 Производственная безопасность 116
7.3.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование
мероприятий по их устранению 118
7.3.2 Анализ опасных произврдственных факторов и обоснование
мероприятий по их устранению 123
7.4 Экологическая безопасность 128
7.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 130
Заключение 133
Список использованных источников 135
Приложение А 143
В настоящее время, системы газоснабжения — совокупность сложных, дорогостоящих сооружений, расположенных на значительных расстояниях друг от друга [1].
Для России характерна неравномерность потребления газа, это связано с временами года. В зимнее время расход газа повышается в разы, по сравнению с летом, поскольку подавляющая его часть используется для отопления [4]. Неравномерность потребления также связана с временем суток, расход газа днём существенно больше, чем ночью. Для различных производственных предприятий резкое повышение потребления газа связано также с тем, что в конце месяца предприятия стараются выполнить какую- либо норму производства или даже перевыполнить её.
Следует учитывать то факт, что газ добывается непрерывно, летом, количество добытого газа значительно превышает спрос, а зимой наоборот.
Именно для этого создаются подземные хранилища газа, способные удовлетворить потребности населения в газе, в любой момент [1]. ПХГ способны резервировать в себе летний избытки газа и выдать их в холодное время года.
Как правило, хранилища создают неподалёку от крупных районов потреблений, либо же близ промышленных центров, для поддержания их стабильной работы.
Таким образом, ПХГ являются крайне важным звеном в энергетической системе страны.
Их роль весьма значительна и непрерывно увеличивается. Соответственно хранения газа столь важно, как и его добыча [4].
Поэтому, тема выпускной квалификационной работы «Разработка предложений по повышению ресурсоэффективности эксплуатации подземного хранилища природного газа» является актуальной.
Цель выпускной квалификационной работы: оптимизация ресурсопотребления наземного оборудования подземного хранилища газа.
Для реализации поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1) проанализировать конструктивные особенности подземных хранилищ газа и наземной части технологического оборудования ПХГ;
2) представить характеристику объекта исследования с определением текущих недостатков;
3) разработать техническое решение, для снижения расхода топливного газа при эксплуатации наземного оборудования ПХГ;
4) рассчитать технологические параметры газотурбинной установки двух и трехвального исполнения и определить наиболее эффективную технологию получения удельной полезной механической работы для действующего центробежного нагнетателя ПХГ.
Объектом исследования является компрессорный цех подземного хранилища газа.
Предметом исследования является технология отбора/закачки газа из подземного хранилища.
Область применения: объекты хранения природного газа для регулирования равномерности поставок газа потребителю в разные сезоны календарного года; объекты стратегических запасов природного газа для обеспечения резервных запасов углеводородов.
Область применения: объекты хранения природного газа для регулирования равномерности поставок газа потребителю в разные сезоны календарного года; объекты стратегических запасов природного газа для обеспечения резервных запасов углеводородов.
Практическая значимость работы: потенциальная эффективность рассмотренного технического решения связана увеличение эффективного КПД газотурбинной установке и снижением расхода рабочих тел для работы самой ГТУ.
Для России характерна неравномерность потребления газа, это связано с временами года. В зимнее время расход газа повышается в разы, по сравнению с летом, поскольку подавляющая его часть используется для отопления [4]. Неравномерность потребления также связана с временем суток, расход газа днём существенно больше, чем ночью. Для различных производственных предприятий резкое повышение потребления газа связано также с тем, что в конце месяца предприятия стараются выполнить какую- либо норму производства или даже перевыполнить её.
Следует учитывать то факт, что газ добывается непрерывно, летом, количество добытого газа значительно превышает спрос, а зимой наоборот.
Именно для этого создаются подземные хранилища газа, способные удовлетворить потребности населения в газе, в любой момент [1]. ПХГ способны резервировать в себе летний избытки газа и выдать их в холодное время года.
Как правило, хранилища создают неподалёку от крупных районов потреблений, либо же близ промышленных центров, для поддержания их стабильной работы.
Таким образом, ПХГ являются крайне важным звеном в энергетической системе страны.
Их роль весьма значительна и непрерывно увеличивается. Соответственно хранения газа столь важно, как и его добыча [4].
Поэтому, тема выпускной квалификационной работы «Разработка предложений по повышению ресурсоэффективности эксплуатации подземного хранилища природного газа» является актуальной.
Цель выпускной квалификационной работы: оптимизация ресурсопотребления наземного оборудования подземного хранилища газа.
Для реализации поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1) проанализировать конструктивные особенности подземных хранилищ газа и наземной части технологического оборудования ПХГ;
2) представить характеристику объекта исследования с определением текущих недостатков;
3) разработать техническое решение, для снижения расхода топливного газа при эксплуатации наземного оборудования ПХГ;
4) рассчитать технологические параметры газотурбинной установки двух и трехвального исполнения и определить наиболее эффективную технологию получения удельной полезной механической работы для действующего центробежного нагнетателя ПХГ.
Объектом исследования является компрессорный цех подземного хранилища газа.
Предметом исследования является технология отбора/закачки газа из подземного хранилища.
Область применения: объекты хранения природного газа для регулирования равномерности поставок газа потребителю в разные сезоны календарного года; объекты стратегических запасов природного газа для обеспечения резервных запасов углеводородов.
Область применения: объекты хранения природного газа для регулирования равномерности поставок газа потребителю в разные сезоны календарного года; объекты стратегических запасов природного газа для обеспечения резервных запасов углеводородов.
Практическая значимость работы: потенциальная эффективность рассмотренного технического решения связана увеличение эффективного КПД газотурбинной установке и снижением расхода рабочих тел для работы самой ГТУ.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы:
1. Выполнен анализ нормативно-технической базы в области проектирования, сооружения и эксплуатации подземных хранилищ газа и рассмотрены различные варианты ёмкостей для хранения природного газа.
2. Выполнена характеристика объекта исследования с указанием место-положения района, его геологических и климатических характеристик, техно-логических характеристики ПХГ, а также рассмотрено основное и вспомогательное технологическое оборудование.
3. В качестве оптимальной технологии для повышения ресурсоэффективности эксплуатации ПХГ выбран способ заключающийся в замене действующей ГТУ с двухвальным двигателем ПС-90ГП-2 на ГТУ с трёхвальным двигателем АЛ-31СТ, имеющий более высокий КПД, при такой же номинальной мощности.).
4. На основе проведенного теплового расчета ГТУ с двигателем ПС- 90ГП-2 получено, что:
• удельная полезная работа ГТУ Не=
количество теплоты воздуха, поступающего в камеру сгорания
QB=^M
• количество теплоты, подведенное в камере сгорания QKC=^^|
• эффективный КПД газотурбинной установки це=
• расход воздуха в цикле, обеспечивающий номинальную мощность
б'н=^в
• расходы рабочего тела для турбин ГТУ 6Т1 6Т2=
5. На основе проведённого теплового расчёта ГТУ с двигателем
АЛ-31СТ получено, что:
• удельная полезная работа ГТУ Не=
• количество теплоты воздуха, поступающего в камеру сгорания (4 = ^^Н
• количество теплоты, подведенное в камере сгорания QKC=
• эффективный КПД газотурбинной установки це =^^^^|
• расход воздуха в цикле, обеспечивающий номинальную мощность £В=^^Н
1. Выполнен анализ нормативно-технической базы в области проектирования, сооружения и эксплуатации подземных хранилищ газа и рассмотрены различные варианты ёмкостей для хранения природного газа.
2. Выполнена характеристика объекта исследования с указанием место-положения района, его геологических и климатических характеристик, техно-логических характеристики ПХГ, а также рассмотрено основное и вспомогательное технологическое оборудование.
3. В качестве оптимальной технологии для повышения ресурсоэффективности эксплуатации ПХГ выбран способ заключающийся в замене действующей ГТУ с двухвальным двигателем ПС-90ГП-2 на ГТУ с трёхвальным двигателем АЛ-31СТ, имеющий более высокий КПД, при такой же номинальной мощности.).
4. На основе проведенного теплового расчета ГТУ с двигателем ПС- 90ГП-2 получено, что:
• удельная полезная работа ГТУ Не=
количество теплоты воздуха, поступающего в камеру сгорания
QB=^M
• количество теплоты, подведенное в камере сгорания QKC=^^|
• эффективный КПД газотурбинной установки це=
• расход воздуха в цикле, обеспечивающий номинальную мощность
б'н=^в
• расходы рабочего тела для турбин ГТУ 6Т1 6Т2=
5. На основе проведённого теплового расчёта ГТУ с двигателем
АЛ-31СТ получено, что:
• удельная полезная работа ГТУ Не=
• количество теплоты воздуха, поступающего в камеру сгорания (4 = ^^Н
• количество теплоты, подведенное в камере сгорания QKC=
• эффективный КПД газотурбинной установки це =^^^^|
• расход воздуха в цикле, обеспечивающий номинальную мощность £В=^^Н