Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Повышение эффективности работы газораспределительных станций путем утилизации энергии природного газа в системе газораспределения

Работа №8928
Тип работыМагистерская диссертация
Предметтехнология производства продукции
Объем работы98стр.
Год сдачи2017
Стоимость6400 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено 889
Не подходит работа?

Узнай цену на написание

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 9
ВВЕДЕНИЕ 10
1 ТУРБОДЕТАНДЕРНЫЕ АГРЕГАТЫ ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ КАК ОБЬЕКТЫ ИСЛЕДОВАНИЯ 13
1.1 Общие положения. Области применения турбодетандеров 13
1.2 Технологические схемы на газовых промыслах, в которых применяются
турбодетандерные установки 15
1.3 Технологии переработки природного газа, используемые на газовых
промыслах 18
1.4 Применение турбодетандерных установок в процессе переработки
природного газа 22
1.5 Схема охлаждения природного газа 24
1.6 Особенности работы утилизационного турбодетандера 25
1.7 Типы конструкций эксплуатируемых турбодетандеров 30
2 Технологическая схема утилизационной турбодетандерной установки при
совместной работе с воздушной климатической системой 32
3. Турбодетандерная утилизационная установка для потребителей,
использующих природный газ с различным давлением 40
4 Новая малозатратная технологическая схема для газовых промыслов,
имеющих разнонапорные скважины 45
5 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 52
5.1 Экономическая модель 52
5.2 Мощность проекта 53
5.3 Экономический расчет при проведении капитального ремонта 57
5.3.1 Затраты на оборудование, здания и сооружения 57
5.3.2 Затраты на контрагентные услуги 58
5.3.3 Затраты на спецтехнику 59
5.3.4 Затраты на оплату труда 61
5.3.5 Постоянные и переменные издержки 63
5.4 Сумма капиталовложений в проект и оценка эффективности внедрения ЭТДУ - 4000 в ГРС 64
5.5 Оценка эффективности внедрения ЭТДУ - 4000 на ГРС 64
6 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСВЕННОСТЬ 67
6.1 Область применения 67
6.2 Производственная безопасность 68
6.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать объект
исследования 68
6.2.2 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть на
производстве при внедрении объекта исследования 71
6.2.3 Обоснование мероприятий по защите персонала предприятия от
действия опасных и вредных факторов 72
6.3 Экологическая безопасность 75
6.3.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду 75
6.3.2 Анализ влияния процесса эксплуатации объекта на окружающую среду.
77
6.3.3 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды 77
6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 79
6.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований 79
6.4.2 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть на производстве при
внедрении объекта исследований 79
6.4.3 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка
порядка действия в случае возникновения ЧС 79
6.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 80
6.5.1 Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны) правовые
нормы трудового законодательства 80
6.5.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны 81
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 82
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 83
ПРИЛОЖЕНИЕ А 88

Объектом исследования является (ются) термогазодинамические процессы, происходящие в схемах подготовки и транспортировки природного газа, в том числе и в проточной части турбодетандеров.
Цель работы - создание новых принципиальных технологических схем с
использованием турбодетандеров в системе распределения природного газа, разработке новых конструкций и увеличении эффективности проточных частей турбодетандеров.
В процессе исследования проводились разработка технологических схем для газораспределительной станции (ГРС):
* с подогревом транспортного газа после турбодетандера;
* с потребителями газа разного давления.
Создание метода выбора номинальных параметров турбодетандерного агрегата для работы на ГРС с целью получения максимальной годовой выработки электроэнергии.
В результате исследования предложены схемы для газораспределительной станции на базе утилизационной турбодетандерной установки для общей работы с воздушной климатической системой и для станции с потребителями газа разного давления. Предложен новый метод выбора номинальных параметров турбодетандерного агрегата для газораспределительной станции.
Основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные
характеристики: диаметр входного газопровода ГРС - 150 мм.; максимальное возможное давление в подводящем газопроводе - 5,4 МПа; фактическое (рабочее) давление в подводящем газопроводе - 3,5 МПа; давление в газопроводе на выходе из ГРС - 0,6 МПа; тип существующей ГРС - АГРС «Энергия-1»; режим работы - непрерывный, круглогодичный; производительность ГРС - 30 тыс.м3/час.


ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В последние годы мировая экономика характеризуется увеличением потребления полезных ископаемых, что привело к повышенному спросу на энергосберегающие технологии для нефтегазовой промышленности. Одно из направлений энергосбережения для газодобывающей и газотранспортной системы связано с использованием турбодетандерных агрегатов.
Увеличение технико-экономических показателей газовой промышленности достигается за счет разработки новых принципиальных технологических схем транспортировки газа, а также конструкций турбодетандерных агрегатов.
Основоположником использования турбодетандеров в технологии транспорта и переработки газов является академик Капица П.Л. Большой вклад в развитие технологических схем добычи и транспортирования природного газа и усовершенствование конструкций турбодетандерных установок внесли Язик А.В., Епифанова В.И., Степанец А.А., Мальханов О.В. и др. В то же время для увеличения эффективности работы газодобывающих и газотранспортных комплексов целый ряд проблемных вопросов, таких как: увеличение качества природного газа, который подаётся в магистральный газопровод; выработка электроэнергии за счет потенциальной энергии сжатого газа и другие, требуют совершенных решений.
Турбодетандеры - это турбомашины, у которых за счет расширения газообразного рабочего тела (природного газа) вырабатывается механическая энергия. Их использование позволяет увеличить эффективность работы газового комплекса за счет выработки электроэнергии.
Повышение эффективности работы газораспределительных станций путем утилизации энергии приводного газа в системе газораспределения
Введение 
Получение высоких показателей эффективности схем распределения газа с использованием турбодетандеров новых конструкций основывается на учете реальных свойств природного газа и переменных режимов работы газовых комплексов.
Важную роль при разработке высокоэффективных турбодетандеров играет выбор рациональных форм проточной части, профилей лопаточных аппаратов и учет особенностей их эксплуатации в разных условиях.
Таким образом, актуальность работы по созданию энергосберегающих технологий с использованием турбодетандеров как за счет увеличения эффективности технологических схем подготовки газа, так и внедрения новых, более совершенных конструкций проточных частей этих машин, обусловлена достижением существенного экономического эффекта.
Цель и задачи исследования. Цель магистерской диссертационной работы заключается в создании новых принципиальных технологических схем с использованием турбодетандеров в системе распределения природного газа, разработке новых конструкций и увеличении эффективности проточных частей турбодетандеров.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие
задачи:
- разработать технологические схемы для газораспределительной станции (ГРС):
• с подогревом транспортного газа после турбодетандера;
• с потребителями газа разного давления.
- создать метод выбора номинальных параметров турбодетандерного агрегата для работы на ГРС с целью получения максимальной годовой выработки электроэнергии;
- усовершенствовать конструкцию турбодетандера для эксплуатации на переменных режимах за счет разработки рациональных форм профилей лопаточных аппаратов.
Лист
Введение 11
Изм. Лист № докум. Подпись Дата


Объект исследования - термогазодинамические процессы, происходящие в схемах подготовки и транспортировки природного газа, в том числе и в проточной части турбодетандеров.
Предмет исследования - усовершенствование рабочих процессов и конструкции турбодетандерных установок с целью увеличения показателей их эффективности в широком диапазоне режимов в разных условиях использования.
Методы исследования - методы математического моделирования процессов в элементах принципиальных схем, методы оптимизации для выбора номинальных параметров утилизационного турбодетандера, методы трехмерного моделирования и расчетов проточных частей.
Научная новизна полученных результатов:
- Впервые предложены схемы для газораспределительной станции на базе утилизационной турбодетандерной установки для общей работы с воздушной климатической системой и для станции с потребителями газа разного давления.
- Предложен новый метод выбора номинальных параметров турбодетандерного агрегата для газораспределительной станции.
- На основании комплексных численных исследований впервые получен характер влияния геометрических характеристик профилей рабочих лопаток турбодетандера на эффективность его работы на переменных режимах эксплуатации.
Практическое значение полученных результатов. Предложена принципиальная схема внедрения турбодетандерного агрегата на ГРС г. Татарск Новосибирской области, а также даны рекомендации по профилированию рабочих лопаток проточной части турбодетандеров для повышения эффективности работы на разных режимах.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании студенческих
и аспирантских работ!


В магистерской диссертационной работе поставлена и решена научнопрактическая задача, направленная на повышение эффективности
использования турбодетандеров в технологических схемах для газовой
промышленности с целью улучшения эксплуатационных характеристик
газовых комплексов.
Решение этой задачи позволило получить следующие важные
научные и практические результаты:
1. Предложена принципиальная схема утилизационного
турбодетандерного агрегата в комплексе с воздушной климатической
системой для работы на газораспределительной станции. Экономия
природного газа за счет отсутствия подогрева помещений газовыми котлами
составит около 41 тыс.м3 в год для станции с тепловым потреблением 100
кВт.
2. Предложена принципиальная схема утилизационного
турбодетандерного агрегата с отборами газа для потребителей разного
давления, который вырабатывает электроэнергии более чем в 2 раза по
сравнению с обычной конструкцией.
3. Создан метод определения номинальных параметров
утилизационной турбодетандерной установки с учетом переменных режимов
работы газораспределительной станции, что позволило увеличить годовую
выработку электроэнергии на 14-40 % в зависимости от конструкции ТД по
сравнению с обычным подходом, когда в качестве номинальных параметров
принимаются значения, усредненные по году


Епифанова В.И. Компрессорные и расширительные
турбомашины радиального типа / В.И. Епифанова. – М.: МВТУ им. Н.
Баумана, 1998. – 376 с.
2. Трухний А.Д. Термодинамические основы использования
утилизационных турбодетандерных установок / А.Д. Трухний // Вестник
МЭИ. – 1999. - №5. – С. 62-66.
3. Кубанов А.Н. Перспективы использования турбохолодильной
техники на объектах добычи газа / А.Н. Кубанов, В.А. Хетагуров, Ф.М.
Дедученко // Газовая промышленность. – 2004 – № 12. – С. 65–68.
4. Гухман Л.М. Подготовка газа северных газовых месторождений к
дальнему транспорту / Л.М. Гухман. – Л.: Недра, 1980. – 161 с.
5. Пятничко А.И. Эффективная выработка электроэнергии на ГРС и
ГРП при использовании перепада давлений газа / А.И. Пятничко, С.П.
Крушневич // Технические газы. – 2012. – № 4.– С. 48–51.
6. Капица П.Л. Турбодетандер для получения низких температур и
его применения для ожижения воздуха / П.Л. Капица // ЖТФ. – 1939. – Т. 9,
Вып. 2. – С. 99–123.
7. Ширковский А.И. Разработка и эксплуатация газовых и
газоконденсатных месторождений / А.И. Ширковский. – М.: Недра, 1979. –
303 с.
8. Твердохлебов В.И. Агрегаты блочные турбодетандерные типа
БТДА-5-100 СУГ, карта технического уровня и качества продукции, ВНПО
"Союзтурбогаз" / В.И. Твердохлебов // Надежное оборудование для газовой
промышленности. – 2006 – № 29.– С. 30–36.Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Лист
Список использованных источников 84
9. Гуревич Г.Р. Сепарация природного газа на газоконденсатных
месторождениях. / Г.Р. Гуревич. – М.: Недра, 1982. – 200 с.
10. Язик А.В. Турбодетандеры в системах промысловой подготовки
природного газа / А.В. Язик. – М.: Недра, 1977. – 73 с.
11. Язик А.В. Системы и средства охлаждения природного газа / А.В.
Язик. – М.: Недра, 1986. – 200 с.
12. Бумагин Г.И. Криогенные машины: учебное пособие / Г.И.
Бумагин. – Омск: ОмГТУ, 2007. – 216 с. – ISBN 5-8149-0492-5.
13. Берлин М.А. Переработка природных и нефтяных газов / М.А.
Берлин, В.Г. Гореченков, Н.П. Волков. – М.: Химия, 1981. – 473 с.
14. Бекиров Т.М. Технология обработки газа и конденсата / Т.М.
Бекиров, Г.А. Ланчаков. – М.: Недра, 1999. – 596 с.
15. Степанец А.А. Энергосберегающие турбодетандерные установки
/ А.А. Степанец; под ред. А.Д. Трухния. – М.: "ООО «Недра-бизнесцентр»",
1999. – 258 с.
16. Гельман М. Электроэнергия из газовой трубы / М. Гельман //
Промышленные ведомости. – 2003. – № 6. – С. 13–18.
17. Твердохлебов В.И. Утилизационные турбоустановки для ГРС и
КС / В.И. Твердохлебов, В.П. Мальханов // Газовая промышленность. – 1985.
– № 7.– С. 57–66.
18. Зарницкий Г.Э. Теоретические основы использования энергии
давления газа / Г.Э. Зарницкий. – М.: Недра, 1968. – 297 с.
19. Аксенов Д.Т. Выработка электроэнергии и «холода» без
сжигания топлива / Д.Т. Аксенов // Электронный журнал энергосервисной
компании «Экологические системы». – 2003. – № 6. – С. 21–25.
20. Давыдов А.Б. Расчет и конструирование турбодетандеров / А.Б.
Давыдов, А.Ш. Кабулашвили, А.Н. Шерстюк. – М.: Машиностроение, 1987. –
232 с.

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




© 2008-2022 Cервис помощи студентам в выполнении работ