Вопросы энергосбережения и повышения энергетической эффективности при строительстве и эксплуатации газораспределительных станций
В. Е. АГАБАБЯН – первый заместитель генерального директора ООО Завод «Газпроммаш»
Современные тенденции в мировой экономике заставляют специалистов уделять особое внимание вопросам энергосбережения и повышения энергетической эффективности всех строящихся и реконструируемых объектов гражданского и производственного назначения, в том числе газораспределительных станций. При этом приходится еще на стадии проектных работ планировать проведение целого ряда организационных и технических мероприятий, обеспечивающих впоследствии снижение затрат на эксплуатацию объекта.
Применительно к газораспределительным станциям можно рассмотреть следующие мероприятия и технические решения, успешно применяемые специалистами завода «Газпроммаш» на различных объектах.
- Совершенствование запорной, предохранительной и регулирующей трубопроводной арматуры для обеспечения гарантированной герметичности газовых систем в любых штатных и нештатных ситуациях.
Максимальное снижение возможных утечек газа требует, прежде всего, применения высококачественных комплектующих изделий. На заводе «Газпроммаш» ведется непрерывная работа по совершенствованию выпускаемой трубопроводной арматуры. В ГРС «Газпроммаш» используется арматура с улучшенными эксплуатационными характеристиками.
Рис. 1-2. Кран шаровой КШ-150 с пневмоприводом - Регулятор давления газа 149-BV
- Оптимизация подогрева газа для предотвращения гидратообразования в узлах редуцирования ГРС.
В ряде случаев энергозатраты на подогрев газа для компенсации снижения температуры газа в процессе его редуцирования, а в конечном итоге для предотвращения гидратообразования, можно уменьшить. Энергоэффективность заметно возрастает при использовании на объекте нескольких подогревателей газа, управляемых от единой системы, оснащенной соответствующим программным обеспечением. В основе управления заложен алгоритм, позволяющий корректировать температурные уставки подогревателей, в зависимости от температуры газа на выходе ГРС и текущего газопотребления. При этом существенно снижается расход газа на собственные нужды ГРС.
Рис. 2. Структурная схема системы регулирования температуры газа на выходе ГРС
Кроме того, на заводе «Газпроммаш» разработан оригинальный способ снижения питающего напряжения электромагнитных клапанов. Способ основан на переключении электропитания клапанов (с параллельной схемы на последовательную) после их срабатывания. В результате напряжение делится между ними поровну, а суммарная потребляемая мощность оказывается вчетверо меньше номинальной.
- Использование энергоэффективного электропотребляющего и диагностического оборудования.
Наряду с подбором для использования в составе ГРС электрооборудования с высоким КПД, в том числе энергосберегающих ламп дневного света или светодиодных светильников, датчиков с малым потреблением электроэнергии и т. д., следует уделять особое внимание обеспечению работы оборудования в оптимальных режимах. В частности, необходимо использовать автоматическое управление наружным освещением объекта, а также сводить к минимуму непроизводительную работу диагностического и, особенно, силового электрооборудования на холостом ходу.
- Обеспечение точности, достоверности и единства измерений при учете отпускаемых и потребляемых ресурсов.
Средства измерения расхода отпускаемого потребителю газа, как правило, определяет заказчик газораспределительной станции при оформлении опросного листа или технического задания, прилагаемого к договору на изготовление ГРС. Однако с точки зрения энергетической эффективности, наилучший результат достигается при участии в выборе расходомера специалистов завода-изготовителя основного технологического оборудования. В этом случае учитываются все нюансы, связанные с конструктивным исполнением, точностью измерений и стоимостью метрологического оборудования, а также с его последующей эксплуатацией. В общем случае предлагается руководствоваться требованиями СТО Газпром 5.32-2009 «Организация измерений природного газа», а при поставке оборудования за пределы России, согласовывать эти требования с заказчиком.
Таблица сравнительных характеристик оборудования для измерения расхода газа
- Применение прогрессивных конструкционных и теплоизоляционных материалов и новых технологий, обеспечивающих их эффективное использование при минимизации затрат.
В последние годы на рынке строительных материалов появилось большое количество новейших конструкционных и теплоизоляционных материалов, существенно повлиявших на дизайн и технологии строительных работ. Вместе с тем, внедряя их в производство, не следует забывать о том, что газораспределительные станции являются опасными производственными объектами, на которые распространяется целый ряд особых требований промышленной безопасности. Многолетний опыт производства промышленного газового оборудования для газотранспортных и газораспределительных организаций различных климатических зон, а также целый ряд сравнительных расчетов, позволяют рекомендовать в качестве наиболее оптимального варианта ограждающих конструкций для блок-боксов и блок-зданий ГРС, эксплуатируемых на территории Казахстана – трехслойные стеновые и кровельные панели на основе базальтового волокна.
Ограждающие конструкции можно считать энергоэффективными, если фактическое значение приведенного сопротивления теплопередаче (R0) составляет не менее 90% требуемого (Rreq).
Значения Rreq следует определять по данным таблицы 4 СНиП 23-02 в зависимости от градусосуток района строительства Dd, °С*сут., которые, в свою очередь, можно вычислить по формуле:
где:
tint – температура воздуха наиболее холодной пятидневки, °С;
tht – средняя температура воздуха периода со средней суточной температурой воздуха ≤ 8°С;
zht – продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ≤ 8°С;
tht – средняя температура воздуха периода со средней суточной температурой воздуха ≤ 8°С.
Rreq следует определять по формуле:
где:
n – коэффициент, учитывающий положения наружной поверхности по отношению к наружному воздуху;
text – температура воздуха наиболее холодной пятидневки, °С;
∆tn – нормируемый температурный перепад, °С, между температурой внутреннего воздуха tint и температурой внутренней поверхности ограждающих конструкций τint
Значения R0 определяется по формуле:
где:
δ – толщина слоя ограждающей конструкции, м;
λ – коэффициент теплопроводности слоя ограждающей конструкции, Вт/(м*°С);
Ra.l – термическое сопротивление, (м2*°С)/Вт, замкнутой воздушной прослойки (если имеется);
αint – то же, что и в формуле (3) СНиП 23-02;
αext – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2*°С), наружной поверхности указанной ограждающей конструкции αext = 23 Вт/(м2*°С).
- Индивидуальный подход к конструированию технологического оборудования и блок-боксов для различных климатических зон.
Примерами системного подхода к реализации проектов реконструкции с учетом климатических условий региона могут служить ГРС «Газпроммаш-300» с пропускной способностью 300 тыс. нм3/ч, подготовленная к запуску в эксплуатацию в городе Йошкар-Ола, а также ГРС «Газпроммаш-160» (город Выкса, Нижегородской области), на которой предыдущие технические решения получили дальнейшее развитие.
Рис 3-4. ГРС «Газпроммаш-300» (Йошкар-Ола)
Рис. 5-6. ГРС «Газпроммаш-160» (Выкса, Нижегородская обл.)
На заводе «Газпроммаш» выпускаются также другие варианты и конструктивные исполнения нефтегазового оборудования для всего многообразия климатических зон России и граничащих с ней стран, включая Казахстан.
Рис. 7. Блок подготовки газа (Сахалин)
Рис. 8. ГРС «Газпроммаш-10»(Атырау, Казахстан)
Рис. 9-10. БПГ газотурбинной установки (Уральск, Казахстан)
Современные экономические условия заставляют производителей нефтегазового оборудования постоянно диверсифицировать производство, так как потребности рынка непрерывно меняются. В связи с этим, в настоящий момент специалисты завода «Газпроммаш» приступили к освоению производства оборудования для газоконденсатных промыслов и приглашают все заинтересованные организации к сотрудничеству.
Статья в формате pdf →
- 410031, Саратов,
- ул. Московская, д. 44
- ☎ +7 (8452) 98-56-00
- gpm@gazprommash.ru
- gazprommash.ru
