По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 62-52-83:656.56

Системный анализ оптимизации энергопотребления технологических агрегатов компрессорных станций

Гуляев И.В. д-р техн. наук, руководитель Научно-образовательного центра «Энергоэффективные двигатели двойного питания для электроприводов и транспортных средств», профессор кафедры электроники и наноэлектроники, ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва»
Степанов С.Е. канд. техн. наук, вед. инженер, ООО «ТСН-электро», г. Нижний Новгород
Крюков О.В. д-р техн. наук, зам. директора по науке, руководитель отдела НИОКР, ООО «ТСН-электро», г. Нижний Новгород

Представлена оценка современного состояния и основных направлений энергосбережения в топливно-энергетическом комплексе. Проведен системный анализ функционирования агрегатов компрессорных станций. Предложена функциональная схема, формализующая технологические процессы сжатия с нагреванием входящего газа (нагнетатели), охлаждения его после компримирования (АВО газа) и транспорта его по выходному участку газопровода. Рассмотрены особенности математического описания данных объектов.

Литература:

1. Крюков О. В. Анализ моноблочных конструкций электрических машин для газоперекачивающих агрегатов // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. — 2015. — Т. 3. — № 4. — С. 53–58.

2. Воронков В. И., Крюков О. В., Рубцова И. Е. Основные экологические направления и задачи энергосбережения при проектировании объектов ОАО «Газпром»// Газовая промышленность. — 2013. — № 7 (693). — С. 74–78.

3. Киянов Н. В., Крюков О. В. Решение задач промышленной экологии средствами электрооборудования и АСУ ТП // Автоматизация в промышленности. — 2009. — № 4. — С. 29–34.

4. Васенин А. Б., Крюков О. В. Проектирование электромеханической части и систем управления ветроэнергетических установок газотранспортных потребителей // Известия ТГУ. Технические науки. — 2011. — № 5–1. — С. 47–51.

5. Крюков О. В. Мониторинг условий эксплуатации электродвигателей газоперекачивающих агрегатов // Контроль. Диагностика. — 2016. — № 12. — С. 50–58.

6. Рубцова И. Е., Крюков О. В., Степанов С. Е. Нейро-нечеткие модели мониторинга синхронных машин большой мощности // В сб.: Материалы VI МНТК «Управление и информационные технологии» УИТ-2010. — СПб., 2010. — С. 160–162.

7. Захаров П. А., Крюков О. В., Киянов Н. В. Встроенная система диагностирования и прогнозирования ЭГПА // Контроль. Диагностика. — 2008. — № 11. — С. 43–49.

8. Крюков О. В., Васенин А. Б. Функциональные возможности ветроэнергетических установок при питании удаленных объектов // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. — 2014. — № 2. — С. 50–56.

9. Крюков О. В. Опыт проектирования АСУ ТП нефтеперекачивающих станций магистральных нефтепроводов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. — 2017. — № 1. — С. 2–7.

10. Крюков О. В. Подход к прогнозированию технического состояния электроприводных газоперекачивающих агрегатов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. — 2016. — № 9. — С. 30–34.

11. Kryukov O. V. Scientific background for the development of intelligent electric drives for oil and gas process units // Вестник ЮУрГУ. Серия: Энергетика. — 2017. — Т. 17. — № 1. — С. 56–62.

12. Крюков О. В. Алгоритмы быстрого преобразования Уолша в микропроцессорных системах управления электроприводом // Известия вузов. Электромеханика. — 2005. — № 4. — С. 39–44.

13. Васенин А. Б., Крюков О. В. Энергоэффективные и экологичные установки воздушного охлаждения // В сборнике: Великие реки» 2017. Труды научного конгресса XIX Международного научнопромышленного форума. — НГАСУ. — 2017. — С. 93–96.

14. Vasenin A. B., Kryukov O. V., Serebryakov A. V. Adaptive control algorithms of autonomous generator complexes // В книге: Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты. — Труды МКЭЭЭ-2016. — 2016. — С. 133–135.

15. Васенин А. Б., Крюков О. В., Серебряков А. В. Энергоэффективные системы электроснабжения электроприводов нефтегазопроводов // В сборнике: Труды IX Международной (XX Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2016. — Пермь, 2016. — С. 380–384.

16. Крюков О. В., Степанов С. Е., Бычков Е. В. Опыт применения частотно-регулируемого привода вентиляторов АВО газа // В сборнике: Труды IX Международной (XX Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2016. — Пермь, 2016. — С. 428–432.

17. Воронков В. И., Степанов С. Е., Титов В. Г., Крюков О. В. Векторное управление возбуждением синхронных двигателей ГПА // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. — 2010. — № 3–2. — С. 204–208.

18. Крюков О. В., Степанов С. Е., Серебряков А. В. Современный подход к организации ремонта по данным прогноза технического состояния и ресурса электрооборудования // Газовая промышленность. — 2017. — № 8 (756). — С. 84–89.

19. Kryukov O. V., Blagodarov D. A. Intelligent control of electric machine drive systems // В сб.: 2018 X International Conference on Electrical Power Drive Systems, ICEPDS 2018. — Conference Proceedings 10. — 2018. — С. 8571670.

20. Крюков О. В. Системы электропривода переменного тока с релейными и нелинейными корректирующими устройствами. Часть 2 // Библиотечка электротехника. - 2018. - № 12 (240). - С. 1-76.

В последние годы в топливно-энергетическом комплексе и, в частности, в газовой промышленности сложилась ситуация, выдвинувшая проблему энергосбережения на передний план. Это связано с тем, что развитие энергетических отраслей промышленности в прошлом столетии осуществлялось форсированными темпами. Ежегодно вводилось в действие более 10 тыс. км газопроводов и компрессорных станций (КС) мощностью 2,0 млн кВт с приростом добычи более 50 млрд м3 [1]. Такие успехи в развитии газовой промышленности в значительной мере были обусловлены тем, что в стране был создан необходимый научно-производственный потенциал. Широкомасштабная газификация народного хозяйства резко повысила производительность труда во многих отраслях промышленности, благодаря чему были обеспечены высокие темпы экономического роста.

Однако в период интенсивного развития газовой промышленности появился целый ряд негативных факторов. В частности, можно отметить повышенную энергоемкость существующих газопроводов, сложившуюся в результате выбора их проектных параметров при чрезвычайно низких ценах на энергоресурсы и дефиците труб. Вследствие этого проектная удельная энергоемкость российских газопроводов, отнесенная к объему товарно-транспортной работы, примерно на 50-70% выше, чем западных газопроводов.

В условиях отставания отечественного комплекса приходилось устанавливать на КС газоперекачивающие агрегаты (ГПА) с более низким КПД по сравнению с зарубежными аналогами. Существующий парк ГПА имеет средний КПД примерно равный 28 % (тогда как современные агрегаты имеют КПД на уровне 36 %), что обусловливает перерасход топливного газа на 15-20 %. Однако удельный расход топливно-энергетических ресурсов, включая газ, на привод ГПА в течение многих лет снижается [1] в связи с вынужденной разгрузкой газотранспортной сети (после 1991 г. поступление газа и загрузка газопроводы постоянно снижаются [2]). Снижение нагрузки позволяет снизить удельные энергозатраты на 20 %, что свидетельствует об имеющихся резервах снижения энергозатрат на работу ГПА как основных потребителей энергоресурсов единой газотранспортной системой (ЕГС).

Для Цитирования:
Гуляев И.В., Степанов С.Е., Крюков О.В., Системный анализ оптимизации энергопотребления технологических агрегатов компрессорных станций. Электроцех. 2025;11.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: