По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 623.1:656.56

Структурообразование альтернативных энергоисточников для удаленных потребителей электроэнергии

Бычков Е. В. канд. техн. наук, доцент, Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, г. Нижний Новгород
Захаров П. А. канд. техн. наук, доцент, Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, г. Нижний Новгород
Титов В. Г. д-р техн. наук, профессор, Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, г. Нижний Новгород

Предложен новый энергосберегающий подход к реализации возможностей повышения эффективности и полезного использования энергии технологических установок и агрегатов на объектах топливно-энергетического комплекса. Рассмотрены принципы, структуры и состав технологической цепи получения электроэнергии из тепловой энергии отработанных газов на компрессорных станциях. Приведены примеры реализации алгоритмов и технических средств энергоэффективных технологий с получением дополнительных мощностей до 10 МВт для систем электроснабжения. Показаны эффективные результаты снижения экологической нагрузки на окружающую среду при рациональном использовании ORC-технологий на газотурбинных компрессорных станциях.

Литература:

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

2. Крюков О.В. Энергоэффективные электроприводы ГПА на базе интеллектуальных систем управления и мониторинга // Дисс. … д-ра тех. наук. – М.: АО «Корпорация ВНИИЭМ», 2015.

3. Васенин А.Б., Крюков О.В. Энергоэффективные и экологичные установки воздушного охлаждения // В сб.: Великие реки – 2017. Труды научного конгресса XIX Международного научно-промышленного форума. НГАСУ. – 2017. – С. 93–96.

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

5. Пужайло А.Ф. и др. Энергосбережение и автоматизация электрооборудования компрессорных станций: монография / Под ред. О.В. Крюкова. – Н. Новгород: ОАО «Гипрогазцентр», 2010.

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

7. Крюков О.В., Степанов С.Е. Повышение устойчивости работы электроприводов центробежных нагнетателей на компрессорных станциях ОАО «Газпром» // Газовая промышленность. – 2014. – № 8 (710). – С. 50–56.

8. 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.

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

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

11. 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.

12. Kiyanov N.V., Kryukov O.V., Pribytkov D.N., Gorbatushkov A.V. A Concept for the development of invariant automated electric drives for the water recycling systems with fan cooling towers Russian Electrical Engineering. – 2007. – Vol. 78. – N 11. – P. 621–627.

13. Крюков О.В., Степанов С.Е. Пути модернизации электроприводных ГПА // Електромеханiчнi I енергозберiгаючi системи. – 2012. – № 3 (19). – С. 209–212.

14. Крюков О.В. Синтез и анализ электроприводных агрегатов компрессорных станций при стохастических возмущениях // Электротехника. – 2013. – № 3. – С. 22–27.

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

16. Серебряков А.В., Крюков О.В. О новых возможностях технологий Smart Grid // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2013. – № 2. – С. 47–48.

17. Захаров П.А., Киянов Н.В., Крюков О.В. Системы автоматизации технологических установок для эффективного транспорта газа // Автоматизация в промышленности. – 2008. – № 6. – С. 6–10.

18. 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.

19. Крюков О.В., Васенин А.Б., Серебряков А.В. Экспериментальный стенд электромеханической части энергетической установки // Приводная техника. – 2012. – № 4. – С. 2–11.

20. Васенин А.Б., Крюков О.В., Серебряков А.В. Энергетический комплекс // Патент на полезную модель RU 113085, 27.01.2012. Заявка № 2011140276/07 от 04.10.2011.

21. Babichev S.A., Zakharov P.A., Kryukov O.V. Automated monitoring system for drive motors of gas-compressor units // Automation and Remote Control. – 2011. – Vol. 72. – N 6. – P. 175–180.

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

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

24. Серебряков А.В., Крюков О.В. Универсальная система мониторинга электродвигателей ГПА // Известия вузов. Электромеханика. – 2016. – № 4 (546). – С. 74–81.

25. Бабичев С.А., Крюков О.В., Титов В.Г. Автоматизированная система безопасности электроприводных ГПА // Электротехника. – 2010. – № 12. – С. 24–31.

26. Васенин А.Б., Крюков О.В., Титов В.Г. Автономная система бесперебойного электроснабжения, использующая возобновляемый источник энергии // Патент на полезную модель RU 113615, 20.02.2012. Заявка № 2011138865/07 от 22.09.2011.

27. Бабичев С.А., Захаров П.А., Крюков О.В. Автоматизированная система оперативного мониторинга приводных двигателей газоперекачивающих агрегатов // Автоматизация в промышленности. – 2009. – № 6. – С. 3–6.

28. Babichev S.A., Bychkov E.V., Kryukov O.V. Analysis of technical condition and safety of gas-pumping units // Russian Electrical Engineering. – 2010. – Vol. 81. – P. 489–494.

Задачи энергосбережения и повышения энергоэффективности топливно-энергетического комплекса (ТЭК) России [1–4] предписывают на регулярной основе обеспечивать реализацию комплексных программ реконструкции и технического перевооружения объектов с целью повышения эффективности существующих технологических установок [5–8]. Выполнение этих программ позволит снизить энергоемкость ТЭК за счет применения современного энергетического оборудования, сократить эмиссию парниковых газов при использовании высокотехнологических систем с газотурбинными установками (ГТУ), повысить надежность и снизить технологические потери при транспортировке на значительные расстояния [9–12].

В этой связи основными задачами реконструкции объектов ТЭК являются, в том числе, поддержание наивысшего технического уровня техники с максимально возможными энергетическими характеристиками по использованию энергоисточников, производительности, надежности и экологичности работы компрессорных станций (КС) во всех режимах, а также обеспечение энергосберегающих режимов, технологий и алгоритмов работы газоперекачивающих агрегатов (ГПА) с повышенным КПД [13–17].

Основными критериями научно и технически обоснованного выбора приводных систем для ГПА являются [18–20]:

• высокая надежность и безаварийность с прогнозированием технического состояния [21–24], поскольку КС являются объектами повышенной опасности с большими ущербами от аварий;

• энергосбережение при минимальных эксплуатационных затратах и расходах на техническое обслуживание и ремонт (ТОиР);

• минимальное воздействие возможных выбросов на окружающую среду.

В качестве приводов ГПА на КС используются газовые турбины (стационарные, авиационные, судовые) или электроприводы с мегаваттными синхронными машинами [5, 12]. В настоящее время компрессорный парк ПАО «Газпром» имеет следующую статистику установленных мощностей типов приводов: газотурбинный (ГТУ) – 87,1% и электроприводной (ЭГПА) – 12,4%.

Основными причинами массового применения ГТУ являются: распространенность топлива при перекачке природного газа, относительная дешевизна топлива (топливного газа) в сравнении с электроэнергией, большая вариативность типоразмеров ГТУ, включая модульные компоновки, достаточно низкая квалификация обслуживающего персонала. Но при этом ГТУ имеют ряд явных недостатков: низкий КПД (не выше 38%), зависимость от загрязненности и температуры воздуха и топлива, высокий уровень шума и вибраций, большое время запуска и низкая точность регулирования, большие габариты и стоимость строительства и ТОиР.

Для Цитирования:
Бычков Е. В., Захаров П. А., Титов В. Г., Структурообразование альтернативных энергоисточников для удаленных потребителей электроэнергии. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2020;6.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: