авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Повышение энергоэффективности систем охлаждения газа на компрессорных станциях

-- [ Страница 2 ] --

Общий вид уравнения для определения поправочного коэффициента имеет вид:

(3)

где и - коэффициенты, зависящие от марки аппарата.

Зависимость коэффициента эффективности ребра от критерия Био является более предпочтительной, так как выражает физический смысл процесса, а использование полученного уравнения (3) позволяет оценить по данным, полученным опытным путем.

В третьей главе автором предложено использование метода корреляционно-регрессионного анализа статистических данных для определения динамики развития загрязнений наружных оребренных поверхностей теплообмена АВО. Для построения корреляционно-регрессионной модели были использованы данные за 2007 г. из диспетчерского журнала КЦ-1 КС-11 Богандинского ЛПУ МГ газопровода Уренгой-Сургут-Челябинск, для АВО фирмы «Ничимен», число включенных вентиляторов по данным журнала учета работы АВО.

Было изучено влияние на температуру газа на выходе АВО (в общем коллекторе) следующих факторов: температуры газа до АВО (в общем коллекторе); среднесуточной температура воздуха в районе площадки АВО; расхода газа (цехового); числа работающих вентиляторов; средней скорость ветра за сутки.

Надежность анализа оценивается по коэффициенту детерминации (), который указывает какой процент вариаций функции У объясняется воздействием факторов Х, определяется как квадрат коэффициента корреляции.

Изменение в течение года представлено на рисунке 5.

Коэффициент детерминации изменяется в течение года, а, следовательно, изменяется количество факторов, не учтенных в регрессионной модели и увеличивающих температуру газа на выходе из АВО.

Рисунок 5 - Изменение коэффициента детерминации в течение года, %

Из работ А.А. Габдрахманова, И.М. Камалетдинова известно, что влияние загрязнений внутренних поверхностей теплообмена носит существенный характер только для аппаратов, находящихся в эксплуатации более 20 лет, а их развитие в течение года незначительно. В связи с этим считаем, что изменение коэффициента детерминации связано с ростом термических сопротивлений наружных оребренных поверхностей теплообмена АВО.

Для определения динамики развития термических сопротивлений использовано понятие коэффициента загрязнения. –безразмерный коэффициент, выражающий отношение действительного коэффициента теплопередачи к коэффициенту теплопередачи очищенной поверхности при аналогичных параметрах; изменяется теоретически в пределах от 1 до 0.

(4)

Термическое сопротивление загрязнений оребренной поверхности АВО будет определяться с учетом ежемесячного прироста коэффициента загрязнений:

; (5)

где - расчетный коэффициент теплопередачи, ; - коэффициент загрязнения, .

Изменение термического сопротивления в году показан на рисунке 6.

 Изменение термического сопротивления в течение года, Как видно из рисунка-27

Рисунок 6 - Изменение термического сопротивления в течение года,

Как видно из рисунка 6 основное увеличение значений термических сопротивлений приходится на летние месяцы, это объясняется присутствием в воздухе пыли и растительности (одуванчик, тополиный пух и т.д.). А прирост в апреле, мае обусловлен оттаиванием верхнего слоя грунта и заносом в оребренную поверхность песка, прошлогодней листвы и травы, встречающихся в образцах загрязнений. Следует отметить, что динамика развития загрязнений индивидуальна для каждой компрессорной станции и зависит от климатических особенностей, растительности и планировки площадки КС.

В четвертой главе автором предложены критериальные зависимости для оценки эффективности аппаратов воздушного охлаждения газа и методика расчета АВО с их использованием.

Термодинамическая эффективность теплообменника определяется как отношение фактического теплового потока в данном теплообменнике к максимально возможному тепловому потоку в нем. Для определения значений тепловой эффективности с учетом термических сопротивлений, известные зависимости были представлены в следующем виде:

(6)

где – максимально возможный тепловой поток, который может быть передан в идеальном противоточном теплообменнике с бесконечно большой поверхностью теплопередачи, Вт; - водяные эквиваленты потоков, Вт/К.

 (7) редставлена полученная зависимость тепловой эффективности АВО от-32 (7)

На рисунке 7 представлена полученная зависимость тепловой эффективности АВО от термических сопротивлений.

  Изменение тепловой эффективности АВО “Ничимен” в зависимости от-33

Рисунок 7

Изменение тепловой эффективности АВО “Ничимен” в зависимости от термического сопротивления загрязнений

Для быстрого пересчета аппаратов воздушного охлаждения на режимы работы с одним включенным вентилятором и при естественной конвекции введено понятие коэффициента относительной тепловой эффективности .

Коэффициент относительной тепловой эффективности определялся как отношение теплосъема при одном работающем вентиляторе и при естественной конвекции к теплосъему при двух работающих вентиляторах:

(8)

где – теплосъем при одном работающем вентиляторе и при естественной конвекции, ; – теплосъем при двух рабочих вентиляторах .

На рисунке 8 представлены значения коэффициента относительной тепловой эффективности для АВО «Ничимен» при различных температурах наружного воздуха.

 Значение коэффициента относительной тепловой эффективности АВО «Ничимен»-40

Рисунок 8 - Значение коэффициента относительной тепловой эффективности АВО «Ничимен»

Как видно из рисунка, среднее значение относительной тепловой эффективности при одном включенном вентиляторе составляет 0,6930, а в режиме естественной конвекции 0,2287. Расчеты с использованием различных входных параметров газа дают аналогичный результат.

Аналогично были определены коэффициенты относительной тепловой эффективности для четырех распространенных на КС типов аппаратов воздушного охлаждения. В таблице 1 представлены значения для АВО «Ничимен», «Хадсон», «Крезо-Луар», 2АВГ-75С.

Полученные коэффициенты относительной тепловой эффективности не только упрощают пересчет аппаратов на другие режимы работы, но и являются необходимым условием для оперативного регулирования системы охлаждения.

Таблица 1 - Значения коэффициентов относительной тепловой эффективности

Тип аппарата «Ничимен» «Хадсон» «Крезо-Луар» 2АВГ-75С
при 1 рабочем вентиляторе 0,6930 0,6913 0,7042 0,6895
при естественной конвекции 0,2287 0,2273 0,2394 0,2250

С учетом полученных коэффициентов представлены уравнения для определения тепловой эффективности аппарата воздушного охлаждения при работе одного вентилятора и в режиме естественной конвекции:

(9)

(10)

Для оценки эффективности различных типов аппаратов использовано понятие энергетического коэффициента эффективности, предложенного Г.В. Бахматом. Данный коэффициент выражает отношение количества теплоты, переданного АВО, к затратам мощности, необходимой для перекачки теплоносителей, т.е. он представляет собой тепловыделения на единицу затраченной работы:

(11)

где – теплосъем в АВО, ; – мощность, затраченная на привод вентиляторов АВО и на преодоление гидравлических сопротивлений аппарата соответственно, .

С учетом параметров эффективности, уравнение (11) представлено в следующем виде:

(12)

(13)

(14)

Результаты расчета энергетического коэффициента АВО «Ничимен» представлены на рисунке 9.

 Энергетический коэффициент эффективности АВО «Ничимен» Как видно из-54

Рисунок 9 - Энергетический коэффициент эффективности АВО «Ничимен»

Как видно из рисунка, коэффициент имеет максимальное значение при расходе газа через аппарат равном 35 кг/с, это и есть оптимальный режим.

Для сравнительной характеристики отличия действительного от оптимального автором введено понятие коэффициента загрузки, который представляет собой отношение действительного коэффициента энергетической эффективности к его максимальному значению:

(15)

Для рассмотренного примера при расходе газа 35 кг/с, допустим, что действительный расход 60 кг/с, в этом случае .

В таких случаях можно повысить путем перекрытия отсекающих задвижек одного или нескольких аппаратов, либо осуществить перепуск газа по байпасным линиям, при условии соблюдения заданного режима охлаждения.

Значения коэффициентов загрузки позволяют принимать решения о выводе в ремонт или резерв аппаратов воздушного охлаждения в более подходящее время, когда за счет отключения одного из АВО можно повысить в других аппаратах. Это наиболее характерно для летних месяцев, когда снижается объем перекачиваемого газа.

Для определения оптимальной экономического эффекта работы системы охлаждения, экономического эффекта чистки АВО автором была разработана методика расчета оптимальной глубины охлаждения газа на КС. Данный метод основан на сопоставлении затрат на охлаждение на одной станции и расхода топливного газа на повышение давления до максимально рабочего на следующей, это позволяет учесть теплообмен линейной части и тип привода компрессорных агрегатов.

Глубина охлаждения для разного количества включенных вентиляторов рассчитывается не одинаково, поэтому этот показатель будем вычислять по следующему алгоритму:

  1. При всех отключенных вентиляторах:

(16)

  1. Если включено менее половины вентиляторов глубина охлаждения рассчитывается по формуле:

(17)

  1. Если включена половина или более вентиляторов:

(18)

где – число АВО, установленных на одной КС для газопровода; – число работающих вентиляторов; – тепловой поток, отводимый в одном АВО при отключенных вентиляторах, ; – тепловой поток, отводимый в одном АВО при включенных вентиляторах, .

Уменьшение расхода топливного газа при снижении мощности компрессоров рассчитывается по формуле:

(19)

По действующим тарифам на электроэнергию и топливный газ рассчитывается разность затрат на газа и электроэнергию за год по сравнению с режимом работы без охлаждения.

(20)

где - стоимость 1 газа, ; - стоимость 1 электроэнергии, .

При определенной глубине охлаждения показатель будет максимальным – это оптимальный режим перекачки газа.

Для сравнительной оценки введено понятие коэффициента экономической эффективности, который представляет собой отношение действительного значения экономии за счет охлаждения к его максимальному значению:

(21)

где – фактическое значение экономии, тыс.руб/мес; - максимальное значение экономии, тыс.руб/мес.

По вышеизложенной методике был произведен расчет оптимальной глубины охлаждения газа для КС-11 Богандинского ЛПУ МГ Уренгой-Сургут-Челябинск. Были получены значения экономического эффекта, произведено сопоставление расчетных и действительных значений (рисунок 10, таблица 2).

Как видно из таблицы 2, работа системы охлаждения на протяжении всего года экономически не оптимальна, что обусловлено низкими коэффициентами экономической эффективности. В каждый период имеет место переохлаждение газа, что приводит к дополнительным затратам электроэнергии на привод вентиляторов АВО. Анализ полученных данных показывает, что упущенная выгода только на одной КС составит около 2,3 млн.руб/год, так для магистрального газопровода Уренгой-Сургут-Челябинск на территории Тюменской области эта цифра составит около 60 млн.руб/год. Для этих целей автором разработан алгоритм программного обеспечения, позволяющий оперативно определять экономически оправданное число работающих вентиляторов.

 Значение экономического эффекта тыс.руб/мес в зависимости от числа-83

Рисунок 10 - Значение экономического эффекта тыс.руб/мес в зависимости от числа включенных вентиляторов

Таблица 2 - Сопоставление расчетных и действительных значений

Период Температура газа на входе в участок газопровода , °С Чистая прибыль Э, тыс.руб/мес Количество включенных вентиляторов
Расчетное Действи-тельное Расчетное Действи-тельное Расчетное Действи-тельное
Зима 27,2 21,6 378,1 117,3 9 19 0,3102
Весна 32,0 24,6 159,4 -52,4 12 26 -0,3287
Осень 30,9 25,0 323,4 134,1 14 27 0,4147


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.