Ресурсосберегающие технологии эксплуатации магистральных нефтепроводов
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Система трубопроводного транспорта является основой безопасности энергоснабжения Российской Федерации, повышение ее энергоэффективности является частью Энергетической стратегии России на период до 2030 года" и распоряжением Правительства Российской Федерации от 13 ноября 2009 г. № 1715-р «одной из важнейших задач нефтяного комплекса в области трубопроводного транспорта является системная организация технологических режимов работы нефтепровода с целью обеспечения их энергоэффективности».Планирование перекачки нефти по трубопроводам является сложной системной задачей, которая состоит в том, чтобы установить для каждого часа планового периода режимы работы насосных агрегатов на нефтеперекачивающих станциях (НПС), позволяющие за выбранный период получить наименьшие затраты электрической энергии. При этом должны соблюдаться все накладываемые на перекачку нефти ограничения, обусловленные работами, которые выполняются во время эксплуатации нефтепровода. Также необ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 9
ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УЧАСТКОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ 12
1.1 Основные проблемы энергопотребления в трубопроводном транспорте 12
1.2 Оптимизация технологических режимов работы нефтепроводов как задача повышения их энергоэффективности 16
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА 30
2.1 Основные математические модели объектов и технологических процессов трубопроводного транспорта 30
2.1.1 Расчет режима работы магистрального трубопровода 30
2.1.2 Моделирование работы трубопровода и перекачивающих станций 35
2.1.3 Расчет работы трубопровода с несколькими промежуточными перекачивающими станциями 38
2.2 Применение разработанной модели 41
ГЛАВА 3 ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 45
3.1 Насосный агрегат и его КПД 45
3.1.1 Гидравлические потери 47
3.1.2 Механические потери 47
3.1.3 Объемные потери 49
3.2 Виды расчета эффективности работы магистрального нефтепровода и магистральных насосных агрегатов 51
3.2.1 Анализ расчетов эффективности МНА 51
3.2.2 Расчет эффективности в ПАО «Транснефть» 52
3.3 Пример решения задачи оценки эффективности насосного оборудования 55
3.3.1 Исходные данные 55
3.3.2 Расчет эффективности работы магистрального нефтепровода и магистральных насосных агрегатов в соответствии с РД-23.080.00-КТН-157-16 62
3.3.3 Определение эффективности работы магистрального насосного агрегата за конкретный период. 63
3.3.4 Методика расчета потребления электроэнергии для однониточного нефтепровода 65
3.3.4 Сравнительная характеристика методик оценки энергоэффективности. 68
ГЛАВА 4 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ DEA-МЕТОДА 71
4.1 Оценка эффективности технологических режимов работы МН на основе метода DEA 71
4.2 Пример решения задачи оценки эффективности технологических режимов работы МН на основе метода DEA 74
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 79
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1) Ревель-Муроз П.А. Разработка методов повышения энергоэффективности нефтепроводного транспорта с внедрением комплекса энергосберегающих технологий: дис. канд. тех. наук. ̶ Уфа, 2018.
2) РД 153-39.4-056-00. Правила технической эксплуатации магистральных нефтепроводов. - М: Минэнерго России, 2000. - 201 с.
3) Нечваль, А.М. Основные задачи при проектировании и эксплуатации магистральных нефтепроводов: учебное пособие/А.М. Нечваль. - Уфа: УГНТУ, 2005. - 81 с.
4) Васильковский, В.В. Частотно-регулируемый электропривод насосных агрегатов в нефтепродуктопроводном транспорте/В.В. Васильковский// Нефтепереработка и нефтехимия. - 1989. - № 6. - С. 36-38.
5) Велиев, М.М. Некоторые задачи оптимизации распределения грузопотоков по сети магистральных нефтепроводов/М.М. Велиев//Азербайджанское нефтяное хозяйство. - 1999. - № 2. - С. 49-53.,
6) Бобровский, С.А. Оценка эффективности регулирования работы насосных станций трубопроводов/С.А. Бобровский//Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. - 1965. - № 6. - С. 19-22.
7) Гафаров, Р.Р. Двухуровневая система оптимизации работы нефтеперекачивающих станций на участке магистрального нефтепровода/Р.Р. Гафаров, О.Е. Данилин//Нефтегазовое дело. - 2008. - Том 6. - № 2. - С. 105-113.
8) Ахмадуллин, К.Р. Методы расчета и регулирования режимов работы насосных станций магистральных нефтепродуктопроводов/К.Р. Ахмадуллин// Нефтяное хозяйство. - 2005. - № 3. - С. 100-103.
9) Зайцев, Л.А. Регулирование режимов магистральных нефтепроводов/Л.А. Зайцев, Г.С. Ясинский. - М.: Недра, 1980. - 187 с.
10) Маракасов, В.Ф. Программный комплекс «Расчет оптимальных режимов нефтепроводов для перекачки нефтей со сложными реологическими свойствами»/В.Ф. Маракасов, О.В. Чернова, Т.В. Хозяинова. - Ухта: УГТУ, 2013.- 25 с.
11) Нечваль, А.М. Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов: учебное пособие/А.М. Нечваль. - Уфа: УГНТУ, 2001. - 168 с.
12) Надиров, Н.К. Новые нефти Казахстана и их использование. Нефти Мангышлака/Н.К. Надиров [и др.]. - Алма-Ата: Наука, 1981. - 245 с.
13) Богданов, Р.М. Расчет норм потребления электроэнергии в трубопроводном транспорте нефти [Электронный ресурс] / Р.М. Богданов//Нефтегазовое дело. - 2012. - № 1. - С. 47-57. - Режим доступа: http://ogbus.ru/authors/Bogdanov/ Bogdanov_1.pdf.
14) РД 39-30-1268-85. Методика нормирования расхода электроэнергии на транспорт нефти. - М: Миннефтепром, 1985. - 31 с.
15) Акбердин, А.М. К определению расхода электроэнергии на объектах магистральных нефтепроводов/А.М. Акбердин [и др.]//Нефтегазовое дело. - 2006. - Том 6. - № 1. - С. 133-141.
16) Богданов, Р.М. Методика расчета структуры потребления электроэнергии в трубопроводном транспорте нефти [Электронный ресурс] / Р.М. Богданов// Нефтегазовое дело. - 2012. - № 1. - С. 58-68. - Режим доступа: http://ogbus.ru/ authors/Bogdanov/Bogdanov_2.pdf
17) РД-91.140.50-КТН-043-11. Методика расчёта расхода электроэнергии в трубопроводном транспорте нефти. - М: ОАО «АК «Транснефть», 2011. - 49 с.
18) Ревель-Муроз, П.А. К вопросу комплексного подхода к расчету эффективности работы магистрального нефтепровода и магистральных насосных агрегатов/П.А. Ревель-Муроз//Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. - 2017. - № 1 (28). - С. 50-52.
19) РД-23.080.00-КТН-158-16 Методика определения коэффициента полезного действия магистральных и подпорных насосных агрегатов. - М: ОАО «АК «Транснефть», 2011. - 41 с.
20) ГОСТ 6134-2007 Насосы динамические. Методы испытаний
21) Дидковская, А.С. Теоретическое обобщение
Основой для расчета удельных норм является: энергетические характеристики насосных агрегатов и режимы их работы, характеристика нефтепровода, реологические свойства нефти. При существующей схеме перекачки нефти — от резервуарного парка головной перекачивающей станции до следующего резервуарного парка — перекачивающие станции являются частью единого технологического процесса нефтепровода. Поэтому расчет норм расхода электроэнергии необходимо осуществлять для нефтепровода в целом с учетом всех объектов, потребляющих электроэнергию
В Книге «Эксплуатация оборудования нефтеперекачивающих станций», А.Г. Гумерова рассказывается о причинах снижения КПД насосов при эксплуатации перекачки нефти по сравнению с паспортными характеристиками. Дан анализ факторов влияющих на КПД насосов. Рассмотрены методы повышения показателей эффективности насосов, работающих не в стационарном режиме. В книге рассмотрен метод изменения рабочего колеса насоса, рассчитанных на конкретный режим работы путем изменения проточной части насоса с помощью сопла в спиральном отводе. Так же рассмотрен вариант повышения КПД путем использования сменных роторов на меньшие подачи. В книге рассмотрен вариант изменения расположения лопаток в рабочем колесе;
Наиболее Широко известной и применяемой является методика В.И. Голосовкера. Анализ эффективности энергопотребления проводится в связке насосно-силовое оборудование – участок магистрального нефтепровода. Для этого введено понятие режимного коэффициента, предполагается, что чем больше данный коэффициент, тем эффективнее используется энергия. В Методике присутствует ряд недостатков - отсутствует методика