Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Энергетические системы и комплексы

Диссертационная работа:

Долотовский Игорь Владимирович. Системный анализ и повышение эффективности энергетического комплекса газоперерабатывающих предприятий : на примере Астраханского газоперерабатывающего завода : диссертация ... кандидата технических наук : 05.14.01 / Долотовский Игорь Владимирович; [Место защиты: Сарат. гос. техн. ун-т].- Саратов, 2008.- 249 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/1177

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

Глава 1. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ГАЗОПЕРЕРАБАТЫВА ЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ЕГО ЭФФЕКТИВНОСТИ 11

1.1 Характеристика энергетического комплекса газоперерабатывающих предприятий. Состояние и пути повышения эффективности 11

1.2 Методы исследования энергетического комплекса ГПП.

Анализ выполненных исследований по проблеме повышения эффективности энергетического комплекса 25

1.3 Цели и задачи исследования 42

Глава 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ГАЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ 43

2.1 Основные положения системного подхода к анализу эффективности энергетического комплекса ГПП 43

2.2 Выбор и обоснование показателей эффективности энергетического комплекса и методика их расчета 53

2.3 Основные положения энергетического обследования энергетического комплекса ГПП 59

2.4 Методические положения нормирования потребления топливно-энергетических ресурсов ГПП 63

2.5 Методические положения расчета системной эффективности мероприятий по повышению энергетической эффективности ЭК ГПП 68

Глава 3. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЭК ГПП 78

3.1 Математические модели подсистем энергетического комплекса газо перерабатывающих предприятий 78

3.2 Информационно - аналитическая система расчета, планирования и нормирования потребления ТЭР 120

3.3 Оценка системной эффективности функционирования энергетического комплекса 127

3.4 Сопоставительный анализ нормативных и фактических показателей энергопотребления 143

Глава 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГПП (на примере АГПЗ) 161

4.1 Оценка потенциала энергоэффективности ЭК ГПП 161

4.2 Разработка и ранжирование энергосберегающих мероприятий 165

4.3 Экономическая эффективность создания источника теплоэнерго -снабжения 172

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ 183

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 186

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1 Средний состав сырья и топливного газа 206

Приложение 2 Схемы измерений и измерительная аппаратура 208

Приложение 3 Программа и методика измерений. Обработка результатов... 211

Приложение 4 Результаты измерений и расчет основных показателей трубчатой печи 215

Приложение 5 Измерения в элементах подсистемы теплоснабжения 217

Приложение 6 Схема информационной модели расчета норм расхода ТЭР... 221

Приложение 7 Основные расчетные зависимости материального баланса 222

Приложение 8 Расчет расхода пара с помощью материального потокового графа 225

Приложение 9 Расчет баланса топливного газа с помощью потокового графа 226

Приложение 10 Уравнения математической модели процесса горения 227

Приложение 11 Уравнения математической модели поверочного расчета трубчатой печи 229

Приложение 12 Уравнения математической модели поверочного расчета газотрубных котлов-утилизаторов 231

Приложение 13 Расчетные зависимости математической модели АВО для статического режима 234

Приложение 14 Структурированные данные технологических трубчатых печей 236

Приложение 15 Топливно-энергетические балансы установок и производств 238

Приложение 16 Балансы теплоэнергетической подсистемы 244

Приложение 17 Характеристики оборудования проектов утилизации теплоты низкопотенциального пара 246

Приложение 18 Результаты оптимизации эксплуатационных режимов АВО и водоохладителя системы оборотного водоснабжения 248 

Введение к работе:

Актуальность темы. В соответствии с Энергетической стратегией России на период до 2030 года приоритетными направлениями развития энергетического сектора экономики страны являются создание высокоэффективных энергетических систем и комплексов и решение задач рационального использования энергетических ресурсов (ЭР) в энергоемких отраслях. Согласно стратегии развития и модернизации энергетики ОАО «Газпром» системы обеспечения ЭР предприятий по переработке газа и газового конденсата будут развиваться в направлении газосбережения и создания совершенных энергетических комплексов на основе автономных источников электроснабжения и теплоснабжения.

Одновременно требует решения проблема совершенствования энергетического комплекса (ЭК) действующих газоперерабатывающих предприятий (ГГШ), представляющего собой многоуровневую техническую систему взаимосвязанных по потокам ЭР внутрипроизводственных энергоустановок различных типов и назначений и технологических агрегатов, потребляющих одни и генерирующих другие виды ЭР. При этом генерация тепловой энергии в технологических агрегатах ГГШ составляет более половины потребления ЭР, и в условиях рационального построения ЭК позволяет полностью обеспечить тепловой энергией технологические процессы с температурным диапазоном 150-ь240°С. Особенностью ЭК ГГШ является его взаимосвязь с внешними системами энергообеспечения, поскольку этот объект является частью топливно-энергетического комплекса страны не только по потокам ЭР, но и по технологическим товарным потокам - газу, стабильному конденсату, широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), дизельному и котельно-печному топливу, бензину и другим продуктам переработки газа и газового конденсата.

Решение задач совершенствования ЭК ГГШ, оптимизации его структуры, повышения эффективности потребления и генерации ЭР во многом зависит от режимов работы ГІДІ, особенностей технологических процессов каждого аг регата и установки, состава перерабатываемого сырья, климатических условий и других факторов, которые, как правило, не стабильны. В условиях внедрения новых энергосберегающих технологий переработки углеводородного сырья на предприятиях ОАО «Газпром», развития действующих и создания новых газохимических комплексов, создания индустрии синтетических жидких топлив, потребуется соответствующее энергетическое обеспечение технологических производств и создание высокоэффективных систем энергообеспечения, входящих в структуру ЭК ГІДІ.

Цель работы: системный анализ и обоснование направлений повышения эффективности энергетического комплекса газоперерабатывающих предприятий (на примере АГПЗ).

Объект исследования: энергетический комплекс одного из крупнейших в структуре ОАО «Газпром» предприятий по переработке гетерогенного углеводородного сырья - Астраханского газоперерабатывающего завода (АГПЗ), многопрофильного предприятия, системы энергообеспечения которого включают подсистемы снабжения топливом, электрической и тепловой энергией, сжатым воздухом, водородом, азотом, водой из оборотных систем водоснабжения. Задачи исследования:

1. Разработка методики системного анализа и обоснование показателей энергетической эффективности энергетического комплекса газоперерабатывающих предприятий.

2. Математическое моделирование расчета энергетических характеристик оборудования и подсистем энергетического комплекса с учетом технологических, режимных, климатических факторов и взаимосвязей между подсистемами.

3. Разработка информационно-аналитической системы планирования и нормирования потребления ТЭР.

4. Разработка, экономическое обоснование и ранжирование технических решений, направленных на повышение эффективности энергетического комплекса газоперерабатывающих предприятий.

5. Технико-экономическое обоснование создания комбинированного источника электрической и тепловой энергии для энергообеспечения газоперерабатывающего предприятия (на примере АГПЗ).

Научная новизна:

1. Разработаны методические положения системного анализа эффективности энергетического комплекса газоперерабатывающих предприятий, включающие структурирование объекта, установление взаимосвязей между топливной, электро- и теплоэнергетической подсистемами, технологическими установками и внешними системами энергообеспечения, оптимизацию структуры и режимов эксплуатации комплекса.

2. Обоснована система показателей энергетической эффективности энергетического комплекса газоперерабатывающих предприятий на всех уровнях иерархии объекта, позволяющая определить рациональную структуру подсистем и характеристики эксплуатационных режимов генерации/ потребления энергоресурсов.

3. Разработаны математические модели и программы расчета характеристик энергетического комплекса, необходимые для системной оценки энергетической эффективности газоперерабатывающих предприятий с учетом внутренних и внешних взаимосвязей между подсистемами, технологических, режимных и климатических факторов.

4. Создана и защищена патентом РФ информационно-аналитическая система (ИАС) планирования, учета и нормирования потребления ТЭР на предприятии для решения оптимизационных задач по развитию подсистем энергетического комплекса, режимам эксплуатации оборудования, рациональным направлениям использования энергоресурсов.

5. Разработана методика оценки и выявлено влияние технологических, режимных и климатических факторов на величину потенциала энергетической эффективности подсистем энергетического комплекса.

6. Разработаны, обоснованы и ранжированы технические решения по повышению энергетической эффективности энергетического комплекса, включая создание источника комбинированной выработки электрической и тепловой энергии (ПГУ-ТЭЦ) для энергообеспечения газоперерабатывающего предприятия.

Практическая ценность:

1. Разработанная методика системного анализа энергетического комплекса газоперерабатывающих предприятий может быть использована при решении задач повышения эффективности использования ЭР на предприятиях, перерабатывающих углеводородное сырье - Сосногорском, Оренбургском ГПЗ, Оренбургском гелиевом заводе, Сургутском заводе стабилизации конденсата и Уренгойском управлении подготовки газа к транспорту, а также на 27-ми действующих в настоящее время крупных нефтеперерабатывающих заводах.

2. Информационно-аналитическая система планирования, учета и нормирования потребления/генерации энергоресурсов используется в настоящее время на АГПЗ и может быть внедрена на всех предприятиях по переработке углеводородного сырья для перспективного планирования и оперативного анализа фактических показателей объекта.

3. Разработанные направления повышения эффективности использования ЭР и методика экономического обоснования энергосберегающих мероприятий позволяют оценить перспективы развития энергетического комплекса и выработать стратегию его модернизации и совершенствования в условиях увеличения степени конверсии и глубины переработки сырья.

Автор защищает: концепцию системного исследования и математического моделирования энергетического комплекса газоперерабатывающих предприятий; методические положения оценки энергетической и экономической эффективности технических решений по повышению его эффективности; информационно-аналитическую систему планирования и анализа эффективности потребления ЭР; технические решения рационализации энергетического комплекса ГПП на базе комбинированного источника энергоснабжения. Личный вклад автора заключается в следующем:

- Разработаны методические положения и выполнен системный анализ эффективности энергетического комплекса газоперерабатывающих предприятий с установлением взаимосвязей между топливной, электро- и теплоэнергетической подсистемами, а также технологическими процессами и внешними системами энергообеспечения.

- Разработаны и реализованы в виде алгоритмов и программ математические модели элементов энергетического комплекса газоперерабатывающих предприятий и выполнены численные эксперименты при меняющихся технологических, режимных, климатических факторах.

- Разработана информационно-аналитическая система и решен комплекс оптимизационных задач по структуре объекта, режимам эксплуатации оборудования; планированию и нормированию потребления / генерации различных видов энергии, топлива, вторичных энергоресурсов.

- Выполнено экономическое обоснование и структурирование технических решений по повышению эффективности энергетического комплекса.

- Обоснована эффективность создания комбинированного источника энергоснабжения ПТУ-ТЭЦ в структуре энергетического комплекса газоперерабатывающего предприятия.

Работа выполнена на кафедре «Теплоэнергетика» в ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет» под руководством кандидата технических наук, профессора Ларина Евгения Александровича.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Теплоэнергетика» СГТУ, Межвузовской научной конференции «Современные научно-технические проблемы теплоэнергетики и пути их решения» (Саратов, 1-3 ноября 2004 г), VIII Международной конференции «Проблемы современной элек тротехники» (Киев, 2004 г), Международной научно-практической конференции «Логистика и экономика ресурсосбережения и энергосбережения в промышленности» (Саратов, 12-15 сентября 2007 г), Семинаре «Создание и внедрение комплексных ІТ-систем управления на предприятиях энергетической отрасли. Опыт. Проблемы. Перспективы» (Саратов, 4 апреля 2008 г), XXI Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Саратов, 27-30 мая 2008 г).

Публикации. Основные положения и результаты диссертационного исследования опубликованы в книге [70] и 19 печатных работах [52-69, 156], в том числе 2-х публикациях в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 249 страницах и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Работа содержит 51 рисунок, 22 таблицы, 18 приложений. Список использованных источников включает 205 наименований.

Автор выражает благодарность научному руководителю кандидату технических наук, профессору Ларину Евгению Александровичу за внимательное руководство и помощь при выполнении работы. Автор признателен коллективам кафедры «Теплоэнергетика», Проблемной научно-исследовательской лаборатории теплоэнергетических установок электростанций и систем энергообеспечения ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет» за ценные советы и замечания, высказанные в процессе подготовки и обсуждения диссертации.

Подобные работы
Николаев Юрий Евгеньевич
Основы повышения эффективности теплоснабжающих комплексов городов
Константинова Елена Георгиевна
Повышение эффективности электроснабжения нефтегазовых комплексов
Шутиков Александр Викторович
Эффективность повышения мощности энергоблоков АЭС с ВВЭР-1000
Чащин Виктор Вячеславович
Повышение эффективности работы асинхронного тягового электродвигателя с учетом его теплового состояния
Коваленко Павел Юрьевич
Комплексная оценка повышения эффективности энергоблоков ТЭС путем утилизации теплоты уходящих газов в системах регенерации турбин
Козлитин Павел Анатольевич
Системная эффективность повышения безопасности мазутного хозяйства и ХВО ТЭЦ с учетом риска
Криволуцкий Алексей Сергеевич
Повышение эффективности работы тепловых сетей за счет кавитационной обработки воды
Дмитриева Юлия Ивановна
Разработка методов повышения эффективности региональной электроэнергетики
Игнатов Виктор Игоревич
Эффективность повышения эксплуатационной безопасности АЭС с ВВЭР-1000 управлением запроектными авариями
Дмитриев Андрей Сергеевич
Повышение эффективности управления городским теплоснабжением

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net