Оптимизация компоновки компрессорной станции по критериям надежности и энергоэффективности

22 Apr 2021, 15:05
15m
1224 (Lomonosov st. 9)

1224

Lomonosov st. 9

ITMO University
oral Energy Saving and Energy Efficiency Energy Saving and Energy Efficiency

Speaker

Mr Aleksandr Moshnikov (ITMO Univercity)

Description

Газовая отрасль промышленности, включающая в себя такие сегменты как разведка, добыча, транспортировка, переработка и распределение природного газа, является крупным производственным комплексом и для ее функционирования необходимо значительное количество топливно-энергетических ресурсов. Снижение затрат на энергетические ресурсы и повышение энергоэффективности объектов отрасли является одним из основных направлений развития газовой промышленности. Одним из наиболее энергозатратных технологических процессов в газовой отрасли является компримирование газа на компрессорных станциях, в связи с этим, проблема снижения затрат энергоресурсов в первую очередь должна быть направлена на повышение эффективности работы компрессорных станций, как основных потребителей топливно-энергетических ресурсов. Уменьшение затрат на энергоресурсы на магистральном транспорте газа осуществляется за счет применения энергосберегающих технологий на всех стадиях жизненного цикла основных объектов газопроводов. При решении задач энергосбережения на магистральном транспорте природного газа необходимо учитывать особенности создания и режимов работы основных объектов газотранспортной системы, а также техническое состояние оборудования магистральных газопроводов.
Для обеспечения заданной производительности и поддержания проектного давления транспортируемого газа в трубопроводе, по трассе газопровода устанавливаются компрессорные станции (КС). Компрессорные станции должны обеспечить проектную или плановую производительность газопровода путем повышения давления транспортируемого газа при осуществлении следующих основных технологических процессов: очистка от примесей, повышение давления и охлаждения газа. В свою очередь, на КС основным потребителем энергоресурсов (топливного газа, электроэнергии, масла) являются установки компримирования газа – газоперекачивающие агрегаты (ГПА), поэтому к основным направлениям повышения эффективности работы КС можно отнести:
рациональный выбор газоперекачивающего оборудования; повышение эффективности работы основного газоперекачивающего оборудования (увеличение КПД, снижение интенсивности ухудшения технического состояния, оперативное регулирование работы ГПА).
В процессе реализации программ по строительству и реконструкции объектов магистрального транспорта природного газа необходимо проводить сравнение эффективности различных вариантов оборудования компрессорной станции, выполняющего аналогичные функции, при заданных условиях эксплуатации.
Для определения конкурентоспособности анализируемого варианта, необходимо обладать качественной информацией, характеризующей полезный эффект данного объекта и объектов конкурентов за нормативный срок их службы и совокупные затраты за жизненный цикл объектов. Существуют различные методы и подходы, по количественной оценке, конкурентоспособности различных типов и производителей оборудования. В последнее время при сопоставлении и выборе вариантов наиболее корректным является метод оценки стоимости жизненного цикла.
На этапе проектирования компрессорных станций необходимо обеспечить оптимальную эффективность как на исходных параметрах производительности магистрального газопровода, так и при отклонении от этих параметров. В работе использованы методики расчета технологического режима работы ГПА и стоимости жизненного цикла газоперекачивающего оборудования.
В рамках статьи решается задача выбор оптимального варианта оснащения компрессорной станции газоперекачивающим оборудованием при расчете на проектную производительность.
Для решения задачи формируется математическая модель учитывающая стоимости жизненного цикла в зависимости от количества ГПА, режимов их работы, вариантов выбора сопутствующего оборудования. Оптимизация проводится при ограничениях по требуемой надежности системы и эффективности. Задача оптимизации решается с использованием пакета Optimization toolbox программного комплекса MatLab.
Рассмотренный подход может быть использован при разработке и обосновании компоновки КС. Приводится способ решения задачи оптимального выбора комплектующих и режима работы КС.

Position of speaker Researcher
Affiliation of speaker ITMO
Publication Impact Factor journals

Primary authors

Mr Aleksandr Moshnikov (ITMO Univercity) Mr Michail Vernitskii (Gubkin Russian State University of Oil and Gas» (National Research University))

Presentation Materials