CC BY
10
К вопросу о снижении стоимости строительства хранилищ теплоаккумулирующего вещества за счёт использования холодильного потенциала сжиженного природного газа
В. А. Вакуненков, Г. А. Ершов, В. В. Петров, П. В. Плоцкий
Военный институт (инженерно-технический) Военной академии материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва, г. Санкт-Петербург
Аннотация: В статье рассмотрен вопрос разработки математической модели снижения стоимости строительства хранилищ теплоаккумулирующего вещества (ТАВ) за счёт использования холодильного потенциала сжиженного природного газа (СПГ). Ключевые слова: сжиженный природный газ, СПГ, специальные фортификационные сооружения, СФС, режим полной изоляции, теплоаккумулирующее вещество, ТАВ.
Сжиженный природный газ (СПГ) обладает холодильным потенциалом, который может быть использован для уменьшения необходимого объёма равнозащищённых хранилищ ТАВ в СФС и, соответственно, снижения стоимости строительства хранилищ [1].
При применении холодильного потенциала и использовании последовательной схемы подачи воды, возможно уменьшить объём хранилища ТАВ для строящегося объекта.
Экономия, полученная за счёт уменьшения хранилища ТАВ СФС в укрупнённых показателях [2] составит:
Этав = кФЕР-[Сбет + (Спз /100)]¥, (1)
где кФЕР - коэффициент пересчёта из ФЕР-2001 в цены региона по состоянию на настоящее время;
Сбет - стоимость 1 м тяжёлого бетона соответствующей марки (ФЕР 81-02-06-2001. Бетонные и железобетонные конструкции монолитные), код ресурса;
СПЗ - прямые затраты на 100 м3 строительно-монтажных работ, оплату труда рабочих и т.д. по [3], табл. 06-01-108-03, руб.;
V - сэкономленный объём железобетона, м .
Так как объём хранилища ТАВ будет уменьшен, то условно уменьшенный объём можно представить как полый куб, причём толщина стенки будет составлять дст [3, 4]. Тогда сэкономленный объём железобетона составит:
V = ба2дст, (2)
где a - сторона куба, м; дст - толщина стенки хранилища, м.
Экономия в год от уменьшения мощности холодильной машины составит:
Эхм = к • (Зi - З2) • Т, (3)
где к - коэффициент работы холодильной машины; З], З2 - затраты на электроэнергию до использования СПГ и после, руб./сут.;
T - общее время, сут. (T = 365 сут.).
к = ТрабХМ / Тсут, (4)
где Траб ХМ - время работы холодильной машины в сутки, ч; Траб ХМ = 20
ч;
Тсут - общее время работы, ч; Тсут = 24 ч.
Предельные минимальные и максимальные уровни тарифов на электрическую энергию (мощность), поставляемую приравненным к населению категориям потребителей, определяются как произведение предельных минимальных и максимальных уровней тарифов на электрическую энергию (мощность), поставляемую населению и приравненным к нему категориям потребителей, и понижающих коэффициентов от 0,7 до 1, утвержденных органом исполнительной власти субъекта Российской Федерации в области государственного регулирования тарифов в соответствии с пунктом 71 Основ ценообразования в области регулируемых цен (тарифов) в электроэнергетике (Постановление Правительства РФ от 29.12.2011 N 1178 (ред. от 17.02.2018)) [5].
Расчет (Hi[ Кения стоимости строительства рав незащищенных хранилищ TAB для режима полной изоляции СФС за счет использования холодильного потенциала СПГ
I. Установление факторов, определяющих экономический эффект
использование холодильного потенциала при регазификацин СПГ для уменьшения мощности холодильной машины; - уменьшение объёма хранилища ТАВ.
1
П. Формирование базовой и локальных формул для расчёта
III. Формирование исходных данных н расчёт численных значений
эфф fii Я PJ
Оспг. Ож. яилв, I 7тлв,т, к», Став, кя
Расчёт экономии от уменьшения объёма хранилища TAB
Расчёт ежегодной экономии от уменьшения мощности холодильной
машины
IV. Анализ полученного экономического эффекта
Рис. 1. Блок-схема расчета снижения стоимости строительства равнозащищенных хранилищ ТАВ для режима полной изоляции СФС за счет использования холодильного потенциала СПГ.
Затраты на электроэнергию:
3 = kn ' т ' N ' Тсут^ (5)
где кп - понижающий коэффициент на тарифы для МО РФ; кп = 0,7;
т - тариф на электроэнергию для соответствующего субъекта РФ, коп./кВт-ч;
N - мощность холодильной машины, кВт.
Необходимо отметить, что экономия ЭТАВ при строительстве хранилища ТАВ будет единовременной, в то время как экономия ЭХМ от уменьшения мощности ХМ будет постоянной [6].
На рис. 2 показана диаграмма зависимости количества ТАВ от мощности ДЭУ. Как видно из рисунка, увеличение мощности установки приводит к значительному увеличению объёма ТАВ. Снизить объём ТАВ помогает применение холодильного потенциала СПГ [7, 8].
Мощность ДЭУ, МВт
Рис. 2. Изменение массы ТАВ в зависимости от мощности ДЭУ.
Как видно из рис. 3, при увеличении периода полной изоляции специального объекта (в зависимости от класса сооружения) значительно расчёт масса ТАВ и, соответственно, стоимость хранилища ТАВ [9, 10].
Рис. 3. Изменение количества ТАВ и стоимости строительства хранилища ТАВ в зависимости от периода полной изоляции.
В то же время стоимость и массу хранилища возможно сократить благодаря холодильному потенциалу СПГ. Это приведет к колоссальной экономии материальных ресурсов.
Литература
1. Вакуненков В.А., Плоцкий П.В. Методика расчета снижения стоимости строительства хранилищ теплоаккумулирующего вещества специальных сооружений // Военный инженер. № 3. 2017. С. 7-12.
2. Индексы пересчёта сметной стоимости строительства на IV квартал 2016 года. М. : Минстрой России, 2016. 27 с.
3. Едигаров С.Г., Бобровский С.А. Проектирование и эксплуатация нефтебаз и хранилищ. М.: Недра, 1973. 368 с.
4. Takeyoshi Nishizaki. Largest aboveground PC LNG storage tank in the world, incorporating the latest technology - construction cost reduction and shortening of work period by employing new construction methods. Proc., Thirteenth International Conference & Exhibition on Liquefied Natural Gas, IGUIIRGTI, 2001. pp. PS6-4.1-PS6-4.11.
5. Бунин М.А., Монджиевский Д.Р., Мухин А.В., Петров В.В. Города в системе оборонной инфраструктуры Северо-западного федерального округа» // Инженерный вестник Дона, 2016, №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3833/.
6. Аксенов. В.Н., Ву Л.К. К расчёту цилиндрического железобетонного резервуара для хранения сжиженного природного газа // Инженерный вестник Дона, 2015, №2, ч. 2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/3036/.
7. Finite Element Modelling of Insulation Thicknesses for Cryogenic Products in Spherical Storage Pressure Vessels. Oludele Adeyefa, Oluleke Oluwole. - Department of Mechanical Engineering, University of Ibadan, Ibadan, Nigeria. 2014. pp. 5-6.
8. Numerical simulation of heat transfer by natural convection in a storage tank. Hariti Rafika, Fekih Malika, Saighi Mohamed. - Laboratory of Thermodynamics and Energetically Systems LTSE, Physics Faculty, University of Science and Technology Houari Boumediene, U.S.T.H.B, Bab Ezzouar 16111, Algiers Algeria. 2013. pp 4-5.
9. Булат Р.Е., Игнатчик В.С., Саркисов С.В. Направления научно-исследовательских работ ВИ(ИТ) в области эксплуатационного содержания и обеспечения коммунальными услугами Минобороны России // Военный инженер. № 1(3). 2017. С. 29-32. 60 с.
10. Кириллов Н.Г. Индивидуальные и гаражные заправочные станции СПГ // Газовая промышленность. М., 2001, № 9. С. 55-57.
References
1. Vakunenkov V.A., Plotskiy P.V. Voennyy inzhener. № 3. 2017. pp. 712. 60 p.
2. Indeksy perescheta smetnoy stoimosti stroitel'stva na IV kvartal 2016 goda [Indexes of recalculation of estimated cost of construction for the IV quarter 2016] M.: Minstroy Rossii, 2016. 27 p.
3. Edigarov S.G., Bobrovskiy S.A. Proektirovanie i ekspluatatsiya neftebaz i khranilishch [Design and operation of oil depots and storage]. M.: Nedra, 1973. 368 p.
4. Takeyoshi Nishizaki. Largest aboveground PC LNG storage tank in the world, incorporating the latest technology - construction cost reduction and shortening of work period by employing new construction methods. Proc.,
Thirteenth International Conference & Exhibition on Liquefied Natural Gas, IGUIIRGTI, 2001. pp. PS6-4.1-PS6-4.11.
5. Bunin M.A., Mondzhievskiy D.R., Mukhin A.V., Petrov V.V. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2016, №4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3833/.
6. Aksenov. V.N., Vu L.K. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2015, №2, ch. 2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/3036/.
7. Finite Element Modelling of Insulation Thicknesses for Cryogenic Products in Spherical Storage Pressure Vessels. Oludele Adeyefa, Oluleke Oluwole. Department of Mechanical Engineering, University of Ibadan, Ibadan, Nigeria. 2014. pp. 5-6.
8. Numerical simulation of heat transfer by natural convection in a storage tank. Hariti Rafika, Fekih Malika, Saighi Mohamed. - Laboratory of Thermodynamics and Energetically Systems LTSE, Physics Faculty, University of Science and Technology Houari Boumediene, U.S.T.H.B, Bab Ezzouar 16111, Algiers Algeria. 2013. pp 4-5.
9. Bulat R.E., Ignatchik V.S., Sarkisov S.V. Voennyy inzhener. № 1(3). 2017. pp. 29-32. 60 p.
10. Kirillov N.G. Gazovaya promyshlennost'. M., 2001, № 9. pp. 55-57.
