CC BY
45
Рисунок 5 - Изменение тока накачки в ходе экспериментов
Таким образом, в работе представлено экспериментальное обоснование регулировки тока накачки лазерного диода как эффективного инструмента стабилизации выходной оптической мощности и корректировки спектра СВИ для заданного интервала температур, определяемого условиями эксплуатации изделия. Анализ полученных данных показывает, что разработанный алгоритм позволяет повысить стабилизацию выходной мощности примерно на 25%. Список использованной литературы:
1. Б. Салех, М. Тейх. Оптика и фотоника: принципы и применения. Учебное пособие, т. 1. Долгопрудный: Изд. дом «Интеллект», 2012. 760 с.
2. Шарков И.А., Рупасов А.В., Стригалев В.Е. и др. Влияние температурной нестабильности характеристик источника на показания волоконно-оптического гироскопа // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 2013, т. 13, № 6. С. 31-35.
3. Беспрозванных В.Г., Кривошеев А.И., Кель О.Л. Исследование влияния температурного фактора на состояние контура волоконно-оптического гироскопа методом бриллюэновской рефлектометрии // Прикладная фотоника, 2015, т. 2, № 4. С. 329-341.
4. Алейник А.С., Кикилич Н.Е., Козлов В.Н. и др. Методы построения высокостабильных эрбиевых суперлюминесцентных волоконных источников оптического излучения // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 2016, т. 16, № 4. С. 593-607.
© Беспрозванных В.Г., Ширинкин В.Д., 2018
УДК 622.276.5.013.364.2
М.В.Горшков
магистр УГАТУ, гр.Э-110М, г.Уфа, РФ [email protected] Д.Ю. Пашали канд.техн.наук, доцент УГАТУ, г.Уфа, РФ dipashali@mail. ги
К ВОПРОСУ ПРИМЕНЕНИЯ ГАЗОТУРБИННЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ НА НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЭКОЛОГИЧНОСТИ
Аннотация
В статье рассмотрен способ увеличения надежности и экологичности нефтяных месторождений с
помощью применения газотурбинных электростанций. В качестве примера рассмотрено Приобское месторождение нефти в Западной Сибири.
Ключевые слова:
надежность электроснабжения, экологичность, газотурбинные электростанции, нефтяное месторождение.
На любом нефтяном месторождении существуют две проблемы [1]. Первая проблема - обеспечение надежности электроснабжения. Одной из особенности электроснабжения энергопотребителей нефтяной промышленности является достаточная удаленность от источников электроэнергии, большой удаленностью объектов друг от друга и разнообразием возможных энергетических источников. Передача электрической энергии от удаленных подстанций к нефтяным месторождениям осуществляется через ЛЭП большой протяженности и неизбежно связана с кратковременными нарушениями электроснабжения (КНЭ) потребителей (в виде провалов и исчезновений напряжения), которые возникают из-за различных причин, например, коротких замыканий (КЗ) и грозовых повреждений ЛЭП, а также обрывов ЛЭП. Обеспечение надежности, заключающееся в борьбе с КНЭ является актуальной научно-технической задачей, т.к. при эксплуатации месторождений, содержащих трудно извлекаемые запасы нефти, особое значение приобретает безостановочная добыча. Нефтедобыча является потребителем первой категории и даже кратковременные перерывы в электроснабжении несут за собой большие экономические потери. Оперативное устранение аварий на ЛЭП усложняет также труднодоступность трассы линий. В условиях предприятий нефтедобычи наиболее чувствительными к КНЭ являются установки извлечения нефти на поверхность, перебои их электроснабжения приводят к нарушению технологического процесса, на восстановление которого может потребоваться значительное время, что в свою очередь приводит к экономическим ущербам.
Вторая, не менее важная проблема- это экологичность нефтедобычи, в частности, основная проблема - это утилизация попутного нефтяного газа (ПНГ).
Цель работы обеспечение надежности и повышение экологичности нефтяных месторождений.
Одним из способов обеспечения надежности и экологичности на месторождениях является применение газотурбинных электростанций (ГТС). Для примера рассмотрим модель ГТС Приобского месторождения. Она показана на рис. 1.
Рисунок 1 - Модель ГТС Приобского месторождения
Именно на ГТС в районе Приобского месторождения Западной Сибири, впервые применены семь газотурбинных установок Siemens SGT-800 единичной мощностью 45 МВт, работающие на ПНГ. ГТС
предназначена для электроснабжения потребителей ООО «РН-Юганскнефтегаз» и является базовой станцией Приобского энергоузла присоединенной мощностью около 400 МВт. ГТС построена в ходе реализации программы НК «Роснефть», направленной на достижение уровня утилизации ПНГ 95%. Первый пусковой комплекс станции введен в работу в марте 2010 г., второй и третий - в конце 2011 г.
Технические характеристики ГТС приведены в таблице 1.
Таблица 1
Технические характеристики ГТС
№ п/п Технические характеристики Значение
1 Установленная электрическая мощность, МВт 315
2 Тепловая электрическая мощность, МВт (Гкал/ч) 37,2 (32)
3 Режим работы Базовый, непрерывный
4 Количество часов использования установленной мощности, ч/год 7400
5 Напряжение, кВ 110
6 Напряжение собственных нужд ГТС, кВ 10,5 0,4
Повышение экологичности достигается за счет утилизации ПНГ. Основным топливом для газовых турбин и водогрейных котлов является подготовленный ПНГ, утилизируемый при нефтедобыче на объектах ООО «РН-Юганск-нефтегаз». Доля метана в ПНГ не ниже 77%. Для ГТС построены два источника топливного газа высокого давления: основной - газопровод попутного нефтяного газа давлением 3,0...3,2 МПа, резервный - газопровод природного газа давлением 5,5.6,4 МПа. Газ от обоих источников поступает на расположенный в непосредственной близости к ГТС узел сепарации и газораспределительную станцию, где проходит первую ступень очистки от нефтяного конденсата. Максимально возможный часовой расход газа на ГТС составляет 110067 м3/ч (на максимальном зимнем режиме с учетом работы трех водогрейных котлов). Максимальные часовые расходы газа на газопотребляющее оборудование приведены в табл. 1. Удельный расход условного топлива на отпуск электроэнергии составляет 350 г /кВтч. Пункт подготовки топливного газа служит для очистки, осушки, подогрева и измерения расхода газа. Здесь исходный газ очищается от механических примесей, воды, нефтяного конденсата в соответствии с требованиями ТУ на газовую турбину.
Повышение надежности достигается за счет того, что ГТС:
- является мобильной, конструктивно размещается на железнодорожных платформах, прицепах, в гусеничном вездеходе, на самоходных шасси и т.д.;
- имеет высокую степень автоматизации и дистанционное управление, в том числе во время пуска, приема нагрузки, работы вспомогательного оборудования (например, пополнение топливных и масляных баков), в следствие чего требует минимум обслуживающего персонала;
- имеет конструктивные преимущества и содержит помимо первичного двигателя и электрического генератора, дополнительное оборудование - распределительное устройство, комплект кабельной сети, комплект запасных частей, система сигнализации;
- имеет возможность перехода на более экономичный и эффективный парогазовый цикл, что позволит значительно повысить ее рентабельность.
Рассмотрен способ увеличения надежности и экологичности нефтяных месторождений с помощью применения газотурбинных электростанций. использовать попутный нефтяной газ на месте добычи, значительно улучшив экологическую обстановку в районе Приобского месторождения.
Список использованной литературы:
1. Исмагилов, Ф. Р. Расчет токов короткого замыкания в электроэнергетических системах: учебное пособие / Ф. Р. Исмагилов, Р. Р. Саттаров, Т. Ю. Волкова. - Уфа: УГАТУ, 2009. - 189 с.
2. Современные методы и средства ограничения токов короткого замыкания в электроэнергетических системах: «Электротехнические комплексы и системы» Межвузовский научный сборник / Саттаров Р.Р., Закирова Л.В., Алмаев М.А., Пашали Д.Ю. -Уфа: УГАТУ- 2008. С. 195-203.
3. Скопинцев В.А. Качество электроэнергетических систем; надежность, безопасность, экономичность,
~ 34 ~
живучесть // Москва: Энергоатомиздат. - 2009. - С. 331.
4. Надежность электроснабжения промышленных предприятий с непрерывными технологическими процессами: Сборник докладов НТК «Влияние роста потребления и нового рыночного механизма на формирование и ведение режимов энергосиситем» / Исмагилов Ф.Р., Саттаров Р.Р., Пашали Д.Ю. -Уфа : Скиф - 2007. - 192 с. Ил. С.21-32.
5. Приобская ГТЭС // URL: https://energybase.ru (дата обращения 20.12.2017)
© Горшков М.В., Пашали Д.Ю., 2018
УДК 681.14:577.4
А.Л. Королев, канд. техн. наук, доцент г. Челябинск, РФ, ЮУрГГПУ E-mail: [email protected] Е.С. Фролова, студент 5 курса физико-математического факультета, г. Челябинск, РФ, ЮУрГГПУ E-mail: [email protected]
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКОЛОГИЯ
Аннотация
Рассматриваются особенности моделирования экологических систем. Представлены результаты моделирования классических экологических систем средствами системы компьютерного визуального моделирования MVS. Показана эффективность применения данной системы.
Ключевые слова:
Компьютерное моделирование. Система «хищник-жертва». Закон Ферхюльста.
Еще в 60-х годах XX века термин «экология» практически никто, кроме узких специалистов, не знал. В чем же особенность в моделировании экологических систем? В экологии исследуются живые системы, созданные природой. Это означает, что в условиях окружающей среды экологические системы должны либо выживать и развиваться, либо гибнуть.
Законы развития экологических систем изучаются, как правило, на простых моделях, результаты моделирования формулируются в виде качественных выводов. Экологические системы отличаются существенной сложностью объектов моделирования. При моделировании экологических систем возникают трудности выделения отдельной системы, элементов этой системы и подсистем. Структура экологических систем при развитии изменчива и подвержена воздействию случайных факторов. Результаты моделирования трудно проверить экспериментально. Они имеют, в большинстве своем, качественный характер [5].
Классическая или традиционная экология - это наука о взаимодействии организмов и окружающей среды. Применение системного подхода в экологии обусловил формирование направления, ставшего ее самостоятельной отраслью - системной экологией. Развитие системного подхода и общей теории систем связано с именем Людвига фон Берталанфи [7].
Системный подход - это направление в методологии исследования объектов как систем. Система - это множество взаимодействующих объектов, образующих определенную целостность. Таким образом, структура - одно из важных свойств системы.
Взаимодействие системы и окружающей среды происходит по принципу обратной связи (рис.1).
