CC BY
56УДК 622.691.4:621.31
Р.Р. Усманов, к.т.н., заместитель генерального директора - главный инженер, ООО «Газпром трансгаз Уфа», e-mail: rusmanov@ufa-tr.gazprom.ru; А.И. Асадуллин, соискатель, начальник отдела по эксплуатации ГРС, ООО «Газпром трансгаз Уфа», e-mail: aasaduiHn@ufa-tr.gazprom.ru; М.В. Чучкалов, к.т.н., начальник технического отдела, ООО «Газпром трансгаз Уфа», e-maii: mchuchkaiov@ufa-tr.gazprom.ru
Повышение эффективности работы оборудования ГРС ООО «Газпром трансгаз Уфа» в рамках реализации энергосберегающих проектов
В настоящее время энергоэффективность относится к числу приоритетных направлений в государственной экономической политике Российской Федерации. ООО «Газпром трансгаз Уфа» - одно из дочерних обществ ОАО «Газпром», которое кардинальным образом пересмотрело подход к вопросам энергосбережения. В статье предлагается опыт по разработке «Программы энергосбережения и повышения энергетической эффективности ООО «Газпром трансгаз Уфа» на 2014-2016 гг.».
Ключевые слова: газораспределительная станция (ГРС), энегосбережение, энегоэффективность, эффективность, технологичсекое оборудование.
В настоящее время энергоэффективность становится одним из приоритетных направлений в государственной экономической политике Российской Федерации.
Связано это в первую очередь с тем, что удельная энергоемкость экономики нашего государства в 2-3 раза выше, чем в развитых странах мира, а располагаемый потенциал энергосбережения уже сопоставим с приростом производства всех первичных энергетических ресурсов (рис. 1).
Чтобы добиться качественных изменений, направленных на улучшение структуры экономики, принят Федеральный закон № 261-ФЗ от 23.11.2009 «Об энергосбережении и повышении энергоэффективности» [1], изданы ряд распоряжений и постановлений Правительства РФ, содержащие перечни целевых показателей и мероприятий по повышению энергетической эффективности.
При этом законодательно-правовая база и другие механизмы выстраиваются так, что энергоэффективность входит в первый ряд стратегических
приоритетов. Устанавливаются жесткие требования перед всеми участниками процесса - от производителей до потребителей энергоресурсов. Подобного отношения к потреблению энергоресурсов на федеральном уровне раньше никогда не было. Таким образом, одной из важнейших задач, стоящих перед предприятиями Группы компаний «Газпром», является повышение энергетической эффективности технологических и вспомо-
гательных производственных процессов на основе реализации экономически обоснованных энергосберегающих мероприятий, снижение энергоемкости производства и сокращение издержек на топливно-энергетическую составляющую в себестоимости продукции. ООО «Газпром трансгаз Уфа» - одно из дочерних обществ ОАО «Газпром», которое кардинальным образом пересмотрело подход к вопросам энергосбережения.
I
1 U ем <Ш
I 0*1 022 | IU3
¡Hllll
/ / / / ^ / /
в? ¿г -У ¿у
f / » / v «
Рис. 1. Показатели энергоемкости развитых стран мира
Таблица. Целевые показатели топливно-энергетических ресурсов согласно «Программе энергосбережения и повышения энергетической эффективности ООО «Газпром трансгаз Уфа на 2014-1016 гг.»
Целевой показатель Единица измерения Величина
2014 г. 2015 г. 2016 г.
Экономия газа Тыс. м3 28798 29374 29961
Экономия электроэнергии Тыс. кВт.ч 1177 1235,8 1292
Экономия тепловой энергии Гкал 4640 4872 5115,6
Относительная экономия газа % 5,0 5,0 5,0
Относительная экономия электроэнергии % 5,0 5,0 5,0
Относительная экономия тепловой энергии % 5,0 5,0 5,0
С целью обеспечения максимального использования вторичных ресурсов и применения энергосберегающих технологий в соответствии с Постановлением Правления ОАО «Газпром» № 3 от 22.01.2009 «О перспективах разработки и внедрения газо- и энергосберегающих технологий и их влияния на оптимизацию топливо-энергетического баланса РФ» [2] разработана «Программа энергосбережения и повышения энергетической эффективности ООО «Газпром трансгаз Уфа» на 2014-2016 гг.». В данной программе определены целевые показатели экономии топливно-энергетических ресурсов (природного газа, электроэнергии, тепловой энергии) (табл.). Достижение показателей невозможно без совершенствования структуры управления и организации деятельности в области сокращения потребления топливно-энергетических ресурсов (ТЭР). Такая работа требует понимания, что невозможно сокращать и экономить то, что нельзя измерить. Сбор информации о фактическом потреблении ТЭР должен стать фундаментом этой деятельности. На основании принятого в Обществе плана первоочередных мероприятий по улучшению деятельности в области эф-
фективного использования топливно-энергетических ресурсов организован не только коммерческий, но и технический учет ТЭР по каждому направлению (ЛЧ, ГРС, ГИС, АГНКС) и по каждой пром-площадке филиалов Общества (рис. 2). Разработана карта потребления энергоресурсов, в которой указаны места учета основных видов ТЭР. Установлена периодичность снятия показаний основных приборов и систем учета и контроля, которая зависит от уровня потребления ресурса. В соответствии с картой потребления на газораспределительных станциях используются два основных вида топливно-энергетических ресурсов:
• природный газ;
• электроэнергия.
В рамках реализации энергосберегающих проектов была достигнута существенная экономия природного газа путем организации работ по повышению эффективности работы узлов и оборудования газораспределительных станций.
На ГРС самым энергозатратным является узел предотвращения гидратообразо-ваний. Рассмотрим применяемые нами методы по оптимизации работы данного узла.
При планировании работ по капитальному ремонту с поблочной заменой оборудования подбирается оптимальный
ПРИРОДНЫМ ГАЗ
^ Пневмопривод ТПА_
D Проварка и настройка СП1К
I Расход гаи на эксплуатации жшьн донов _ Овидии» ЛЧ W_
к ПРИРОДНЫЙ ГАЗ
I ЛИНЕЙНАЯ ЧАСТЬ
I пиниишрсулспие /- ЕЖИЕСНИ tl
^ на хозяйственные нужды ( ¡¡¡s*™""™ g
Рис. 2. Карта потребления энергоресурсов по объектам магистрального газопровода
тип вновь монтируемого подогревателя с учетом минимальных и максимальных расходов газа на ГРС. На подогревателях, находящихся в эксплуатации продолжительный период времени и не подлежащих замене, эффективность работы обеспечивается по двум направлениям. Первое направление - это организация работ по проведению режимно-нала-дочных испытаний.
Данные испытания проводятся собственными силами (специалистами ИТЦ Общества) с неизменной периодичностью не менее одного раза в 3 года с оформлением отчета и предоставлением режимной карты работы подогревателя, которая определяет оптимальный режим работы данного оборудования. Проведенные режим-но-наладочные испытания позволяют обеспечить регулирование мощности подогревателя во всех диапазонах нагрузки, предотвратить преждевременный износ оборудования, повысить КПД
и достичь экономического эффекта в виде сокращения расхода топлива. В результате проведенного специалистами ООО «Газпром трансгаз Уфа» анализа фактических данных по работе подогревателей газа различных типов установлено, что при определенных условиях наблюдаются следующие недостатки:
• работа газовых горелок на низких режимах может приводить к нестабильному горению, пульсации факела и, следовательно, низкому КПД;
• также имеется склонность к износу и выгоранию газовых горелок, что повышает коэффициент избытка воздуха и приводит к снижению КПД;
• по этой же причине имеется склонность к неполному сгоранию и образованию угарного газа, что является недопустимым;
• кроме того, при работе на низких нагрузках становится возможным выпадение конденсата в дымогарных трубах и дымовой трубе.
Для устранения указанных недостатков в работе подогревателей в ООО «Газпром трансгаз Уфа» разработаны и внедрены следующие технические решения:
• применение модернизированных га-зогорелочных устройств на подогревателях ПТПГ (рис. 3);
• установка воздушных заслонок для регулирования подачи воздуха на горелки для подогревателей ПТПГ-10, ПГ-10 и ПГА-200 (рис. 4).
Таким образом данные несложные конструктивные дополнения позволяют:
• оптимизировать коэффициент избытка воздуха (особенно на низких нагрузка х);
• повысить эффективность работы подогревателя;
• обеспечить экономию топливного газа;
• повысить стабильность горения и надежность работы оборудования.
В процессе работы в теплообменных трубных пучках на поверхности нагрева образуются отложения накипи, приводящие к значительному перерасходу топлива и снижению теплопередачи теплоемкости КПД котла. Интересный факт, что при слое накипи всего в 1 мм перерасход топлива составляет 8%. В целях устранения данных негативных последствий работниками нашего Общества производится промывка внутренней поверхности теплообмена трубных пучков подогревателей газа. После кислотной промывки повышается коэффициент теплопередачи,расход топлива соответствует номинальной теплопроизводительности котла. Следующий способ повышения эффективности работы узла предотвращения гидратообразований - это монтаж узла смешения в обвязке кранов управления подогревателями газа, позволяющий путем перепуска и смешивания рабочей среды обеспечить необходимую температуру газа и оптимальную загрузку оборудования.
Оптимизация работы оборудования также предполагается и на узле переключений.
Реализация газосбережения на собственные нужды осуществляется по двум направлениям. В соответствии с требованиями НТД на ГРС необходимо проверять работоспо-
Рис. 4. Воздушные заслоноки для регулирования подачи воздуха на горелочные устройства
GAS DISTRIBUTION PLANTS AND GAS SUPPLY SYSTEMS
Рис. 5. Схема малорасходной системы настройки предохранительных клапанов
собность предохранительных клапанов с периодичностью: зимой - один раз в месяц, в летний период - один раз в 10 дней.
Для минимизации затрат газа при проведении данных регламентных работ внедрена малорасходная система настройки предохранительных клапанов. Схема предусматривает импульсную трубопроводную обвязку и подачу газа со входа ГРС через редуцирующий орган непосредственно в полость перед седлом клапана для настройки с необходимой точностью, а также исключает необходимость повышения давления во всех технологических коммуникациях станции (рис. 5).
Второе направление - это использование безрасходной системы продувки фильтров и пылеуловителей на ГРС. Классическая продувка узлов очистки газа ГРС производится в емкость сбора конденсата с последующим стравливанием газа в атмосферу. Предусмотренная в ООО «Газпром трансгаз Уфа» схема продувки позволяет сократить затраты природного газа на собственные технологические нужды путем монтажа соединительной линии между емкостью сбора конденсата с выходным газопроводом ГРС до узла учета расхода газа. Энергосберегающий эффект достигается за счет перепуска газа из емкости сбора конденсата в выходной газопровод ГРС с последующей его подачей потребителю (рис. 6).
Оценивая энергоемкость ГРС, ООО «Газпром трансгаз Уфа» не останавливается на достигнутом и продолжает работу в сфере энергосбережения. Одним из перспективных направлений являются разработка и внедрение вихревых регуляторов давления на узле редуцирования станции. Принцип действия данного регулятора позволяет обеспечивать после процесса редуцирования положительную температуру газа, исключая гидрато-образование, путем создания завихрения и смешивания разделенных потоков теплого и холодного газа. Экономия газа достигается за счет исключения из работы подогревателя газа на ГРС при использовании вихревых регуляторов давления. В настоящее
время совместно со специалистами Уфимского государственного авиационного технического университета проводятся стендовые испытания вихревого регулятора давления марки «ВИРД». По завершении испытаний планируется провести монтаж и пуск в эксплуатацию данного регулятора на одной из ГРС ООО «Газпром трансгаз Уфа».
Опыт эксплуатации существующих станций показывает и другие источники энергосбережения по направлению ГРС. Это прежде всего экономия
топлива при децентрализации систем теплоснабжения с применением современного газоиспользующего оборудования, такого как инфракрасные нагреватели и газовые теплогенераторы. Благодаря отсутствию теплоносителя и особой физике теплообмена (в случае с инфракрасным нагревом) расходы на теплоснабжение сокращаются в несколько раз.
Энергосберегающий эффект достигается за счет снижения расхода топлива на производство тепловой энергии при децентрализации систем отопления,
Рис. 6. Схема закрытой системы продувки узлов очистки газа
ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ № 12 декабрь 2014
53
уменьшения потерь теплоты в тепловых сетях, вызванного снижением протяженности теплопроводов. При внедрении автоматического регулирования теплоснабжения зданий и сооружений ГРС экономия газа достигается за счет величины тепловой энергии, подаваемой на обогрев зданий, позволяющих оптимизировать режим работы котлов.
При внедрении приборов контроля и регулирования достигается:
• автоматическое регулирование тепловой энергии за счет изменения температуры теплоносителя;
• исключение перерасхода газа в межсезонье, а также в выходные дни и в ночные часы.
Кроме сокращения потерь по газу на ГРС разработаны следующие мероприятия по экономии электроэнергии на технологические и прочие нужды: 1) Внедрение энергоэффективных ламп
Перевод освещения территории и производственных помещений ГРС с ламп накаливания на энергосберегающие. Эффект достигается за счет замены на лампы меньшей мощности с большей светоотдачей.
2) Внедрение автоматических устройств управления освещением с контролем уровня освещенности и автоматическим включением и отключением системы при критическом значении освещенности Энергосберегающий эффект достигается за счет уменьшения расхода электроэнергии за счет автоматического регулирования системы наружного освещения.
3. Внедрение модульных станций катодной защиты, построенных на базе импульсного преобразователя с высоким КПД,взамен станций катодной защиты на базе трансформаторного преобразователя.
Для оценки энергетической и экономической эффективности каждого из разработанных мероприятий в рамках программы НИОКР «Газпрома» разработан СТО «Методика по оценке эффективности внедрения энергосберегающих мероприятий» [3].
Актуальность разработки заключается в перечне наиболее эффективных инновационных энергосберегающих технологий и методических расчетов энергосберегающего и экономического эффекта от реализации данных ме-
роприятий. Результаты работы будут использоваться ООО «Газпром трансгаз Уфа» при планировании и реализации программ энергосбережения и повышения энергетической эффективности, а также при проектировании и строительстве новых и реконструкции действующих энергопотребляющих объектов. Для дальнейшего совершенствования процессов снижения потребления ТЭР и повышения энергоэффективности на организационном уровне в ООО «Газпром трансгаз Уфа» запланировано внедрение энергетического менеджмента, который позволит выстроить индивидуальную систему управления энергосбережением, а также раскрыть энергосберегающий потенциал Общества. Система энергетического менеджмента позволит задействовать каждого работника при реализации энергосберегающих мероприятий, усовершенствовать организационную часть процессов энергосбережения, а также организовать единую, распределенную по всем уровням управления информационную систему с оперативным контролем и управлением производством и потреблением энергоресурсов.
Литература:
1. Федеральный закон № 261-ФЗ от 23.11.2009 «Об энергосбережении и повышении энергоэффективности».
2. Постановление Правления ОАО «Газпром» № 3 от 22.01.2009 «О перспективах разработки и внедрения газо- и энергосберегающих технологий и их влияния на оптимизацию топливо-энергетического баланса РФ».
3. СТО «Газпром трансгаз Уфа» 2.3-4-0722-2014 «Методика по оценке эффективности внедрения энергосберегающих мероприятий».
UDC 622.691.4:621.31
R.R. Usmanov, Candidate of Science (Engineering), Deputy General Director - Chief Engineer, Gazprom Transgaz Ufa LLC, e-mail: rus-manov@ufa-tr.gazprom.ru; A.I. Asadullin, Candidate of Science, Head of Gas Distribution Plant Operation Department, Gazprom Transgaz Ufa LLC, e-mail: aasadullin@ufa-tr.gazprom.ru; M.V. Chuchkalov, Candidate of Science (Engineering), Head of Technical Department, Gazprom Transgaz Ufa LLC, e-mail: mchuchkalov@ufa-tr.gazprom.ru
Enhancing gas distribution plant equipment operational efficiency of Gazprom Transgaz Ufa LLC within the scope of energy-saving projects implementation
Energy efficiency is currently one of the priority lines in the state economic policy of the Russian Federation. Gazprom Transgaz Ufa LLC is one of Gazprom JSC subsidiaries, which fundamentally restructured its approach towards energy saving. The article offers experience in developing the «Energy Saving and Energy Efficiency Enhancement Program of Gazprom Transgaz Ufa LLC for 2014-2016».
Keywords: gas distribution plant (GDP), energy saving, energy efficiency, efficiency, process equipment.
1. Federal law No. 261-FZ «Ob energosberezhenii i povyshenii energoeffektivnosti» (On Energy Saving and Energy Efficiency Enhancement), dated 23.11.2009.
2. Decree issued by the Board of Gazprom JSC No. 3 «0 perspektivakh razrabotki i vnedreniya gazo- i energosberegayutshikh tekhnologiy i ikh vliyaniya na optimizatsiyu toplivo-energeticheskogo balansa RF» (On the Prospects of Developing and Implementing Gas and Energy Saving Technologies and Their Effect on the RF Fuel and Energy Balance Optimization), dated 22.01.2009.
3. STO Gazprom Transgaz Ufa 2.3-4-0722-2014 «Metodika po otsenke effektivnosti vnedreniya energosberegayutshikh meropriyatiy» (Methods for Assessing Efficiency of Energy Saving Measures Implementation).
