Технико-экономическое обоснование толщины тепловой изоляции тепловых сетей Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Список использованной литературы

1. Комплексная программа Республики Башкортостан "Энергосбережение на 2003-2005 годы". Байков И.Р., Бикмухаметов В.Д., Вдовин В.П., Десяткин А.В., Земцова Т.А., Каюмова З.Г., Кириллова С.А., Конюхов А.Ю., Мамаев И.Р., Молчанова Р.А., Новоселов И.В., Нуриев А.Н., Озеров М.Ю., Смородова О.В., Теляшева Г.Д., Фаткуллин Р.М., Шакиров Б.М., Щаулов В.Ю., Юкин А.Ф., Юкин Г.А. и др. Уфа, 2003.

2. Смородова О.В., Костарева С.Н.Инструментальное обследование систем теплопотребления.:в сборнике «Трубопроводный транспорт 2011»/Материалы VII Международной учебно-научно-практической конференции.2011. С.237-238.

3. Смородова О.В., Костарева С.Н.Энергетическая эффективность систем транспорта тепловой энергии.:в сборнике «Трубопроводный транспорт 2011»/Материалы VII Международной учебно-научно-практической конференции.2011. С.234-236.

© Смородова О.В., 2016

УДК 697

О.В.Смородова

доцент кафедры Промышленная теплоэнергетика ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

г.Уфа, Российская Федерация А.С. Скрипченко

магистр 1 курса Факультета трубопроводного транспорта ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

г.Уфа, Российская Федерация

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТОЛЩИНЫ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

Аннотация

С помощью метода асимптотических координат получено соотношение для расчета оптимальной толщины тепловой изоляции тепловых сетей. В качестве примера показаны расчеты для систем с водяным теплоносителем.

Ключевые слова

тепловая изоляция, теплопотери, затраты

Как правило, решение о выборе толщины тепловой тепловых сетей принимается из условия обеспечения нормативных потерь с поверхности теплоизоляционных конструкций [3, с.237]. Вместе с тем, одним из факторов, определяющих практическое планирование ремонтов тепловой изоляции, является экономический - соотношение затрат на ремонт и на теплопотери.

Обоснование толщины тепловой изоляции в качестве примера проведено для водяных тепловых сетей с температурой прямого теплоносителя 95 °С, эксплуатируемых на одном из объектов добычи нефти ОАО «ЛУКОЙЛ-Пермь» [4, с.234].

Расчеты выполнены для тепловых сетей с условным проходом теплопроводов 50...400 мм. Приведенные годовые расходы по тепловой изоляции с учетом стоимости изоляционной конструкции и годовых отчислений приняты в размере 8 % от стоимости теплоизоляционной конструкции.

Для приведения стоимости изоляции к годовому периоду используют величину нормативного срока окупаемости в энергетике - 8 лет [2, с.54]. Приведение ведется по величине, обратной сроку окупаемости -по нормативному коэффициенту эффективности:

Ен = 1/8 = 0,125 1/год.

В качестве примера результатов расчета представлен график для выбора оптимальной толщины изоляционного покрытия дл трубопровода Ду150 при стоимости ремонта 26,0 тыс.р./м3 тепловой изоляции (рисунок 1).

Рисунок 1 - Оценка оптимальной толщины тепловой изоляции, Ду150

На рисунке 2 представлены сводные результаты по установлению зависимости оптимальной толщины тепловой изоляции от соотношения цен «тепловая энергия/ремонт» для условных проходов от 50 м до 400 мм. В расчетах принято обозначение относительных цен на проведение ремонта:

стоимость 1 м3 тепловой изоляции с учетом работ

1 отн Л т-г ~ '

стоимость 1 Гкал тепловой энергии

Условный проход, мм

Рисунок 2 - Зависимость оптимальной толщины тепловой изоляции от условий эксплуатации

Проведенные исследования показывают, что оптимальная толщина тепловой изоляции является с одной стороны функцией условного прохода трубопровода, с другой стороны - напрямую зависит от

соотношения цен на ремонт и на тепловую энергию Цотн. Для построения универсальной зависимости от всех определяющих факторов наиболее эффективные результаты могут быть получены при использовании асимптотических координат.

Сравнительный анализ результатов выполненных расчетов (рисунок 2) показал, что имеющиеся в нашем распоряжении группы данных для различного значения Цотн представляют собой качественно сходные совокупности, объединенные единым смысловым законом. Такая особенность рассматриваемых результатов расчетов позволила применить для их анализа метод асимптотических координат [1, с.42]. Суть метода состоит в следующем.

Если рассматриваемая функция S зависит от двух параметров D, Цотн и представляет собой серию качественно сходных кривых в плоскости D, S в зависимости от параметра Цотн, то существует возможность описать сложную двумерную поверхность S = ¿(D, Цотн) с помощью нескольких простых плоских кривых. Для этой цели используются специальные координаты, вид которых устанавливается путем изучения качественного поведения кривых в некоторых характерных предельных случаях (при D^Dmin и D^Dmax), в связи с чем их можно назвать асимптотическими.

В применении к рассматриваемому случаю метод представляет собой следующую последовательность действий.

Введем в рассмотрение модельную функцию

f =

(S-S»)

где ¿о = ¿(Цотн) при В =Вшы = 0,050 м, ¿ш = ¿(Цотн) при В =Втах =0,400 М, для которых Втгн и Втах выбирались из номенклатуры реально применяемых в системах теплоснабжения трубопроводов (рисунок 2). Аналитические выражения степенного вида для ¿о и ¿х (рисунок 3) были определены стандартным методом наименьших квадратов.

Необходимо подчеркнуть, что модельная функция f обладает тем замечательным свойством, что при любых значениях аргумента Цотн f=0 при В =Втгн, и f=1 при В =Втах-

Для построения аналитического выражения функции f было определено ее значение в ряде точек при значениях условного прохода во всем диапазоне их реальных значений от 50 мм до 400 мм (рисунок 4). Видно, что точки четырех серий значений функции f - для всех значений относительной стоимости ремонта тепловой изоляции Цотн - в плоскости (Б,!1) ложатся на одну кривую, а значит, определяются одной зависимостью.

С учетом полученного аналитического выражения для модельной функции f была идентифицирована зависимость оптимальной толщины тепловой изоляции от условного прохода трубопровода Б и соотношения Цотн стоимостей ремонта тепловой изоляции и 1 Гкал тепловой энергии:

5(Б, Цотн) = (-6,3978 В2+5,6839 Б-0,2512)(904,68 Цотн-0'4565-- 488,38- Цотн"°'4484)+488,38- Цотн"0'4484, где Б, м - условный проход трубопровода;

5, мм - оптимальная толщина тепловой изоляции.

4 6 8 10 12

Отностельные затраты на ремонт, тыс.р./тыс.р. м3

0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,4

Условный проход, м

- вспомогательные функции öo и ö^

- модельная функция f

Рисунок 3 - Реализация метода асимптотических координат

,2

0,8

0,6

0,4

0,2

0

2

-0,2

Таким образом, в результате проведенного преобразования исходных переменных в асимптотических координатах вся совокупность качественно сходных кривых оптимальной толщины тепловой изоляции была описана единой универсальной модельной функцией полиномиального вида. Сравнение значений оптимальной толщины изоляции, рассчитанных по полученной зависимости, с результатами расчетов на рисунке 2 показало, что среднеквадратическая ошибка предложенного метода не превышает 0,64 %. Список использованных источников

1. Байков И.Р., Жданова Т.Г., Гареев Э.А. Моделирование технологических процессов трубопроводного транспорта нефти и газа, - Уфа: УНИ, 1994. - 128с.

2. Комплексная программа Республики Башкортостан "Энергосбережение на 2003-2005 годы". Байков И.Р., Бикмухаметов В.Д., Вдовин В.П., Десяткин А.В., Земцова Т.А., Каюмова З.Г., Кириллова С.А., Конюхов А.Ю., Мамаев И.Р., Молчанова Р.А., Новоселов И.В., Нуриев А.Н., Озеров М.Ю., Смородова О.В., Теляшева Г.Д., Фаткуллин Р.М., Шакиров Б.М., Щаулов В.Ю., Юкин А.Ф., Юкин Г.А. и др. Уфа, 2003.

3. Смородова О.В., Костарева С.Н.Инструментальное обследование систем теплопотребления.:в сборнике «Трубопроводный транспорт 2011»/Материалы VII Международной учебно-научно-практической конференции.2011. С.237-238.

4. Смородова О.В., Костарева С.Н.Энергетическая эффективность систем транспорта тепловой энергии.:в сборнике «Трубопроводный транспорт 2011»/Материалы VII Международной учебно-научно-практической конференции.2011. С.234-236.

© Смородова О.В., Скрипченко А.С., 2016

УДК 622.276

О.В.Смородова

доцент кафедры Промышленная теплоэнергетика ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА

Аннотация

Представлены результаты анализа эффективности использования попутного нефтяного газа при добыче нефти. Предложено использование оборудования по переработке газа.

Ключевые слова попутный нефтяной газ, факел, переработка газа

В настоящее время проблема рационального использования попутного нефтяного газа существует во всем мире: до двух третей общего объема его добычи полезно не используется [2, с.10]. Однако современные технологии позволяют успешно решать задачи по его сбору и утилизации, что делает экономически привлекательным отказ от его сжигания на факелах непосредственно на месторождениях [3, с.218].

Сжигание попутных нефтяных газов сопровождается выбросами в атмосферу углекислого газа, окислов азота, сернистого газа и сажи, приводит к расходу кислорода и выделению избыточного тепла. Все это губительно сказывается на экологии Земли, способствует усилению парникового эффекта и наносит вред здоровью людей. По оценкам, выбросы, образующиеся при сжигании попутных нефтяных газов, составляют до 10% суммарных промышленных выбросов в атмосферу планеты.

С другой стороны, сжигание добытого вместе с нефтью газа является ярким примером неэффективного использования природных ресурсов и упущенной выгоды [1, с.18]. Промышленная утилизация газа, его