Утилизация тепла выхлопных газов газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций Шуртаннефтгаза

Актуальность работы исследования. На магистральных газоперекачивающих компрессорных станциях для теплофикации и горячего водоснабжения объектов самой станции и близлежащего жилого поселка установлены газовые водогрейные котлы, которые для выработки горячей воды сжигают часть товарного газа (топливный газ), отбираемого с магистрального газопровода. Между тем, газовые турбины газоперекачивающих агрегатов выбрасывают в атмосферу продукты сгорания с температурой 450 – 500 оС, теплоту которых вполне можно использовать установкой за турбиной котла утилизатора, вырабатывающего горячую воду для теплофикации и тем самим сэкономить топливный газ. В новых экономических условиях перехода к социально-ориентированным рыночным отношениям, высоком уровне инфляции, невозможности использования централизованных средств для восполнения отработавших свой ресурс и требующих замены генерирующих мощностей, ориентация на традиционное централизованное теплоэнергоснабжение от крупных источников нереальна. Таким образом, строительство новых крупных ТЭЦ для покрытия дефицита тепловых мощностей неизбежно связано с омертвлением капитала и проблемой отыскания источников финансирования. Ориентация же на строительство крупных котельных является неперспективной из-за увеличения потребностей в топливе и необходимостью решения экологических проблем.

В этих условиях наметилась тенденция на строительство источников электро- и теплоснабжения, как правило, с использованием конверсионных газотурбинных установок. Создание таких энергоустановок имеет ряд преимуществ, таких как короткие сроки строительства, повышение надежности теплоснабжения, использование потенциала конверсионных предприятий и других.

В области энергосбережения экономия топлива, электрической и тепловой энергии во всех сферах экономики является важнейшим фактором снижения инвестиционной нагрузки страны в энергетику, ведет к экономии первичных энергоресурсов. Интенсификация энергосбережения может быть обеспечена комплексом разнообразных мер преимущественно экономического характера.

В новых условиях хозяйственной самостоятельности потребителей и производителей энергии особую актуальность приобретают вопросы создания обоюдоприемлемого механизма стимулирования мероприятий по энергосбережению, надежному энергообеспечению, повышению качества энергии, внедрению энергетических стандартов и ответственности за их нарушение, обеспечение правового взаимодействия потребителей и производителей энергии.

В развитых странах мира, прежде всего в Россия, США, Германии и Японии, несмотря на наличие мощных и сверхмощных ТЭС, АЭС и ГЭС для тепло энергоснабжения потребителей широко используются автономные и децентрализованные энергоисточники на базе ГТУ и ПГУ малой и средней мощности. Количество их достигло нескольких тысяч. Характерным является чрезвычайно разнообразный парк энергоустановок.

Цели и задачи исследования . Изучить возможность внедрения тепло утилизационной устройства на компрессорной станции, рассчитать тепловой потенциал продуктов сгорания за газотурбинной установкой и выполнить тепловой расчет котла утилизатора, который заменить котельную.

Научная новизна исследования . Выполнены тепловые расчеты котла утилизатора, предназначенного для полного покрытия тепловых нужд компрессорной станции за счет утилизации высокотемпературных дымовых газов за газовой турбиной.

Методы обсуждения. Снижение в последние годы потребности в энергооборудовании заставляет энергомашиностроительные заводы переориентироваться на другие виды продукции. Возвращение к выпуску энергетического оборудования в необходимых объемах будет связано с перестройкой производства и потерями роста энергомашиностроительных предприятий. Развитие внутреннего рынка энергомашиностроения возможно только при условии широкой ориентации на достижения научно-технического прогресса, которые обеспечат экологически приемлемое, надежное, безопасное и ресурсосберегающее удовлетворение потребителей в электрической и тепловой энергии.

Разрабатываются и внедряются следующие виды высокоавтоматизированных экологически приемлемых модульных установок для производства электроэнергии и теплоты малой и средней мощности:

• -    теплофикационные ГТУ на базе газотурбинных двигателей самолетов и судов единичной электрической мощностью от 50 до 6000 кВт и тепловой мощностью от 0,6 до 90 МВт (т) для установки в местах размещения отопительных и промышленных котельных, работающих на

природном газе;

• -    теплофикационные дизельные установки для децентрализованного энергоснабжения на базе двигателей судов, колесных и гусеничных машин единичной электрической мощностью до 600 кВт и тепловой мощностью до 4 Гкал/ч;

• -    паросиловой и газотурбинный привод с утилизацией тепла мощностью от 5 до 20000 кВт для энергоснабжения нефтяных и газодобывающих комплексов.

Развертывание строительства мини-ТЭЦ на базе ГТУ малой и средней мощности позволяет по новому решить проблему электро- и теплоснабжения предприятий топливных отраслей ТЭК страны и социальной инфраструктуры.

Таким образом, использование энергоустановок типа ГТУ-ТЭЦ может привести предприятия добычи, переработки и транспорта газа на полное самообеспечение, что высвободит значительные объемы газа для реализации.

Применение высокоэффективных конверсионных ГТУ в системах теплоэнергоснабжения позволит снизить расход органического топлива у потребителей до 20%, сократить потребность в капиталовложениях до 20%, уменьшить численность персонала, занятого в производстве электроэнергии на 10% и снизить выбросы вредных веществ в 1,9 раза.

Обеспечение указанных масштабов применения мини-ТЭЦ невозможно без решения следующих проблем:

• -    разработки и серийного производства экологически приемлемых модульных электростанций единичной электрической мощностью от 1 до 30 МВт на предприятиях оборонной промышленности в рамках программы конверсии;

• -    создание регламентных систем сервисного обслуживания энергоустановок малой и средней мощности на базе предприятий оборонной промышленности;

• -    разработка и производство электрогенерирующих установок с утилизацией теплоты мощностью до 1000 кВт для привода агрегатов собственных нужд котельных, а также автоматического энергоснабжения мелких потребителей.

В разных странах мира в течение последних лет нашли широкое распространение высокоэффективные установки для комбинированной выработки электроэнергии и теплоты малой и средней мощности на базе ГТУ.

В Германии в связи с увеличение импорта природного газа из Норвегии и России с начала 80-х годов увеличилось применение теплофикационных ГТУ как в промышленном, так и коммунальном секторе. Их доля в производстве электроэнергии достигла 17 % в 1995 году и продолжает расти. Многие отрасли промышленности самосбалансированы по потребности и производству электроэнергии и теплоты. При этом доля ГТУ-ТЭЦ малой электрической мощности (до 10 МВт) в этих отраслях составляет от 65 до 100 %.

Так, например, с 1988 года в г. Коувола работает мини-ТЭЦ электрической мощностью 49 МВт с агрегатами типа М6В и предназначенная для теплоснабжения небольшого района. Отпуск горячей воды осуществляется от котла-утилизатора, в котором температура выхлопных газов понижается от 525 °С до 90 °С при температурном графике теплосети 50/115 °С. При этом коэффициент использования теплоты топлива превышает 85%. Мини-ТЭЦ имеет в своем составе бак-аккумулятор горячей воды с расчетной температурой 95 °С и емкостью 10000 м ³ . Удельные капвложения в мини-ТЭЦ составили 810 марок ФРГ на 1 кВт (э). Структура капвложений следующая: ГТУ-36%; котлы-утилизаторы и насосы - 12%; аккумулятор - 5%; электрооборудование - 11%; автоматика - 4%; строительная часть - 12%; проектирование - 5%. Число часов работы мини-ТЭЦ составляет 3800 - 4000 при 1²⁵² Агротехника и энергообеспечение. - 2022. - № 4 (37)

120-150 пусках в год. Анализ эксплуатационной надежности мини-ТЭЦ показал ее высокую надежность.

Среди разрабатываемых в России предприятиями ВПК энергетических ГТУ наиболее подготовленным к выпуску является двигатель НК-14Э Самарского АО «Моторостроитель», имеющий мощность 9,5 МВт (э) и обладающий достаточно высокой экономичностью. При достаточно высокой мощности, умеренных габаритах и весе энергоагрегат НК-14Э позволяет создавать на его базе модульные мини-ТЭЦ.

При сложившейся системе тарифообразования в региональных энергосистемах, соотношении между тарифами на электроэнергию и природный газ, себестоимость электроэнергии, произведенной на ГТУ-ТЭЦ будет ниже чем тариф энергосистем.

Практическая значимость работы исследования. Состоит в раскрытии потенциала энергосбережения компрессорных станций за счет использования вторичного энергоресурса - теплоты продуктов сгорания газотурбинных установок для получения горячей воды для теплофикации. Основной задачей проекта в целом направлена на повышение энергоэффективности и энергосбережения при потреблении тепловой энергии путём утилизации тепла выхлопных газов турбокомпрессорных агрегатов с использованием котлов-утилизаторов и в части сокращения объема выбросов дымовых газов.

• 1.    Котел-утилизатор (КУ) - это установка предназначенное для охлаждения (утилизации) выхлопного газа после газотурбинного привода НК-16СТ турбокомпрессорного агрегата 265ГЦ2-220/29-58М1 и последующей выработкой тепловой энергии для технологических нужд.

• 2.    Таким образом, для сокращения выработки тепловой нагрузки котельных №1 и №2 ГС Шуртан предусматривается внедрение котлов-утилизаторов (КУ) с утилизацией выхлопных газов после газотурбинного привода НК-16СТ турбокомпрессорного агрегата.

• 3.    Котельные №1 и №2 предназначены для теплоснабжения производственных объектов ГС Шуртан в виде насыщенного пара. На каждой котельной установлены паровые котлоагрегаты марки ДЕ-25/14 с общим количеством 9 единиц. Согласно годовому отчету УДП «Шуртаннефтегаз» за 2013 год выработка тепловой энергии Котельных №1 и №2 составило 250000 Гкал, при работе котлоагрегатов 6 единиц. После внедрение КУ потребность в тепловой энергии остается прежним и работа котлоагрегатов марки ДЕ-25/14 ГМ сократится на 2 единицы в котельных №1 и №2.

• 4. Технологические газы после газотурбинного привода компрессора в количестве до 183 тыс. нм ³ /ч (с учетом 10% присосов) с температурой ~417°С будут направлены в два котла-утилизатора с целью выработки перегретого пара за счет использования вторичного тепла выхлопных газов.

• 5.    Предложением предусмотрена установка двух котлов-утилизаторов, на один турбокомпрессор, что связано со стремлением получения оптимальных габаритов котлов-утилизаторов с точки зрения изготовления, транспортировки, ремонта и эксплуатации.

• 6. Котел-утилизатор КУ-ГТП-10/0,9-220 представляет собой одноходовую по движению газов конструкцию, т.е. газы подаются в нижнюю часть котла и без изменения направления, пройдя поверхности нагрева, дымососом сбрасываются в атмосферу через дымовую трубу.

• 7.    Маркировка котла-утилизатора означает:

  – КУ – котел-утилизатор

  – ГТП – за газотурбинным приводом

  – 10 – паропроризводительность, т/ч

  – 0,9 – давление пара (абсолютное), МПа

  – 220 – температура перегретого пара, °С Поверхности нагрева включают в себя:

  -Пароперегреватель является первой по ходу газов поверхностью нагрева что связано с требованием технического задания: получить перегретый пар ~ 220°С при входной температуре газов ~ 417°С. Пароперегреватель состоит из двух параллельно включенных одно-петлевых блоков, выполненных из труб Ø 32 × 3 общей поверхностью нагрева 23,34 м ² .

Котел-утилизатор КУ-ГТП-10/0,9-220 предназначен для охлаждения уходящего топливного газа после газотурбинного привода НК-16СТ компрессорного агрегата 265ГЦ2-220/29-58М1 и последующей выработкой тепловой энергии для технологических нужд.

• -Испарительная часть котла-утилизатора включает в себя 8 (восемь) блоков, расположенных попарно в четыре яруса по два блока в каждом.

  –Экономайзерная часть расположена непосредственно над выходной ступенью испарительных блоков и состоит из двух одинаковых частей, включенных по четырехходовой схеме каждая.

Каждая поверхность нагрева состоит из двух параллельно расположенных блоков, имеющих обозначения:

• –    блок пароперегревателя левый и правый

• –    блок испарительный левый от первого до четвертого ярусов

• –    блок испарительный правый от первого до четвертого ярусов

• –    блок экономайзера левый и правый

Все поверхности нагрева выполняются по блочному принципу и поставляются в полной заводской готовности.

Поверхности нагрева выполнены из труб Ø 32×3 ст. 20 в виде змеевиков с радиусом гиба 64 мм. Во входной части газохода между первой и второй, третьей и четвертой секциями испарительной части, а также в выходном газоходе размещены четыре лаза диаметром 500 мм. Вход газов осуществляется через окно в нижней части котла-утилизатора размером 2500 × 1280 мм. Движение газов в КУ предусмотрено одноходовое с выходом через газоход Ø 1800 мм. Входная часть газохода котла-утилизатора со стороны газов покрывается жаростойким бетоном с температурой применения не менее 500°С.

Металлическая обшивка блоков: пароперегревателя, испарительной части – первая, вторая, третья группы блоков выполняются из листа δ = 3,0 мм ст.20К

• –    обшивка четвертой секции испарения экономайзера и отводящего газохода – ст. 3, δ = 3,0 мм.

Котлы-утилизаторы за газотурбинным приводом должны работать параллельно для обеспечения использования тепла в полном объеме.

Два КУ предполагается разместить в непосредственной близости друг от друга.

При этом каждый котел имеет собственный барабан-сепаратор, индивидуальную циркуляционную насосную с двумя насосами НКУ-160/80, допускающих температуру перекачиваемой среды до 255°С

Питание котлов-утилизаторов умягченной водой предусмотрено от существующей химводоочистки. Средний расход воды на два КУ составит ~ 22 т/ч.

Для подачи ХОВ в схему теплоутилизации в системе существующей водоподготовительной установки (ВПУ) необходимо смонтировать два насоса КМ 65-50-160 производительностью по 25 м ³ /ч, напором 32 м.в.ст (один – рабочий, второй - резервный).

Деаэрация питательной воды предусмотрена деаэратором атмосферного типа ДА-25/8, который должен быть установлен в непосредственной близости от котлов-утилизаторов. Деаэрационно-питательная установка для двух котлов-утилизаторов предусмотрена отдельная и состоит из:

• -    атмосферного деаэратора ДА-25

• -    двух питательных насосов ЦНС(г)-38-132 (один - рабочий, второй - резервный)

Технологические газы после котлов-утилизаторов с температурой ~ 200°С дымососами ДН-19Б (по одному на каждый котел) сбрасываются в атмосферу через дымовую трубу высотой 42 м, диаметром 2,2 м

Газотурбинные установки даже на сверхвысокие температуры газа перед турбиной имеют КПД, не превышающий 32-37%.

Анализ характеристик зарубежных ГТУ, выпускаемых и готовых к выпуску показывает, что номенклатура ГТУ малой и средней мощности достаточна велика, что позволяет осуществить обоснованный выбор типа агрегата для конкретных условий. Основной уровень перед газовой турбиной составляет 1100 „.1200 °С. При этом температура выхлопных газов находится на уровне 450.550 °С. Поэтому использование ГТУ, особенно выполненных по простейшему циклу, оказывается неэффективным. Существенного повышения тепловой эффективности можно достичь в комбинированных циклах.

Одним из способов повышения коэффициента использования теплоты топлива является утилизация уходящих газов ГТУ в котлах-утилизаторах с целью получения горячей воды для отопления и горячего водоснабжения. Простейшая принципиальная тепловая схема такой утилизационной ГТУ приведена на рис. 1.1.

Коэффициент использования теплоты топлива в такой установке в зависимости от параметров газа и доли утилизируемой теплоты составляет 80-90%. Существенным недостатком схемы является невозможность повышения тепловой мощности котла-утилизатора. Кроме того, в случае аварийного останова газовой турбины отпуск теплоты потребителям прекращается. Эти недостатки устраняются в схемах теплофикационных ГТУ с камерой дополнительного сжигания топлива перед котлом-утилизатором (см. рис. 1.2.). . [Л.7;,8;,9;].

Рисунок 1.2 - Теплофикационный ГТУ с камерой дополнительного сжигания топлива перед котлом-утилизатором.

К - компрессор; КС - камера сгорания; ГТ -газовая турбина; К-У - котел утилизатор; Э - эжектор; ОК - обратный клапан; РТ -регулятор температуры; РО - регулятор отбора воды.

Рис.унок 1.1 - Принципиальная тепловая схема мини-ТЭЦ на базе ГТУ.

К - компрессор; КС - камера сгорания; ГТ -газовая турбина; К-У - котел утилизатор; Э - эжектор; ОК - обратный клапан; РТ -регулятор температуры; РО - регулятор отбора воды.

Объект исследования . Газовая турбина, рекуператор, котел утилизатор, температура продуктов сгорания, промышленное предприятие Шуртаннефтгаз. При этом, утилизационные ГТУ могут быть выполнены по следующим схемам:

• -    дожигание топлива осуществляется в воздухе с последующим смешением продуктов сгорания с уходящими газами;

• -    дожигание топлива осуществляется в среде уходящих газов с добавлением воздуха;

• -    дожигание топлива осуществляется в уходящих газах.

  

  Рисунок 1.4 - Конструкция дожигательного устройства

  
  

Рисунок 1.3 - Котел-утилизатор с дожигающим устройством

На рис. 1.3 и 1.4 показаны принципиальная схема котла утилизатора с дожигающим устройством и сама конструкция дожигательного устройства, разработанного АО ТКЗ «Красный котельщик». Дожигательное устройство позволяет производить сжигание дизельного топлива или природного газа в потоке газов за газовой турбиной.

Специфические условия работы мини-ТЭЦ определяют особенности, отличающие их от традиционных ТЭЦ. К ним относятся:

• -    ориентация на конкретный локальный объект энергоснабжения с заданным графиком тепло- и электроснабжения, долей нагрузки горячего водоснабжения;

• -    повышенные требования к качеству топлива и целесообразность проектирования на один вид топлива - природный газ;

• - расположение мини-ТЭЦ вблизи потребителей предъявляет повышенные требования по обеспечению экологической безопасности.

Указанные специфические условия, в основном режимного характера, требуют от мини-ТЭЦ выполнения достаточно жестких требований по надежному обеспечению потребителей тепловой энергией. Эти требования обеспечиваются комплексом мероприятий, включающих повышение надежности отдельных элементов и агрегатов систем теплоснабжения, применением различных способов резервирования, в частности функционального и временного. Примером реализации этих способов повышения надежности является использование баков-аккумуляторов горячей воды (АГВ) на мини-ТЭЦ с ГТУ.

Конкретный выбор расчетной схемы ГТУ-ТЭЦ зависит от ряда факторов: величины присоединенной тепловой нагрузки и ее структуры, режимов теплопотребления, климатическими условиями, требуемой надежностью и т.п. [Л.10;].

Рисунок 4 - Модуль котла утилизатора.

Техническая характеристика оборудования.

Техническая характеристика котла-утилизатора КУ-ГТП-10/0,9-220

Номинальная паропроизводительность, т/ч               0,0

Давление пара в барабане, кгс/см 2 (ата)	– 8,0 (9,0)
Давление перегретого пара, кгс/см 2 (ата)	– 7,5 (8,5)
Температура перегретого пара, °С	– 220
Количество охлаждаемых газов, нм 3 /ч	– 91330
Температура газов на входе, °С	– 417
Температура газов на выходе, °С	– 203
Температура питательной воды, °С	– 104
Поверхность нагрева КУ (общая), м 2	– 1233,12
– пароперегреватель	– 23,34
– испарительная часть	– 1052,8
– экономайзер	– 156,98
Общая длина труб Ø 32×3, м	– 12250,26
Общая масса труб Ø 32×3, кг	– 26296,2
Барабан 1226 × 13 × 6000мм	Ø-1226 мм
	δ-13мм
	L-6000мм

Техническая характеристика деаэратор ДА-25

-абсолютное давление              -0,12 МПа

-вместимость полезная              - 8 м ³

-производительность                -25 т/ч

Техническая характеристика насос питательный ЦНС (г) – 38 – 132

-производительность               -38 м ³ /ч

-напор                            -123 м

-температура среда (горячая вода)   -105 °С

-мощность электродвигателя       -30 кВт

-оборот                            -3000 об/мин

Техническая характеристика циркуляционный насос НКУ-160/80

-производительность               -160 м ³ /ч

-напор                            -80 м

-температура среда (горячая вода)   -255°С

-мощность электродвигателя        -45 кВт

-оборот                            -1500 об/мин

Техническая характеристика насос ХВО марки КМ-65-50-160

-производительность               -25 м ³ /ч

-напор                            -32 м

-мощность электродвигателя -оборот

-5,5 кВт -3000 об/мин

Техническая характеристика дымососа ДН-19Б (комплект)

-производительность	-130 тыс. м 3 /ч
-напор	-343 кгс/м 2
-мощность электродвигателя -оборот	-200 кВт -1000 об/мин

Труба дымовая Н = 42м, Д = 2,2м[Л.11;,12;13;].

Результаты разработки. Для покрытия максимальных тепловых нагрузок предусмотрено сжигание дополнительного топлива в камере дожигания с максимальной мощностью 5,2 МВт. Потребный расход топлива на дополнительное сжигание составил 35,5 т у.т.

В результате разработки и анализа инвестиционного проекта получены следующие интегральные показатели мини-ТЭЦ:

• -    индекс доходности 1,27;

• -    внутренняя норма доходности по проекту 0,23;

дисконтированный срок окупаемости инвестиций - 2,8 лет.

Суммарный расход теплоты по всем входам тепловых нагрузок составляет 3,3 МВт при номинальной мощности котла-утилизатора 3,7 МВт. Таким образом, теплоснабжение компрессорной станции может быть реализовано одним котлом-утилизатором, для которого топливная составляющая затрат равна нулю.

В перспективе, комплектация других ГПА котлами-утилизаторами может обеспечить работу тепличного хозяйства. По этой причине произведена оценка площади тепличного хозяйства. В соответствии с методикой [6], при двойном остеклении и металлических шпурсах, коэффициент теплопередачи принимается равным k=3,3 Вт/(м ² - К). При стандартной ширине теплицы 10 м, высоте 2,6 м и длине 100 м площадь остекления составляет 2600 м ² . При нормативной температуре внутри теплицы +18 ° C и расчетной наружной температуре t н_о = - 5 ° C тепловые потери через остекление составляет

Q max = k• F - At = 3,3 • 2600 • 23 = 202 кВт.

С учетом потерь теплоты в почву (которая принимается равным 15%), требуемая тепловая мощность для обогрева теплицы составит:

Q ‘ ^max = 1,15 • Q _o ^max = 1,15 • 202 = 223,3 кВт

Следовательно, котел-утилизатор может обеспечить теплоснабжение теплиц с площадью не менее 14000 м ² . Еще одним вариантом для утилизации теплоты выхлопных газов ГПА могла стать реконструкция системы теплоснабжения близлежащих населенных пунктов с использованием котлов-утилизаторов единичной мощностью 3,2 Гкал/час.[Л.13;,14;].

Таблица 1 - Ориентировочные стоимости оборудование и затрат за один турбокомпрессорным агрегатом

№ п/ п	Наименование	Ед. Изм-я	Количест во	Стоимость млн. сум	Сумма млн. сум
1	Котел-утилизатор КУ-ГТП-10/0,9-220	Ком.	2	836,3	1 672,6
2	Деаэратор ДА-25/8	шт	1	87,0	87,0
3	Насос питательный ЦНСГ-38-132	шт	2	4,74	9,48
4	Дымосос ДН-19БГМ	шт	2	20,0	40,0
5	Циркуляционные насосы НКУ-160/80	шт	4	27,5	110,0
6	Дымовая труба высотой Н=42м,Д=2,2м	шт	1	33,0	33,0
7	Насос ХВО КМ-65-50-160	шт	2	1,0	2,0
7	Запорная,предохранителная и запорная арматура	единиц	120	0,3	36,0
8	Газоходы Д-2020х10	п/м	40	2,4	96,0
9	Опорные конструкция под газоходы	кг	1500		13,0
10	Электрооборудование				150,0
12	Строительные работы				400,0
13	Монтажные работы				400,0
14	Наладочные работы				200,0
	Всего на один агрегат				3 249,08
					США $1 353 783,33
	Всего на двух агрегат				6 498,16

Расчет

Количество вторичного тепла

Q = C г × V г × (t 1 – t ух ) = 0,317 × 182660 × (417 – 203) = 12 391 289 ккал/ч.

где

C г = 0,317

ккал

3 м • с

– теплоемкость газов на входе в КУ (по тепловому расчету);

t 1 = 417°С – температура газов на входе КУ;

t ух = 203°С – температура на выходе КУ;

V г = 2 × 91330 = 182660 нм ³ /ч – количество газов, проходящих через два КУ;

Экономия природного газа за счет выработки вторичного тепла

А В г

Q

Q р х КПД  8095 х 0,85

= 1800,86 м ³ /ч,

Q ® = 8095 ккал/м ³ - теплотворная способность природного газа;

КПД = 0,85 – средний КПД котельной на газе.

Годовая выработка теплоэнергии за счет вторичного тепла составит:

Q год = Q × τ = 12 391 289 × 8000 × 10 ^-6 = 99 130 Гкал/год

Годовой расход электроэнергии на привод циркуляционных насосов: ∆W ц.н = N ц.н × τ = 75 × 8000 = 600 000 кВт - ч/год

Годовая экономия от выработки вторичного тепла

Э Гкал = Q год × Ц Гкал = 99 130 × 13 453 = 1 333 595 900 сум/год

Затраты на дополнительную электроэнергию

З эл = ∆W ц.н × Ц эл = 600 000 × 112,80 = 67,68 млн. сум

Годовой экономический эффект

Э год = (Э Гкал – З эл ) – Е н × К д = (1 333,596 – 67,68) × 10 ⁶ – 0,15 × 3,25 × 10 ⁹ =

= 860 915 000 сум ≈ 778,4 млн. сум

Срок окупаемости дополнительных капвложений

Т =

К д _        3,25 X 10 9

~ 2,2,5 лет

( Э гкал - З эл ) = ( 1333,596 - 67,68 ) х 10 6

Выводы

• 1.    Рассмотрены и изучены варианты внедрения на компрессорной станции водогрейного котла утилизатора, работающего на отходящих высокотемпературных продуктах сгорания газовой турбины между выходом турбины и дымовой трубой, с целью экономии топливного газа, сжигаемого на котельной. При этом повышается энергоэффективность использования тепловой энергии по КС.

• 2.    Рассчитаны количественные показатели эффективности замены существующей водогрейной газовой котельной на котел утилизатор, который в будущем станет источником выработки тепловой энергии в виде горячей воды на теплофикационные нужды КС и жил поселка.

• 3.    При внедрении предлагаемого проекта, во первых экономится топливо, ранее расходуемое на существующую котельную, во вторых, выработка тепловой энергии в виде отопительной воды будет производиться за счет утилизации теплоты высокотемпературных (400-500 ^о С) уходящих газов газотурбины, в третьих можно будет демонтировать топливо сжигающие котлы котельной КС, что приведет к значительному снижению эксплуатационных расходов.

• 4.    Утилизация теплоты продуктов сгорания ГПА для теплофикационных нужд компрессорной станции приводит к экономии топлива сжигаемого в котельной в количестве 2422 тонн условного топлива в год, что равноценно 2070 тыс. м ³ натуральному (природному) газу, а в денежном выражении 351,5 млн. сум/год. Срок окупаемости проекта около 8 месяцев, возможная годовая прибыль от внедрения 170 млн. сум. Кроме того, уменьшается количество вредных выбросов котельной в атмосферу пропорционально с сэкономленному топливу.

с.

Доцент Саматова Шоира Юлдашевна (Узбекистан)

Cтарший преподаватель Пардаев Зокир Элмуродович (Узбекистан) Ассистент: Мирзаёрова Севара Убайдуллаевна (Узбекистан) Одарённый студенты: Хамраев Ширинбек Гуломжон угли (Узбекистан)

HEAT UTILIZATION OF EXHAUST GASES OF GAS PUMPING UNITS OF COMPRESSOR STATIONS OF SHURTANNEFTGAZ

Associate Professor Samatova Shoira Yuldashevna (Uzbekistan) Senior Lecturer Pardaev Zokir Elmurodovich (Uzbekistan) Assistant: Mirzayorova Sevara Ubaydullaevna (Uzbekistan) Gifted students: Khamraev Shirinbek Gulomjon ugli (Uzbekistan) Nurmanov Otabek Isroil coals (Uzbekistan)

Karshi Engineering - Economic Institute Department "Heat power engineering"