авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

«Открытое акционерное общество «Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа» (ОАО «НИПИгазпереработка») ПРОБЛЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ ...»

-- [ Страница 3 ] --

51.7:665.6 © А. А.Светов ИНТЕГРАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ПНГ А. А. Светов (ОАО «НИПИгазпереработка») Согласно последним данным, промышленные предприятия стра ны затрачивают на производство товарной продукции в три раза больше топливно-энергетических ресурсов (тепло, электроэнергия, топливный газ), чем зарубежные производители. Энергоемкость товарной продукции, выпускаемой газоперерабатывающими про изводствами, также значительно выше зарубежных показателей, что приводит к увеличению ее себестоимости, значительную часть которой составляют затраты на энергоресурсы, и снижает ее кон курентоспособность.

Низкая эффективность использования энергоресурсов при пере работке попутного нефтяного газа (ПНГ) на действующих произ водствах в целом обусловлена моральным и физическим старением применяемого технологического оборудования, а также использу емыми технологиями и подходами к проектированию установок (построенных 20–30 лет назад), которые не были ориентированы на энергосбережение. В совокупности это предопределяет высокую энергоемкость выпускаемой продукции, что приводит к уменьше нию прибыли предприятий, а также ведет к увеличению выбросов вредных веществ в окружающую среду. Таким образом, повышение энергоэффективности — это одновременно увеличение прибыли и конкурентоспособности производства, а также снижение его вред ного влияния на экологию.

Текущая ситуация и направления энергосбережения в техно логических процессах. При переработке ПНГ основными потре бителями энергоресурсов являются технологические процессы, которые потребляют электроэнергию, топливный газ и тепловую энергию. Отдельно следует выделить холодные утилиты, которые предназначены для отвода тепловой энергии из технологических процессов — это холодильные циклы, воздушное и водяное охлаж дение. Как правило, холодные утилиты, в свою очередь, потребляют электрическую энергию.

Основными причинами высокого удельного энергопотребления, которое характерно действующим газоперерабатывающим произ водствам, являются:

• отсутствие жесткого контроля за использованием энергоноси телей;

• применение морально устаревшего и, следовательно, неэффек тивного технологического оборудования;

• использование консервативных технологий и подходов к про ектированию технологических процессов.

Следовательно, основными направлениями снижения потребле ния энергии являются:

• внедрение систем мониторинга за использованием энергоре сурсов;

• применение современного технологического оборудования;

• использование при проектировании новых и реконструкциях существующих установок современных технологических решений и подходов, одним из которых является так называемая интеграция тепловых процессов.

Методология интеграции тепловых процессов, которая в мире больше известна как «пинч-анализ», зародилась в Европе во время энергетического кризиса 1970-х гг. прошлого столетия и сформи ровалась в начале 1980-х гг. Интеграция тепловых процессов пред назначена для минимизации потребления энергии химико-техно логическими системами и включает в себя следующие основные элементы:

• собственно пинч-анализ, необходимый для определения ми нимального количества тепловой энергии, которое требуется под вести к технологическому процессу и вывести из него посредством холодных утилит;

• набор инструментов, предназначенных для построения сети теплообменных аппаратов, которая обеспечивает минимальное по требление энергоресурсов, рассчитанное при пинч-анализе;

• инструментарий, необходимый для оптимизации стоимости сети теплообменных аппаратов и выбора источников энергоснабже ния. Данный инструментарий преимущественно используется на предпроектных стадиях моделирования новых установок.

Применение данной методологии на западе в течение нескольких десятилетий показало ее высокую эффективность при проектирова нии и реконструкциях значительного количества технологических установок в различных отраслях промышленности.

Потенциал применения интеграции тепловых процессов при переработке ПНГ. В рамках первого этапа корпоративного НИОКРа по энергосбережению, выполняемого НИПИгазпереработкой для СИБУРа, институтом разрабатываются мероприятия по повышению энергоэффективности на Нижневартовском газоперерабатывающем комплексе. Одними из объектов исследования являются техноло гические установки МАУ-3 и МАУ-4, на которых осуществляется переработка ПНГ методом низкотемпературной абсорбции. Уста новки практически идентичны по аппаратурному оформлению, и на рисунке 1 представлена их принципиальная технологическая схема, которая была разработана в 1970-х гг. прошлого века.

Тепловая энергия подводится к процессу посредством прямого нагрева бензина-абсорбента в трубчатой печи. Выводится тепло из процесса путем воздушного охлаждения и использования пропано вого холода.

Пинч-анализ технологической схемы. После проведения обсле дования установок и получения необходимых исходных данных на специальном программном комплексе (AspenHYSYS v2006, ком пании ASPENTECH, США) было выполнено моделирование тех нологической схемы. При моделировании были определен техно логический режим работы установки, а также расчетным путем было вычисленно количество тепловой энергии, которая по факту отводится и подводится к технологическому процессу.

Далее в данной схеме был определен перечень холодных и го рячих технологических потоков. Холодными называют потоки, которые в технологическом процессе необходимо нагреть, горячие потоки — соответственно, охладить. Следует отметить, что приня тые названия показывают не температурный потенциал потоков, а направление изменения их температур. Например, если поток изменяет температуру с 300 до 500 °С, то он является «холодным»

так как требует нагрева.

Рисунок 1 — Принципиальная технологическая схема МАУ Также определены потоковые теплоемкости, и на температурно энтальпийной диаграмме (Н-Т) построены составные кривые (СР) холодных и горячих технологических потоков. Принцип построе ния составных кривых представлен на рисунке 2. Фактически со ставная кривая представляет собой совокупность соответствующих потоков на диаграмме Н-Т.

Рисунок 2 — Принцип построения составных кривых на температурно-энтальпийной диаграмме Совместное изображение горячей и холодной составных кривых технологической схемы МАУ, которое представлено на рисунке 3, позволяет получить целевое энергопотребление для горячих и хо лодных энергоносителей.

Рисунок 3 — Совместное изображение горячей и холодной составных кривых технологического процесса:

Qхол, Qгор — тепловая нагрузка на холодные и горячие утилиты, Qрек — количество тепловой энергии, которую возможно рекуперировать в системе Проекция области перекрытия составных кривых на ось абсцисс показывает то количество энергии, которое возможно рекупериро вать в данном процессе. Проекции неперекрытых областей показы вают количество тепла, которое необходимо подвести к процессу и вывести из него.

Составные кривые возможно сдвигать друг относительно дру га вдоль оси абсцисс. Относительное смещение составных кривых обеспечивает увеличение или уменьшение количества тепловой энергии, которую требуется подвести и отвести от технологическо го процесса.

Пинчем называется область/точка максимального сближения кривых (на рисунке 3 пинч обведен овалом). Ограничением и, сле довательно, определяющим фактором потребления энергии техно логическим процессом является минимальное сближение темпера тур на пинче, характерное для типа теплообменного оборудования, применяемого в системе.

Минимальное сближение температур, характерное для кожу хотрубчатых теплообменников, которые по факту используются в схеме, составляет 10 °С. При использовании пластинчатых тепло обменных аппаратов можно достигнуть эффективное сближение температур в 5 °С. В результате составные кривые больше прибли жаются друг к другу, и, как следствие, уменьшаются нагрузки на холодные и горячие энергоисточники, поскольку увеличивается степень рекуперации тепловой энергии.

В таблице 1 представлены фактическое потребление энергии су ществующей схемой, а также потребления энергоресурсов, которые возможно достичь при минимальных сближениях температур, ха рактерных для разных типов теплообменного оборудования. Дан ные величины энергопотребления были определены в результате пинч-анализа.

Таблица 1 — Сравнение показателей энергопотребления Суще- Пинч Наименование ствующая Пинч-анализ, % анализ Тmin =10 °C показателя Тmin =5 °C схема Холодные ути- 19 260 16 540 15 440 14… литы, кВт Горячие утили- 12 650 9 920 8 820 21… ты, кВт Суще- Пинч Наименование ствующая Пинч-анализ, % анализ Тmin =10 °C показателя Тmin =5 °C схема Холодные ути- 19 260 16 540 15 440 14… литы, кВт Горячие утили- 12 650 9 920 8 820 21… ты, кВт Пинч-анализ показал, что при использовании кожухотрубча тых теплообменников минимальное потребление холодных ути лит может быть на 14 %, а горячих утилит — на 21 % ниже, чем фактическое. При использовании пластинчатого теплообменного оборудования потенциал энергосбережения составляет 20 и 30 % соответственно.

Необходимо отметить, что указанные минимальные сближения температур необходимо достичь на теплообменном оборудовании, которое по схеме используется в районе пинча.

Оптимизация технологической схемы По результатам пинч-анализа была построена сеточная диа грамма существующей теплообменной сети, представленная на ри сунке 4. Сеточная диаграмма является представлением сети тепло обменных аппаратов в виде горячих и холодных технологических потоков. Горячие потоки (те, которые требуется охладить) распо ложены в верхней части диаграммы и направлены слева направо.

Холодные потоки, которые в процессе необходимо нагреть, располо жены в нижней части диаграммы и направлены в противоположную сторону. Теплообменники обозначаются двумя окружностями на соответствующих теплообменивающихся потоках, которые соеди нены линиями. Пинч вертикальной линией делит сеточную диа грамму на подсистему выше пинча (она слева) и подсистему ниже пинча (она справа).

Согласно основным принципам пинч-анализа, запрещена пере дача тепла из подсистемы выше пинча в подсистему ниже пинча, так как это приводит к соответствующему увеличению тепловых нагрузок как на холодные, так и на горячие утилиты. При постро ении сеточной диаграммы фактической теплообменной сети было установлено, что в одном из теплообменных аппаратов происходит передача тепла через пинч из подсистемы, которая находится выше пинча, в под-систему ниже пинча.

Далее на основе инструментариев методологии интеграции теп ловых процессов была построена оптимальная диаграмма тепло обменной сети, в которой исключен перенос тепла через пинч, она представлена на рисунке 5. Данная конфигурация теплообменной сети обеспечивает минимальное потребление энергоресурсов, ко торое было определено при пинч-анализе технологической схемы.

При этом по сравнению с фактической схемой нагрев потока № должен осуществляется потоком № 14.

При построении оптимизированной сеточной диаграммы было принято минимальное сближение температур в 10 °С, что соответ ствует типу теплообменного оборудования, установленному в фак тической схеме.

Сущность оптимизации теплообменной сети представлена на рисунке 6. Слева на рисунке — существующая схема узлов абсорбционно-отпарной колонны (АОК) К-502 и десорбера К-503;

справа на рисунке — оптимизированная схема системы рекупера ции колонных узлов.

Рисунок 4 — Сеточная диаграмма существующей теплообменной сети МАУ Рисунок 5 — Сеточная диаграмма модернизированной теплообменной сети МАУ — исключена передача тепла через пинч Рисунок 6 — Сущность оптимизации теплообменной сети: слева — существующая схема колонн К-502 и К-503, справа — оптимизированная схема В существующей схеме тепло к кубовому продукту АОК частич но подводится за счет подачи в кипятильник И-502 абсорбента, ко торый в свою очередь нагревается в печи П-501, а частично — за счет рекуперации тепла тощего абсорбента из куба К-503, который после охлаждения в И-502 охлаждается, нагревая боковой отбор колонны К-502.

В новой схеме тепловая энергия к кубовому продукту К-502 в испарителе И-502 подводится только за счет рекуперации тепла то щего абсорбента, поступающего из куба десорбера К-503. При этом боковой отбор колонны К-502 нагревается в испарителе И-503-1 за счет охлаждения и частичной конденсации верхних паров десорбера К-503. Таким образом, исключается передача тепла через пинч и в результате нагрузка на трубчатую печь П-501 снижается не менее чем на 20 %. Соответственно, экономится топливный газ, сжигае мый в печи. Также в оптимизированной схеме верхние пары десор бера К-503 отдают свое тепло в испарителе бокового отбора К-502, что снижает нагрузку на воздушный холодильник ВХ-502, т. е. на холодные утилиты.

Для реализации данной схемы потребуется замена испарителей И-502 и И-503, в качестве которых предполагается использовать пластинчатые теплообменные аппараты. В остальном конфигурация схемы не изменяется.

Экспертная оценка капитальных затрат и эффектов от опти мизации теплообменной сети показала, что при снижении энер гозатрат и, следовательно, потребления топливного газа в печи П-501 на 20 % экономия текущих затрат ориентировочно составит 18 млн руб./год. При этом капитальные затраты на реконструкцию оценены в 40 млн руб. Таким образом, простой срок окупаемости изложенного решения составит 2,2 лет.

Следующим шагом модернизации данных технологических уста новок является внедрение теплонасосного цикла, что обеспечит до полнительную экономию энергоресурсов.

Заключение Технологические решения, разработанные институтом, показы вают потенциал повышения энергоэффективности от применения методологии интеграции тепловых процессов на объектах перера ботки попутного нефтяного газа. Следует отметить, что наибольшая эффективность от применения методологии достигается при модер низации химико-технологических систем с большим количеством и разветвленной сетью теплообменных аппаратов.

Институт «НИПИгазпереработка», являясь центром компетен ции ЗАО «СИБУР Холдинг» в области оборудования и технологий переработки попутного нефтяного газа, располагает:

• программным обеспечением, необходимым для моделирования процессов разделения и теплообмена;

• колоссальным опытом внедрения инновационных технологи ческих решений и наукоемкого оборудования;

• научно-технической базой, на которой непрерывно осущест вляются стендовые испытания высокоэффективных внутренних устройств технологического оборудования.

Мы обладаем всеми ресурсами, необходимыми для квалифици рованного решения задач повышения энергоэффективности, и от крыты для взаимовыгодного сотрудничества.

УДК 66.013.6;

51-7:665.6 © И. С. Булатов УЛУЧШЕНИЕ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В СИСТЕМАХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ И. С. Булатов (The University of Manchester в сотрудничестве с Process Integration Ltd, Cal Gavin Ltd, Н-Пром Бюро) Интеграция процессов является семейством методов, позволя ющих комбинировать несколько технологических схем и снижать таким образом потребление ресурсов и выбросы вредных отходов.

Пинч-метод проектирования — один из первых методов интеграции процессов, прежде всего тепловых, позволяет определять, мини мизировать и достигать целевых значений потребления внешних теплоносителей [1, 2]. Метод был разработан в Манчестерском уни верситете науки и технологии — UMIST (теперь Университет Ман честера) в 1980-х гг. и с тех пор получил самое широкое применение в перерабатывающих отраслях промышленности. В качестве при мера приведем несколько публикаций [3–6].

Базовые принципы пинч-метода представлены на рисунке 1.

Составные тепловые кривые строятся на графике энтальпия-темпе ратура (Н-Т) путем объединения индивидуальных горячих или хо лодных потоков. Составные кривые показывают, как происходило бы изменение энтальпии и температуры индивидуальных горячих/ холодных потоков, если бы они были одним горячим/холодным потоком. Область перекрытия кривых вдоль оси энтальпии пока зывает количество теплоты, которое может быть рекуперировано.

Задание минимальной разности температур определяет величину смещения составных кривых относительно друг друга и, соответ ственно, величину рекуперации тепла и потребности во внешнем горячем и холодном теплоносителях.

Рисунок 1 — Целевые значения рекуперации тепла и внешних теплоносителей Составной частью пинч-метода является проектирование си стемы теплообменников на основе полученных целевых значений.

Схематически это показано на рисунке 2: зная параметры техно логической схемы, определяют целевые (минимальные) значения энергопотребления и на их основе проектируют систему теплообмен ников (СТ), удовлетворяющую этим целевым значениям.

Наряду с преимуществами (главными из которых являются простота и термодинамически обоснованный анализ системы), пинч-метод имеет и свои ограничения. Перечислим основные огра ничения применения метода при модернизации системы теплооб менников (СТ). Этот метод не дает однозначного ответа на вопрос, какую минимальную разность температур (Tmin) следует использо вать, при этом различные Tmin дадут различные варианты модерни зации. При использовании этого метода возникает слишком много изменений, которые необходимо реализовать в действующей СТ.

Модернизация рассматривается как проектирование псевдо-новой СТ. Модернизация начинается с технологического решения по но вой СТ и развивается в сторону существующей схемы при помощи знаний и интуиции разработчика.

Рисунок 2 — Проектирование системы теплообменников на основе полученных целевых значений Современные подходы к проектированию и модернизации пред полагают применение пинч-метода в комбинации с другими мето дами, такими как оптимизация гиперструктуры и стохастическая оптимизация.

При оптимизации гиперструктуры в первую очередь разраба тывается структура, подлежащая сокращению (гиперструктура).

Гиперструктура изначально содержит элементы избыточности. Она также содержит в себе все элементы, являющиеся кандидатами для оптимальной системы. Оптимизация гиперструктуры — сложная математическая задача из-за нелинейного характера уравнений.

В этом методе сложно добиться надежных практических решений для больших задач. Кроме того, разработчик отстранен от процесса принятия решений.

Стохастическая оптимизация, например алгоритм модельной «закалки» — Simulated Annealing (названный по аналогии с процес сом закалки металла), избегает попадания в локальные оптимумы.

Этот метод может генерировать оптимальные решения независимо от начальных приближений. Ему не требуется градиентов, но он более медленный, чем детерминированные методы.

Комбинация данных методов применялась нами для выработки низкостоимостных технологических решений для улучшения про изводства. Работа выполняется в рамках технологического альянса Университета Манчестера и компаний Process Integration Ltd, Cal Gavin Ltd и Н-Пром Бюро, а также в рамках совместного проекта Европейского союза INTHEAT.

При выработке технологических решений рассматриваются сле дующие потенциальные области энергосбережения на предприятии:

• оптимизация рекуперации тепла и модернизация;

• модернизация действующих систем теплообменников;

• интенсификация рекуперации тепла;

• оптимизация интегрированных ректификационных систем;

• анализ производственно-территориального комплекса и опти мизация его системы тепло- и энергоснабжения;

• рекуперация низкотемпературного тепла;

• улучшение холодильной системы;

• оптимизация водородной системы и системы газоснабжения.

Классическая пинч-технология предполагает добавление новой площади поверхности теплообмена при модернизации, что часто с трудом реализуемо на производственной площадке из-за нехватки места, нарушения целостности системы и возможных значительных затрат.

Предлагаемый подход основан на возможности использования действующего оборудования и увеличения его эффективности. Мы также проводим модернизацию систем управления.

Приведем пример модернизации простой СТ. Если следовать классическому пинч-методу, модернизизация СТ потребует слиш ком много дорогостоящих изменений в структуре СТ (рисунке 3).

Рисунок 3 — Варианты модернизации СТ Концептуально предлагаемый подход представлен на рисунке 4.

Отличия данного подхода от существующих методов модерниза ции заключаются в том, что он:

• принимает во внимание существующую структуру;

• принимает во внимание технологии улучшения эффективности оборудования;

• использует различные модификации;

• соблюдает баланс между капитальными и эксплуатационными затратами;

• предусматривает активный контроль со стороны проектиров щика касательно сложности системы и при этом является автома тизированным.

Рисунок 4 — Предлагаемый подход модернизации СТ Действующая СТ рассматривается как исходная точка проек тирования. Анализ перехода от одного варианта модернизации к другому происходит путем интенсификации теплообмена: в трубном пространстве и в межтрубном пространстве. Далее рассматривается изменение структуры СТ: нагрузка ТО, доля расщепления потока, переобвязка, изменение последовательности ТО, добавление/уда ление разделителя потоков. Осуществляется оценка стоимости и энергопотребления каждого из вариантов модернизации с помощью указанных выше технологий и методов. На последнем этапе вы является оптимальный вариант модернизации после серии шагов оптимизации от исходной системы.

Последовательность шагов проекта представлена на рисунке 5.

Интенсификация теплообмена в трубном пространстве может быть осуществлена применением:

• вставок из закрученной ленты для увеличения турбулентности в спиральном потоке;

• вставок из спиральной проволоки;

• матричных элементов hiTRAN®, состоящих из сеточной спи рали различной плотности. (Используются для увеличения про водимости вблизи стенки, а также для улучшения коэффициента теплопередачи в ламинарном режиме).

Рисунок 5 — Последовательность этапов проекта Для интенсификации теплообмена в межтрубном пространстве можно рассмотреть варианты использования:

• спиральных перегородок Helical Baffles®, они уменьшают чис ло застойных зон, в которых не происходит теплообмена между те плоносителями;

• перегородок EM Baffles®.

Широко распространенное опасение применять интенсификацию теплообмена связано с предположениями о возможном увеличении загрязнения в теплообменных аппаратах (хотя в действительности интенсификаторы могут наоборот снижать загрязнение). Интенси фикация теплообмена обеспечивает больший коэффициент тепло передачи и делает возможным уменьшение размеров и, следователь но, стоимости ТО, а также делает технологические процессы более эффективными. Меньшее количество пучков труб при одинаковой нагрузке, более компактные конструкции, меньшее энергопотре бление, увеличение выпуска продукции, повышение управляемо сти процессов, улучшение качества продукта, уменьшение реакций кристаллизации и отложения загрязнений — все это делает приме нение интенсификаторов эффективным вариантом.

В качестве примера была рассмотрена установка атмосферной перегонки (рисунке 6) [7]. Необходимо максимизировать темпера туру на входе в печь 1.

Рисунок 6 — Модель технологической схемы Конфигурация действующей системы теплообменников (2) по казана на рисунке 7.

Рисунок 7 — СТ действующей установки Результаты проведенного пинч-анализа — составные тепловые кри вые (рисунок 8) и ряд целевых значений, приведенных в таблице 1.

Рисунок 8 — Составные кривые для действующей технологической системы Таблица 1 — Целевые значения Tmin (без интенсификации) 20 °C Tmin (с интенсификацией) 5 °C 268 °C Максимальная температура на входе в печь 253 °C Пинч-температура горячих потоков Потребность в горячем теплоносителе 54,6 МВт Потребность в холодном теплоносителе 33 МВт В качестве целевой функции была задана максимизация энергос бережения при минимальных затратах и заданном объеме выпуска продукции. В результате осуществлена интенсификация теплообме на, оптимизирована площадь поверхности теплопередачи, при этом структура СТ осталась без изменений.

Предложения по модификации СТ приведены ниже:

• 14 ТО будут модифицированы (интенсификаторы или увеличе ние площади поверхности теплообмена).

• Если бы был выбран вариант увеличения площади поверхно сти, общая дополнительная площадь составила бы 2 509 м2 (нижняя строка таблицы 2).

• При осуществлении интенсификации ТО не требуется никакой дополнительной площади.

• Потребление горячего энергоносителя сократилось на 11,7 % (с 54,6 до 48,2 МВт).

• Результат уменьшение энергопотребления или увеличение ис пользования мощности печи для увеличения выпуска продукции.

Таьлица 2 — Варианты модификации СТ для достижения показателя энергосбережения в 6,4 МВт Модифицированные ТО Энергосбережение (МВт) ЕХ4 (0,2820,423), ЕХ6 (0,2090,256), ЕХ16 (1,151,172), ЕХ17 (0,1880,281), ЕХ18 (0,130,195), Интенсификация ЕХ20 (0,270,405), ЕХ21 (0,544 0,816), действующего 6, оборудования ЕХ22 (0,3360,504), (кВт/м2•К) ЕХ23 (0,9741,455), ЕХ24 (0,1440,216), ЕХ26 (0,80,898), ЕХ27 (0,1150,172), ЕХ28 (0,3330,499), ЕХ29 (0,2350,351) ЕХ4 (175262), ЕХ6 (650796), ЕХ16 (129131), ЕХ17 (208310), ЕХ18 (208311), Добавление ЕХ20 (13852077), площади поверх- ЕХ21 (2842), 6, ности (новые ТО) ЕХ22 (83125), (м2) ЕХ23 (4262), ЕХ24 (10381558), ЕХ26 (300337), ЕХ27 (233349), ЕХ28 (10201528), ЕХ29 (240358) Оптимизированная конфигурация СТ показана на рисунке 9.

Выделенные жирным теплообменники требуют установки интен сификаторов (или добавления площади поверхности).

Рисунок 9 — Оптимизированная конфигурация СТ Таким образом, предлагаемый вариант обеспечивает значитель ную экономию энергопотребления путем модернизации СТ. Мето дология, основанная на оптимизационных методах, может иден тифицировать наиболее экономичный вариант реконструкции СТ.

Осуществление интенсификации исключает необходимость струк турной модификации, для нее не потребовалось дополнительной площади поверхности, переобвязки. Расходы на реконструкцию путем установки интенсификаторов несопоставимо ниже других вариантов модернизации СТ.

ЛИТЕРАТУРА 1. Linnhoff B., Townsend D. W., Boland D., Hewitt G. F., Thom as B. E. A., Guy A. R., Marsland R. H. // A user guide on process inte gration for the efficient use of energy // Rugby, U. K. 1982 [Revised edition published in 1994].

2. Smith R. // Chemical process design // New York, McGraw-Hill.

2005.

3. Linnhoff B., Vredeveld D. R. // Pinch technology has come of age// Chemical Engineering Progress. 1984. № 80 (7). С. 33–40.

4. Смит Р., Клемеш Й., Товажнянский Л. Л., Капустенко П. А., Ульев Л. М. // Основы интеграции тепловых процессов // НТУ «ХПI». Харьков, 2000.

5. Kemp I.C. Pinch analysis and process integration. A user guide on process integration for efficient use of energy // Elsevier, Amster dam, 2007.

6. Kleme J., Friedler F., Bulatov I., Varbanov P. // Sustainabil ity in the process industry. Integration and optimization // McGraw Hill, 2011.

7. Pan M., Bulatov I., Smith R., Kim J.-K.// Improving energy recovery in heat exchanger network with inten-sified tube-side heat transfer // Chemical Engineering Transactions, 2011. № 25.

С. 375–380.

УДК 66.011 © Коллектив авторов ПРИМЕНЕНИЕ ПРИНЦИПОВ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИ ОБРАТИМОЙ РЕКТИФИКАЦИИ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТ В РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССАХ А. В. Литвиненко, Ю. В. Аристович, А. О. Шеин, Г. Г. Тютюник, М. А. Грицай (ОАО «НИПИгазпереработка») В последние годы планомерное снижение энергетических за трат на действующих газоперерабатывающих и нефтехимических производствах стало неотъемлемым условием конкурентоспособ ности предприятий. Значительная доля энергетических затрат на этих производствах приходится на процессы разделения, схемы которых построены с применением большого числа колонных ап паратов [1–6]. В этих схемах, как правило, имеется возможность снизить энергетические затраты на разделение продуктов за счет применения принципов термодинамически обратимой ректифика ции, теоретические основы которой были разработаны в Москов ском государственном университете тонких химических технологий им. М. В. Ломоносова (далее — МИТХТ) [7–9]. Эти принципы пере числены ниже:

бесконечное число ступеней разделения;

• малые движущие силы (бесконечно малое изменение концен • траций и потоков контактирующих фаз);

• дифференциальный подвод тепла к исчерпывающей и отвод тепла от укрепляющей секции колонны (нулевые потоки пара в нижнем сечении и нулевые потоки жидкости в верхнем сечении колонны);

• полностью распределенные между кубом и дистиллятом ком поненты с промежуточной относительной летучестью.

Применение некоторых из вышеперечисленных принципов име ет прикладное значение для процессов фракционирования углево дородного сырья. Анализ схемы газофракционирующей установки (ГФУ) одного из газоперерабатывающих предприятий, проведенный совместно специалистами НИПИгазпереработки и МИТХТ, позво лил выявить существенный потенциал по снижению энергетиче ских затрат на разделение продуктов за счет интеграции массооб менных аппаратов в двух ректификационных узлах, разделяющих продукты С4+выше и потребляющих до 70 % всей энергии на ГФУ.

Возможные варианты интегрирования массообменных аппаратов в разделительных узлах представлены на рисунке 1, а результаты сравнительных расчетов одного из узлов ГФУ по различным вари антам интеграции в части технологических и аппаратурных огра ничений представлены в таблицах 1 и 2 соответственно.

Рисунок 1 — Анализ возможных вариантов разделительных схем Таблица 1 — Технологические ограничения разделительных схем PTCDS FTCDS Классиче Показатель ская схема Схема 1 Схема 2 Схема Потребление 89 400 85 700 80 100 63 тепла, кВт Потребление 98 300 93 900 88 300 70 холода, кВт Сравнение по 100 96 89 теплу, % Сравнение по 100 95 90 холоду, % Таблица 2 — Аппаратурные ограничения разделительных схем PTCDS FTCDS Классиче Показатель ская схема Схема 1 Схема 2 Схема Количество теоре тических ступеней 250 275 280 контакта Сравнительная на грузка на колон- 100 150 145 ные аппараты, % Аппаратурное Средняя Простое Простое Сложное оформление сложность Как видно из таблиц, классическая схема разделения наиболее энергетически затратная, а схема с полной интеграцией имеет мини мальное энергопотребление, которое на 30 % меньше по сравнению с классической. Схемы с частичной интеграцией имеют промежу точные значения по потреблению энергии.

В то же время схемы с частичной и полной интеграцией требуют больших нагрузок на оборудование и большее число теоретических ступеней разделения, однако при этом исключается значительная часть вспомогательного оборудования: рефлюксная емкость, ис паритель, насосы и другое, что в ряде случаев позволяет получить меньшие по сравнению с классической схемой капитальные затра ты. В случае применения интеграции существующих аппаратов на действующих производствах необходимо учитывать значительное увеличение нагрузок на колонное оборудование в технологической схеме, что может потребовать замены внутренних устройств или даже колонного оборудования.

Принципы обратимой ректификации имеют самостоятельное значение и отличны от других принципов энергосбережения, таких как тепловой насос, работа колонн под разным давлением, тепло обменная сеть и тому подобное, поэтому их применение совместно с другими технологиями энергосбережения позволяет получить до полнительный эффект.

Таким образом, в отношении применения принципов обратимой ректификации к процессам разделения для газоперерабатывающих производств можно сделать следующие выводы:

1. Принципы термодинамически обратимой ректификации – ре альный инструмент значительного сокращения эксплуатационных затрат на разделение продуктов, а в ряде случаев и капитальных затрат.

2. По отношению к известным технологическим приемам дан ный инструмент обладает аддитивным эффектом.

3. Для широкого внедрения инструмента необходимо совершен ствование массообменных устройств и аппаратурного оформления разделительных систем.

ЛИТЕРАТУРА 1. Петлюк Ф. Б., Платонов В. М., Славинский Д. М. Термоди намически оптимальный способ разделения многокомпонентных смесей // Химическая промышленность. 1965. № 3. С. 206–211.

2. Платонов В. М., Берго Б. Г. Разделение многокомпонентных смесей. М.: Изд-во «Химия», 1965.

3. Петлюк Ф. Б., Платонов В. М., Аветьян В. С. Оптимальные схемы ректификации многокомпонентных смесей // Хим. пром.

1966. № 11. С. 65–69.

4. Петлюк Ф. Б., Серафимов Л. А. Многокомпонентная ректифи кация, теория и расчет. М.: Изд-во «Химия», 1983.

5. Kaibel G., Schoenmakers H. Process synthesis and design in industrial practice // Eur. Symp. on Comp. Aided Eng. Amsterdam.

2002. Р. 9–22.

6. Z. Olujic, M. Judecke, A. Shilkin, G. Schuch, B. Kaibel.

Equipment improvement trends in distillation // Chem. Ind. Eng.& Proc.: Process Intensification. 2009. V. 48. P. 1089–1104.

7. Тимошенко А. В., Серафимов Л. А. Стратегия синтеза полного множества схем ректификации азеотропных смесей // Химическая технология. 2001. № 6. С. 36–43.

8. Тимошенко А. В., Серафимов Л. А. Стратегия синтеза множе ства схем необратимой ректификации зеотропных смесей. // ТОХТ.

2001. Т. 35. № 6. С. 603–609.

9. Тимошенко А. В. Снижение энергозатрат на разделение при ближением процесса к термообратимой ректификации //В сб.

«Проблемы утилизации попутного нефтяного газа и оптималь ные направления его использования». Краснодар.: Изд. «ЭДВИ», 2011. С. 105–112.

УДК 622.276;

665.632.013.5 © Коллектив авторов ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ 3D-МОДЕЛИ НА ПРОИЗВОДСТВЕ С. В. Запашный, В. В. Бондаренко, М. А. Ползиков, И. Г. Тарарухин (ОАО «НИПИгазпереработка») Комплексный подход к реализации крупных инвестиционных проектов, со стадии проектирования объекта при осуществлении закупки и поставки необходимого оборудования и материалов, вы полнение строительных работ до ввода объекта в эксплуатацию и гарантийным обслуживанием, невозможен без внедрения новых систем для автоматизации проектной деятельности и совершенство вания системы управления проектированием.

Необходим переход на новый уровень проектирования. В его ос нове лежит 3D-технология, которая позволяет повысить произво дительность работы за счет:

• возможности внесения оперативных изменений на любой ста дии проектирования и строительства;

• одновременной работы над моделью большого количества спе циалистов;

• автоматического поиска коллизий и ускорения передачи дан ных в расчетные программы;

• автоматизации создания ведомостей и спецификаций;

ускорения выпуска чертежей на базе 3D-модели.

• Немаловажно и то, что существует прямая связь 3D-модели и выпущенных чертежей в электронном виде, которые при любых изменениях в модели обновляются.

Создание параметризованной 3D-модели осуществляется с по мощью лазерного сканирования существующих объектов или в ре зультате проектирования новой технологической установки. Соз дание модели сопровождается пополнением каталогов арматуры, приборов и оборудования.

На рисунке 1 приведены примеры проектов, выполненных с ис пользованием программ 3D-проектирования.

Рисунок 1 — 3D-модели, созданные при проектировании новых объектов Основные преимущества 3D-модели:

• применение новых технологий строительства и эксплуатации объекта с использованием 3D-модели;

• визуальный контроль соответствия монтажных работ с 3D-моделью на площадке строительства;

отсутствие противоречивости данных;

• заполнение в 3D-модели любых характеристик оборудования • по желанию Заказчика;

• on-line просмотр любой информации по оборудованию;

• возможность нанесения меток в 3D-модели в период монтаж ных работ;

• сокращение эксплуатационных издержек;

• быстрый доступ к техническим данным, чертежам, схемам и к информации по запасным частям;

• при проведении плановых и внеплановых ремонтных работ за счет проработки подготовительных мероприятий не на самом объек те, а на его модели. Например, если двухнедельная остановка объек та будет сокращена хотя бы на 2–3 дня, то инвестиции в 3D-модель однозначно окупятся;

• применение модели при модернизации, реконструкции или техническом перевооружении;

• доступ к модели, размещенной на NET Portal (удаленный сервер);

• возможность в любом месте без специализированного про граммного обеспечения получать справочную информацию по объ екту;

• быстрый поиск любого проектного документа и оперативное создание отчетов;

• ведение базы данных поставщиков;

• получение исполнительной документации «как построено».

На базе 3D-модели возможно создание промышленных тренаже ров для отработки действий в среде управления, близкой к реально существующей на объекте.

Промышленный тренажер это:

• информационно-справочная система всей технологической площадки;

• динамические математические модели технологического про цесса;

• система интерактивного обучения с возможностью проведения экзамена для оператора.

На рисунке 2 показана интерактивная модель сепаратора, кото рая является частью тренажера оператора.

Рисунок 2 — Создание промышленного тренажера Рисунок 3 — Переход к 4D-проектированию Для Заказчика 3D-модель это:

• централизованное управление инженерными данными при строительстве и эксплуатации;

• снижение на 3–10 % затрат и сроков строительства благодаря отсутствию изменений на строительной площадке;

• сокращение остатков материалов.

Добавление шкалы времени способствует образованию единого пространственно-временного плана проекта, что создает перспек тивы перехода от 3D-проектирования к 4D-проектированию, что позволяет проводить оперативный контроль и планирование учета ресурсов, задействованных в проекте, а также создание и формиро вание различного вида документов и отчетов.

Рисунок 3 иллюстрирует непосредственную связь 3D-модели и плана-графика в MS Project, а именно пополнение модели в AVEVA сопровождается графическим отчетом выполнения работ в соответ ствии с базовым планом.

ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ ПО ТЕМАТИКЕ РАЗДЕЛА УДК 66.011;

51.001.57 © А. В. Тимошенко СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕКТИФИКАЦИИ А. В. Тимошенко (Московский государственный университет тонких химических технологий) Процессы разделения многокомпонентных смесей органических продуктов в нефтехимии и нефтепереработке являются одними из самых сложных и энергоемких подсистем в химической и нефтехи мической промышленности. Наиболее широко распространенным методом разделения является ректификация, которая характери зуется низким коэффициентом полезного действия и высокими удельными затратами энергии (до 70 % суммарных энергозатрат производства). Процесс ректификации является термодинамически необратимым, что приводит к зависимости затрат энергии и про изводства энтропии от пути его проведения. Наиболее полно путь процесса отражает его траектория. Технологическая схема является отображением траектории ректификации на множество аппаратов разделения. Таким образом, структура технологической схемы рек тификации предопределяет энергетическую эффективность процес са, а задача синтеза оптимальной технологической схемы является одной из важнейших в химической технологии.

Одним из основных направлений энергосбережения при ректи фикации является ее приближение к гипотетическому термодина мически обратимому процессу. Такой подход реализуется в виде комплексов с полностью связанными тепловыми и материальными потоками (FTCDS). Был впервые предложен отечественными ис следователями, однако сложность управления долгое время пре пятствовала внедрению FTCDS в промышленном масштабе. Кроме того, FTCDS обладают рядом недостатков, которые осложняют их практическое применение, в частности, это требование одинаково го давления во всем комплексе. Промежуточными вариантами по термодинамической эффективности между классической ректифи кацией и FTCDS служат технологические схемы, включающие ком плексы с частично связанными тепловыми и материальными пото ками (PTCDS). FTCDS полностью, а PTCDS частично обеспечивают теплоинтеграцию и исключают термодинамически вредные процес сы смешения потоков. К настоящему времени проблемы устойчи вости и управляемости комплексов FTCDS и PTCDS практически, решены и они в виде сложных колонн с перегородками (divided wall columns, DWC) активно начали использоваться в промышленном масштабе. Уже сейчас в мире эксплуатируется более 100 установок, созданных или реконструированных по такому принципу. Нами к настоящему времени предложены методы синтеза и алгоритмы вы бора типа комплексов с частично связанными тепловыми и матери альными потоками, обеспечивающего наибольшую энергетическую эффектив-ность. Применение таких PTCDS как элементов техноло гической схемы ректификации обеспечивает снижение энергозатрат на разделение до 30 %.

Интерес также представляют и подходы к созданию энергосбе регающих технологий ректификации на основе теплоинтеграции укрепляющей и исчерпывающей частей колонны (HIDIC), которые по расчетам могут обеспечить до 90 % экономии тепла на разделе ние. Такие установки проходят опытно-промышленные испытания, например в Японии, и хотя максимального энергосбережения до биться не удалось, тем не менее получен эффект снижения энерго затрат на разделение на уровне до 60 %.

В данной работе рассмотрены различные способы снижения энергозатрат на процесс ректификации за счет повышения ее тер модинамической эффективности, приведены примеры реализации промышленных процессов в комплексах с полностью или частично связанными тепловыми и материальными потоками, в том числе и при разделении азеотропных смесей.

УДК 66.013.6 © Коллектив авторов АНАЛИЗ ПОТЕНЦИАЛА ЭКОНОМИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ ПРИ ОБСЛЕДОВАНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ М. А. Грицай, А. А. Светов, А. С. Шабанов (ОАО «НИПИгазпереработка») Известно, что энергоемкость промышленной продукции в Рос сийской Федерации в 2,5–4 раза выше среднеевропейских показа телей на аналогичные товары. Чем объясняется такое положение вещей? Наибольший вклад в энергоемкость производств, конечно же, вносит то обстоятельство, что большинство из них было запроек тировано и построено более 30 лет назад, и, следовательно, срав нение с современными энергоэффективными аналогами не совсем корректно. Также значимым фактором является то, что в Советском Союзе при проектировании и строительстве нефтеперерабатываю щих, нефтехимических и газоперерабатывающих производств мало внимания уделялось затратам энергии на производство продукции вследствие невысоких цен на энергоносители.

Однако на данный момент, некоторые производственные фак торы также приводят к увеличению энергопотребления на едини цу продукции промышленных предприятий. Среди них особенно значимы:

• локальный характер модернизаций производственных мощ ностей, которые дают небольшую местную экономию энергии, но в общем объеме комплекса вступают в противоречия и нередко при водят к обратному эффекту;

• отсутствие систем мониторинга за расходом энергии;

• невысокая культура производства.

На сегодняшний день большинство вертикально-интегрирован ных нефтяных компаний ищет пути снижения затрат на производ ство продукции с целью обеспечения конкурентоспособности ее на международном рынке. На наш взгляд, такими путями могут стать:

• реализация принципа энергосбережения «от технологии»;

• разработка и внедрение в производство инновационных мето дов энергосбережения;

• Повсеместное применение современных энергоэффективных технологий при проектировании новых и реконструкции существу ющих производств.

Как было сказано выше, большинство предпринимаемых модер низаций производственных мощностей носит локальный характер и, часто, не учитывает всех особенностей технологического про цесса. Например, представив себе любую химико-технологическую систему (ХТС) в виде последовательно вложенных друг в друга об ластей — «катализ»–«система разделения»–«теплообменная сеть»– «внешние источники энергоснабжения» (способ такого представ ления ХТС в методологии пинч-анализа называется «луковичной диаграммой» — рисунок 1), легко проследить, что большинство модернизаций производств (например, внедрение экономичных ис точников освещения, применение высокоэффективных градирен, локальная замена теплообменного оборудования и пр.) находится на внешних контурах системы и носит бессистемный характер.

Рисунок 1 — «Луковичная диаграмма» в методологии пинч-анализа Предлагаемый метод энергосбережения «от технологии» позво ляет с помощью системного подхода организовать оптимизацию ХТС в направлении от внутренних слоев к внешним и получать наибольшие эффекты в снижении расхода энергоносителей на про изводство единицы продукции. Также этот метод оптимизации позволяет избежать повторных реконструкций одного и того же оборудования внутри одного технологического объекта, так как дви жется от основания ХТС, а изменение глубоких слоев системы ведет к пересмотру точки эффективности внешних слоев.

Принципы работы специалистов ОАО «НИПИгазпереработка» в области экономии энергоресурсов на проектируемых и строящихся предприятиях позволяют реализовывать наиболее современные и эффективные методики и инструменты для максимального сниже ния потребления энергии.

В 2011 г. реализуется корпоративная программа компании «СИБУР» в области модернизации действующих производств с це лью повышения их энергоэффективности. В объеме этой программы специалистами научной части НИПИГАЗа проводятся следующие виды работ:

• обследование действующих производств Холдинга, разработка мероприятий по модернизации производств;

• разработка новых методов снижения энергопотребления пред приятий, таких как применение термодинамически обратимой рек тификации, разработка нового энергоэффективного оборудования, новые теплоизолирующие покрытия.

При разработке мероприятий по модернизации производств спе циалистами НИПИГАЗа применяется широкий инструментарий.

В области построения оптимальной технологической цепочки это:

классический пинч-анализ, интеграция тепловых процессов, ана лиз температурно-энтальпийных диаграмм. В области оптимизации схемы разделения: топологический анализ системы разделения, применение принципов полной или частичной тепловой интеграции потоков, использование тепловых насосов. В области аппаратурного оформления: высокоэффективные внутренние устройства (сепара ционные, массообменные, теплообменные), новые интегрирован ные аппараты, современная теплообменная техника, новые тепло изолирующие покрытия. Широкий набор инструментов позволяет получать максимальные эффекты от внедрения разрабатываемых мероприятий.

Основным принципом разработки рекомендаций по повышению энергоэффективности является многоуровневый подход к модерни зации, т. е. Заказчику предлагается несколько ступеней осущест вления процесса — от фаз с минимальным вложением средств на конкретной установке до решений, позволяющих максимизировать энергосбережение на предприятии в целом.

Разработанные на данный момент мероприятия для различных установок на предприятиях газоперерабатывающей и нефтехимиче ской промышленности позволяют получать эффект экономии энер горесурсов в пределах от 5 до 30 % с дисконтированным сроком окупаемости не более трех лет.

IV. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДОБЫЧИ И ПЕРЕРАБОТКИ ГАЗА УДК 622.632.013;

658.5 © В. В. Горностаев УВЕЛИЧЕНИЕ МЕЖРЕМОНТНОГО ПРОБЕГА ПРИ СОЗДАНИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕГАЗОПЕРЕРАБОТКИ В. В. Горностаев (ОАО «НИПИгазпереработка») Работать безаварийно и без остановок — одна из основных за дач любого производства, решение которой позволяет переработать больше сырья, получить дополнительную продукцию, повысить конкурентоспособность предприятия. Последнее достигается:

• качественным администрированием производственного процес са на основе современных систем управления фондами и активами;

• поддержанием оптимального соотношения между затратами на реконструкцию, ремонт производственных фондов и потерями, которые могут возникнуть вследствие внеплановой остановки про изводства;

• анализом безопасности и работоспособности технологическо го процесса по стандарту HAZOP, позволяющим спрогнозировать возникновение отклонений и их развитие, а также оценить послед ствия;

• созданием условий для перехода технологических установок предприятий на более длительные сроки межремонтной эксплуа тации;

• применением новых технологий, технических устройств и нор мативной документации, позволяющих увеличить межремонтный период до 3–5 лет.

Качественное администрирование позволяет сократить на 10–30 % сроки проведения остановочного ремонта. Это достигается за счет четкого планирования и контроля соблюдения технологиче ских процессов, перехода на техническое обслуживание и ремонт по фактическому техническому состоянию некоторого оборудования, качества проектной, эксплуатационной и ремонтной документации, качественной подготовки эксплуатационного и ремонтного персона ла, технологии ремонта и его проведения, выбора подрядных орга низаций для проведения ремонта.

Увеличение межремонтного интервала работы технологических установок или сокращение времени их ремонта — одна из актуаль ных тем для нефтегазоперерабатывающих предприятий.

Если взять годовую производительность при продолжительности остановочного ремонта один месяц за 100 %, то без остановки на ремонт производительность составит 109 % от плановой. При пере ходе с ежегодного ремонта на трехгодичный цикл действующего производства ремонтные затраты в год ремонта составят 120–130 % от ежегодных, а в следующие два года при работе без остановки — всего по 10 % в год. При этом исключаются энергетические затраты и потери сырья при остановке и пуске, улучшается качество продук ции, безопасность и экология. Специалистами активно обсуждается тема о создании условий для перехода технологических установок на более длительные сроки межремонтной эксплуатации, ревизии и ремонта насосно-компрессорного, теплообменного оборудования, предохранительных клапанов и устройств, защита их от воздей ствия агрессивной среды, коксования или загрязнения, которые влияют на работоспособность. Для этого требуется разработка и внедрение в проектах новых устройств, нестандартных решений, а также изменения в нормативной документации.


На всех этапах жизненного цикла (проектирование, строитель ство, монтаж, наладка, эксплуатация) нужно повышать надежность и безопасность технологических процессов и оборудования за счет правильного выбора и применения современных систем автомати зированного контроля и управления, диагностики оборудования, систем комплексного мониторинга состояния машинного и техно логического оборудования. Простейшее объединение систем управ ления и мониторинга позволяет лишь обеспечить надежную защиту объекта, а не решает задачи глубокой диагностики и долгосрочного прогноза его состояния. Как следствие, отсутствует возможность своевременно подготовиться к обслуживанию и ремонту, а также правильно определить объем работ (это один из сдерживающих фак торов быстрого перехода на новую систему межремонтных циклов).

Одной из основных причин выхода из строя нефтегазового обо рудования является коррозия металла. Например, опыт эксплуа тации сырьевых и технологических резервуаров показывает, что внутренняя поверхность, как правило, подвергается равномерной и язвенной коррозии. При возникновении язвенной коррозии, ко торая может достигать 2–6 мм/год, наиболее опасны сквозные по ражения металла. Это сокращает межремонтный срок эксплуатации резервуара, при этом расходы на ремонт могут составлять от 15 до 25 % капитальных затрат на строительство нового. Одним из спосо бов повышения срока службы резервуаров является использование высокоэффективных изолирующих защитных покрытий, которые обладают высокой стойкостью в агрессивных средах, влагостойко стью, высокой адгезией к металлу. Важным критерием являются также эластичность покрытий, прочность на изгиб и удар, а срок их эксплуатации должен быть не менее 10 лет. Важным условием для длительного безремонтного цикла является качество подготовки поверхности под покрытие, условия нанесения и эксплуатации.

Проблемным моментом для многих предприятий-заказчиков яв ляется отсутствие квалифицированного технического надзора за выполнением данных работ, исполнители предоставлены сами себе, качество работ не всегда соответствует требованиям, допускаются нарушения технологии нанесения покрытий, а результатом явля ется внеплановый ремонт.

Нефтегазовая отрасль занимает одно из первых мест в промыш ленности по затратам, связанным с коррозией и эрозией металла.

Существует ряд методов, позволяющих произвести оценку интен сивности и определить характер коррозионных повреждений. На практике наибольшее распространение имеют весовой метод и мето ды замера электрического сопротивления и линейной поляризации, которые выполняются в ручном режиме с периодичностью съема данных и большой погрешностью измерения. При работе оборудо вания на коррозионных средах рекомендуется применять автома тизированные системы комплексного коррозионного мониторинга совместно с методом акустической эмиссии. Такой метод позволит выполнить сбор и хранение данных, следить в режиме реального времени за развитием локальных коррозионных повреждений, про гнозировать состояние оборудования и вносить коррективы в про цесс ведения технологического режима и как следствие увеличить безопасность эксплуатации технических устройств и сроки межре монтного пробега.

Для перехода на увеличенный межремонтный период технологи ческих производств нефтегазохимических предприятий требуется:

• для вновь проектируемых технологических установок выби рать (разрабатывать) технологии и оборудование, способное рабо тать в данных условиях от двух до пяти лет без остановок, при этом производства должны иметь автоматизированную систему управ ления, диагностику и постоянный мониторинг технологического процесса;

• для действующих технологических установок необходимо раз рабатывать мероприятия перехода на увеличенный цикл межре монтного пробега с учетом технологического процесса, состояния оборудования, наличия систем контроля и диагностики, возмож ности продления ресурса работы оборудования, соблюдения требо ваний НТД и требований правил безопасности и экологии.

УДК 621.51;

622.691.4 © П. А. Козлов ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УТИЛИЗАЦИИ ПНГ НА ОСНОВЕ МИКРОТУРБИН П. А. Козлов (ООО «БПЦ Инжиниринг») Сложившиеся рыночные цены на ПНГ сделали невыгодным про цесс его транспортировки и переработки на газоперерабатывающих заводах. Одним из эффективных путей использования попутного нефтяного газа и минимизации вредных выбросов в атмосферу яв ляется выработка электроэнергии и тепла для обеспечения собствен ных нужд нефтегазовых месторождений. Сегодня подобные проекты реализует большинство крупных представителей нефтегазового ком плекса, среди которых компании: «ЛУКОЙЛ», «ГАЗПРОМ», «TНK BP», «Татнефть», «НОВАТЭК», «ИТЕРА», «ТАТЕХ» и др. Эконо мическая эффективность автономных электростанций на попутном нефтяном газе обусловлена следующим комплексом факторов:

• снижением издержек нефтедобычи;

• повышением уровня экологичности производства;

• быстрой окупаемость;

• оптимизацией энергозатрат;

• повышением энергоэффективности производства.

«БПЦ Инжиниринг» — интегрированная инжиниринговая ком пания, являющаяся поставщиком передовых энергоэффективных и экологичных решений для нефтегазового комплекса на основе микротурбин Capstone. Энергетические решения БПЦ отвечают ключевым потребностям предприятий отрасли при обустройстве месторождений, энергоснабжении газотранспортной инфраструкту ры и реализации проектов по утилизации попутного нефтяного газа.

В качестве EPC-компании БПЦ осуществляет проектирование, строительство и эксплуатацию современных электростанций в диа пазоне мощностей от 30–100 кВт до 10–20 и 50–100 МВт. В качестве IPP-компании БПЦ совместно с региональными партнерами и инве сторами строит территориально распределенную сеть независимых энергоцентров, объединенных в ТРГК — Территориальную Распре деленную Генерирующую Компанию.

К настоящему времени компанией реализовано более 250 проек тов автономного энергоснабжения общей электрической мощностью более 200 МВт. Применение современного оборудования — микро турбинных генераторов — дает возможность располагать энерго центры как в густонаселенных районах и в курортных зонах без всякого риска для экологии, так и в самых отдаленных уголках — поселках на Крайнем Севере, непосредственно на месторождениях или на трассах.

Более 9 лет «БПЦ Инжиниринг» реализует проекты по утили зации попутного нефтяного газа. Наши электростанции успешно работают на Онбийском, Погромненском, Тэдинском, Вахитовском и Восточно-Сотчемью-Талыйюском нефтяных месторождениях, на Южно-Русском нефтегазовом и других месторождениях. На сегод няшний день электростанции «БПЦ Инжиниринг» утилизируют около 150 млн м3 попутного нефтяного газа в год.

Ключевую роль в решении проблемы энергосбережения на пред приятиях нефтегазовой отрасли играет использование современного оборудования и технологий.

Микро- и минитурбинные генераторы — инновационное энер гогенерирующее оборудование, обладающее рядом уникальных характеристик, позволяющих значительно повысить качество и эффективность генерации.

В основе энергетических решений на базе микро- и минитурбин:

• надежность;

• экологичность;

• автономность;

• экономичность.

Преимущества автономных электростанций на базе микро- и минитурбин:

Высокая экономическая эффективность Окупаемость инвестиций в среднем 2–4 года, доходность проек тов свыше 30 %, себестоимость выработки электроэнергии минимум в 2 раза ниже сетевых тарифов.

Высокая энергоэффективность и энергосбережение Применение технологий когенерации и тригенерации позволя ет максимизировать коэффициент эффективности использования топлива и довести общий КПД микро- и минитурбинных установок до 90 % и выше.

Высокая надежность За счет внутреннего резервирования, модульности, возможности резервирования от централизованной сети.

Низкие эксплуатационные затраты Отсутствие потребности в лубрикантах и охлаждающей жидко сти, сервисное обслуживание не чаще 1 раза в 8000 часов, ресурс до капитального ремонта — 60000 часов.

Масштабируемость, модульность, компактность, мобильность Широкий диапазон мощностей — от 30 кВт до 100 МВт. Не большие размеры, поставка блоками необходимой мощности, воз можность быстрого подключения дополнительных блоков к уже работающей станции.

Короткие сроки ввода в эксплуатацию Средний срок ввода электростанции в эксплуатацию — 9–15 ме сяцев.

Высокая степень автоматизации Возможность работы в автоматическом режиме, не требует по стоянного присутствия обслуживающего персонала, возможность удаленного управления.

Микротурбины Capstone С15, C30, C65, С200, С • 15, 30, 65, 200, 600, 800, 1000 кВт установленной электриче ской мощности;

• топливо: природный газ, попутный нефтяной газ с содержа нием сероводорода до 7 %, биогаз, жидкие виды топлива (керосин, дизельное топливо), пропан-бутановые смеси, сжиженный газ;

• эффективность: КПД в режиме когенерации до 90 %;

• эластичность к нагрузкам, возможность работы при нагрузке от 0 до 100 % без снижения ресурса;


• уникальная одновальная конструкция с применением воздуш ных подшипников;

• срок службы до капитального ремонта — 60000 часов, перио дическое обслуживание — 1 раз в 8000 часов (1 раз в год);

• лучшие в мире экологические показатели: менее 9 ppm NOx;

• низкий уровень шума и вибраций;

• модульность и масштабируемость: кластеры до 100 устройств;

• сертификаты и разрешения: UL, CE, ISO 9001:2000, ГОСТ Р 9001–2001, «Ростехнадзор»;

• установлено в России: более 400 устройств.

Рисунок 1 — Экологические характеристики установок Микротурбины Capstone хорошо зарекомендовали себя на пере численных выше нефтяных месторождениях. Кроме этого, в октя бре 2009 г. на территории установки предварительного сброса воды (УПСВ) «Шемети» ООО «УралОйл» было завершено строительство первой в Прикамье микротурбинной электростанции мощностью 130 кВт, способной без специальной системы очистки перерабаты вать весь попутный газ Шеметинского месторождения, а это около 500 м3/год. На сгенерированной таким образом энергии работают насосы системы поддержания пластового давления, ежегодно эко номя предприятию, с учетом платежей за сверхлимитные выбросы, более 2 млн руб. В ближайших планах ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ»

строительство еще 7 микротурбинных электростанций на своих объ ектах.

УДК 66.074;

665.632.074© Коллектив авторов ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОГО СЕПАРАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ ПОДГОТОВКЕ И ПЕРЕРАБОТКЕ ПНГ А. В. Литвиненко, С. И. Бойко, М. А. Грицай, А. Ю. Арестенко (ОАО «НИПИгазпереработка») Неэффективное разделение газожидкостных смесей может при вести к выносу капельной жидкости на компрессорное оборудо вание, образованию отложений на теплообменном оборудовании, сокращению срока службы адсорбента и образованию гидратных отложений на участках трубопровода. Все это ведет к нарушению технологического режима, ухудшению качества выпускаемой про дукции и в конечном итоге к снижению прибыли.

Как известно, в технологической схеме подготовки и перера ботки попутного нефтяного газа сепарационное оборудование уста навливается на наиболее ответственных участках технологической схемы. Каждый сепаратор имеет свои индивидуальные конструк тивные особенности, которые предопределяются техническими па раметрами и условиями эксплуатации.

Очистка газа от аэрозолей производится в основном в жалюзий ных, сетчатых и центробежных каплеотбойниках. В настоящее вре мя на большинстве предприятий преимущественно используются сетчатые каплеотбойники.

Основным недостатком сетчатых каплеотбойников является низкая стойкость к различного рода механическим загрязнениям (в том числе газогидратами) и сравнительно невысокая эффектив ность. Так, например, до замены в 2006 г. сетчатые каплеотбойники входных сепараторов Сургутского ГПЗ при эксплуатации в течение 2–3 месяцев забивались глинистыми отложениями и продуктами коррозии трубопровода, вследствие чего росло гидравлическое со противление на каплеотбойниках, которые далее разрушались, об разуя каналы для прохода неочищенного газа на КС. Следствием преждевременного выхода из строя каплеотбойников являлись внеплановые остановки компрессорного оборудования на ремонт каждые 3–4 месяца.

Определенными преимуществами перед сетчатыми обладают центробежные каплеотбойники. Их основные преимущества:

• высокая удельная производительность за счет динамического принципа работы центробежного каплеотбойника;

• высокая эффективность за счет специальных технических ре шений;

• простота эксплуатации;

• стойкость к различного рода механическим загрязнениям и меньшая склонность к забиванию гидратами за счет высоких ско ростей и больших проходных сечений.

Основным компонентом центробежного каплеотбойника являет ся прямоточный центробежный элемент.

Институт более 40 лет занимается разработкой нестандарт ной разделительной аппаратуры и в настоящее время имеет конкурентноспособные решения на все позиции в технологической цепочке от устья скважины до нефтегазоперерабатывающих заво дов, в том числе и эксклюзивные образцы, разрабатываемые только в нашем институте, причем применение центробежной сепарации является приоритетным направлением.

В институте в настоящее время завершается разработка и внедре ние в производство третьего поколения прямоточного центробежно го сепарационного элемента (здесь и далее — ЦЭ).

Исследования процессов центробежной сепарации выполняются на гидродинамическом стенде с использованием промышленных образцов центробежных каплеотбойников и их элементов. На ри сунке 1 представлена эволюция ЦЭ от лабораторной модели до про мышленного образца и далее к перспективным разработкам.

Работы по исследованию центробежной сепарации проводятся при различных параметрах моделируемых потоков: расход газа;

расход жидкости;

дисперсность подаваемого аэрозоля. Варьирова ние параметров позволяет учитывать достаточное количество факто ров, оказывающих влияние на процесс сепарации. По результатам экспериментальных исследований отмечено, что эффективность центробежного капелеотбойника приблизительно в два раза выше, чем сетчатого.

Однако при всех преимуществах центробежного сепарационного элемента ему присуща проблема вторичного уноса. Явление вто ричного уноса снижает эффективность центробежной сепарации примерно на 10–15 %.

Совершенствование процессов центробежной сепарации на дан ной стадии исследований направлено на устранение или сведение к минимуму вторичного уноса аэрозолей.

При проведении лабораторных экспериментальных исследова ний были выявлены основные причины вторичного уноса, заклю чающиеся в следующем:

• отскок капель от восходящей пленочной жидкости в проточ ной части в центральную зону ЦЭ (зону пониженного давления) на внешнюю поверхность вытеснителя;

• переток части жидкости, захваченной потоком рециркуляции, из внутренней поверхности вытеснителя на наружную, с образова нием восходящего движения одиночных капель, постепенно перехо дящего в образование пленки и вращающихся жидкостных колец;

• при переходе пленки жидкости через верхнюю кромку обечай ки происходит дробление и срыв на каплесъемник, где она под дей ствием силы тяжести стекает вниз по обечайке. При этом, однако, мелкие капли могут быть захвачены газом, идущим через зазор между каплесъемником и обечайкой, и, подхваченные основным потоком газа, они будут выноситься за пределы каплеотбойника.

После обработки и устранения данных эффектов был разработан ЦЭ нового поколения. Эволюция центробежного элемента представ лена на рисунке 1.

а) б) в) Рисунок 1 — Эволюция центробежного элемента:

а) промышленный образец центробежного элемента;

б) модернизация центробежного элемента;

в) центробежный элемент нового поколения Высокое качество сепарации было достигнуто за счет устранения вторичного уноса жидкости внутри серийно выпускаемого сепара ционного центробежного элемента. При внешне несущественном отличии новый элемент коренным образом изменен и дополнен компонентами, не допускающими вторичный вынос жидкости в очищенный поток.

При работе элементов в каплеотбойнике в лабораторных усло виях получены высокие результаты по эффективности сепарации смесей воздух-масло (унос масла с воздухом из каплеотбойника не превысил величины, получаемой при испытании единичного об разца центробежного элемента).

Центробежные элементы разработанные в институте внедре ны и успешно работают на предприятиях СИБУРа и других пред приятиях газо- и нефтепереработки: ОАО «Сургутнефтегаз», ОАО «Роснефть»,ОАО «Лукойл, ОАО «Газпром».

ЛИТЕРАТУРА 1. Проведение НИР по совершенствованию технологического оборудования подготовки переработки газа для увеличения произ водительности на Южно-Балыкском ГПК, Муравленковском ППГ и Красноленинском ППГ. Отчет по договору № 2006.4/СХ 2310, Краснодар, 2007 г., 104 с.

2. Нигматулин Б. И., Гугучкин В. В., Васильев Н. И. О «вы бивании» вторичных капель с поверхности пленки (капельный унос) в дисперсно-пленочных течениях. // ТВТ, 1993. Т. 31. № 4.

С. 600–603.

3. Гугучкин В. В. Исследование вторичного уноса со стенок га зожидкостных сепараторов: дис. канд. техн. наук. Краснодарский политехнический институт, 1981. — 236 с.

4. Бойко С. И., Гугучкин В. В., Килинник С. В. Центробежный сепарационный элемент. Патент РФ 2140317 от 25.08.1998 г.

УДК 620.193:622.279;

66.021.3 © Коллектив авторов ОСОБЕННОСТИ МОНИТОРИНГА КОРРОЗИОННОЙ ОБСТАНОВКИ НА ГПЗ Ю. А. Журавлев, А. П. Черноскутов (ОАО «НИПИгазпереработка») Наибольшему коррозионному износу на газоперерабатывающих производствах подвержено оборудование и трубопроводы компрес сорных станций (КС) и систем утилизации газов регенерации и дренажа.

Специальные коррозионные обследования, проведенные на двух предприятиях ОАО «СибурТюменьГаз»: Муравленковском ГПЗ и Белозерном ГПК, показали, что скорости коррозии на некоторых участках технологических линий достигают 3 мм/год.

Из-за активности коррозионных процессов могут возникать аварийные ситуации или внеплановые остановки производства.

По данным ООО «Белозерный ГПК» ущерб от одного часа внепла нового простоя предприятия составляет 2 млн руб. В нормативных документах ПБ 03–585–03 и ПБ 08–622–03 содержится требование [1, 2], чтобы технологическое оборудование и трубопроводы, пред назначенные для эксплуатации при скорости коррозии, превыша ющей 0,1 мм/год, были оснащены приборами и устройствами для контроля за коррозией. Поэтому оба вышеназванных предприятия, а также другие КС и ГПЗ ЗАО «СИБУР Холдинг» (так как корро зионные условия на этих объектах схожи) должны быть оснащены системами мониторинга коррозии.

Анализ состояния развития технологий мониторинга и преду преждения коррозии показывает, что для рабочих сред, какими являются попутные нефтяные газы, эти технологии разработаны слабо и требуют доработки.

Например, распределение агрессивных компонентов, вызывающих коррозию, по сечению потока таково, что в центре потока коррозионная агрессивность потока может быть более чем на порядок ниже, чем на поверхности трубопро вода в локальных зонах. Системы контроля коррозии, предлага емые промышленностью, не учитывают описанных особенностей и предназначены для однородных жидких или газовых рабочих сред. Институтом был разработан и запатентован гравиметрический способ измерения скорости коррозии в потоках газожидкостных сред (ГЖС) [3]. Данный способ реализован на Муравленковском ГПЗ. Дальнейшее развитие этой технологии предполагает доработку резистометрических датчиков скорости коррозии, позволяющих определять скорость коррозии на стенках трубопровода, а также адаптацию существующих методов непрерывной ультразвуковой толщинометрии к конкретным предприятиям.

Одним из эффективных методов защиты от коррозии техноло гического оборудования и трубопроводов является ингибиторная защита. Ингибиторы коррозии используются практически на всех газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождениях. Однако особенности компонентного состава ПНГ и технологии его перера ботки затрудняют применение большинства предлагаемых промыш ленностью ингибиторов коррозии на КС и ГПЗ Западной Сибири (как импортных, так и отечественных). Эти особенности могут вы зывать осложнения в технологии переработки ПНГ.

Специфичность эксплуатации производств по переработке не фтяного газа зависит от состава коррозионно-агрессивных при месей и технологических параметров. В данном случае основным коррозионным агентом является углекислый газ, входящий в состав нефтяного газа. Кислород при данных концентрациях сам по себе не опасен, но является мощным промотором активности диоксида углерода и способствует к тому же при повышении температуры окислению и осмолению ингибиторов коррозии. Жидкостей, на ходящихся в потоке ГЖС, в данном случае недостаточно, чтобы вымывать осаждающийся ингибитор.

В ОАО «НИПИгазпереработка» сформулированы технические требования (ТТ) к специальным ингибиторам коррозии, предназна ченным для защиты производств по подготовке и переработке ПНГ, и доработаны методики и технические средства для тестирования ингибиторов коррозии.

Существуют основные требования, предъявляемые к большин ству ингибиторов коррозии:

• высокая степень защиты от коррозии;

• растворимость в углеводородах или спиртах и растворимость либо диспергируемость в воде;

• совместимость с другими реагентами, использующимися на производстве по переработке ПНГ;

• низкая вспениваемость и эмульгирующая способность.

В дополнение к основным требованиям к ингибиторам коррозии для производств по переработке ПНГ в ТТ к специальным ингиби торам были введены следующие требования:

• термическая и термоокислительная стойкость при продувке газом, содержащим основные агрессивные компоненты ПНГ, при температурах 120–140 °С, а в некоторых случаях и до 180 °С (при этом ингибитор должен сохранять подвижность);

• сохранение подвижности при выпаривании растворителей;

• сохранение защитного эффекта в газовом потоке в режиме пе риодической конденсации и испарения жидкости.

Технические средства для тестирования ингибиторов коррозии выполнены в виде стендовых установок [4], позволяющих модели ровать рабочие условия процессов переработки ПНГ.

По результатам тестирования более 30 ингибиторов коррозии отечественного и импортного производства выбрано несколько об разцов ингибиторов коррозии, которые могут быть допущены к про мышленным испытаниям на ГПЗ.

В дальнейшем планируется проведение опытно-промышленных испытаний ингибиторов коррозии с помощью пилотной установки на Муравленковском ГПЗ.

Еще одним немаловажным фактором негативного влияния инги биторов коррозии на технологический процесс является попадание ингибиторов коррозии на цеолиты. При этом ингибиторы закок совываются, что снижает эффективность адсорбционной осушки.

В настоящее время срок службы адсорбентов в адсорбционных процессах с использованием отечественных цеолитов ограничива ется одним–двумя, в лучшем случае — тремя годами эксплуатации с обеспечением осушки газа до требуемых норм.

На срок службы сорбентов влияют такие факторы, как:

• эксплуатационные характеристики сорбента (адсорбционная емкость, механическая прочность на раздавливание, прочность на истирание, коксообразование);

• состав газа и наличие в нем агрессивных примесей;

• условия проведения процессов осушки, регенерации и ох лаждения (неоптимальные циклы адсорбции, высокие температу ра и давление при регенерации, качество и количество газа реге нерации);

• использование защитного слоя;

• надежность и эффективность работы сепарационного оборудо вания;

• наличие внутренней футеровки адсорберов;

• система обвязки адсорберов, позволяющая сгладить разность давлений на стадиях процесса осушки;

• выбор варианта использования отработанного газа реге нерации:

– осушка и на дожимную КС;

– возврат через газодувку или без нее на сырьевую КС;

– осушка мембранной технологией и на дожимную КС, кроме пенетрата ( 10…20 % от газа регенераци), который возвраща ется на сырьевую КС.

Основные мероприятия по увеличению срока службы адсорбен тов до четырех лет и более сводятся к следующему:

1. Использование сорбентов с улучшенными прочностными и эксплуатационными характеристиками, поставляемых отечествен ными и зарубежными производителями (мониторинг производите лей, входной контроль перед загрузкой, систематические испыта ния цеолитов после выгрузки).

2. Проведение многоцикловых лабораторных испытаний предо ставленных Заказчиком образцов цеолитов с целью определения зависимости адсорбционной емкости и температуры точки росы по воде (ТТР) от температуры регенерации сорбентов.

3. Проведение пилотных многоцикловых испытаний в реальных условиях ОАО «Южно-Балыкский ГПК» на предоставленных Заказ чиком образцах цеолитов. Определение влияния давления и темпе ратуры газа регенерации на качество регенерации, адсорбционную емкость, ТТР по воде осушенного газа.

4. Разработка рекомендаций по режимам адсорбции и регенера ции сорбента с учетом полученных результатов.

Таким образом, только полный комплекс изложенных меропри ятий может обеспечить максимальный срок службы синтетических цеолитов на установках осушки ПНГ и довести его до четырех лет.

Внедрение этих мероприятий на действующих установках может выполняться поэтапно по заранее намеченной программе.

ЛИТЕРАТУРА 1. ПБ 03-585-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов».

2. ПБ 08-622-03 «Правила безопасности для газоперерабатыва ющих заводов».

3. Цинман А. И., Войтех Н. Д., Аджиев А. Ю. «Способ исследо вания коррозии внутренних поверхностей трубопроводов и цилин дрических сосудов». Патент РФ № 2300093.

4. Войтех Н. Д., Смолка Р. В., Журавлев Ю. А. «Способ корро зионных испытаний и установка для его осуществления». Патент РФ № 2430353.

УДК 628.543.345 © Н. А. Бачалова ПРИМЕНЕНИЕ ТРУБ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ТЭК Н. А. Бачалова (ОАО «НИПИгазпереработка») Если следовать принципам, заложенным самой природой, то тру бопровод как инженерная система должен служить не меньше объ екта, который он обслуживает. Но, к сожалению, так получается не всегда. Существующие инженерные сети предприятий ТЭК на 90 % состоят из стальных труб. Их главное преимущество — прочность.

Это имеет значение при перемещении по трубопроводам высокона порных сред. Однако стальные трубы имеют ряд серьезных недо статков, главный из которых — подверженность коррозии. И, как следствие этого, возникают сквозные повреждения, через которые не только теряется значительное количество перекачиваемой жид кости, но и происходит подсос грунтовых вод.

Сегодня решение этой проблемы найдено. Бурное развитие орга нической химии привело к появлению труб из полимерных матери алов. Важнейшее их преимущество перед металлическими трубами в том, что они не подвержены коррозии. Трубы из полимерных ма териалов можно назвать трубами XXI века. Они являются детищем своего времени, так как вобрали в себя все преимущества ранее из вестных труб и приобрели совершенно новые качества, которые де лают их действительно современными.

По действующим нормативным документам однозначно и чет ко определены приоритеты применения различных трубопрово дов: слово «следует» относится к пластмассовым трубопроводам, а «допускается» — к любым металлическим. При этом применение стальных трубопроводов допускается только при условии, что они имеют внутренние и наружные антикоррозионные защитные по крытия.

Полимерные трубопроводы имеют ряд общих преимуществ перед металлическими: они значительно легче, вследствие чего отпадает необходимость в использовании тяжелой трубоукладочной техники, тяжелого большегрузного транспорта. Трудоемкость монтажа поли мерных трубопроводов значительно ниже, чем металлических, ско рость монтажа, соответственно, значительно выше. Плюс ко всему они электрохимически нейтральны, обладают высокой устойчиво стью к блуждающим токам наводки, вызывающим точечную корро зию металлических трубопроводов. Немаловажно для потребителя и такое свойство, как бесшумность при любой скорости потока.

Наиболее употребляемы в российском строительстве трубы сани тарно-технического назначения из следующих материалов:

• ПЭ — полиэтилен;

• ПЭ3сл — полиэтилены в трехслойной трубе;

• СПЭ — сшитый полиэтилен;

• ПП — полипропилен;

• ПП-арм — армированный полипропилен;

• ПВХ — поливинилхлорид;

• НПВХ — непластифицированный поливинилхлорид;

• ХПВХ — хлорированный поливинилхлорид;

• ПВДФ — коррозионностойкий фторопласт;

• ПП/ППУ — сшитый полиэтилен с пенополиуретановой изо ляцией.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.