Введение к работе
доктор технических наук, профессор Худякова Лариса Петровна
Актуальность темы исследования
Магистральные нефтепроводы являются крупными потребителями электрической энергии. Без ее использования невозможна работа основных и подпорных насосов, инженерного оборудования и систем управления. Как правило, передача электроэнергии на нефтеперекачивающие станции (НПС) и линейную часть нефтепровода осуществляется по линиям электропередачи через трансформаторные подстанции от единой энергосистемы. Эти объекты сложны и дороги в эксплуатации.
Доля затрат на электроэнергию в общей структуре затрат при эксплуатации магистральных нефтепроводов составляет значительную часть. Существующая схема отношений между производителями, сетевыми операторами и потребителями приводит к непрерывному росту цен на электроэнергию, отпускаемую энергосистемой, что при высокой энергоемкости производства становится причиной снижения прибыли. Поэтому сокращение затрат на энергоресурсы при эксплуатации магистральных нефтепроводов и обеспечение их бесперебойной и эффективной работы – важные задачи. Основными вариантами их решения являются мероприятия энергосберегающего характера, оптимизация размещения энергообъектов и переход на частичное или полное энергоснабжение от собственного источника энергии. В связи со сложившейся ситуацией в электроэнергетике страны все более широкое распространение получают электростанции собственных нужд (ЭСН).
Качественно новым уровнем при решении этих задач может стать использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) для энергоснабжения объектов магистральных нефтепроводов. Мировая практика располагает опытом получения электроэнергии путем сооружения и эксплуатации ВИЭ, лидером среди которых является ветроэнергетика. Учитывая высокую степень износа существующих линий электропередачи и энергетических станций, разработку новых месторождений на Сахалине, в Якутии и других отдаленных регионах, где практически отсутствуют сооружения единой энергосистемы, нужно обратить внимание на возможность получения электроэнергии за счет ВИЭ, что отвечает современным требованиям о внедрении энергосберегающих технологий. Это относится и к действующим объектам магистральных нефтепроводов.
В связи с этим особый интерес представляют выбор и обоснование оптимального источника энергоснабжения насосных станций магистральных нефтепроводов и создание методики комплексной оценки его эффективности.
Возможность применения различных ВИЭ в целях энергоснабжения предприятий ОАО «АК «Транснефть», и прежде всего ОАО «Сибнефтепровод», становится актуальной и требует детального рассмотрения.
Решение поставленных задач позволит обосновать внедрение ВИЭ как ЭСН, выявить и проанализировать основные факторы, влияющие на их экономическую результативность, и создать методику комплексной оценки эффективности их использования на объектах магистральных трубопроводов.
Цель работы - обоснование возможности энергоснабжения нефтеперекачивающих станций магистрального нефтепровода за счет возобновляемого источника энергии и совершенствование методики оценки эффективности его применения.
Достижение поставленной цели осуществляется путем решения следующих основных задач:
обоснование возможности применения возобновляемого источника энергии и выбор его конкретного типа для электроснабжения нефтеперекачивающей станции магистрального нефтепровода;
оценка энергетических и экономических показателей работы принятого типа возобновляемого источника энергии для электроснабжения нефтеперекачивающей станции магистрального нефтепровода;
разработка методики комплексной оценки эффективности применения возобновляемого источника энергии на трубопроводном транспорте нефти.
Методы решения поставленных задач
Решение поставленных задач осуществлялось путем теоретических исследований, в ходе которых использовались метеорологические статистические данные и информация, полученная в условиях эксплуатации нефтеперекачивающих станций, а также информация, предоставляемая производителями оборудования ВИЭ. Обработка данных производилась с применением современной вычислительной техники.
Научная новизна результатов работы:
установлено, что надежное энергоснабжение насосной станции магистрального нефтепровода в необходимом объеме возможно за счет возобновляемого источника энергии;
получена зависимость для определения оптимума между энергетическими и экономическими показателями работы ветроэнергетической установки (ВЭУ) с различной высотой башни для энергоснабжения оборудования насосной станции магистрального нефтепровода;
впервые разработана и апробирована методика комплексной оценки эффективности строительства ветроэнергетической станции (ВЭС) на насосной станции магистрального нефтепровода.
На защиту выносятся результаты теоретических исследований по применению ВЭС как источника электрической энергии для ЛПДС «Западный Сургут» магистрального нефтепровода Сургут – Горький – Полоцк (СГП), результаты теоретических исследований по повышению экономических показателей ВЭС, методика комплексной оценки эффективности ветроэнергетической станции при работе на ЛПДС «Западный Сургут».
Практическая значимость результатов работы:
обоснована возможность применения современной ветроэнергетической станции как ЭСН для ЛПДС «Западный Сургут» магистрального нефтепровода Сургут – Горький – Полоцк;
найден оптимум между энергетическими и экономическими показателями работы ветроэнергетической установки в зависимости от высоты башни, позволяющий снизить затраты на возведение и эксплуатацию ВЭС для получения конкурентоспособной стоимости электроэнергии для НПС;
разработана методика комплексной оценки эффективности строительства ВЭС, позволяющая сравнивать различные варианты ВЭС и выбирать наиболее эффективные из них в зависимости от требуемой нагрузки и режима работы конкретной НПС;
результаты работы могут быть использованы для совершенствования законодательства Российской Федерации в области ВИЭ и формирования механизмов оценки и сравнения различных ВИЭ в разных областях их применения.
Апробация результатов работы
Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы теплоэнергетики» (Челябинск, 2010 г.); на научно-техническом семинаре кафедры «Проектирование и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ» Тюменского государственного нефтегазового университета (Тюмень, 2010 г.); на Всероссийских научно-практических конференциях «Энергоэффективность. Проблемы и решения» в рамках XI и XII Российских энергетических форумов (Уфа, 2011 г., 2012 г.); на научно-техническом совете ОАО «Институт «Нефтегазпроект» (Тюмень, 2011 г.); на техническом совете ОАО «Сибнефтепровод» (Тюмень, 2012 г.); на XVII научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Проблемы развития газовой промышленности Сибири - 2012» (Тюмень, 2012 г.).
Публикации
Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 9 научных трудах, в т.ч. 3 в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, библиографического списка использованной литературы, включающего 128 наименований, и приложений. Работа изложена на 238 страницах машинописного текста, включая 19 рисунков и 48 таблиц.
