СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРАНСПОРТА ГАЗА

1. Способ оценки энерготехнологической эффективности магистрального транспорта газа, основанный на формировании давления и температуры потока сжатого газа по всей трассе магистрального газопровода с помощью газотурбинных и/или электроприводных газоперекачивающих агрегатов и вентиляторов аппаратов воздушного охлаждения, установленных на всех компрессорных станциях в начале каждого линейного участка магистрального газопровода, отличающийся тем, что для магистрального транспорта газа формируют модель базового участка магистрального газопровода, состоящего из головной компрессорной станции, линейной компрессорной станции и линейного участка магистрального газопровода между последовательно расположенными головной и линейной компрессорными станциями, имеющими равные энергетические характеристики, равные давление газа и температуру газа на входе компрессоров газоперекачивающих агрегатов, определяют эквивалентную длину линейного участка магистрального газопровода, рассчитанную по заданному алгоритму с учетом заданных проектом магистрального газопровода параметров, включающих производительность, диаметр, рабочее давление газа, температуру газа, физико-химические свойства газа, давление газа на выходе головной компрессорной станции в начале линейного участка магистрального газопровода, давление газа в конце линейного участка магистрального газопровода на расстоянии от начала линейного участка магистрального газопровода, равном эквивалентной длине линейного участка магистрального газопровода, рассчитывают внутреннюю энергию потока газа, сжатого в полости линейного участка магистрального газопровода, и для головной компрессорной станции базового участка магистрального газопровода определяют энергетический баланс, состоящий из суммарных затрат энергии, обеспечивающих транспортировку газа с заданными проектом параметрами на расстояние, равное эквивалентной длине линейного участка магистрального газопровода и включающих мощность сжатия газа в компрессорах газоперекачивающих агрегатов, мощность охлаждения газа и масла в аппаратах воздушного охлаждения для поддержания в заданных пределах температуры газа на входе в линейный участок магистрального газопровода и температуры масла в системе смазки газоперекачивающих агрегатов, затраты энергии, рассчитанные для головной компрессорной станции базового участка магистрального газопровода, сравнивают с внутренней энергией потока газа, сжатого в полости линейного участка магистрального газопровода, для модели базового участка магистрального газопровода по заданному алгоритму определяют показатели энерготехнологической эффективности магистрального газопровода, включающие удельное сопротивление потерям энергии газа на линейном участке магистрального газопровода при транспортировке газа с заданными проектом производительностью и давлением газа, рассчитанную для
линейного участка величину удельного сопротивления потерям энергии газа принимают в качестве критерия интегральной оценки энерготехнологической эффективности магистрального транспорта газа, для компрессорной станции магистрального газопровода определяют соответствующие удельному сопротивлению потерям энергии газа на линейном участке магистрального газопровода оптимальные удельные затраты энергии и мощность сжатия газа в компрессорах газоперекачивающих агрегатов, удельные затраты энергии и мощность охлаждения газа и масла для поддержания в заданных пределах температуры газа на входе в линейный участок магистрального газопровода и температуры масла в системе смазки газоперекачивающих агрегатов и по заданному алгоритму определяют показатели эффективности затрат энергии при магистральном транспорте газа, включающие удельную стоимость единицы энергии, затрачиваемой на магистральный транспорт газа, прогнозируемый срок окупаемости затрат энергии, показатели энерготехнологической эффективности магистрального газопровода, рассчитанные для сформированной модели базового участка магистрального газопровода, принимают в качестве параметрических критериев интегральной оценки энерготехнологической эффективности магистрального транспорта газа для действующих и/или проектируемых магистральных газопроводов путем оптимизации энергозатрат на всех компрессорных станциях магистрального газопровода, при этом энергозатраты на привод газоперекачивающих агрегатов, привод вентиляторов аппаратов воздушного охлаждения и соответствующие оптимальным энергозатратам технические характеристики газоперекачивающих агрегатов и аппаратов воздушного охлаждения для действующих и/или проектируемых компрессорных станций магистрального газопровода определяют с учетом принятых для базового участка магистрального газопровода параметрических критериев, а удельное сопротивление потерям энергии газа на линейном участке магистрального газопровода, суммарную мощность компрессорной станции и мощность сжатия газа в компрессорах газоперекачивающих агрегатов определяют из соотношений:
;
;
,
i
3
где R - удельное сопротивление потерям энергии газа на линейном участке магистрального газопровода, млн. м·км/кВт·час;
i
3
q - производительность магистрального газопровода, млн. м/сут;
l - протяженность линейного участка магистрального газопровода между соседними компрессорными станциями, км;
Е - коэффициент гидравлической эффективности линейного участка магистрального газопровода;
вн
D - внутренний диаметр магистрального газопровода, м;
экв
l - эквивалентная длина линейного участка магистрального газопровода, км;
2
К - средний по длине линейного участка магистрального газопровода коэффициент теплопередачи от газа в окружающую среду, Вт/м·К;
н
Т - абсолютная температура газа в начале линейного участка магистрального газопровода, К;
к
Т - абсолютная температура газа в конце линейного участка магистрального газопровода, К;
2
β - средний по длине линейного участка магистрального газопровода коэффициент массопередачи, кг/мчас;
Δj - разница между теплосодержанием газа в начале и в конце линейного участка магистрального газопровода, кДж/кг;
г
G - массовый расход газа, кг/с;
рг
С - изобарная удельная теплоемкость газа, кДж/кг⋅К;
h
D - средний по длине линейного участка магистрального газопровода коэффициент Джоуля-Томпсона, К/МПа;
ΔР - градиент давлений газа на линейном участке магистрального газопровода, МПа;
3
ρ - плотность газа при средних давлении и температуре газа в полости линейного участка магистрального газопровода, кг/м;
КС
N - суммарная мощность компрессорной станции для сжатия газа и охлаждения газа и масла, соответствующая оптимальным энергозатратам на транспортировку газа, кВт;
z - коэффициент сжимаемости газа;
0
3
q - проектная производительность магистрального газопровода, млн. м/сут;
1К
T - абсолютная температура газа на входе в компрессор газоперекачивающего агрегата, К;
к
η - политропный КПД компрессора;
ти
К - коэффициент технического использования газоперекачивающих агрегатов на компрессорной станции;
ε - степень сжатия газа в компрессорах газоперекачивающих агрегатов;
АВОГ
ΔТ - градиент абсолютных температур газа на входе и выходе аппаратов воздушного охлаждения газа, К;
м
G - массовый расход масла, кг/с;
рм
С - изобарная удельная теплоемкость масла, кДж/кг·К;
АВОМ
ΔТ - градиент абсолютных температур масла на входе и выходе аппаратов воздушного охлаждения масла, К;
ГПА
N - мощность сжатия газа в компрессорах газоперекачивающих агрегатов, кВт;
ОГ
К - коэффициент оперативной готовности газоперекачивающего агрегата на компрессорной станции;
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что с целью повышения эксплуатационной экономичности магистрального транспорта газа путем оптимизации энергозатрат на всех компрессорных станциях каждого магистрального газопровода после определения суммарной мощности газоперекачивающих агрегатов и приводов аппаратов воздушного охлаждения головной компрессорной станции и удельного сопротивления потерям энергии газа на линейном участке магистрального газопровода для базового участка магистрального газопровода рассчитывают эксплуатационные затраты головной компрессорной станции, соответствующие максимальному удельному сопротивлению потерям энергии газа на линейном участке магистрального газопровода при транспортировке газа на заданное расстояние, равное эквивалентной длине линейного участка магистрального газопровода, и для действующего и/или проектируемого магистрального газопровода определяют удельное сопротивление потерям энергии газа на линейном участке магистрального газопровода, рассчитывают эксплуатационные затраты, ниже которых экономическая эффективность применения на компрессорных станциях рассматриваемых типов газоперекачивающих агрегатов с заданными техническими характеристиками снижается за счет увеличения эксплуатационных затрат по сравнению с эксплуатационными затратами, рассчитанными для базового участка магистрального газопровода, а показатели оценки эффективности затрат энергии при магистральном транспорте газа, включающие удельную стоимость единицы энергии, затрачиваемой на магистральный транспорт газа, и прогнозируемый срок окупаемости затрат определяют по формулам:
;
,
N
0
где: C - базовая удельная стоимость единицы энергии магистрального транспорта газа, у.е./кВт·час;
0
3
R - удельное сопротивление потерям энергии газа на линейном участке магистрального газопровода, рассчитанное для базового участка магистрального газопровода, млн. м·км/кВт·час;
г
3
С - фактическая цена за газ, у.е./тыс.м;
экв
l - эквивалентная длина линейного участка магистрального газопровода, км;
0
τ - срок окупаемости затрат, годы;
ΔЗ - единовременные затраты на дополнительное энергопотребление рассматриваемого участка магистрального газопровода по сравнению с базовым участком магистрального газопровода, у.е.;
i
3
R - удельное сопротивление потерям энергии газа на линейном участке магистрального газопровода, млн. м·км/кВт·час;
i
3
q - производительность линейного участка магистрального газопровода, млн. м/сут;
l - протяженность линейного участка магистрального газопровода между соседними компрессорными станциями, км;
Ni
C - удельная стоимость единицы энергии магистрального транспорта газа для расчетов с фактической ценой за газ, у.е./кВт·час;
ти
К - коэффициент технического использования газоперекачивающих агрегатов на компрессорной станции;
год
Т - среднее время работы газоперекачивающих агрегатов в календарном году, час;
Р - заемная процентная ставка, %.