Решение проблемы энергоснабжения и энергосбережения на объектах нефтегазовой отрасли путем реализации высокоэффективных технологий на базе турбодетандерной техники

э

Е

решение проблемы энергоснабжения и энергосбережения на объектах нефтегазовой отрасли путем реализации высокоэффективных технологий на базе турбодетандерной техники

Теоретические исследования и практический опыт показывают, что утилизация энергии избыточного давления природного газа турбодетандерными установками в наибольшей степени соответствует задачам энергосбережения в виде экономии топлива на выработку электроэнергии и улучшения экологической обстановки.

О.В. Купрыгин,

Председатель правления, Генеральный директор ОАО «Турбогаз»

Технико-экономические показатели утилизационных турбодетандерных установок (УТДУ) в значительной степени определяются затратами на подогрев газа на входе в детандер. Для этой цели могут быть использованы различные источники теплоты, например, по-

догреватели, в которых сжигается топливо или вторичные энергетические ресурсы высокого и низкого потенциала. Это дает возможность организовать работу УТДУ либо совсем без сжигания топлива, используя теплоту вторичных энергетических ресурсов, либо все-таки сжигая топливо, обеспечивая в 2,5-3 раза меньший удельный его расход на выработку электроэнергии по сравнению с традиционными паротурбинными или газотурбинными установками. Такие особенности УТДУ позволяют рассматривать их не только как энергосберегающие установки, но и как установки с высокими экологическими показателями. Предприятием разработаны УТДУ мощностью от 8 до 6000 кВт для эксплуатации в различных климатических условиях.

Таблица 1. Основные технические характеристики ДГУ-8-380-Т-УХЛ2 и УКС2-300

Наименование параметров ДГУ-8-380-Т-УХЛ2 УКС2-300

Максимальная мощность, кВт 8,0 300

Номинальный расход газа (диапазон), млн м3/сут 0,043 0,1-0,5

Давление на входе (диапазон давления), МПа 1,0-7,5 3,5-7,5

Давление на выходе (диапазон давления), МПа 0,3-1,2 0,8-2,6

Напряжение на клеммах генератора, В 380 380

Температура газа на входе в установку, 0С 0-40 60-65

Температура газа на выходе из установки, 0С -10 20-25

Частота вращения вала детандера генератора, об/мин 3000 3000 9375 3500

Масса установки, т 0,88 18,5

Утилизационные установки ОАО «Турбогаз» можно условно разделить на агрегаты малой мощности — от 8 до 300 кВт, средней мощности — от 300 до 1500 кВт и агрегаты большой мощности — от 1500 до 6000 кВт. УТДУ малой мощности могут быть использованы в условиях промыслов как источники электроэнергии на собственные нужды либо как резервные источники.

Так, для работы утилизационного турбо-детандера УКС2-300 мощностью 300 кВт требуется перепад давлений от 1 до 2,5 МПа при расходе газа от 100 до 500 тыс. нм3/час. Утилизационная установка малой мощности ДГУ-8 способна вырабатывать мощность на уровне 810 кВт в очень широком диапазоне давлений и расходов. Перепад давлений может изменяться от 0,07 МПа до 1,5 МПа, диапазон расходов газа — от 1800 до 10000 нм3/час. Обе установки могут работать в режиме автономного источника электроэнергии, т. е. без внешней электрической сети. Оборудование поставляется совместно с САУ, которая может осуществлять основные технологические операции (запуск, останов) без участия оператора. Изготовлено оборудование детандерге-нераторной установки ДГУ-8-380-Т-УХЛ2 мощностью 8 кВт для автономного питания ГРС «Смела» и УКС2-300, мощностью

В настоящее время мы разрабатываем и производим Presently we develop and make the following types of следующие виды оборудования для нефтегазового и equipment for oil-and-gas and energy power complexes: энергетического комплексов:

Турбохолодильные агрегаты для охлаждения природного газа в Turbo-refrigerating systems for cooling of natural gas in

технологических схемах его подготовки и переработки; technological schemas of its preparation and refining;

Утилизационные турбодетандерные установки для Utilization turbo-expander systems for transforming natural gas

преобразования энергии избыточного давления природного surplus pressure energy to electric power one:

газа в электрическую энергию:

Oil-and-gas equipment for preparation and refining:

Оборудование для подготовки и переработки нефти и газа;

Set construction for major repairs.holding and well-borings;

Установка для капитального ремонта.освоения и бурения

скважин; Anti-pollution equipment for drill wells;

Противовыбросовое оборудование для буровых скважин; Block-complex equipment for constructing and developing of low-

debiting deposits;

Блочно-комплексное оборудование для обустройства

малодебетных месторождений; Movable set construction for a well exploration meant not to let gas

emission into the air (gas,oil);

Передвижная установка исследования скважин без выпуска газа

в атмосферу ПУПС (газ, нефть): Systems of natural gas odorization ;

Автоматические одоризаторы природного газа; Device for narrowing and rapid changing (DNR) to measure an

expense of the gas used in the commercial sphere;

Устройство сужающее быстросменное (УСБ) для замера расхода

коммерческого газа; Building armature ( K 203n valve,tap regulators);

Запорная арматура (клапан К 203 П,вентили); Gases separators;

Газовые сепараторы; Heat-exchange equipment.

Теплообменное оборудование.

Инжиниринг  Консалтинг  Engineering  Consulting

Политика ОАО -Турбогаз- в области качества направлена на The policy ol -Turbogaz» JSC as to the quality of work is directed to

достижение доверия и уважения заказчиков, с этой целью была achieve trust and respect of customers, therefore we worked out and

разработана и внедрена Система управления качеством на осноне applied the Control System of Quality based on the requirements of

требований международных стандартов ISO серии 9001 international standards of the ISO series 9001.

61003 г.Харьков, пер. Дубового в/4, E-mail:turbogaz(§Hjkr.net,

тол. (057) 757-50.54, 731-45-54, 731-47-49, markct@turboga2.kharkovcom.ua

телефакс: (057) 752-09-89, 731-45 54, 731-47-49, www.turbogaz.com.ua

э

Е

Таблица 2. Основные технические характеристики УДЭУ-2500

Наименование параметра рабочей среды УДЭУ-2500

Диапазон изменения расхода газа через турбодетандер, млн м3/сутки 3-5,5 1,4-2,6 0,6-3,3

Диапазон изменения давления на входе в турбодетандер, МПа 5,0-5,5 0,7-1,3 2,04-3,82

Температура газа на входе в установку, 0С -4...-8 -5...+20 1-19

Холодопроизводительность максимальная, кВт 2760 — —

Диапазон изменения давления газа на выходе из турбодетандера, МПа 2,7-3,5 0,08-0,1 0,35-0,55

Температура газа на выходе из турбодетандера, не ниже 0С -30 -5 0

Диапазон мощностей, кВт 1200-2650 300-2500 800-4800

Номинальное напряжение переменного трехфазного тока, кВ 10,5 10,5

Частота тока, Гц 50 50 50

300 кВт на КС «Заднепровское» УМГ «Черкассытрансгаз». При эксплуатации установки УКС2-300 для подогрева газа на входе в турбодетандер будет использоваться тепло выхлопных газов ГПА. Эта энергосберегающая технология позволяет снизить температуру газов, выбрасываемых в атмосферу, и содержание в них вредных примесей. Установки малой мощности являются оборудованием нового этапа развития энергогенерирующей техники и технологий. Данное оборудование отличается высокими эксплуатационными характеристиками. К ним можно отнести низкие затраты на техническое обслуживание, высокую заводскую готовность, отсутствие вибраций, большой диапазон изменений нагрузок. Высокая стоимость 1 кВт установленной мощности и как следствие большой срок их окупаемости на первый взгляд свидетельствуют об отсутствии экономической эффективности их применения. Однако результаты расчета экономического эффекта с учетом экономии затрат на строительство дорогостоящих линий электропередач позволяют считать эти установки перспективными для применения в энергетических проектах.

УТДУ средней мощности от 500 до 1500 кВт имеют большой срок окупаемости, поэтому и рассматривать их применение нецелесообразно. УТДУ большой мощности служат для выработки электроэнергии на собственные нужды или подачи ее в энергосистему. Анализ возможных вариантов организации процесса в УТДУ показывает, что в

зависимости от уровня подогрева газа перед детандером температура газа на выходе из него может быть как выше, так и ниже 0°С. Это позволяет организовать процесс подогрева газа в УТДУ таким образом, чтобы наряду с электроэнергией вырабатывать холод. Наибольшей технико-экономической эффективности использования УТДУ можно добиться при комбинированном производстве электроэнергии и холода. В настоящее время на ГС «Солоха» ГПУ «Полтавгаздобыча» идет внедрение уникальной энергетической установки УДЭУ-2500 мощностью 2500 кВт, предназначенной для получения холода на температурном уровне минус 30°С в схеме низкотемпературной абсорбции с одновременной выработкой электроэнергии — 13024,8 тыс. кВт.час/год и выходом сжиженной пропан-бутано-вой фракции - 85,95 тыс. т/год. Применение турбодетандерной энергетической установки УДЭУ-2500 позволяет решать многоцелевые задачи. За счет получения холода на температурном уровне минус 30°С обеспечивается:

• работа установки низкотемпературной абсорбции для извлечения из газа широкой фракции легких углеводородов;

• работа установки низкотемпературной конденсации, где из дегазированного в абсорберах конденсата в колонне деэтанизации происходит отделение метана и этана от насыщенной смеси абсорбента и конденсата, а в пропановой колонне - разделение смеси на тощий абсорбент, бензиновую и пропан-бутановую фракции.

В 2005 году ОАО «Турбогаз» поставило две утилизационные установки мощностью 2500 кВт каждая для ГРП Минской ТЭЦ-4 Республики Беларусь. На объекте запущены две технологические линии, включающие две утилизационные детандерные энергетические установки низкого давления УДЭУ-2500-УХЛ4 ОАО «Турбогаз». В третьем квартале 2006 года завершены работы по монтажу и пусконаладке УДЭУ-2500 мощностью 2500 кВт на Лукомльской ГРЭС (Республика Беларусь). Выполненные работы подтверждены актом проведения опытно-промышленных пусков и испытаний. Изготовлена утилизационная установка высокого давления УТДУ-4000 мощностью 4000 кВт для ГРС-1 (г. Одесса) УМГ «Прикарпаттрансгаз». Опыт создания и внедрения высокоэффективных УТДУ позволяет с уверенностью утверждать, что рациональное использование энергии газовых потоков может и должно быть максимально реализовано в газовой отрасли. Это позволит создать независимые от внешних источников энергии объекты и решить проблему обеспечения предприятий газовой отрасли собственной экологически чистой электрической энергией.

ОАО «Турбогаз»

61003, Украина, г. Харьков, пер. Дубового, 6/4 Тел./факс: +38 (057) 731-45-54 e-mail: turbogaz@ukr.net www.turbogaz.com.ua

КапиталЪ

ПЕРЕСТРАХОВАНИЕ

тел. +7 (495) 929-95-34, факс +7 (495) 929-95-39 www.ifdk-re.ru Лицензия: П № 317577 от 13.12. 05 г.