Лекции по “Основам энергосбережения“

Решение задач повышения эффективности  эксплуатации газопроводов связано  с организацией и проведением  периодической очистки линейной части трубопроводов, устранением  утечек газа через неплотности в  запорной арматуре, ликвидацией потерь транспортируемого газа при проведении разного рода профилактических планово – предупредительных ремонтов участков трубопроводов, организацией развитой системы диагностики оборудования, улучшением подготовки газа к транспорту по магистральным трубопроводам, снижающим аэродинамическое сопротивление транспортируемого газа.

Внедрение на предприятиях РАО Газпром регулируемого  электропривода большой и малой  мощности для основного и вспомогательного оборудования компрессорных станций также позволит экономить энергию. 

Эра неограниченных и  дешевых энергоресурсов ЗАВЕРШИЛАСЬ!

Единственным  ненасильственным выходом из сложившейся  ситуации является ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ!

За последние  годы энергоемкость внутреннего  валового продукта в Российской Федерации увеличилась на 15–16%, электроемкость – на 30–32%. Учитывая это, к 2010 году при ожидаемом увеличении объема произведенного ВВП на 87%, планируется обеспечить рост внутреннего потребления топливно-энергетических ресурсов всего на 10%. Такой огромный разрыв в темпах роста ВВП и потреблении ТЭР предлагается покрыть снижением энергоемкости ВВП к 2010 на 70% за счет решения следующих основных экономических и организационных задач:

• повышения технического уровня промышленности (проведения эффективного технического перевооружения и реконструкции действующих предприятий и строительство новых на базе современных технологий);
• снижения расхода энергии на технологические нужды и уменьшения потерь при транспорте электрической и тепловой энергии;
• повышения экономичности действующего оборудования.

Наибольшее  количество энергии, расходуемой электроприводами в промышленности, приходится на насосные, компрессорные и вентиляторные  установки, основной функцией которых является поддержание заданного давления (разрежения), причем расход переносимой среды, как правило, может существенно изменяться в зависимости от конкретных условий. Необходимо предусматривать средства регулирования, обеспечивающие нормальную работу системы при различных расходах. Наиболее современным способом регулирования является регулирование с помощью преобразователей частоты.

Преобразователи частоты могут применяться на всех стадиях – от нефтедобычи  до нефтепереработки и выполнять следующие задачи.

Бурение скважин:

• регулирование скорости вращения долота бурильной колонны в зависимости от свойств разбуриваемой породы;
• управление производительностью бурового насоса в зависимости от глубины бурения и свойств породы. управление скоростью и моментом, реверсирование буровой лебедки в процессе бурения;
• уменьшение износа бурильной колонны и долота, сокращение числа подъемов–спусков рабочего инструмента;
• мгновенное автоматическое ограничение мощности при перегрузках, защита электродвигателя, предотвращение разрушения бурильных колонн, долот и др.;
• автоматическая компенсация падения напряжения в длинных питающих и выходных кабелях, оптимальное использование электродвигателей и др. электрооборудования;
• повышение производительности и увеличение срока службы бурового оборудования;
• замена электроприводов постоянного тока с коллекторным электродвигателем.

Добыча  нефти:

• управление производительностью нефтедобывающих насосов в зависимости от дебита и глубины скважины, состава и физических свойств нефти, условий окружающей среды;
• автоматическое управление производительностью перекачивающих насосов для поддержания заданного давления (расхода) нефти и воды в трубопроводных системах;
• автоматический контроль и мгновенное ограничение перегрузок, защита оборудования;
• замена прямых пусков электродвигателей плавным частотным пуском;
• увеличение межремонтных циклов и срока службы оборудования;
• циклическое изменение скорости спуска–подъема штанги станка-качалки при повышении производительности;
• существенное снижение энергопотребления оборудования и увеличение срока его службы.

Транспортировка нефти:

• плавный частотный пуск мощных электродвигателей и механизмов;
• исключение гидравлических ударов в трубопроводных системах;
• энергосбережение и увеличение срока службы оборудования.

Первичная обработка и подготовка нефти:

• автоматическое частотное управление производительностью насосных агрегатов для поддержания технологических параметров: давления, расхода, уровня, температуры и т.п.;
• повышение точности и быстродействия работы запорно-регулирующей арматуры;
• высокая точность дозирования и подачи в нефть при ее добыче и подготовке различных реагентов;
• энергосбережение и увеличение срока службы оборудования.

Нефтепереработка:

• автоматическое частотное управление производительностью насосных агрегатов для поддержания технологических параметров: давления, расхода, уровня, температуры и т.п.;
• повышение точности и быстродействия работы запорно-регулирующей арматуры;
• увеличение производительности;
• энергосбережение и увеличение срока службы оборудования.

Что же касается экономической эффективности, то необходимо учитывать не только прямую экономию электроэнергии, достигающую 54–56%, но также и экономию переносимой  среды (или, что наиболее актуально  в нефтяной, газовой и химической промышленности, недопущение попадания агрессивной переносимой среды в окружающее пространство), тепла, ресурсов оборудования и пр.

ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ РФ     

Топливно-энергетические ресурсы региона (около 30% прогнозных запасов топливно-энергетических ресурсов европейской части России) представлены крупнейшими запасами нефти, природного газа (Тимано-Печорская и Баренцево-Карская провинции), угля (Печорский бассейн), горючих сланцев, торфа.     

 На  севере-востоке района расположен Печорский угольный бассейн, площадью 100 тыс. кв. км. Общие геологические запасы углей в Печорском бассейне составляют 214 млрд. т. Основные месторождения – Воркутинское, Усинское, Харьягинское, Интинское, Юнъягинское, Воргашорское. Примерно 50% углей бассейна составляют коксующиеся угли. Теплотворная способность их колеблется от 4 до 7,5 тыс. ккал, мощность пластов достигает 1 м, а глубина залегания от 150-550 м. Однако в сравнении с углями других угольных бассейнов их себестоимость высока, что связано с условиями Заполярья, сложными горно-геологическими условиями добычи вследствие значительной водоносности угленосной толщи и наличия вечной мерзлоты.

ДОБЫЧА  УГЛЯ, млн. т 

Запасы  угля на старых месторождениях (Воркута, Инта) практически выработаны. Шахты не рентабельны. Новые месторождения не обеспечены трудовыми ресурсами (отток населения из Воркуты) и объектами социальной инфраструктуры. В ближайшие годы добыча угля будет уменьшаться, так как обустройство новых месторождений требует значительных затрат. Субъекты РФ не обладают такими денежными ресурсами, государственной программы развития угледобывающих районов пока не принято, а инвесторы не спешат вкладывать средства в добычу угля в Северном районе из-за высокой стоимости добычи.      

Располагает Северный район огромными ресурсами нефти и газа. Средняя нефтегазоносная площадь Северного экономического района составляет 600 тыс. кв. км. Запасы нефти здесь составляют более 3 млрд. т, а природного газа – 4 трлн. куб. м. В настоящее время известно более 70 газоконденсатных и нефтяных месторождений. Добыча нефти началась еще в 1930-е годы вблизи Ухты. Затем были освоены месторождения Вой-Вожское, Усинское, Нибельское, Западно-Табукское, Пашнинское, Восточно-Савиноборское, Северно-Савиноборское, Ярегское. В настоящее время в Яреге (по правому берегу Ухты) добывают густую шахтную нефть. Залежи газа располагаются в пределах Республики Коми – Вуктылское, Джеболское, Россохинское, Курьинское месторождения и др. 

ДОБЫЧА  НЕФТИ, ВКЛЮЧАЯ ГАЗОВЫЙ КОНДЕНСАТ, тыс. т

После спада в середине 1990-х годов  добыча нефти за последние годы значительно возросла. Инвесторы охотно вкладывают деньги в разведку и добычу нефти. Основная причина – высокая стоимость нефти на мировом рынке.     

Но особенно большие перспективы имеет открытый новый нефтегазоконденсатный бассейн на континентальном шельфе Баренцева моря с продолжением в Карском море Западной Сибири. Здесь разведано углеводородное сырье с запасами в 11 млрд. т условного топлива, в основном природного газа. Потенциальные запасы газа на российском шельфе оцениваются в 52 трлн. куб. м, нефти – в 13 млрд. т. Четыре из них уникальны по запасам, это – Штокмановское, Ленинградское, Русановское – газовые и Приразломное – нефтяное. Штокмановское и Приразломное находятся в пределах Ненецкого автономного округа в Северном районе.

ДОБЫЧА  ГАЗА, млн. куб. м

Из-за выработанности месторождений добыча газа останется на том же уровне.     

Для того чтобы разрабатывать эти ресурсы, в 1996 году была утверждена Федеральная  целевая программа «Шельф», но реализация ее проходит очень медленно. Освоение природных ресурсов шельфовой зоны требует решения сложных научно-технических задач и осуществления широкого технического перевооружения средств морского бурения. Необходимо строительство газо- и нефтепроводов, заводов по производству морских нефтяных и газовых платформ. Главная задача – поиск инвесторов и заключение выгодных контрактов. До 2010 года сделать этого, очевидно, не удастся.     

Из других топливных ресурсов Северный район богат торфом, особенно в Архангельской и Вологодской Основная часть торфа используется в качестве топлива, а также в сельском хозяйстве.     

В районе выявлены запасы горючих сланцев, которые  оцениваются в 56 млрд. т. Основные их запасы находятся в пределах республики Коми в месторождениях Сысольского, Ярегского и Ижемского районов.