1.2 Көмірсутекті шикізаттың энергоқорүнемдеу технологиясы

Көмір сутекті шикізаттың 95 %-ы отын ретіне пайдаланылады. Сондықтан көмірсутекті шикізат үшін-энергияны және шикізат қорын үнмдеу іс жүзінде бірдей.

Энергия қорүнемдеу технолгиясының келесідей элеметтері отынның толық жану принципін көрсетеді: отынның мөлшерлік сандық жануы, демек отын жанғандағы бөлінетін барлық ЖЫМЭНЕРГИЯСЫ еш шығынсыз өнімнің толық жану жылуына жұмсалады.

Отынның толық жануы жанужылулықты қайта қалпына келіру принципі жылуалмастырғыштың нәтижесін және қ абырға арқылы барлық сатыларға жылутасымалдағышқа (суықты тасымалдау агенті) жылуэнергиясын беруді (жылудың жоғалмауын) қамтамасыз етеді.

Жанған өнімдерді қайта пайдаға асыру гидросфераны және атмосфераны қорғап эколгиялық таза ПРИНЦИПТЕРГЕ қол жеткізуге болады. Көмірсутеті отын толық жанғанда құрамындағы өте жоғары улы заттардың мөлшерін азайтып немесе төмендегідей зиянсыз заттарға (CO₂, H₂O, N₂ және басқалаға) айналдырады:

CO→CO₂

NO_X (N₂O, NO, NO₂) → N₂

SO₂ (SO₃, H₂S) → S (Ca SO₄, H₂O)

C_n H_m →CO_2, H₂O

C (күйе) →CO₂

Күл (V₂O₅)→ V(зиянсыз қалдықтарға айналады)

Өндірістерде және энергетика салаларында көмірсутекті отындарды пайдаланудың тиімділігін арттырудың бірден-бір жолы, ол кешендік энергетикаық қондырғыларды жасау.

Энергетикалық қондырғыларда, энергетикалық процестерден басқа, отынды жағу, жанған өнімнің жылуын немесе өндірілген энергияныжұмысқа айналдырудан басқа ПИРОЛИЗДЕУ, кокстау, газды-синтездеу жұмыстары да іске асырылады.

Энерготехнологиялық қондырғылар қолданылатын отын түріне қарай органикалық отындармен жұмыс істейтін қондырғылар болып бөлінеді.

Энергияқорлы мекемелер төмендегідей негізгі сипаттамаларға ие: табиғи газ, 1000м³ газды жаққанда – 8,1 Гкол жылу бөлінсе, 1 тонна мазутты жаққанда – 9,6 Гкал жылу бөлінеді:

Электорэнергия, қуаттылығы 250кВт электрқозғалтқышы үшін үшфазалы 380В, 50Гц тоқ қажет болса, қуаттылығы 250 кВт –тан жоғары болса үшфазалы 6000В, 50Гц тоқ қажет:

-Бу (жылу), төменгі қысым: 5 атм қысымда температура 175°С орташа қысым 11атм, температурасы 240°С;

- суық (температура) – 5 °С ;

- су айналмалы (технологиялық) температурасы 28°С – тан төмен, РН 6,8...7,1 SiO₂- үшін 0,1 РРм, өткізгіштігі 10....18мк СИМЕНС/ см төмен

- су әлсіздендірілген (химиялық тазаланған), өткізгіштігі 3мксименс\ см төмен;

- су температурасы 10°С- тан төмен ;

- ауа технологиялық (сығымдалған) қысым 5 атм;

- ауа БӨА және А, шықтандыру нүтесі - 40°С төмен, майсыз, қысым

- азот, N₂ құрамы 99,6% об-тан аз емес, O₂ 0,2%- тан төмен, шықтандыру нүктесі - 50°С- дан төмен, қысым 6...8 ата.

Энерготехнологиялық қондырғылар төмендегідей қызметтер атқарады:

Табиғи күкіртсутекті газ конденсатын және көмірсутекті шикізаттарды өңдейтін қондырғылар, аммиякты синтездейтін және мұнай-газхимиялардан басқа да бағалы жартылай- өнімдерін, алу үшін, этиленді, протиленді және бензолды алу. Энергетикалық шығындарды азайтудың негізгі бағыттарының бірі, ол аммиякты синтездейтін агрегаттарды жетіліру.

• Технологияны жетілдіру. NH₃ алу үшін қолданылатын технологиялық қондырғының жұмыс сенимділігін және жөндеу аралық жүрісін артыру;

• Энергоқондырғыларды азайту: екінші энергоқорларды пайдаланудың дәрежесін арттыру. Мысалы, ауаны қыздыру үшін түтін газдарының жылуының пайдалану немесе басқада технологиялық ағындадың температураларын пайдаланып шыға берістегі температураның жылуын 230°С тан 190°С-қа дейін төмендету.

• Көмірсутекті шикізаттың шығынын азайту.

Жоғарыда айтылғандар энергошығындады 18%-ға азайтады.

Энергияны және қорсақтау мақсатындағы технологиялардың өзгеру жолдарының келешегі:

-синтездеудің қысымын азайту:

- аммияк затты сутек қоспаларын айыруда мембранды технологияны пайдалану:

- азоттысутек қоспасын дайындау:

- СО₂-ні толық қайта пайдалану.

Негізгі әдебиет 7(409-412б)

Қосымша әдебиет 11(30-33, 40-47б)

Бақылау сұрақтары:

1. ЕЭҚ дегеніміз не?

2. Энергоүнемділік технология саясатының басты жұмыстарын мінездеп беріңіз?

3. Мемлекеттің энергетикалық саясаты қандай қағидаларға негізделген?

4. Мұнай газ өнеркәсібіндегі ЕЭҚ негізгі қайнар көздерін атап беріңіз?

5. Энергоүнемділік неліктен энергоүнемділік технологиясының дамуындағы өзекті мәселе болып табылады?

6. Энергетикалық қордың мәні неде?

7. Энергеүнемділіктің мәні неде?

№2 Дәріс тақырыбы

1.2 Энегоүнемділіктің негізгі терминдері және анықтамалары. ЕЭҚ энергия түрлері. Мұнай және газ өнеркәсібіндегі ЕЭҚ пайдаланудың негізгі бағыттары. Энегоқорды пайдаланудағы принципті схема. ЕЭҚ Пайдаланудағы жылу үнемдеудің есептік схемасы.

Екіншілік энергия қорлары сөзінің түп мағынасы өнімнің қалдықтың, технологиялық қондырғылар жасалатын (агрегаттарда) өнімнің энергетикалық потенциалын білдіреді, бірақ олар агрегаттың өзінде басқа қондырғылардың энергия үнемділігіне пайдаланылуы мүмкін. ‘‘Энергетикалық потенциал’’ белгілі бір анықталған энергия қоры дегенді білдіреді (химиялық байланған жылу, физикалық жылу, артық шыққан қысымның потенциалдық энергиясы).

Энергия түрі бойынша ЕЭҚ үш топқа бөлінеді:

Отынды (жанғыш)-ЕЭҚ жанғышы деген келесі технологиялық өндіріске жарамайтын жанатын қалдықтарды: төменгі газ, күйе пештен шығатын газ, синтетикалық каучук үшін монометрді өндіруге керекті абсорбты газ және т.б. білдіреді.

Жылулық – технологиялық қондырғыларда кеткен газдың физикалық жылуы (ГТУ;ІЖДПСУ), технологиялық су процесінде, буда, жылу конденсатында өңделген өнімнің және негізгі өндіріс қалдықтарының физикалық жылуы. Жылулық ЕЭҚ жатады: Венвыбростың төмен потенциалды жылуы жылутехнологиялық қондырғылардың газы, тастамалы сұйығы.

Артық қысымды – газбен сұйықтың атмосфераға шығарар алдында технологиялық агрегатты тастайтын артық қысымды төмендететін потенциалдық энергиясы. ЕЭҚ пайдалану мұнай және газ өнеркәсібінде энергия үнемділіктің басты бағыты болып табылады. ЕЭҚ энергия ұстағыштың түрін өзгертпей-ақ пайдаланылуы мүмкін, ол жылудағы және отындағы қажеттіліктерді қанағаттандыру үшін керек немесе энергоұстағыштың түрін жылулық энергия шығару жолымен, электр энергияны, суық немесе механикалық жұмыс жолымен өзгерту керек.

Энергетикалық қордың және энергетикалық энергияны пайдаланудың принципті схемасы 2.1 суретте көрсетілген.

ЕЭҚ шығуындағы келесі терминдермен анықтамаларды ескеру керек (мағынасын):

Жалпы терминдер: (курс)

Энерготехнология – бұл ғылым химиялық реакцияларға сәйкестендірілген механизім және кинетиканы терең зерттеуге, заттық жылу алмасуындағы физикалық процестерді оқып үйренуге, фазалық алмасуларға әсер ететін жүйені, сапалы физико-химиялық және экономикалық шыққан жылуды зерттеуге негізделген.

Энергоүнемділік – бұл энергетикалық қорларды өте тиімдірек пайдалануды қамтамасыз ететін шара және әрекет кешені, мысалы: жылу және энергияны үнемдеуге бағытталған шаралар, олардың рационалды пайдаланылуы, энергия қорларын және тапшы энергия ұстағыштарды өте қолайлы және арзан түрімен айырбастау (мұнай және газды көмірмен айырбастау).

Энергияны үнемдеу – бұл шара нәтижелері ол өндіріс жылуының шығынын төмендету мақсатымен, электроэнергияны, жылуды, механикалық энергияны төмендетуге мақсаттандырылған. Бұл шаралар селқос ( мысалы жылу шығару), белсенді (жолшы мұнайлы газды пайдалы пайдалану) немесе ұйымдастырылған (транспорт түрлерін ауыстыру энергетикалық қатынастағы өте тиімділік) мағынаға ие.

Энергияны рационалды пайдалану – энергияны тұтынушыларға өте лайықты жолмен экономикалық пайда түсетіндей беру, ол үшін әлеуметтік, саяси шектелген қаражат, қоршаған ортаның талап етілуін есепке алу керек.

Энергосиымдылық – бұл өнімді өндіргенде немесе жұмысты атқарғанға кеткен энергия мөлшері. ‘‘Энергосиымдылық’’ термині энергия шығынының ақша бірлігіне кеңінен пайдаланылады.

Энергетикалық ағын – энерго шаруашылығындағы энергоқорларының қозғалысы, қайнар көзден тұтынатын энергияға бағытталған; бұл қозғалыс мәні энергия қорын өзгерту мен сақтауда олардың мөлшерін және сапалы жағдайын өзгертуде.

Энергетикалық каскад – бұл екі немесе оданда көп технологиялық процестерде қалған энергия. Бір технологиялық процестен кейін келесі процестерге сенімді бір жағынан тиімді пайдалану мақсатымен пайдаланылатын энергетикалық ағын.

Энергия үнемділік шығындары – бұл энергия үнемділігінің бірлігін жылына шығарылатын өнімнің мөлшерінің ешқандай өзгерісісіз керекті шараны жүзеге асыратын шығындар.

Жиі қолданылатын терминдер (2.1-суретімен сәйкестендірілген)

ЕЭҚ шығыны – уақыт бірлігінде берілген технологиялық агрегатта пайда болатын өндіріс процесіндегі ЕЭҚ мөлшері.

ЕЭҚ көмегінде ЕЭҚ өндіру – қондырғылардағы ЕЭҚ көмегінде алынатын жылу, суық, электроэнергияның және механикалық жұмыстың мөлшері.

Мүмкін және экономикалық мақсаттандырылған не деректік, не жоспарлы түрлерін айырады.

Өндіру мүмкіндігі – бұл берілген ЕЭҚ түрлері көмегінде ЕЭҚ агрегат – көзінің жұмыс режимімен және қондырғыдан алынған максималды жылу, суық, электроэнергияның және механикалық жұмыстың мөлшері.

Экономикалық мақсаттандырылған шығын – жылудың, суықтың, электроэнергияның және механикалық жұмыстың максималды мөлшері қондырғыда экономикалық есеппен расталғанды алу мақсат етіледі.

Жоспарлы өндіру – ЕЭҚ есебінен алынатын берілген өндірістің даму жоспары мен кәсіпкермен саланы жүзеге асыру, берілген уақытта жаңа модернизацияны енгізу есебінен жылу, суық, электроэнергия және механикалық жұмыс мөлшерін алу.

ЕЭҚ пайдалану – ЕЭҚ арқасында қондырғылардан алынған тұтынушылар қолданатын энергия мөлшері, сондай-ақ ЕЭҚ сияқты алынатын отын мен жылу.

ЕЭҚ экономикалық мақсаттанған жоспарлы және деректік түрде қолданылуы мүмкін (2.1-суретке қараңыз).

2.1 – сурет. Энергия қорларын пайдаланудың принципалдық сұлбасы

Нақты өндіріс – істейтін қондырғыларда белгілі кезеңде алынған деректік жылу, суық, электроэнергия және механикалық жұмыс мөлшері.

ЕЭҚ есебінен өндірілген коэффицент – деректік (жоспарлы) шығарудың экономикалық мақсаттандыруға қатынасы (мүмкін).

ЕЭҚ есебінде жылуды үнемдеу –ЕЭҚ қолдану есебінде үнемделетін бірінші ретті жылу мөлшері. Жылуды үнемдеу, ЕЭҚ қолдануына сәйкес ол экономикалық мақсаттанған, жоспарлы және деректік болуы мүмкін.

ЕЭҚ шығыс коэффиценті – нақты (жоспарлы) ЕЭҚ есебінде отын үнемділіктің экономикалық мақсатына қатынасы (мүмкін).

Мұнай және газ өнеркәсібінде ЕЭҚ қолданудың негізгі бағыттары.

Жылу – энергетикалық кешен (ЖЭК) энергетикалық қорды (ЭҚ) тұтынатын ірі тұтынушы, болып келеді, ол көрсеткіштері бойынша халық шаруашылық кешенінде бәрінен жоғары.

ЕЭҚ – технологиялық агрегаттарда (қондырғыларда) пайда болатын бірақ агрегатта қолданылмайтын, жиі және толығымен басқа агрегаттарда қолданылмайтын өнімдердің, қалдықтардың энергетикалық потенциалы.

ЕЭҚ рационалды пайдаланылуы бұл жылу үнемдеудің ірі резервтердің бірі болып табылады, ол өнеркәсіптегі өнімнің жылу – энерго сыйымдылықтарды төмендетуге мүмкіндік туғызады. Энергия түрі бойынша ЕЭҚ 3 топқа бөлінеді: отынды, жылулық, артық қысымды.

Мұнай шығару және мұнайхимиялық өнеркәсіптегі отынды ЕЭҚ – күйе өндірісіндегі жанғыш газ, синтетикалық каучук және басқа қосылыстарға арналған мономер өндірісі, көміртегі шикізатын өндіру процесінде алынатын түрлі жанғыш қалдықтар.

Жылулық ЕЭҚ – бұл технологиялық агрегатта кеткен газ жылуы, физикалық жылу, негізгі, уақтарлық өнім және қалдық өндірісі, технологиялық және күш қондырғысында өңделген сумен будың жылуы.

ЕЭҚ негізгі қайнар көзіне мұнай өндіру процестері, синтетикалық каучук және синтетикалық спирт, сонымен қатар күйе өндірісі жатады.

ЕЭҚ артық қысымы – газ бен сұйықтың потенциалдық энергиясы, оларды атмосфераға газбен сұйықты шығарар алдында технологиялық агрегатты тастайтын артық қысымды төмендету керек. Кеңейтілген турбинада ЕЭҚ мен артық арқасында әдетте электрэнергия алады.

ЖЭҚ тұтынудың абсолютті көлемінің өсуі, мұнайды шығарудағы өнімнің сапасы мен тауарлар жиынтығының есебінен оның көлемінің және тереңдігінің мұнай және мұнайхимиялық өнеркәсіпте өсуіне әкеледі.

Кәсіпорында булы сорғышты электр сымы бар насосқа ауыстыру арқылы жылулық жүйені мүлтіксіздендіру жұмысы жүргізіліп жатыр, технологиялық трубосымдардың жылыту спутниктерін будан ыстық суға жұмыс дененің түрмен параметрлеріне тәуелді 4 негізгі пайдалану бағыттарын бөледі.

Жылу – делдалдық жану компоненттерін отын ретінде пайдалану; жылулық – ЕЭҚ ретінде алынатын жылуды пайдалану; ЕЭҚ қондырғылардан шығатын жылу мен суықты пайдалану;

Күштік – ЕЭҚ арқасында қондырғыларда алынатын механикалық энергияның жылуын пайдалану; сонымен бірге ЕЭҚ мен КС жанғыш жылулық технологиялық қажеттіліктерінің есебінде (газ өнеркәсібінде), энергияның түрлі түрінен және ЕЭҚ мүмкін алу жолдарынан келесі негізгі оларды пайдалану бағыттары анықтамасы; қосымша механикалық және электрлік энергияны шығару; газдың суытылуы, ішкі тұтынуларды және КС жылу қамтамасыз ету (өнеркәсіптік және ауыл шаруашылық); табиғи газды газ бөлетін станциялардан және КС – дан артық қысымды алу.

2.1 – кесте. Түрлері мен пайдалану бағыттары бойынша ЕЭҚ жіктелуі.

ЕЭҚ түрлері	ЕЭҚ тасушылары	Энергети калық потенциал	ЕЭҚ шығысы	Пайдалану тәсіл
Жанғыш	Қатты, сұйық немесе газ тәрізді қалдық	Жану жылуы		Отынды пайдалану қондырғыларында жылу (жылулық)
Жылулық	Кететін газ, суытатын су, конденсат, өндіріс қалдықтары, уақыт аралық өнімдер, дайын өнім.	Физикалық жылу		Жылу энергияны cуыту немесе ыстық су түрінде жылу қондырғылары нан шығакрып алу
	Екіншілік немесе өңделген сулы бу	Энтальпия		Электрэнергияны шығару үшін жылу пайдалану қондырғыларында немесе турбинадан алу(күштік және қосылған).
ЕЭҚ артық қысымы	Артық қысымы бар газ бен сұйық	Изоэнтропты (адиабатты) кеңею жұмысы		Турбиналары электроэнергия немесе механикалық жұмыс өндірісі(күштік)

Ескерту: - отынның төменгі жану жылуы;

- Қатты, сұйық немесе газ тәрізді өнім түріндегі энерготасушылардың сағаттық мөлшері; - изоэнтропты кеңею жұмысы; с – энерготасушылардың жылу сыйымдылығы; - кеңею алдындағы газ энтальпиясы; - изоэнтропты кеңейтуден кейінгі газ энтальпиясы;

Энерготасушылардың энергетикалық потенциялы былай анықталады:

ЕЭҚ жанғышы үшін – шартты отынның төменгі жану жылуымен Q_y= 7000 ккал/кг немес 29300 кДж/кг,

Жылулық ЕЭҚ үшін – Δh энтальпия өзгерісі;

ЕЭҚ артық қысымы үшін изоэнтропты кеңейту жұмысымен. Потенциал өлшеу бірлігі ретінде энергия өлшеу бірлігі қолданылады (килокалория, килоджоуль,киловат/сағ).

Сондықтан ЕЭҚ сағаттың шығуы былай анықталады:

ЕЭҚ жанғыштары үшін: q^r_ЕЭҚ =m_ЕЭҚ (2.1) ЕЭҚ жанғыш мөлшері әдетте кг – мен немесе тоннамен шартты отынды берілуі мүмкін, онда:

(2.2)

Жылулық ЕЭҚ үшін: (2.3)

Артық қысым үшін: (2.4)

ЕЭҚ пайдаланудағы отын үнемдеусхемасы 2.2 – суретте келтірілген.

2.2 – сурет. ЕЭҚ пайдалану арқылы отынның экономикалығын есептеу сұлбасы

Ескерту: η – энергетикалық қондырғының ПӘК – і, ол ЕЭҚ тиімді пайдалану көрсеткіші мен (осы сияқты энергетикалық қондырғылар әдетте былай аталады: «Араластырғыш қондырғы»); η_Т – біріншілік отынның жұмысындағы сол агрегаттың ПӘК – і; в_з – араластырғыш қондырғыдағы жылулық энергияны өңдеуге кеткен отын шығыны; Є – суытқыш коэффициент; η_ЕЭҚ – ЕЭҚ жанғышы кезіндегі жұмыста қолданылатын агрегаттағы отын ПӘК – і.

Негізгі әдебиет: 6(406 – 417б); 8(11 – 17б); 4(49 – 50, 139 – 143, 257 – 271б).

Бақылау сұрақтары:

1. ЕЭҚ деген не?

2. Энергоүнемділік сөзінің мәні?

3. Энергоүнемділіктің жалпы терминдері мен анықтамаларын ата?

4. Біріншілік энергия деген не?

5. ЕЭҚ пайдаланудағы негізгі бағыттар?

6. Мұнай және газ өнеркәсібіндегі қандай ЕЭҚ пайдалану бағыттары маңызды болып табылады?

7. ЕЭҚ коэффициентінің кәдеге жарату мәні?

8. Энерго тасушылардың энергетикалық потенциялын қалай анықтайды?

№2 Модуль

«Мұнай және газ өнеркәсібіндегі энергоқорүнемділік технологиясы».

№3 Дәріс тақырыбы.