Энергосбережение и инновационные технологии в топливно-энергетическом комплексе: материалы Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов, посвященной 50-летию создания Тюменского индустриального институ

О ВОССТАНОВЛЕНИИ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ РЕСПУБЛИКИ КОМИ ПРИ РАЗВЕДКЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Виноградова Е.Ю.

г. Ухта, Ухтинский Государственный Технический Университет e-mail: Vinogradova 172005@mail.ru

Рассмотрим эксплуатацию лесных ресурсов Северных районов Республики Коми при бурении разведочных скважин №10 и №11 на североЮгидском месторождении в Печорском районе, а также при строительстве разведочной скважины №112 на Баганском месторождении.

1. После окончания бурения скважины проводятся работы по рекультивации земельного участка.

В соответствии с ГОСТ 17.5.1.02-85 «Охрана природы. Земли. Классификация нарушенных земель для рекультивации.» основным направлением рекультивации, предназначенной для восстановления и улучшения естественных ландшафтов, является - природоохранное.

Рекультивации подлежат нарушенные земли, передаваемые во временное (краткосрочное пользование) на период строительства скважины. Генеральным подрядчиком при рекультивации является организация, ведущая строительство. Учитывая природные и физико-географические условия района расположения буровой и характер нарушения поверхности земельного участка, на основании ГОСТ 17.5.1.02-85 выбрано лесохозяйственное направление рекультивации.

Этапы рекультивации и порядок работ разработаны в соответствии с ГОСТ 17.5.3.04-83 «Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель»

Рекультивация земель включает в себя два этапа:

–технический, включающий подготовку земель для последующего целевого использования;

–биологический, включающий комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий по восстановлению плодородия нарушенных земель и восстановлению лесонасаждений.

Работы по технической рекультивации выполняет непосредственно генподрядчик, а по биологической рекультивации – специализированная организация за счет средств генподрядчика. Все работы по восстановлению нарушенных земель выполняются строго в пределах отведенной территории.

1. Бурение разведочных скважин №10 и №11 на северо-Югидском месторождении в Печорском районе.

Технический этап рекультивации Работы по технической рекультивации, земельного участка, прово-

дятся буровым предприятием непосредственно сразу после окончания

111

строительства и включают: демонтаж фундаментов и вывоз их для последующего использования; уборку мусора и отходов, накопившихся в ходе работ, ликвидацию замазученности (если таковая имеется); засыпку искусственных углублений; террасирование и стабилизацию откосов; планировку площадки. После проведения технической начинаются работы по биологической рекультивации.

Биологический этап рекультивации Биологическая рекультивация производится по окончании бурения

скважины только в летний период и включает в себя комплекс агротехнических мероприятий по восстановлению плодородия нарушенных земель. Работы по биологической рекультивации будут включать: окончательную планировку и рыхление на глубину 0,2 м сильно уплотнѐнных участков (рыхление используется для лучшего закрепления семян); формирование искусственного плодородного слоя на основе торфа, который в смеси с песком на переувлажненных участках быстро окисляется, при этом уменьшается кислотность, возрастает степень разложения органических остатков; внесение удобрений; посев трав устойчивых районированных сортов; контроль и уход за восстановлением растительного покрова 3 года.

Если по климатическим условиям эти работы не могут быть выполнены немедленно, срок может быть продлѐн, но не должен превышать одного года со дня завершения строительных работ. Посев трав следует проводить не позже весны следующего после подготовки техногенной площади к биологической рекультивации года. Перед посевом вносят минеральные удобрения (азотные, фосфорные и калийные) – при посеве или же сразу после посева трав поверхностно. Минеральные удобрения разбрасываются малой механизацией (РМГ – 1,4) или вручную (на небольших площадях). Норма посева семян 30 кг/га. На откосах и склонах норма высева семян удваивается. Посев на маленьких участках проводится вручную семенами одного вида или многовидовой смесью многолетних трав.

Этапы рекультивации и порядок работ разработаны в соответствии с ГОСТ 17.5.3.04-83 «Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель»

2. Поисково-оценочная скважина №1 на Поварницкой площади В административном отношении район работ расположен на терри-

тории Интинского района Республики Коми. Ближайшие населенные пункты – п. Адзьва и п. Адзьвавом находятся на расстоянии 16 и 21 км в северо-западном направлении. Аналогично как и в первом варианте, рассмотренном выше, по окончанию бурения скважины проводятся работы по рекультивации земельного участка. Этапы рекультивации и порядок работ разработаны в соответствии с ГОСТ 17.5.3.04-83 «Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель». Рекультивационные работы проводятся строго в пределах отведенных территорий. Технический этап рекультивации проводится также как и при завершении работ при бурении

112

разведочных скважин №10 и №11 на Северо-Югидском месторождении в Печорском районе. Работы по проведению биологического этапа рекультивации производятся по окончанию бурения скважины только в летний период и включает в себя комплекс агротехнических мероприятий по восстановлению плодородия нарушенных земель. Работы по биологической рекультивации включают: окончательную планировку и рыхление на глубину 0,2 м сильно уплотнѐнных участков; формирование искусственного плодородного слоя на основе торфа, который в смеси с песком на переувлажненных участках быстро окисляется, при этом уменьшается кислотность, возрастает степень разложения органических остатков; внесение удобрений; посев трав устойчивых районированных сортов; контроль и уход за восстановлением растительного покрова 3 года.

Однако используемые мероприятия при рассмотрении двух объектов, рассмотренных нами выше недостаточно для возобновления природных ресурсов в первозданное состояние, поэтому предлагаем провести ряд ограничений в первую очередь связанных с ужесточением правил при получении лицензий на право пользоваться землѐй, следует вернуть принцип обязательного проведения экологических экспертиз, причем для месторождения в целом, а не только для отдельных объектов, необходимо также определить проблемы, связанные с природовосстановлением. При механическом нарушении и химическом загрязнении поверхности нужно не медленно приступать к не просто рекультивации, а к научно-обоснованному природовосстановлению., что обеспечит сокращение сроков восстановления ресурсов «Рекультивация» - само понятие нужно заменить на понятие «природовосстановление» и также требует законодательного подтверждения. В целом необходима смена мировоззренческих позиций, отказ от позиции, отказ от традиционных взглядов на стратегию освоения Севера.

Литература

1.Григорьев И.В., Жукова А.И., Григорьева О.И., Иванов А.В. Средощадящие технологии разработки лесосек в условиях Северозападного региона Российской Федерации, СПб ЛТА, 2008. 174 с.

2.Цыгарова М.В. Повышение эффективности освоения лесосек с переувлажнѐнными грунтами путѐм обоснования рациональной технологии. Автореферат на соискание учѐной степени кандидата технических наук. СПб.: ЛТА. 1998. 21 с.

113

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОПРАВОЧНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ К ПЕРИОДИЧНОСТИ РЕМОНТОВ ЭЛЕКТРОСЕТЕВОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ НЕЧЕТКИХ МНОЖЕСТВ

Гладких Т.Д.

г. Нижневартовск, филиал ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет»

e-mail: txgl@yandex.ru

Перспективным направлением повышения эффективности работы электросетевого оборудования является совершенствование системы технических обслуживаний и ремонтов (ТОиР) электроустановок. Важной составляющей системы ТОиР является норматив по периодичности ремонта.

В процессе эксплуатации электрооборудования под воздействием случайных факторов происходит изменение параметров, которые характеризуют техническое состояние электрооборудования и происходят отказы отдельных деталей (узлов) оборудования. В результате снижается качество его функционирования, резко падает или становится равной нулю производительность технологического оборудования, что вызывает определенные экономические потери, т.е. ущерб. Данное обстоятельство приводит к необходимости выполнения восстановительных работ, носящих плановый характер, что вызывает вполне определенные затраты. При этом, изменение периодичности проведения плановых работ приводит и к изменению суммарных затрат на эксплуатацию электрооборудования. С увеличением периодичности растет вероятность возникновения ущерба, а с уменьшением периода плановых ремонтов неоправданно увеличиваются затраты на проведение профилактических работ.

Таким образом, актуальной является задача корректировки периодичности ремонта в зависимости от различных факторов. В работе [1] предложена методика определения поправочных коэффициентов к периодичности ремонтов в зависимости от износа оборудования, основанная на достижении постоянного количества отказов в период времени. Уточнение периодичности ТО и ремонта с использованием поправочных коэффициентов позволяет сократить ущерб от недоотпуска электроэнергии.

Но в работе [1] не учтены другие факторы, влияющие на необходимость корректировки периодичности ремонта, такие как загруженность оборудования по сравнению с номинальной нагрузкой, относительная надежность оборудования. Также методика, изложенная в [1], предполагает фиксированную периодичность ремонта на некотором интервале времени эксплуатации, не учитывая изменение состояния электрооборудования на протяжении данного периода.

Таким образом, актуальной является задача разработки методики

114

определения поправочных коэффициентов к периодичности ремонтов электросетевого оборудования, которая учитывала бы уровень старения и износа оборудования в текущий момент эксплуатации, используя не только четкие данные по времени работы оборудования, но и нечеткие данные о режиме их работы.

Для решения задачи исходными данными являются множества возможных значений среднего параметра потока отказов , 1/ г од, загруженность , отн.ед. и длительности эксплуатации tэ , г од, которые определяют

лингвистические переменные.

Различные сочетания возможных значений среднего параметра по-

тока отказов , загруженности и длительности эксплуатации tэ оборудования определяют величину поправочного коэффициента к периодичности ремонта k . Величина коэффициента k также позволяет определить рациональность проведения ТО и ремонта. При малых значениях k необходима замена оборудования, а большие значения k свидетельствуют о высоком уровне надежности оборудования.

В качестве алгоритмического базиса для вычисления поправочного коэффициента предлагается использовать систему нечеткого вывода Мамдани [2].

Выделены следующие этапы нечеткого вывода [2]:

1.Сформирована база правил системы нечеткого вывода.

2.На этапе фаззификации фактические значения величины среднего параметра потока отказов, длительности эксплуатации и загруженности приняты аргументами треугольных функций принадлежности нечетких множеств L-, LR- и R-типов.

3.На этапе агрегирования с помощью операции нечеткой логической конъюнкции вычисляется степень истинности подусловий правил нечеткой логической продукции. На рис.1 графически представлен этот этап для

ВЛ напряжением 6 кВ при времени эксплуатации 17 лет, загруженности

0,8, величине среднего параметра потока отказов 0,03 .

4.На этапе композиции подзаключений (рис.1) в нечетких правилах продукций получили требуемую величину поправочного коэффициента к периодичности ремонта. В рассмотренном примере поправочный коэффициент равен k 0,876 .

5.На этапе дефаззификации полученному значению поправочного коэффициента можно определить уровень надежности оборудования. В рассмотренном примере результат вывода – «нормальный уровень надежности».

115

Рис.1. Иллюстрация агрегирования условий нечеткого вывода и этапа активации подзаключений в нечетких правилах продукции

Определенные на основе теории нечетких множеств (методика 1) поправочные коэффициенты к периодичности проведения текущего ремонта (ТР) и капитального ремонта (КР) в зависимости от времени эксплуатации ВЛ 6 кВ представлены в табл.1. Для сравнения в табл.1 предложены поправочные коэффициенты определенные по постоянному количеству отказов на интервале времени (методика 2) [1].

*в числителе указывается периодичность между ремонтами при определении поправочного коэффициента по методике 1, в знаменателе –

по методике 2.

116

Анализ табл.1 показал, что поправочные коэффициенты, определенные на основе теории нечетких множеств соизмеримы с коэффициентами, определенными по постоянному количеству отказов на интервале времени.

Преимущество использования теории нечетких множеств при определении поправочных коэффициентов к периодичности ремонтов заключается в высокой чувствительности методики, так как учитывается большее количество факторов влияющих на изменение срока ремонта. Кроме того, в зависимости от конкретного времени эксплуатации поправочный коэффициент изменяется, в отличие от методики 2, где значение поправочного коэффициента фиксировано на интервале времени эксплуатации. Также предложенная методика позволяет принять решение о целесообразности дальнейших профилактических ремонтов.

Литература

1.Сушков В.В., Басырова Т.Д., Емелина Н.М. Методика расчета поправочных коэффициентов к периодичности ремонтов электросетевого оборудования нефтяных месторождений Западной Сибири// Промышленная энергетика, 2008, №9. С.28-30.

2.Леоненков А.В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 736 с.: Ил.

3.Нормативное положение о системе технического обслуживания и ремонта электроустановок. – Нижневартовск, ООО «ГРЭЙ», 2006 г.

– 500 с.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ

Димитриев О. Г.

г. Тюмень, ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный архитектурностроительный университет»

e-mail: oleja_04_05_1991@mail.ru

В условиях современной экономики темп развития предприятия во многом зависит от энергообеспечения. Крупные предприятия оплачивают электроэнергию по большему тарифу, надѐжность и бесперебойность в их работе является приоритетом. Наиболее перспективными источниками энергии являются нетрадиционные и возобновляемые источники, в частности энергия ветра. За 2012 год выработка электроэнергии ВЭУ в мире составила 282,6 МВт [1].

Основными преимуществами ветрогенераторов являются: экологическая безопасность, низкий уровень шума – 35 дБ [2], возможность авто-

117

номности потребителя, ВЭУ малой мощности не требуют дежурного персонала. Недостатки – непостоянство скорости ветра, высокая стоимость ветроустановки, низкий коэффициент использования установленной мощности, эстетика местности [3].

Целесообразность установки ветрогенератора определяется необходимой мощностью предприятия и местом установки. Тип ветроколеса так же влияет на мощность, которую можно получить при определенных скоростях ветра.

Рассмотрим предприятие мощностью 100 кВтч. Для его энергообеспечения требуется ежемесячно платить электроснабжающей компании (при тарифе на электроэнергию 2,41 р/кВт [4]) 173,5 тыс.р./мес. или 2,08 млн.р./год. Для покрытия такого энергопотребления необходимо установить n=15 ветрогенераторов (один резервный), из расчета:

где Nтр – необходимая мощность, кВт;

Крег – коэффициент среднегодовой скорости ветра, зависимый от региона и номинальной скорости ветрогенератора;

Ni – мощность одного ветрогенератора, кВт.

Учитывая, что удельная стоимость 1 кВт электроэнергии снижается с увеличением мощности ветрогенератора, наиболее мощные ветрогенераторы более выгодны. Ni = 20кВт у ветрогенератора «Falcon Euro - 20 кВт», стоимость которого составляет 890 тыс.р., Комплектация - мачта, генератор, ротор, лопасти, закладные элементы, контроллер. [5] Стоимость инвертора 20 кВт составляет (по средним данным компании МАП "Энергия") 130 тыс.р.

При расчете окупаемости ветрогенераторов необходимо учитывать площадь, занимаемую ветрогенераторами. Стоимость 1 м2 земли составляет Цпл = 500 р., тогда учитывая диаметр ветроколеса 5 м и плотность установки ВЭУ (Кпл), затраты на землю составят 730 тыс.р.

Окупаемость ветрогенераторов определяется по формуле:

где Зо – затраты на приобретение оборудования, р.; Кз – коэффициент затрат на монтаж оборудования; Зз – затраты на покупку земли, р.;

Ит – сумма платежей за год на оплату энергоснабжения по тарифам на конец 2013 года, р.

Данные расчетов сводятся в таблицу 1.

Из таблицы видно, что с увеличением мощности одной единицы ВЭУ, сокращаются затраты на ветрогенераторы и площадь для их установки. Следовательно, при мощных ветрогенераторах (20кВт), срок окупаемости ВЭУ составляет 10 лет (что меньше срока полезного использования, и

118

соответственно целесообразно), без учета роста цен на электроэнергию.

Таблица 1. Сравнение экономичности применения ветрогенераторов различной мощности.

Для обеспечения бесперебойного энергоснабжения необходимо использовать аккумуляторы, с емкостью, необходимой для поддержания работы предприятия в безветренный период. Данное мероприятие является капиталоемким, в связи с чем, выгоднее автоматическую систему управления с вводом резерва - централизованного источника, для сглаживания переключений использовать аккумуляторы. Для большей маневренности системы обеспечения электроэнергией, каждый отдел/цех/система должны быть энергетически независимы и иметь возможность автоматического переключения в зависимости от потребляемой мощности. Таким образом, потребитель меньшего количества энергии будет приоритетно снабжен энергией от ветрогенераторов. С возрастанием скорости ветра будут подключаться новые потребители. Ввиду распространенности и относительной дешевизны экономически выгодны аккумуляторы 12 вольт, которые можно формировать в блоки.

Более сложным с технической точки зрения, но и более экономичным решением является синхронизация с централизованным источником энергии. При повышенной скорости ветра электроэнергия, вырабатываемая ветроустановкой, будет подаваться потребителю и продаваться по установленному тарифу в энергосистему. При такой схеме энергоснабжения предприятие не придется делить условно на части, устанавливается счетчик. Работа счетчика возможна в двух направлениях - от централизованного источника к потребителю (счетчик увеличивает показания) или,

119

наоборот, от потребителя в энергосистему (счетчик уменьшает показания). Если тариф на энергию ветра отличается от тарифов энергосистемы, то устанавливаются 2 счетчика.

Таблица 2. Расчет аккумуляторов

Таким образом, энергия ветра может быть широко использована на предприятиях различной мощности и фактически на любых территориях, обеспечивающих ВЭУ ветром со скоростью более 30% от номинальной. Так как при такой скорости ветра окупаемость меньше срока полезного использования.

Литература

1.GWEC | Representing the global wind energy industry [Электронный ресурс]. URL : http://www.gwec.net/global-figures/graphs Загл. с экрана.

2.Соловьев, А., Дегтярев, К. Ветреная ветряная энергетика /Лозовская, Е.Л. // Наука и жизнь, №7, М., 2013 с. 42-49.

3.Исследование воздействия работы ветрогенераторов. Воздействие на живую природу [Электронный ресурс]. URL : http://vetrodvig.ru/?p=4543 Загл. с экрана.

4.Тарифы, правовые документы, справки. Тарифы. [Электронный ресурс]. URL : http://www.newtariffs.ru Загл. с экрана.

5.Ветрогенератор «Falcon Euro» - 20 кВт (вертикально-осевой, вертикальный): продажа, цена в Омске. ветрогенераторы от "Энергетическая компания «Энергия Дисижн»" – 8801707 [Электронный ресурс].

URL : http://e-ds.ru/p8801707-vetrogenerator-falcon-euro.html Загл. с экрана.

6.Семейство ветроэнергетических установок «АЭРГОН» и гибридные комплексы «АЭРГОН-Д» и «АЭРГОН-С», СпБ, 2013, 24 стр.

120