![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Основные термины и понятия
- •Понятие энергетического аудита
- •1.1 Задачи энергоаудита
- •Правовые основы энергоаудита
- •Энергоаудитор должен отвечать следующим требованиям:
- •6. Для аккредитации необходимо предоставить:
- •Общие этапы энергоаудита и их содержание
- •Виды энергетических ресурсов и направления их использования
- •Органическое топливо
- •Образование ископаемого топлива
- •Классификация и характеристики органического топлива
- •Природный газ
- •Состав и применение природных газов показан на рисунке 2.1.
- •Ядерное топливо
- •Ядерное деление
- •Реакторы - размножители на быстрых нейтронах
- •Нейтронах
- •Термоядерный синтез
- •Геофизическая энергия
- •Гидроэнергия
- •Ветровая энергия
- •Геотермальная энергия
- •Солнечная энергия
- •Топливно-энергетическая промышленность России
- •Топливно-энергетический комплекс
- •Нефтяная промышленность
- •Газовая промышленность
- •Транспорт газа
- •Угольная промышленность
- •Электроэнергетика
- •Общие сведения
- •Тепловые электростанции
- •Тепловые конденсационные электрические станции
- •Теплоэлектроцентрали
- •Атомные электростанции
- •Гидроэлектростанции (гэс, гаэс, пэс)
- •Самая большая в Европе Волжская гидроэлектростанция, построена в 1962 году Самая мощная электростанция в мире – Итайпу (Бразилия) - гэс 12600 мВт.
- •Альтернативные источники электроэнергии
- •Геотермальная электростанция
- •Солнечная электростанция
- •Ветровая электростанция
- •Мини и микро гэс
- •Электрические сети
- •Тепловая энергетика
- •Котельные Принципиальная схема котельной установки
- •Тепловой баланс и кпд котла
- •Системы теплоснабжения
- •Тепловые сети
- •Характеристика потребителей топливно-энергетических ресурсов
- •Промышленные предприятия
- •Характеристика систем энергоснабжения промышленных предприятий
- •Предприятия черной металлургии
- •Предприятия цветной металлургии
- •Предприятия химической промышленности
- •Предприятия нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности
- •Предприятия машиностроительной промышленности
- •Предприятия целлюлозно-бумажной промышленности
- •Предприятия текстильной и легкой промышленности
- •Предприятия строительной промышленности
- •Предприятия пищевой промышленности
- •Б юджетные учреждения
- •Транспорт
- •Сельское хозяйство
- •Коммунально-бытовое хозяйство
- •Энергетические балансы предприятий
- •Понятие и назначение энергетических балансов
- •Виды энергетических балансов
- •Методы составления электробалансов
- •Электробалансы электроприводов и энергетических установок
- •Цеховые и общезаводские электробалансы
- •Основные направления энергосбережения
- •Энергосбережение в промышленности
- •Показатели эффективности использования энергетических ресурсов в энергопотребляющих установках
- •Электротермические установки
- •8.1.3 Электросварочные установки
- •8.1.4 Электролизные установки
- •8.1.5 Системы снабжения потребителей сжатым воздухом
- •Насосные установки
- •Вентиляционные установки
- •Станочное оборудование
- •Кузнечно-прессовое оборудование
- •Энергосбережение в бюджетной сфере
- •Системы освещения
- •Системы отопления
- •Снижение тепловых потерь через ограждающие конструкции
- •Оптимизация системы отопления здания
- •8.2.3 Системы холодного и горячего водоснабжения
- •Использование вторичных энергетических ресурсов
- •Классификация и основные направления использования вэр
- •Использование тепловых вэр
- •Способы и оборудование для утилизации сбросной теплоты
- •Упрощенная модель использования тепловых вэр
- •Потенциальные возможности утилизации сбросной теплоты
- •Основные утилизационные установки, использующие вэр
- •Котлы утилизаторы
- •Экономайзеры и воздухоподогреватели
- •Рекуператоры
- •Регенераторы
- •Тепловые насосы
- •Оценка эффективности использования вэр
- •Расчет эффективности энергосберегающих мероприятий
- •Основные теоретические положения по оценке эффективностиинвестиционных проектов
- •Определение ценности проекта
- •Понятие дисконтирования
- •Расчет показателей достоинства проекта
- •Технико-экономическая оценка энергосберегающих
- •Примеры технико-экономической оценки энергосберегающих мероприятий
Газовая промышленность
Газовая промышленность охватывает отрасли, связанные с добычей, транспортировкой и переработкой газа, а также производством горючего газа из угля и сланцев (газификацией).
С 1990 г. газ занимает первое место в топливном балансе России. Газ является также основным экспортным продуктом.
Добыча газа. Природный горючий газ представляет собой смесь различных углеводородов, главным образом метана. Добывается газ через скважины, как и нефть, при этом газ под высоким давлением устремляется к поверхности, и поэтому фонтан чаще всего перекрывают стальными задвижками, и потом направляют в трубопроводы. Газ нельзя долго накапливать, поэтому система газопроводов имеет большое значение. После транспортировки газ хранится в газгольдерах в сжатом или сжиженном виде. Иногда в качестве газохранилищ используются пустоты в недрах земли (такие подземные хранилища существуют в Москве и Санкт-Петербурге). искусственные газы получают в процессе газификации угля или сланцев - их окислении воздухом, кислородом, углекислым газом или водяным паром. Этот процесс происходит в газогенераторах.
Промышленность и энергетика используют примерно 80% добываемого в России газа, бытовое хозяйство - около 20%.
Россия - мировой лидер по добыче природного газа, в российских недрах сосредоточено более 24% мировых запасов газа. Основные районы добычи газа в России: Западно-Сибирская нефтегазоносная провинция, Волго-Уральский, Тимано-Печорская провинция, запад Северо-Кавказского экономического района, Дальний Восток. Транспортировка горючих газов от места добычи или производства к пунктам потребления осуществляется магистральными газопроводами. Различают газопроводы: подземные, надземные (на опорах), в насыпи.
Рисунок 3.7 – Газопровод на опорах
Давление газа в магистральном газопроводе поддерживается газокомпрессорными станциями. Для перекачки газа газопроводы снабжаются компрессорами с электрическим или газотурбинным приводом. В конечных пунктах магистрального газопровода сооружаются газораспределительные станции. Максимальный диаметр труб магистрального газопровода 1420 мм.
Переработка газа. Природный газ перерабатывается в основном в районах добычи и вдоль газопроводов, попутный газ, который составляет примерно 11-12% от общего объема добычи, - в районах добычи нефти.
Попутный газ перерабатывается на газоперерабатывающих заводах (выделяют газовый бензин, этан, пропан и т.д.).
Транспорт газа
Наибольшее затруднение в снабжении газом энергетических установок заключается в том, что газообразное топливо не может быть складировано на станции, как это возможно для твердого и жидкого топлива. Ведь надежность топливоснабжения станции полностью зависит от расходных характеристик питающего станцию газопровода.
Расходные характеристики газопровода имеют сезонные, месячные, недельные и часовые неравномерности потребления. Как и в энергосистемах, где имеются ярко выраженные «провалы» и «пики» электропотребления, колебания наблюдаются и в газоснабжающей системе. Причем «пики» и «провалы» в графике электро- и газоснабжающих систем совпадают во времени, что отрицательно сказывается на топливоснабжении, т. е. в то время, когда резко возрастает потребность в электроэнергии и необходимо пустить дополнительные пиковые, например газотурбинные энергоустановки (ГТУ), в газовой магистрали отсутствуют требуемые расходы газа. При отсутствии газа в магистрали можно использовать дублирующие виды топлива — твердое или жидкое. Но для использования твердого топлива на тепловой станции требуются иная конструкция котлоагрегата, специальные системы топливоподготовки и т. д.
Газ нельзя долго накапливать, поэтому развитие сети газопроводов имеет очень большое значение. В России в настоящее время существует Единая газоснабжающая система страны (ЕГСС). Система объединяет более 100 крупных месторождений природного газа, свыше 1500 газифицированных городов и крупных населенных пунктов, ряд крупных подземных хранилищ газа. Bce эти элементы ЕГСС соединены между собой более чем 100 магистральными газопроводами протяженностью более 120 тыс. километров. В газифицированных городах и населенных пунктах проложена огромная по протяженности распределительная газовая сеть.
Территория РФ пока охвачена ЕГСС далеко не равномерно - природный газ широко введен в энергетический баланс европейских районов страны, но практически отсутствует в Сибири и на Дальнем Востоке.
Основные районы страны, охваченные ЕГСС:
Центральная система (Ставрополь - Москва, Краснодар – Серпухов - Санкт-Петербург, Ростов-на-Дону - Донецк, Ростов-на-Дону - Луганск);
Западная система (Коми - Белоруссия и страны Балтии);
Поволжская система (Саратов - Москва, Саратов - Ярославль - Череповец, Оренбург - Самара, Минибаево - Казань - Нижний Новгород);
Кавказская система (Ставрополь - Грозный, Майкоп - Невинномысск, Владикавказ - Тбилиси);
Уральская система (Газли - Челябинск - Екатеринбург);
система Средняя Азия - Центр (много веток);
система Западная Сибирь - Центр (много веток, в том числе экспортных - с Уренгоя и Ямала; "Сияние Севера").
Кроме того, действует несколько локальных веток: Мессояха - Норильск, Усть-Вилюйское - Якутск и др.
В РФ наряду с природным газом используются и некоторые другие источники газового топлива - попутный газ нефтедобычи, газ, получаемый как продукт нефтепереработки, коксовый и газы, являющиеся побочными продуктами производства кокса и пр. Однако в общем балансе газа страны преобладающее значение имеет природный газ. Расход топлива по стране и ее районам неравномерен в течение года и увеличивается в энергетике в зимний период. Это обусловлено рядом причин: значительным расходом топлива на отопление и вентиляцию, повышенным расходом топлива на технологические нужды за счет увеличения потерь теплоты в окружающую среду, повышенным расходом электроэнергии на освещение, пониженным производством электроэнергии ГЭС и т.д. Так, в Москве и Петербурге расход топлива за январь превышает средний расход летнего месяца в 3-5 раз.
Природный газ широко используется в котельных, жилищно-коммунальном хозяйстве и на городских ТЭЦ, т. е. у потребителей, которые осуществляют большой расход газа на отопление и вентиляцию. Поэтому характерной особенностью ЕГСС является неравномерный расход газа у основных категорий потребителей по сезонам года, месяцам и суткам отопительного периода. В то же время экономичность передачи газа на большие расстояния сильно зависит от годовой загрузки газопровода и резко снижается при ее уменьшении. Так. при уменьшении годовой загрузки до 50% себестоимость передачи газа увеличивается в 1,8 раза. Поэтому естественно стремление увеличить годовую загрузку дальних транзитных газопроводов путем создания своеобразных потребителей-регуляторов и специальных газохранилищ. К потребителям - регуляторам, как правило, относят крупные ТЭС. На рисунке 3.8 представлен годовой график структуры режима газоснабжения от мощного магистрального газопровода. Снизить потребление газа в зимнее время можно путем замены газа на мазут на ТЭЦ и крупных котельных.
1 - отбор газа из газохранилища; 2 - закачка газа в газохранилище
Рисунок 3.8 – Годовой график газоснабжения магистрального газопровода
При данной структуре ЕГСС оптимальное обеспечение графика нагрузки газопотребления означает осуществление его с наименьшей себестоимостью производства и распределения газа до потребителей. С одной стороны, выбор структуры основных связей ЕГСС, пропускной способности межрайонных и основных внутрирайонных газопроводов существенно зависит от предстоящего их использования. С другой стороны, стоимость получения газа неодинакова на разных промыслах. Поэтому может оказаться экономичнее использовать, например, дальние трубопроводы, получающие газ от относительно дешевых промыслов, в максимальной степени, т.е. в базисной части графика нагрузки; менее же протяженные газопроводы, передающие газ от более дорогих или уже сильно истощенных промыслов, использовать с меньшей загрузкой для покрытия переменной части графика нагрузки. Все эти вопросы должны решаться в процессе выбора структуры ЕГСС, так как предполагаемый режим использования газопровода определяет принимаемые для него проектные решения - выбор диаметра газопровода, экономичной степени сжатия, толщины его стенки и т.д. Стоимость единицы длины газопровода:
(3.3)
где а – числовой коэффициент, зависящий от размерности принятых величин;
СМ – стоимость 1 т металла в трубах;
D – диаметр трубы; δТ – толщина стенки трубы.
(3.4)
где р – давление газа; σZ - допустимое напряжение на разрыв трубы.
Подставив (3.4) в (3.3), получим:
(3.5)
т.е. при прочих равных условиях стоимость трубопровода возрастает пропорционально давлению и квадрату его диаметра.
Пропускная способность газопровода (количество передаваемого по нему газа в единицу времени) определяется по выражению (3.6):
(3.6)
где a’- числовой коэффициент, зависящий от размерности величин, входящих в это выражение;
р2 и р1 - абсолютное давление в начале и конце газопровода; Т - абсолютная температура газа;
L - длина газопровода; γ - плотность или удельный вес газа, кг/м3 или Н/м3.