Модернизация действующей системы электрообогрева промышленных трубопроводов на примере объекта подготовки и перекачки нефти | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 5 февраля, печатный экземпляр отправим 9 февраля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №19 (361) май 2021 г.

Дата публикации: 10.05.2021

Статья просмотрена: 16 раз

Библиографическое описание:

Садыков, В. Ф. Модернизация действующей системы электрообогрева промышленных трубопроводов на примере объекта подготовки и перекачки нефти / В. Ф. Садыков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 19 (361). — С. 40-41. — URL: https://moluch.ru/archive/361/80723/ (дата обращения: 28.01.2022).



В статье рассматриваются доказательства снижения потребления электроэнергии, идущей на обогрев трубопроводов, а также повышение энергетической эффективности, за счет модернизации действующей системы электрического обогрева по средствам управления питанием.

Ключевые слова: система электрообогрева, энергоэффективность, промышленный трубопровод.

Модернизация системы электрообогрева промышленных трубопроводов заключается в повышении энергоэффективности технологических процессов за счет использования инновационных и надежных технических решений при максимально низких общих эксплуатационных расходах [2, с.16].

Автоматизация систем электрообогрева объектов и коммуникаций нефтетранспортной системы необходима на трубопроводах, где обогрев осуществляется только по средствам саморегулирующегося греющего кабеля, абсолютно независимо от протяженности трубы и ее отдельных характеристик [3, с.92]. Лишь в некоторых случаях, используется широко известный метод управления включением/отключением системы электрообогрева по температуре окружающей среды, который поддерживает систему включенной на полную мощность в течение всего времени, когда температура окружающей среды ниже контрольной точки 5 °С.

В реальности включение электрообогрева необходимо лишь тогда, когда реальная температура меньше контрольной точки + 5 °С [3, с.26].

Мною был произведен расчет энергопотребления реализованной существующей системы обогрева на примере объекта ДНС с УПСВ, выбрав 8 шкафов управления [1, с.112].

Таблица 1

Расчет энергопотребления шкафов управления

п/п

Наименование комплекта проектной документации

Наименование ШУ

Мощность потребления ШУ

1

7500-Ж-С037 ЭЛ.СО

Шкаф ШУ1

38,28 кВт

2

7500-Б.УП-ЭЛ5.СО

Шкаф ШУ15

33,2 кВт

3

Шкаф ШУ16

38,1 кВт

4

Шкаф ШУ17

41 кВт

5

Шкаф ШУ18

38,2 кВт

6

Шкаф ШУ19

35,9 кВт

7

7500-Б.УП-ЭЛ6.СО

Шкаф ШУ10

5,77 кВт

8

7500-Б.УП-ЭЛ7.СО

Шкаф ШУ51

23,5 кВт

Общая мощность потребления выбранных шкафов системы электрообогрева N Σ = 253,9 кВт/час .

Расчётное время работы системы электрообогрева в год (период с сентября по май) составляет 243 суток, или 5832 часа .

Стоимость 1 кВт для нефтегазовых компаний составляет 3,63 руб.

Итого, стоимость электрообогрева в год составляет 5 376 162,13 руб. в год.

Эту сумму компания ежегодно тратит на оплату электроэнергии для питания системы электрообогрева (на 8 выделенных шкафов).

Далее я рассчитал, сколько электроэнергии будет потреблять модернизированная система электрообогрева при управлении по температуре обогреваемой поверхности с помощью датчиков температуры, закрепленных на трубах и электронного контроллера, расположенного в шкафу управления.

Для этого были выполнены специальные теплотехнические расчёты при помощи программного обеспечения для следующих климатических условий: ХМАО, город Нефтеюганск. Диаметр трубопровода 159 мм, теплоизоляция — минеральная вата с коэффициентом теплопроводности равном 0,05 Вт/м °С и толщиной 60 мм [1, с.224].

В результате выполненных расчетов, были получены данные о времени нагрева (система включена) и времени остывания (система выключена) трубопроводов.

Ниже приведены параметры времени разогрева и остывания трубопровода с расчетом по месяцам.

Таблица 2

Расчет времени работы/остывания СЭО в течение года

Название месяца

Число часов

Средняя температура месяца

Время разогрева с 5 ° С до 10 ° С (часы)

Время остывания с 10 ° С до 5 ° С (часы)

Время длительности цикла разогрев-остывание (часы)

Время работы СЭО в месяц (система включена) (часы)

Время остывания СЭО в месяц (система включена) (часы)

1

Январь

744

-21,5 °С

11,73

2,99

14,72

592,9

151,1

2

Февраль

672

-20,4 °С

11,4

3,13

14,53

527,2

144,8

3

Март

744

-12 °С

10,35

4,45

14,8

520,2

223,8

4

Апрель

720

-2,8 °С

12,95

8,45

21,4

436,1

283,9

5

Май

372

5,1 °С

61,48

57,72

119,2

191,9

180,1

6

Июнь

-

13,7 °С

-

-

-

-

-

7

Июль

-

17,7 °С

-

-

-

-

-

8

Август

-

14,1 °С

-

-

-

-

-

9

Сентябрь

372

8,2 °С

68,5

65

133, 5

190,6

181,4

10

Октябрь

744

-1,7 °С

13,82

9,48

23, 3

441,6

302,4

11

Ноябрь

720

-12,6 °С

10,38

4,32

14,7

508,3

211,7

12

Декабрь

744

-18,2 °С

10,86

3,38

14,24

567,4

176,6

ИТОГО:

3976,2

1855,8

68,18 %

31,82 %

Время работы системы электрообогрева при ее управлении по температуре трубы составляет 68,18 % от времени работы системы при её управлении по температуре окружающего воздуха. То есть, после проведения модернизации, система управления электрообогрева будет экономить 31,82 % электроэнергии в год, что составляет 5 376 162,13 х 31,82 % = 1 710 694,79 руб. в год (на 8 ШУ) .

Проведенный аналитический анализ по данному объекту подтверждает необходимость усовершенствования системы электрообогрева на действующих объектах нефтегазовых комплексов.

Литература:

1. Струпинский М. Л., Хренков Н. Н., Кувалдин А. Б. Проектирование и эксплуатация систем электрического обогрева в нефтегазовой отрасли. — Инфра-Инженерия, 2015. — 328 c.

2. Коняев Н. В., Назаренко Ю. В. Модернизированная система обогрева. — Электрика, 2015. — 414 с.

3. Фрайштетер В. П., Кудряшов Р. А. Электрические нагрузки и электропотребление систем электрообогрева трубопроводов на нефтяных промыслах северных районов Сибири. — ДизайнПолиграфСервис, 2010. — 344 с.

Основные термины (генерируются автоматически): время остывания, кВт, шкаф, окружающая среда, система, час, шкаф управления.


Ключевые слова

энергоэффективность, система электрообогрева, промышленный трубопровод
Задать вопрос