Энергосбережение в отраслях ТЭК
Перечень приоритетных направлений развития науки и техники по отраслям ТЭК включает:
- повышение эффективности геологоразведочных работ;
- повышение эффективности разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами в целях повышения нефтеизвлечения;
- повышение эффективности доразработки месторождений с остаточными запасами нефти в обводненных зонах;
- повышение потенциальной продуктивности средне– и низкодебитных скважин на стадии их строительства;
- интенсификация и повышение качества строительства скважин глубиной более 4 тыс. м.;
- повышение коррозионностойкости и надежности трубопроводов;
- повышение продуктивности добывающих скважин при разработке месторождений с низкопроницаемыми коллекторами;
- повышение продуктивности добывающих скважин при доразработке месторождений с остаточными запасами нефти в обводненных зонах;
- повышение эффективности эксплуатации газовых месторождений на завершающей стадии разработки;
- создание и внедрение газоперекачивающих агрегатов (ГПА) нового поколения;
- снижение энергоемкости транспорта газа;
- повышение эффективности управления электроэнергетикой;
- повышение эффективности использования всех видов органического топлива за счет комбинированного производства энергии и тепла на основе применения авиационных и судовых двигателей в энергоустановках малой и средней мощности в промышленности, коммунальном и сельском хозяйстве;
- повышение качества управлением и функционированием системы теплоснабжения;
- повышение долговечности, коррозионностойкости труб тепловых сетей;
- снижение тепловых потерь;
- повышение эффективности децентрализованного теплоснабжения на базе глубокого ввода природного газа.
Важным условием научно – технического прогресса в нефтяной и газовой отраслях является обеспечение их необходимыми техническими средствами, материалами и оборудованием. Для этого смежные отрасли должны освоить производство:
- новейших видов оборудования и материалов (компрессорных и насосных станций высокого давления, реагентов) для освоения трудноизвлекаемых запасов нефти;
- высокопроизводительных буровых установок, что позволит вести эксплуатационное бурение в необходимых объемах и проводить мероприятия по энергосбережению в бурении;
- газоперекачивающих агрегатов, необходимых как для строительства новых, так и реконструкции старых компрессорных станций;
- труб большого диаметра;
- оборудования для интенсификации и повышения нефтеотдачи пластов;
- фонтанной арматуры;
- высокоэффективных электростанций на базе авиационных и судовых двигателей.
В нефтяной отрасли использование горизонтальных скважин и гидроразрыва низкопроницаемых коллекторов, использование закачки в пласты углеводородного газа, двуокиси углерода, композиций химических веществ и других реагентов, осуществление комбинированных процессов теплового воздействия на пласты, применение процессов воздействия на пласты различными физическими полями позволит значительно сократить энергопотребление.
Для повышения утилизации нефтяного газа и обеспечения его рационального использования необходимо создание и внедрение малогабаритных автоматизированных блочных установок по его подготовке и переработке.
Недавно были введены в разработку Западно – Таркосалинское, Юбилейное и Ямсовейское газовые месторождения. В 2000 г. начинается добыча газа на Губкинском и Заполярном месторождениях. Дальнейшее наращивание добычи газа связано с освоением газовых ресурсов п-ва Ямал. Компенсация падающей добычи газа и ее прирост будут обеспечиваться за счет ввода в эксплуатацию более сложных месторождений, сопровождающегося ростом капитальных вложений и эксплуатационных расходов. Сдержать эту неблагоприятную тенденцию возможно на основе новых технических и технологических решений, например, широкого внедрения горизонтальных скважин, дебиты которых в несколько раз превышают дебиты традиционных вертикальных скважин.
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.