Повышение энергетической эффективности газоперерабатывающих предприятий на основе применения тепловых насосов

• Автор: Шомова, Татьяна Петровна
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1 Энергопотребление и потенциал энергосбережения газоперерабатывающих предприятий

1.2 Анализ методов исследования

1.2.1 Энергетическое обследование предприятия

1.2.2 Методы расчета разделения углеводородных газов в ректификационных колоннах

1.2.3 Математическое моделирование технологических процессов

1.3 Энергосбережение на предприятиях газовой промышленности

1.4 Применение тепловых насосов на предприятиях нефтегазового комплекса
1.5 Постановка задачи
2 ПРОВЕДЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ И АНАЛИЗ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ ПЕРЕРАБОТКИ ГАЗА И КОНДЕНСАТА НА ПРЕДПРИЯТИЯХ
ГАЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ
2.1 Разработка и применение методологии проведения энергетических обследований
2.2 Энергетическое обследование и анализ энергопотребления на заводе стабилизации конденсата
2.2.1 Анализ топливно-энергетического баланса СЗСК
2.2.2 Общие характеристики блока извлечения изопентана и узла получения пропана
2.2.3 Существующая технологическая схема и фактические
параметры работы блока извлечения изопентана
2.2.4 Разделение широкой фракции легких углеводородов
2.2.5 Разделение пентан-гексановой фракции
2.2.6 Существующая технологическая схема и фактические
параметры работы узла получения пропана (УПП)
2.2.7 Анализ системы сбора парового конденсата
2.3 Энергетическое обследование и анализ энергопотребления на газоперерабатывающем и гелиевом заводах
2.3.1 Анализ материального баланса газоперерабатывающего
комплекса
2.3.2 Анализ энергетического баланса газоперерабатывающего
комплекса
2.3.3 Очистка газа от Н2Б и ССЬ
3 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ ГАЗОПЕРЕРАБОТКИ И ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ
3.1 Моделирование термодинамических и физических свойств углеводородов, теплоносителей и хладагентов
3.2 Моделирование в программной среде Аспен НУБУБ
3.3 Разработка математической модели и расчета ректификационной колонны в среде программы Аспен
3.4 Тепловой баланс ректификационной колонны с тепловым насосом
3.5 Разработка математической модели и расчета ректификационных колонн в среде программы Аспен

3.5.1 Моделирование процесса ректификации пентан-гексановой фракции
3.5.2 Моделирование процесса ректификации пропан-бутановой фракции
4 ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ И ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ
4.1 Разработка и применение методологии оценки энергетической и экономической эффективности программы энергосбережения в переработке газа
4.2 Повышение энергетической эффективности систем переработки газового конденсата на основе применения тепловых насосов
4.2.1 Применение теплового насоса с механической рекомпрессией пара на колонне извлечения изопентана с расчетом потенциала энергосбережения и экономического эффекта
4.2.2 Применение ТН на колонне узла получения пропана с расчетом потенциала энергосбережения и экономического эффекта
4.2.3 Установка АБХМ для охлаждения изопентана за воздушными холодильниками с использованием тепла парового конденсата с расчетом потенциала энергосбережения и экономического эффекта
4.3 Повышение энергетической эффективности систем переработки
природного газа на ГПЗ и гелиевом заводе на основе применения ТН
4.3.1 Тепловой насос на установке очистки газа
4.3.2 Тепловой насос на блоке регенерации гликоля
4.3.3 Применение АБХМ на установке осушки газа
4.3.4 Применение ТН на установке переработки ШФЛУ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК Литературы

Работа абсорбционного теплового насоса или абсорбционной бромие-столитиевой холодильной машины основана на способности раствора бромистого лития поглощать (абсорбировать) более холодный водяной пар с выделением теплоты. В качестве источника энергии для процесса выработки холода используется горячая вода, подводимая от внешнего источника.
Эксергетический анализ установки с тепловым насосом
Эксергетический анализ имеет преимущества перед тепловым анализом в том случае, когда в процессе используются разные виды энергии
Если принять общий объем потребляемой эксергии теплового потока в системе за 100%, тепловой насос позволяет вернуть 70-80% эксергии преобразованием теплоты с низкого на более высокий качественный уровень, при дополнительных затратах 20-30% эксергии природного топлива [35].
Как было показано выше, применение теплового насоса'позволяет экономить значительное количество тепла. Однако для создания теплового потока приходится затрачивать механическую работу на сжатие пара в компрессоре. Эти виды энергии не равноценны.
Для более объективного определения эффективности цикла в работе [8] рекомендуется использовать эксергетический КПД теплового насоса(£э):
где Т0 - температура окружающей среды, К; Т- температура при которой отводится тепловой поток , К ; ^-мощность, затрачиваемая на сжатие пара, Дж/с
Достоинством £э является то, что он учитывает не только количество переданного тепла , но и его температурный уровень Т, который определяет ценность теплового потока, как источника работы. С точки зрения термодинамики еэ является более точным, по сравнению с коэффициентом преобразования (ц), поскольку он учитывает способность тепла переходить в работу.
[8,34,44, 60,74 ].
(1.4.2)