Оптимизационные технико-экономические исследования энерготехнологических установок производства СПГ и электроэнергии с извлечением гелия

• Автор: Степанов, Виталий Викторович
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 164 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА СПГ И ГЕЛИЯ, ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ, ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ, МИРОВОЙ РЫНОК СПГ И ГЕЛИЯ ,

1.1. Современное состояние технологий получения СПГ,

ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СПГ

1.2. Состояние и перспектива развития мирового рынка СПГ

1.3. Состояние гелиевой промышленности и I 1ерспективы ее развития

1.3.1. Установки извлечения гелия

1.4. Альтернативные методы извлечения гелия из природного газа

2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИОННЫХ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭТУ ПОЛУЧЕНИЯ СПГ И ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С ИЗВЛЕЧЕНИЕМ ГЕЛИЯ
2.1. Методический подход к решению задачи оп тимизационных техникоэкономических исследований ЭТУ получения СПГ и производства электроэнергии с извлечением гелия

2.2. Проблемы создания эффективной математической модели ЭТУ ПОЛУЧЕНИЯ СПГ

2.3 Методика расчета показателей инвестиционного проекта ЭТУ ПОЛУЧЕНИЯ СПГ, Г ЕЛИЯ и электроэнергии
Иркутск
iii I пигимэш пгшкипмЛл. .iiii
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ, ЭЛЕМЕНТОВ ЭТУ ПРОИЗВОДСТВА СПГ, ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С ИЗВЛЕЧЕНИЕМ ГЕЛИЯ
3.1 Математическое моделирование свойств многоком
ПОИЕНТНЫХ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ
3.2. Методика определения термодинамически равновес ИОГО СОСТАВА многокомпонентных парожидкостных
СМЕСЕЙ.
3.3. Математическое моделирование основных элементов НА основе свойств многокомпонентных парожидкостных СМЕСЕЙ И ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В ЭТУ
4. ОПТИМИЗАЦИОННЫЕ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЕ 8 ИССЛЕДОВАНИЯ ЭТУ ПОЛУЧЕНИЯ СПГ И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
4.1. Математическое моделирование энерготехнологиче 8 ских установок получения СПГ и электроэнергии
4.2 Техникоэкономическая оптимизация ЭТУ произвол 1 СПГ и электроэнергии
5. ОПТИМИЗАЦИОННЫЕ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЕ 2 ИССЛЕДОВАНИЯ ЭТУ КОМБИНИРОВАННОГО ПОЛУЧЕНИЯ СПГ И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С ИЗВЛЕЧЕНИЕМ ГЕЛИЯ
5.1. Математическое моделирование энерготехнологиче 2 ских установок получения СПГ и электроэнергии с извлечением гелия
5.2. Техникоэкономическая оптимизация ЭТУ получения 7 СПГ и электроэнергии с извлечением гелия
6. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВ 1 НОСТЬ МОРСКОГО ТРАНСПОРТА СПГ И СЖТ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Следует отметить, что в ИСЭМ СО РАН накоплен значительный опыт математического моделирования и оптимизационных исследований ЭТУ производства синтетических жидких топлив СЖТ и производства электроэнергии из разных видов органического топлива , , , , на котором базируется моделирование установок получения СПГ, производства электроэнергии с извлечением гелия. Наличие выполненных с использованием согласованных математических моделей и исходной информации исследований установок производства СПГ и СЖТ позволяет решить проблему оценки областей конкурентноспособности способов дальней транспортировки энергии природного газа в виде СЖТ или СПГ. ИРКУТСК 2
Иисот I спел ч эм и I пли нм . СПГ, сопоставление эффекгивности транспорта СПГ и синтетических жидких топлив метанола, диметилового эфира ДМЭ на различные расстояния с учетом затрат в звенья рассматриваемых систем транспорта. ИиситI С. К.Ч1 мотипшлшм тл. Работа опирается на современные методы математического моделирования, нелинейной оптимизации и основные достижения теории и методов техникоэкономических расчтов в энергетике. Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые получены и выносятся на защиту следующие наиболее важные результаты. Методический подход к задаче комплексных техникоэкономических исследований ЭТУ получения СПГ, производства электроэнергии и извлечения гелия из ПГ, основанный на использовании достаточно подробных математических моделей ЭТУ, нелинейной оптимизации их параметров, учете неопределенности исходной информации и сопоставлении техникоэкономических показателей ЭТУ с извлечением и без извлечения гелия. Математические модели криогенных элементов технологических схем ЭТУ получения СПГ, производства электроэнергии и извлечения гелия, которые основаны на разработанном быстродействующем и устойчиво работающем методе определения термодинамически равновесного состава многокомпонентных парожидкостных газовых смесей. Результаты оптимизационных техникоэкономических исследований ЭТУ получения СПГ, производства электроэнергии с извлечением гелия, обосновывающие основные схемнопараметрические решения по ЭТУ в условиях неопределенности экономической информации и показывающие уровень затрат в производство гелиевого концентрата на основе сравнения техникоэкономических показателей ЭТУ получения СПГ и электроэнергии с извлечением и без извлечения гелия. Результаты сопоставления экономической эффективности технологий морского транспорта энергии природного газа в виде СПГ и синтетически жидких топлив СЖТ, полученные при различных сочетаниях исходной экономической информации. Iiiiviiiiiним. Практическая ценность работы заключается в возможности оценки с помощью разработанных математических моделей ЭТУ производства СНГ, электроэнергии и извлечения гелия технической и экономической эффективности производства гелиевого концентрата, электроэнергии и СПГ, принятия оптимальных схемнопараметрических решений по установке и выработке рекомендаций для проектирования таких ЭТУ. Методические разработки диссертации могут быть рекомендованы при выборе того или иного варианта извлечения гелия из природного газа разрабатываемого Ковыктинского газоконденсатного месторождения и других месторождений Восточной Сибири и Якутии. Апробашш работы. Результаты исследований опубликованы более чем в печатных работах и обсуждались на конференциях молодых ученых ИСЭМ СО РАН гг. IV Международной научнотехнической конференции Достижения и перспективы развития энергетики Сибири, Красноярск, Всероссийской научнопрактической конференции с международным участием Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири, Иркутск, пятой Международной конференции i i i, i, i Якутск, шестой Международной конференции i i ii Иркутск, XXI Международной конференции Математические методы в технике и технологиях ММТТ Саратов, в гг. РФФИ 4а. Личный вклад автора. Автором совместно с научным руководителем разработаны методический подход к комплексным техникоэкономическим исследованиям технологий извлечения гелия и обсуждены результаты.