Моделирование децентрализованных систем газоснабжения на базе сжиженных углеводородных газов

• Автор: Иванова, Екатерина Вадимовна
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 171 с.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1 ОБОСНОВАНИЯ КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА СЖИЖЕННОГО ГАЗА ДЛЯ КОММУНАЛЬНОБЫТОВОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ.
1.1 Разработка общей концепции и алгоритма обоснования компонентного состава СУГ для коммунальнобытового потребления
1.2 Исследование устойчивости работы горелок бытовых газовых приборов при эксплуатации на газе рекомендуемого состава.
1.3 Разработка математической модели процесса регазификации многокомпонентных жидких углеводородных смесей в замкнутом объеме
1.4 Экспериментальные исследования расходных характеристик регуляторов давления сжиженного газа

1.4.1 Методика проведения исследований

1.4.2 Теоретическая аппроксимация экспериментальных результатов

1.5 Эксплуатационные характеристики децентрализованной системы газоснабжения при работе на газе рекомендуемого состава.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.

ГЛАВА 2 МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ

ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ СИСТЕМ СНАБЖЕНИЯ СЖИЖЕННЫМ ГАЗОМ НА БАЗЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ БАЛЛОННЫХ УСТАНОВОК
2.1 Общая характеристика баллонных систем снабжения сжиженным газом
2.2 Надежность газоснабжения от баллонных установок сжиженного газа.
2.3 Разработка математической модели паропроизводительности баллонных резервуарных установок сжиженного газа
2.4 Коэффициент теплопередачи баллонных установок сжиженного газа.
2.5 Обоснование остаточного уровня заполнения баллонов сжиженным газом.
2.6 Обоснование периодичности замены баллонов в системах децентрализованного снабжения сжиженным газом.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 3 МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ
ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ СИСТЕМ СНАБЖЕНИЯ СЖИЖЕННЫМ ГАЗОМ ОТ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРНЫХ УСТАНОВОК
3.1 Общая характеристика резервуарных систем снабжения сжиженным газом.
3.2 Обоснование резервуарных установок сжиженного газа с подземными цилиндрическими резервуарами
3.3 Сравнительная эффективность установок сжиженного газа с подземными резервуарами.
3.4 Коэффициент теплопередачи вертикальных подземных резервуаров сжиженного газа.
3.5 Паропроизводительность вертикальных подземных резервуаров сжиженного газа при отсутствии теплозащиты.
3.6 Паропроизводительность вертикальных подземных резервуаров сжиженного газа при наличии теплозащиты
3.7 Выбор оптимальной толщины тепловой изоляции резервуара.
3.8 Расчетная паропроизводительность подземных резервуарных установок с естественной регазификацией.
3.9 Изменение компонентного состава СУГ в условиях многократных заправок резервуара сжиженным газом.
3. Выбор геометрического объема резервуара для систем децентрализованного снабжения сжиженным газом.
3. Обоснование остаточного уровня газа в резервуарной установке.
3. Обоснование периодичности заправок резервуарных установок сжиженного газа.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.
ГЛАВА 4 ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНОЙ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ БАЛЛОННЫХ И РЕЗЕРВУАРНЫХ УСТАНОВОК В СИСТЕМАХ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО СНАБЖЕНИЯ СЖИЖЕННЫМ ГАЗОМ.
4.1 Общие предпосылки к постановке задачи.
4.2 Разработка экономике математической модели обоснования рациональной области применения баллонных и резервуарных систем снабжения сжиженным газом.
4.3 Техникоэкономические показатели резервуарных и баллонных систем снабжения сжиженным газом.
4.4 Область применения баллонных и резервуарных установок в системах децентрализованного снабжения сжиженным газом.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Значительный рост потребления пропана химической промышленностью, автотранспортом, а также увеличение масштабов его экспорта предопределяют необходимость в более широком использовании менее дефицитной бутановой фракции , . Сжиженные газы, вырабатываемые отечественными предприятиями, как правило, включают в виде примесей небольшое количество легких углеводородов этан, этилен. Вместе с тем, в существующей практике снабжения потребителей сжиженным газом все большую актуальность приобретает проблема поставок продукта с повышенным содержанием легких углеводородов и прежде всего этана. Целесообразность производства СУГ с повышенным содержанием этана определяется экономическими соображениями снижение производственных затрат на газофракционирующих установках, а также необходимостью повышения упругости паровой фазы сжиженного газа в зимнее время для обеспечения нормальных условий эксплуатации стационарных и транспортных емкостей и установок, регазификации. Обоснование компонентного состава СУГ, поставляемого на нужды коммунальнобытового газоснабжения, посвящен целый ряд работ, выполненных сотрудниками ВНИИУС 9, Гипрониигаза , , кафедры ТГС Саратовского государственного технического университета . В качестве исходной предпосылки к решению задачи авторами принято условие постоянства паропроизводительности резервуарных установок СУГ с естественной регазификацией продукта, работающих в различных климатических зонах эксплуатации , , . При этом максимальное содержание в газе легкокипящих этановых и пропановых фракций принято из условия безопасной эксплуатации транспортных и стационарных емкостей сжиженного газа 9, ,, . Соответствующие рекомендации представлены в табл. Следует отметить, однако, что эффективная работа систем снабжения сжиженным газом определяется не только безопасной эксплуатацией оборудования для транспортировки и хранения продукта. Важную роль играет также надежная, безопасная и экономичная работа газоиспользующих установок. Таблица 1. Холодная 6. В этой связи, обоснование единого компонентного состава СУГ с минимальным содержанием дефицитной пропановой фракции обеспечивающего надежную, безопасную и экономичную работу всех элементов систем газоснабжения как резервуарных так и баллонных независимо от сезонности и климатических условий эксплуатации представляет собой важную научнотехническую задачу. В целях определения рационального состава СУГ, поставляемого на нужды коммунальнобытового и промышленного потребления были проведены соответствующие исследования , . СУ Г под воздействием температур наружного воздуха в холодный период времени года не менее 0, МПа абс. Реализуя исходные предпосылки методом последовательных приближений, варьировалось компонентное содержание поставляемого газа в расчете на углеводороды этан Сг, пропан Сз, нбутан С4. Правильность выбора состава газа проверялась на соответствие пунктам нормативнотехнических требований. Как показывают расчеты, указанным требованиям соответствует СУГ следующего компонентного состава мол. Сг Сз С4 . Сжиженный газ указанного состава обеспечивает регламентируемые давления паров при положительных температурах воздуха и грунта С и С, а также необходимое избыточное давление при эксплуатации стационарных и транспортных емкостей в климатических районах страны с температурой воздуха для наиболее холодных суток до С. Приведенные выше соображения учитывают только безопасные условия эксплуатации емкостей сжиженного газа и не затрагивают вопросов эксплуатации газовых приборов. Подавляющее большинство существующих систем газоснабжения сжиженным газом работают по принципу отбора паровой фазы из расходных емкостей. Подача паровой фазы с высоким содержанием этановых фракций вызывает изменение эксплуатационных характеристик газогорелочных устройств, рассчитанных на сжигание пропанбутана. Возникает опасность погасания факела, вследствие отрыва или проскока пламени, а также снижения их КПД. Характерной особенностью сжигания газа в наиболее распространенных в бытовых приборах инжекционных горелках атмосферного типа горелки газовых плит, водонагревателей, газовых отопительных котлов и т.