close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Повышение энергоэффективности установок регазификации жидких криопродуктов

код для вставкиСкачать
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования
Актуальность темы исследования обуславливается ростом объемов потребления сжиженного природного газа (СПГ) и других криопродуктов, потребление
СПГ и ряда жидких криопродуктов возможно только после регазификации. Растущий спрос на технику и технологии регазификации определяет актуальность
исследований и опытно-конструкторских работ в этом направлении.
При регазификации криопродуктов возникает проблема энергообеспечения
процесса. Анализ литературных источников показывает, что число работ, посвященных оптимизации процесса регазификации, относительно мало. Такая ситуация объясняется недооценкой энергозатрат при регазификации криопродуктов.
Из-за несовершенства большинства современных технологий энергетический потенциал криопродукта – теплоотводящая способность – не используется. Утилизация теплоотводящей способности позволяет вернуть в оборот часть энергии, затраченной при его производстве, существенно повысив рентабельность использования жидких криопродуктов.
Регазификация требует больших затрат энергии (750 кДж/кг для СПГ). Использование технологий, утилизирующих теплоотводящую способность криопродуктов, позволяет не только избежать при регазификации затрат энергии, но и
вернуть в хозяйственный оборот часть энергии (250 кДж/кг для СПГ). Многообразие возможных вариантов технологий регазификации делает актуальными исследования, обосновывающих наиболее перспективные технологии.
Энергосберегающие технологии регазификации используются в крупнейших странах-импортерах криопродуктов – Китае, Японии, Южной Корее и др.
Растут объемы использования СПГ и в России. Разрабатывается проект снабжения СПГ Калининградской области. Развитие сферы потребления криопродуктов
требует научного сопровождения.
Степень разработанности темы
Различным аспектам техники и технологии регазификации криопродуктов
посвящены работы Agarwal R., Babaie M., Bisio G., Casarosa C., Franco A., Otsuka
T., Stougie L., Tagliafico L., van der Kooi H.J., Л.А. Акулова, А.М. Архарова, А.В.
Зайцева, Н.Н. Осипова, М.В. Павлутина, А.В. Рулева, А.А. Феоктистова, А.Ю.
Фролова и др.
В большинстве работ описывается регазификация криопродуктов в атмосферных и грунтовых испарителях. Эффективность таких испарителей зависит от
климатических условий эксплуатации, из-за чего они заведомо неэффективны в
северных районах РФ, особенно в холодное время года. Не уделено достаточного
внимания применению установок регазификации с вторичными теплоносителями.
Недостаточно освещены вопросы:
- влияния режимных параметров (температурных уровней, давления, схемных решений и др.) регазификационных установок на их энергоэффективность;
- влияния свойств вторичных теплоносителей на энергоэффективность
установок регазификации;
4
- эксплуатации установок, использующих вторичные теплоносители и вторичную тепловую энергию.
Используется ряд технологических схем регазификации, которые обеспечивают частичный возврат энергии, затраченной на ожижение криопродукта. Доступная научная информация о данных решениях не позволяет сделать обоснованный выбор вариантов энергоэффективных методов регазификации криопродуктов. Актуальна разработка методики энергетического анализа схем регазификации криопродуктов, которая позволит повысить уровень энергоэффективности
новых установок регазификации криопродуктов за счёт возврата в оборот части
энергии, затраченной на ожижение.
Цели и задачи исследований
Цель диссертации – повышение энергоэффективности установок регазификации криопродуктов за счет отказа от дополнительных затрат энергии на испарение и выработки дополнительной электроэнергии и продуктов.
Достижение поставленной цели предполагает решение следующих задач:
1.
На основе обзора технической литературы классифицировать способы
и схемы регазификации криопродуктов, провести энергетический анализ наиболее перспективных технических решений.
2.
Разработать математические модели известных установок регазификации для компьютерного моделирования процессов.
3.
Исследовать в режиме численного эксперимента влияние схемных
решений, режимных параметров и свойств рабочих тел на энергетическую эффективность установок регазификации на основе эксергетического метода.
4.
Разработать технические решения, реализующие обоснованный результатами анализа энергоэффективности способ регазификации с генерацией
электроэнергии.
5.
Оптимизировать эксплуатационные, энергетические и экономические
характеристики регазификационной установки.
6.
Выполнить анализ влияния свойств рабочих веществ и режимных параметров установок регазификации на интегральные показатели их энергоэффективности.
Научная новизна работы
1.
Разработана методика анализа характеристик энергоэффективности
способов регазификации жидких криопродуктов.
2.
Сформулированы требования к теплофизическим и эксплуатационным свойствам рабочих веществ для установок регазификации с промежуточным
теплоносителем.
3.
Предложена схема новой энергоэффективной установки регазификации СПГ с генерацией электроэнергии.
4.
Определены критерии для выбора оптимального способа регазификации СПГ в зависимости от условий применения.
Теоретическая и практическая значимость
Проанализированы существующие и перспективные технологии регазификации СПГ. Разработаны математические модели регазификационных установок,
5
предложена методика эксергетического анализа установок регазификации, позволяющая выполнить отбор наиболее перспективных технологических решений.
Положения, выносимые на защиту
1.
Математические модели установок регазификации.
2.
Методика анализа энергоэффективности установок регазификации.
3.
Научное обоснование технического исполнения системы регазификации с генерацией электроэнергии, позволяющей модернизировать существующие
установки.
4.
Требования к физическим и эксплуатационным свойствам вторичных
теплоносителей установок регазификации.
Апробация работы
Материалы диссертации и основные результаты исследования опубликованы в 7 статьях, в т.ч. 3 из них в изданиях, рецензируемых ВАК МОиН РФ, и 2 тезисах докладов научно-технических конференций. Результаты работы доложены
на 8 научно-технических конференциях, а также положены в основу полученного
патента на полезную модель
Внедрение результатов работы
Результаты исследования были использованы в ООО «Газстрой» при разработке проектной документации системы регазификации СПГ с генерацией электроэнергии, защищенной патентом №151882.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка литературы
и приложений. Работа изложена на 169 страницах, содержит 33 рисунка и 15 таблиц. Список литературы включает 106 наименований.
6
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Изменения в экономической и политической сфере последних лет и реализация программы импортозамещения делают актуальной разработку новых энергоэффективных решений в области регазификации криопродуктов.
Рынок внутреннего потребления СПГ требует создания регазификационных
мощностей. При проектировании этих объектов разработчики сталкиваются с рядом технических проблем. На малотоннажных регазификационных установках
используются атмосферные испарители, нерентабельные на крупнотоннажных
терминалах. Использование морской воды в качестве теплоносителя не является
целесообразным в силу географических и климатических особенностей северных
районов России.
Энергоэффективность применения жидких криопродуктов повышается при
использовании теплоотводящей способности для производства побочных ресурсов (электроэнергии, сжиженных компонентов воздуха и др.). Производство в качестве побочного продукта электроэнергии является универсальным решением
энергосбережения.
Обзор научно-технической литературы по теме диссертации выявил наличие ряда нерешенных проблем. Широко используемые технологии регазификации
обладают рядом существенных недостатков. Число работ, посвященных утилизации теплоотводящей способности жидкости при регазификации мало.
Развитие отрасли потребления криопродуктов потребует разработки технологий, использующих их теплоотводящую способность. Наиболее перспективны
технологии с использованием контуров вспомогательного теплоносителя (циклы
Ренкина или Брайтона) или совмещения с ректификацией.
Обзор подходов к исследованию термодинамической эффективности позволил обосновать возможность применения эксергетического метода для анализа
энергоэффективности систем регазификации. Методика определения основных
характеристик эффективности основана на оценке изменения эксергии в процессе
регазификации, рассчитываемой как разница между значениями эксергий компонентов системы в начальном и конечном состояниях. Для системы регазификации
СПГ:
(
)
(
)
При оценке энергоэффективности регазификационных технологий используются следующие величины.
1.
Эксергетический КПД ( ) - отношение суммы вырабатываемой
энергии и изменения эксергии продуктов к сумме изменений эксергий используемых процессов.
2.
Потери полезной работы (
) - характеристика вклада необратимости
в термодинамическое несовершенство процесса. Удельные потери полезной работы:
7
̇
∑ ̇
(
)
( ̇ )
∑ ̇ (
)
Где ( ̇ ) - совершение/затраты работы, ( ( ̇ ) ) - изменение эксергий
(
)
потоков, ̇ (
- изме) - рабочий эквивалент тепловых потоков,
нение эксергии системы в ходе процесса.
Выполняется расчет ряда дополнительных характеристик:
1.
Удельный расход топлива (SFC) - отношение суммарной высшей теплотворной способности (HHV) топлив к суммарной массе продуктов (кВт∙ч/т);
2.
Коэффициент использования энергии (РЕ) - отношение производимой
энергии (Eout) в кВт∙ч к высшей теплотворной способности топлива;
3.
Общая энергетическая эффективность (или степень переработки энергоресурсов) - отношение суммарного HHV сырья и затрат электроэнергии к сумме
HHV продуктов и вырабатываемой электроэнергии:
.
Для каждой из рассматриваемых технологий приводится краткое описание
процесса и технологической схемы, принятые для математических моделей вводные данные. Расчетные модели (материально-тепловые балансы, далее МТБ) разрабатывались на основании математических моделей с использованием программного обеспечения Aspen Hysys).
Основной аппарат установок регазификации с погружным змеевиком –
теплообменник испаряемого криопродукта с трубами, погруженными в подогреваемый барботируемыми горячими выхлопными газами теплоноситель. Способ
включает в себя 2 процесса: горение топливного газа и испарение СПГ. Оба процесса имеют положительные значения полезной работы, что свидетельствует о
потенциале их использования для получения энергии. Однако этот потенциал никак не используется для выработки дополнительных продуктов. Установка регазификации с погружным змеевиком и газотурбинным генератором (далее ГТГ)
использует в качестве источника тепла выхлопные газы газотурбинного генератора.
Установки регазификации с органическим циклом Ренкина (ORC) или
Брайтона (CBC) используют расширение сжатого теплоносителя на турбине после подогрева от внешнего источника, с последующим охлаждением теплоносителя регазифицируемым криопродуктом перед повторным сжатием. В цикле
Брайтона, в отличие от цикла Ренкина, при охлаждении теплоноситель не конденсируется, что ограничивает выбор теплоносителя веществами с температурой кипения выше температуры кипения криопродукта.
Наиболее перспективно совмещение газо- или воздухоразделения и регазификации. Рассмотрена схема совмещения регазификации с ВРУ, контуром цикла
Ренкина и ГТГ в качестве дополнительного источника тепла и электроэнергии.
МТБ расчетной модели такой установки регазификации с ВРУ приведен ниже
(см. Рисунок 1).
8
Рисунок 1. Расчетная модель установки с ВРУ, циклом Ренкина и ГТГ
Теплоотводящая способность регазифицируемого СПГ используется постепенно на различных температурных уровнях: в конденсаторе паров колонны высокого давления (КВД), в охладителе азотного потока из колонны низкого давления (КНД), при промежуточном охлаждении компримируемого воздуха между
ступенями сжатия, в холодильниках теплоносителя и выхлопных газов. ГТГ выступает в роли дополнительного источника теплоты, вырабатывая электроэнергию в том числе и для воздушных компрессоров.
Альтернативой является совмещение регазификации с фракционированием (далее IRP), использующая теплоотводящую способность СПГ для выделения этановой и надэтановой фракций из «жирных» природных газов (в т.ч. попутного нефтяного газа - ПНГ) с получением сжиженных углеводородов (СУГ). В
процессе часть СПГ подается в деметанизатор в качестве орошения, а другая
часть подогревается и испаряется в конденсаторе деэтанизатора и гликолевом
теплообменнике, расширяется в детандере и подается в деметанизатор в качестве
питающего потока. Обедненный ПГ или этановая фракция могут быть использованы как топливо ТЭЦ комбинированного цикла, снабжающей установку отбросным теплом для гликолевых теплообменников.
Обоснованы требования к свойствам вторичных теплоносителей. К рабочему веществу цикла Ренкина предъявляются следующие требования:
- Температуры: замерзания - ниже температуры кипения криопродукта,
термического разложения - выше +450 °С;
- Низкая молекулярная масса и кинематическая вязкость;
- Высокие теплота парообразования, теплоемкость и плотность;
- Низкие токсичность, взрыво/пожароопасность, озоноразрушающий потенциал (ODP) и стоимость.
9
Рассмотрен ряд рабочих веществ (аммиак, фториды метана и др.), сравнение
проводилось для двух наиболее перспективных – пропана и фтороформа, являющегося наиболее предпочтительным. Фтороформ, в отличие от пропана, непожароопасен и более термостоек, а контур с ним позволяет использовать более компактные теплообменные аппараты и насос. К числу его минусов относится более
высокая, чем у пропана, стоимость.
К рабочему веществу цикла Брайтона применимы те же требования, за исключением высокой теплоты парообразования. Температура кипения должна
быть выше температуры кипения криопродукта.
Подходящее рабочее вещество в цикле Брайтона должно отвечать практически взаимоисключающим условиям: малое значение показателя адиабаты, низкие
молярная масса и вязкость, высокая плотность. Чистый газ, объединяющий все
эти качества, не существует, и единственным вариантом является подбор для конкретных условий системы смеси газов.
Гелий был бы идеальным рабочим веществом, но его низкая плотность и
высокая вязкость накладывают определенные ограничения на теплообменную аппаратуру. Несмотря на описанные недостатки, разрабатываемая смесь должна содержать гелий из-за его высокой теплоемкости и наименьшей среди прочих молярной массы. Также в смесь должен быть добавлен компонент с высокой плотностью и малой вязкостью. Были смоделированы системы с циклом Брайтона на
нескольких смесях, наиболее удачными среди них являются смеси неона с гелием
и смесь NHMA. Для гелий-неоновой смеси все наиболее критические из параметров находятся на удовлетворительном уровне: низкие давление сжатия и температура на нагнетании турбины, малая масса газа в контуре, высокий выход электроэнергии. К недостаткам относятся требуемые размеры теплообменников. Использование смеси NHMA - азот, гелий, метан и аргон с небольшими примесями более
тяжелых газов (например, этана) - приводит к следующим положительным результатам:
- Давление в системе ниже, чем для чистых азота или метана;
- Отношение плотности к вязкости значительно выше, чем для гелия или его
смесей с аргоном и неоном;
- Выход электроэнергии выше, чем для чистых азота или метана;
- Температура нагнетания на турбине ниже и близка к значениям, характерным для инертных газов.
Параметры эффективности установок регазификации
Ко всем рассмотренным моделям установок регазификации была применена
разработанная методика оценки параметров эксергетической эффективности.
Эксергетический КПД
рассчитывался как отношение суммы полезных
эквивалентных работ к сумме подведенных к системе тем или иным способом.
Только у базового варианта со змеевиком он равен нулю, т.к. в данном способе
вся подводимая эквивалентная работа не используется для выработки побочных
продуктов. Полезная работа подводится в большинстве случаев двумя процессами:
10
(
регазификацией СПГ:
)
(
)
и горением ПГ в турбине или печке (для случая сжигания ПГ, а не этана, например):
(
(
)
(
(
(
))
(
)
))
Эти величины привлекаются и в расчет дополнительных затрат работы:
Для схемы SCV (электроэнергия
тратится):
Для циклов Ренкина и Брайтона (энергия вырабатывается):
Для ВРУ (полезная работа по выделению продуктов воздухоразделения
продукт процесса, как и электроэнергия):
|
|
Для IRP (энергия вырабатывается, но полезная работа фракционирования
используется, а не является продуктом процесса):
Величина изменения эксергий в процессе воздухоразделения определяется
разницей эксергий потоков сырья (воздух на ВРУ) и продуктов (LN, LOX, GN):
(
)
(
)
(
)
(
(
))
Для совмещенного способа уравнение для полезной работы регазификации
с фракционированием принимает вид:
(
(
)
(
))
(
)
(
)
Для большинства способов общая энергетическая эффективность рассчитывается по формуле:
Для IRP же эта формула, в связи с производством не только ПГ, но и других
энергоносителей – этановой и С3+ фракций, выглядит следующим образом:
Результаты расчетов (см. Таблица 1) показывают, что переход от погружного змеевика с газовой турбиной (SCV+GT) к турбине с циклом Ренкина
(ORC+GT) позволяет повысить эксергетическую эффективность работы установки регазификации с 21% до 46.5%. Коэффициент использования энергии топлива
11
также повышается примерно на 20%, но возрастают и удельные затраты топлива,
что означает большие потери газа при регазифицировании. Эксергетическая эффективность регазификации может быть увеличена за счет применения цикла
Брайтона до 51%, что почти на 4.5% выше, чем для органического цикла Ренкина.
Удельные затраты топлива также возрастают, т.к. энергия его сгорания тратится
на нагрев рабочего вещества для выработки большего количества энергии.
Удельные дополнительные затраты энергии (
) уменьшаются по сравнению с
вариантом со змеевиком почти на 20 кВт∙ч/т.
Таким образом, вариант исполнения системы регазификации с замкнутым
циклом Брайтона является наиболее энергоэффективным, но его эффективность и
затраты на применения значительно зависят от выбора рабочего вещества.
Эксергетический КПД ( ), %
Доп. уд. затраты энергии (
), кВт∙ч/т
Коэффициент использования энергии
(PE), %
Удельные затраты топлива (SFC),
кВт∙ч/т
Общая энергетическая эффективность
(OEE), %
IRP
ASU+OR
C+GT
CBC+GT
ORC+GT
SCV
Способ
SCV+GT
Таблица 1 Характеристики энергоэффективности способов регазификации
0.0
21.3 46.5 51.2 36.9 28.7
266.5 246.1 257.3 245.9 138.2 1265
0.00 25.5 49.0 53.0 40.0 50.4
200
275
456
480
201
1007
98.70 98.67 98.50 98.57 98.83 97.15
Результаты расчетов характеристик энергоэффективности для совмещения с
ВРУ отличаются от аналогичных для рассмотренных прежде способов. Эффективность
в данном случае несколько ниже, чем в предыдущих способах, т.к.
электроэнергия тратится также на производство продуктов. При значительно более низких значениях величин
и PE, в данном случае значительно ниже
удельные потери работы (
) и удельные затраты топлива.
Тенденция к снижению потерь работы и увеличению затрат топлива объясняется прежде всего тем, что при повышении эффективности способов увеличивается выход энергии, что требует дополнительных затрат топлива. Eсли помимо
электричества производятся также дополнительные продукты, то эксплуатационные параметры несколько улучшаются, т.к. стоимость побочных продуктов частично компенсирует затраты топлива. Общая энергоэффективность для совмещения с ВРУ повышается, т.к. увеличение доли продуктового газа от сырьевого
потока компенсирует снижение величины
.
Результаты отражают общую зависимость между выработкой энергии и дополнительных продуктов. Чем большее количество дополнительных продуктов
вырабатывается, тем меньше вырабатывается энергии. Исключением является
IRP, обладающий наивысшим значением этой величины среди рассмотренных
способов, т.к. система вырабатывает электроэнергию не только при расширении
12
СПГ, но и при работе ТЭЦ. Производительность же по продуктам при этом относительно невелика.
Совмещенный процесс (IRP) обладает наибольшей величиной отношения
получаемой энергии к массе получаемых продуктов. Коэффициент использования
энергии высок для данного способа, как и значения удельных потерь работы и затрат. Общая энергоэффективность ниже, чем для других процессов, т.к. больше
топлива расходуется на выработку электроэнергии, чем на регазификацию. Эксергетическая эффективность ниже, чем для других способов, что объясняется
включением в расчет затрат на сжатие СПГ в насосе до значительных давлений,
которые не учитывались в прочих моделях, а также наличием затрат на рекомпрессию СПГ перед выдачей потребителю.
Наиболее эффективным с точки зрения использования эксергии является
способ с газотурбинным генератором и замкнутым циклом Брайтона. Для сравнения с ним данные по аналогичной системе с органическим циклом Ренкина приведены в случае использования в качестве рабочего вещества фтороформа, дающего более высокие значения эксергетического КПД по сравнению с пропаном.
Величина коэффициента использования энергии очень важна для оценки
способов регазификации с когенерацией. Говорить об эффективности таких методов можно только в том случае, если данная величина приближается к аналогичным для современных электростанций с комбинированным циклом (50-60%).
Наибольшими значениями общей энергоэффективности обладают базовый
способ со змеевиком и способ комбинирования с ВРУ. Для первого это объясняется тем, что реализуется простой фазовый переход жидкого криопродукта в газообразный, а энергия к нему подводится в процессе сжигания топлива, тепло которого передается СПГ с минимальными потерями тепловой энергии топлива. В
случае способа комбинирования ВРУ с регазификацией причиной высокого значения является утилизация значительного количества отбросного тепла, при этом
открытый цикл Ренкина для СПГ позволяет снизить энергопотребление за счет
выработки дополнительной электроэнергии. Сам процесс нагрева и испарения
СПГ происходит плавно, в несколько стадий.
Прочие модели имеют более низкие значения величины общей энергоэффективности. Наименьшее значение из них приходится на способ IRP, несмотря
на выработку значительного количества энергии на ТЭЦ комбинированного цикла, включенной в схему. Объясняется это тем, что большая часть ПГ уходит на
сожжение в ТЭЦ, а СПГ потребляются большие по сравнению с предыдущими
случаями объемы.
В большинстве случаев затраты топлива растут с выработкой энергии, за
исключением способа с комбинированием регазификации и ВРУ, где ситуация
корректируется тем, что выработка дополнительных продуктов частично покрывает потери газа. Для способа IRP эта величина больше всех остальных из-за того,
что значительные количества топлива сжигаются на включенной в схему ТЭЦ
комбинированного цикла.
Удельные дополнительные затраты энергии принимают наименьшее значение для способа комбинирования регазификации с ВРУ. При реализации эта схе-
13
ма не только осуществляет ректификацию и регазификацию, но и позволяет совершить это с минимальными потерями полезной работы. Наибольшие значения
эта величина принимает для IRP. Объясняется это тем, что при анализе регазификация и фракционирование, идущие одновременно в колоннах, рассматриваются
как подаваемый в систему потенциал, а не как результат работы комплекса.
Способы анализируются в виде расчетных моделей, и ряд показателей в реальности может отличаться от расчетных в силу целого ряда причин (для способов с теплоносителем - в первую очередь в зависимости от используемого вещества). Однако наиболее очевидные различия между параметрами (
для
змеевика, при
для схемы с циклом Брайтона, или разница по удельным
затратам топлива между схемой с ВРУ и способа IRP) не изменятся принципиально, что позволяет сделать необходимые выводы о перспективах применения тех
или иных способов.
Для крупных объектов регазификации многообещающими представляются
способы совмещения регазификации с фракционированием СПГ (IRP) или с ВРУ.
Последний, в отличие от IRP, не зависит от состава газа (IRP применимо только
для «жирных» газов). Прочие показатели для способа с ВРУ также позволяют
сделать заключение об этом способе, как о наиболее привлекательном. Для малых
регазификационных установок хорошими показателями энергоэффективности обладают схемы на цикле Брайтона.
В работе также приведены данные оценки затрат на реализацию способов
регазификации, а также о влиянии отдельных эксплуатационных параметров на
данные величины и влиянии всего комплекса этих величин на сроки окупаемости.
Описана использованная методика оценки капитальных затрат. Результаты оценки капитальных и эксплуатационных затрат были использованы при обосновании
выбора технологий для разработки опытной отечественной регазификационной
установки с генерацией электроэнергии.
В ходе выбора технологии-прототипа для возможной апробации на отечественном объекте - СПХР СПГ - были исключены многообещающие, но крайне
дорогостоящие и ориентированные на крупнотоннажные производства способы с
ВРУ и получением СУГ. При выборе между способами с циклами Брайтона и
Ренкина в конечном итоге автор остановился на способе с открытым циклом Ренкина. Несмотря на то, что наиболее высокие значения эксергетического КПД были показаны для цикла Брайтона, от него пришлось отказаться из-за высокой стоимости требуемого оборудования. Модификация с закрытым циклом Ренкина была отвергнута по тем же причинам, несмотря на то, что использование насоса вместо компрессора значительно удешевляло установку. В конечном итоге для прототипа была выбрана схема с открытым циклом Ренкина, в котором в качестве рабочего вещества, сжимаемого в насосе, подогреваемого и затем расширяемого в
детандере, использовался сам регазифицируемый продукт. В качестве источника
тепла использовалась окружающая среда (атмосферные испарители), что сделало
установку независимой от источников отбросного тепла и сделало ненужным отбор части продукта для сжигания. Автором был проведен анализ особенностей
применения циклов Ренкина и Брайтона для СПХР, разработаны математические
14
модели анализируемых способов и применена разработанная методика оценки их
энергоэффективности. На технические решения, составляющие способ регазификации с получением электроэнергии, был получен патент №151882. Среди преимуществ подобной схемы можно выделить относительную дешевизну, возможность модернизации существующих СПХР за счет добавления дополнительных
модулей оборудования), возможность обеспечения собственных нужд установки с
выдачей излишков электроэнергии стороннему потребителю при наличии рынка
сбыта. Был проведен комплекс работ по разработке проектной документации на установку.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
1.
Впервые разработана методика эксергетического анализа существующих
и перспективных установок регазификации.
2.
На основании предложенной методики выполнено расчетное исследование 6 установок регазификации, использующих различные термодинамические
циклы.
3.
Применение разработанной методики позволило:
- определить характеристики энергетической эффективности исследованных
установок регазификации СПГ;
- сформулировать требования, предъявляемые к рабочим веществам, параметрам оборудования и компоновке схем исследованных установок;
- обосновать технические решения, положенные в основу отечественного прототипа установки регазификации с генерацией электроэнергии.
4.
Было показано, что среди исследованных установок наибольшим значением
эксергетического КПД обладает способ с закрытым циклом Брайтона.
5.
Было показано, что для крупнотоннажных производств может быть рекомендован способ совмещения регазификации с ВРУ по причине низкого значения
удельных дополнительных затрат энергии и возможности получения побочных
продуктов и электроэнергии.
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ
1.
2.
3.
Научные статьи в журналах, входящих в Перечень ВАК РФ:
Агейский Д.Э., Фальман А.Г. Перспективы регазификации СПГ // Вестник
Международной академии холода - 2015. - № 2. - С. 46-49 – 0,25 п.л./0,13
п.л.
Агейский Д.Э., Фальман А.Г. Эксергетический анализ способов регазификации СПГ // Вестник Международной академии холода - 2015. - № 3. - С.
34-38 – 0,31 п.л./0,16 п.л.
Фальман А.Г., Агейский Д.Э. Рабочее тело цикла Ренкина для утилизации
холода регазификации // Вестник Международной академии холода - 2016. № 2(59). - С. 71-75 – 0,32 п.л./0,2 п.л.
15
Научные статьи в других журналах и изданиях, материалах конференций:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Агейский Д.Э., Пахомов О.В. Регазификация жидких криопродуктов с генерацией электроэнергии // Проблемы криогенной техники и технологий:
Сборник трудов - 2014. - С. 4-8 – 0,31 п.л./0,20 п.л.
Пахомов О.В., Фальман А.Г., Агейский Д.Э. Перспективы регазификации
СПГ // Сборник тезисов VII Международной научно – технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» - 2015 0,25 п.л./0,08 п.л.
Куцак М.Ю., Манилкин И.Г., Агейский Д.Э. Регазификация жидких криопродуктов с генерацией электроэнергии // Gasworld - 2015. - № Июль/Август
2015. - С. 34-35 – 0,13 п.л./0,06 п.л.
Агейский Д.Э., Фальман А.Г., Пахомов О.В. Перспективы регазификации
СПГ // VII Международная научно-техническая конференция «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (Cанкт-Петербург,17–20 ноября 2015 г.): Материалы конференции - 2015. - № 1. - С. 522-524 – 0,19
п.л./0,07 п.л.
Агейский Д.Э., Куцак М.Ю., Манилкин И.Г. Автономная газификация Томской области // Gasworld - 2015. - С. 20-22 – 0,19 п.л./0,10 п.л.
Агейский Д.Э., Пахомов О.В. ВРУ с регазификацией СПГ и органическим
циклом Ренкина // Сборник тезисов докладов конгресса молодых ученых 2016. - Вып. 7 – 0,13 п.л./0,08 п.л.
Полученные патенты:
1.
Пат. № 151882 РФ, МПК F17C7/04 Установка регазификации жидкого
криопродукта с генерацией электроэнергии / Д.Э. Агейский, И.Н. Беликов,
М.Ю. Куцак, И.Г. Манилкин - № 2014127594/06; заявл. 07.07.2014; опубл.
20.04.2015, Бюл. 11. URL: http://poleznayamodel.ru/model/15/151882.html
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
12
Размер файла
3 387 Кб
Теги
криопродуктов, установок, энергоэффективность, жидкий, регазификации, повышения
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа