Скачать презентацию
Идет загрузка презентации. Пожалуйста, подождите
Презентация была опубликована 10 лет назад пользователемАлиса Темнова
1 H A F I G R O U P O F C O M P A N I E S GENERAL PRESENTATION ДОКЛАД Использование нескольких изотерм хладагента для повышения энергетической эффективности ПХУ Ракитин Денис Иванович ООО «ХАФИ РУС»
2 HAFI GROUP OF COMPANIES Описание предлагаемого способа повышения энергетической эффективности ПХУ Согласно существующей практике в холодильных установках для охлаждения углеводородных газов применяется одна изотерма кипения, т.е. выработка холода происходит на одном, обычно низком температурном уровне минус 38 С. Весь поток углеводородного газа охлаждается в одну ступень. До 90% потребления от суммарного энергопотребления установки подготовки газа составляет потребление ПХУ, а в самой ПХУ на долю компрессоров приходится до 90% энергопотребления. Поэтому, с учетом реальной стоимости электроэнергии, актуальным являются любые способы уменьшения потребления энергии ПХУ. В данном докладе предлагается отличный от этого способ повышения энергетической эффективности ПХУ, находящийся на стыке технологических решений в ПХУ и технологический решения по охлаждаемой среде. Данный способ представляет собой многоступенчатое охлаждение газа в ПХУ. В принципе известно ступенчатое охлаждение газа (например, его охлаждение сначала в рекуператорах, а затем в ПХУ), однако в самих ПХУ ступенчатое охлаждение газа практически не применялось.
3 HAFI GROUP OF COMPANIES Описание предлагаемого способа повышения энергетической эффективности ПХУ Как видно из данной диаграммы, может быть достигнута существенная экономия в работе компрессора при использовании ступенчатого охлаждения газа и нескольких изотерм кипения хладагента в ПХУ. PKPK Q0Q0 T S (+42 0 C) (-38 0 C) Одноступенчатое охлаждение среды Рис. 1. Диаграмма на примере теоретического холодильного цикла Карно для иллюстрации разницы между одноступенчатым охлаждением среды и многоступенчатым охлаждением среды (углеводородного газа). P KIII Q 0I T S (+42 0 C) (-38 0 C) P KII P KI (-8 0 C) (-28 0 C) Q 0II Q 0III Трехступенчатое охлаждение среды Q 0 =Q 0I +Q 0II +Q 0III ; P k >P KI +P KII +P KIII ;
4 HAFI GROUP OF COMPANIES Описание предлагаемого способа повышения энергетической эффективности ПХУ Как видно из данного рисунка, происходит усложнение схемы ПХУ при использовании многоступенчатого охлаждения среды C C Одноступенчатое охлаждение среды Охлаждаемая среда Испаритель холодильной установки, T 0 =минус 38 0 С Конденсатор холодильной установки, T K =+42 0 С Компрессор K Q0Q0 PKPK C C Трехступенчатое охлаждение среды Охлаждаемая среда Испаритель холодильной установки, T 0 =минус 8 0 С Конденсатор холодильной установки, T K =+42 0 С Компрессор KIKI Q 0I P KI +0 0C+0 0C Испаритель холодильной установки, T 0 =минус 28 0 С Компрессор K II P KII C Испаритель холодильной установки, T 0 =минус 38 0 С Компрессор K III P KIII Q 0II Q 0III Рис. 2. Схемные различия между установкой с одно- и многоступенчатым охлаждением среды.
5 HAFI GROUP OF COMPANIES Описание предлагаемого способа повышения энергетической эффективности ПХУ 1 ступень охлаждения: с +35 до +0 С, соответствующая изотерма кипения хладагента минус 8 0С 2 ступень охлаждения: с +0 до минус 20 С, соответствующая изотерма кипения хладагента минус 28 С 3 ступень охлаждения: с минус 20 до минус 30 С, соответствующая изотерма кипения хладагента минус 38 С Таким образом, только часть холодильной мощности вырабатывается на низкой изотерме кипения минус 38 С. Известно, что выработка холода на более высоких изотермах кипения (минус 8 С и минус 28 С) потребует значительно меньших энергозатрат, и меньшей объемной производительности компрессоров (т.к. пары хладагента имеют более высокую плотность). Применение нескольких ступеней охлаждения по сравнению с одноступенчатым охлаждением дает следующие преимущества: –уменьшение объемной производительность компрессоров –уменьшение энергопотребления компрессоров –уменьшение мощности узла конденсации –в целом – уменьшение капитальных и эксплуатационных затрат на холодильную установку Для каждой подобной холодильной установки ставится задача поиска оптимального количества ступеней охлаждения (изотерм кипения хладагента) путем сопоставления капитальных и эксплуатационных затрат на холодильную установку с учетом всего срока эксплуатации установки.
6 HAFI GROUP OF COMPANIES Технология расчета оптимального количества изотерм кипения, холодильного цикла, оборудования. Оптимальное количество ступеней охлаждения зависит от следующих факторов: –перепад температур по охлаждаемому продукту. Чем он больше, тем больше ступеней охлаждения может быть применено. –количество сред охлаждения, параметры сред охлаждения –разница в экономии энергопотребления по сравнению с другим количеством ступеней охлаждения –величина капитальных и эксплуатационных затрат по сравнению с другим количеством ступеней охлаждения Произведем расчет оптимального количества ступеней охлаждения на следующем примере. –Температура охлаждаемой среды на входе: +35 С –Температура охлаждаемой среды на выходе: минус 30 С –Основная изотерма кипения хладагента:минус 38 С –Температура конденсации хладагента:+42 С –Количество рабочих часов в год:8000 часов –Стоимость 1 кВт*ч для предприятий: ок. 4 рублей
7 HAFI GROUP OF COMPANIES Технология расчета оптимального количества изотерм кипения, холодильного цикла, оборудования. Таблица 1. Величина удельного энергопотребления и величина удельной стоимости оборудования Количество ступеней охлаждения /изотерм кипения хладагента *Величина удельного энергопотребления на 1 кВт вырабатываемого холода (для рабочих условий, указанных выше) **Величина удельной стоимости оборудования установки на 1 кВт холодопроизводительности, ЕВРО (для установок большой мощности) 1 (+35> минус 30) 0, (+35>минус 14>минус 30) 0, (+35>+0>минус 20>минус 30) 0, (+35>+8>минус 15>минус 25>минус 30) 0, * Расчет энергопотребления произведен на базе программы расчета холодильных компрессоров RDC 1402E TB/ /Len. ** Расчет стоимости оборудования произведен на базе цен технико-коммерческих предложений в период г.
8 HAFI GROUP OF COMPANIES Расчет возможной экономии предприятия при внедрении многоступенчатого охлаждения. Таблица 2. Процент экономии энергопотребления по сравнению с 1-но ступенчатым охлаждением. Количество ступеней охлаждения /изотерм кипения хладагента Величина удельного энергопотребления на 1 кВт вырабатываемого холода (для рабочих условий, указанных выше) Процент экономии энергопотребления по сравнению с 1-но ступенчатым охлаждением (разница в удельном энергопотреблении) 1 (+35> минус 30) 0,840 2 (+35>минус 14>минус 30) 0,5929,8% (0,25) 3 (+35>+0>минус 20>минус 30) 0,5140,0% (0,33) 4 (+35>+8>минус 15>минус 25>минус 30) 0,4843,4% (0,36) * Расчет произведен на базе программы расчета холодильных компрессоров RDC 1402E TB/ /Len.
9 HAFI GROUP OF COMPANIES Расчет возможной экономии предприятия при внедрении многоступенчатого охлаждения. Таблица 3. Использование расчета на примере установки холодопроизводительностью 3000 кВт. Количество ступеней охлаждения/изотер м кипения хладагента Формула по расчету экономии энергопотребления Результат: величина экономии энергопотребления по сравнению с 1-но ступенчатым охлаждением, млн. рублей в год Для справки: стоимость оборудования ПХУ/стоимость годового энергопотребления, млн. руб ,0 / 80,64 2Э 2 =Q 0 хК 2 =3 000х8 000 где К 2 =0,25х8 000х4= ,0247,2 / 56,64 3Э 3 =Q 0 хК 3 =3 000х где К 3 =0,33х8 000х4= ,68240,6 / 48,96 4Э 4 =Q 0 хК 4 =3 000х где К 4 =0,36х8 000х4= ,56254,4 / 46,08 Где Э 2, 3, 4 – величина экономии в руб., для 2, 3, 4 ступеней охлаждения, К 2, 3, 4 – коэффициент для 2, 3, 4 ступеней охлаждения, Q 0 – холодопроизводительность установки охлаждения газа. Таким образом, зная холодопроизводительность существующей холодильной установки с одноступенчатым охлаждением, можно быстро оценить стоимостную величину экономии расходов на электроэнергию при переводе этой установки на несколько изотерм кипения (2, 3, 5 изотермы кипения).
10 HAFI GROUP OF COMPANIES Сравнительный расчет внедрения многоступенчатого охлаждения в реально существующую установку (на примере проекта ПХУ для парка изотермического хранения сжиженных углеводородных газов). Общая холодопроизводительность, применено 2-х ступенчатое охлаждение. –1 ступень охлаждения с +34 до минус 5 С3344,3 кВт –2 ступень охлаждения с минус 5 до минус 41 С2 666,3 кВт –Суммарно, 2 ступени охлаждения:6 010,6 кВт Потребление электроэнергии компрессорами: –1 ступень охлаждения с +34 до минус 5 С изотерма кипения хладагента минус 9 С1215 кВт –2 ступень охлаждения с минус 5 до минус 41 С изотрема кипения хладагента минус 44 С2512 кВт –Потребление суммарно, 2 ступени охлаждения:3727 кВт В случае использования 1 изотермы минус 44 потребление составит: 5096 кВт, т.е. на 36,7% больше. Разница в энергопотреблении составляет 1369 кВт. При стоимости 1 кВт*ч = 4 рубля и 4000 рабочих часов в год, разница в стоимости электроэнергии, посчитанная за год, составит: 1369*4000*4=21,904 млн. рублей. Таким образом новое техническое решение, воплощенное в реальной холодильной установке, будет приносить заказчику годовую экономию эксплуатационных затрат ок. 21,904 млн. рублей по сравнению с традиционным техническим решением.
11 HAFI GROUP OF COMPANIES Выводы. Предлагаемый способ повышения энергетической эффективности с помощью внедрения нескольких изотерм кипения и многоступенчатого охлаждения среды позволяет снизить энергопотребление холодильной установки на величину от 29% до 43% (для типового случая) в зависимости от количества ступеней охлаждения, по сравнению с одноступенчатым охлаждением среды. Для предприятий, имеющих существующие ПХУ, предлагается модернизация холодильной установки одним из следующих способов: –Использование существующего оборудования с изменением режима его работы –Использование части существующих компрессоров и испарителей с изменением режима работы, плюс установка новых компрессоров и испарителей, или только испарителей –Замена всех компрессоров и испарителей Срок окупаемости модернизации ПХУ в каждом случае рассчитывается индивидуально, однако по предварительным расчетам для нескольких проектов он составил не более 3 лет. Для предприятий, планирующих строительство новых ПХУ рекомендуется изначально закладывать технические решения с многоступенчатым охлаждением сред (углеводородных газов или СУГ), а также принимать во внимание не только стоимость оборудования, но и стоимость владения установкой в течении всего жизненного цикла, в течении 20 лет. Как минимум, при проведении тендера, где решающее значение имеет стоимость, выбор должен проводится по следующей стоимостной оценке: стоимость оборудования + стоимость энергопотребления за 5 лет владения установкой. Потребление электроэнергии – самая важная характеристика любой современной холодильной установки. Используйте многоступенчатое охлаждение для достижения максимальной энергоэффективности ПХУ.
12 HAFI GROUP OF COMPANIES БЛАГОДАРИМ ЗА ВНИМАНИЕ ООО «ХАФИ РУС» Ракитин Денис Иванович Тел. +7 (495) , моб. +7 (915)
Еще похожие презентации в нашем архиве:
© 2024 MyShared Inc.
All rights reserved.