Фиков А.С.

УО «Гомельский государственный технический университет
им. П.О. Сухого», Беларусь

Потенциал энергосбережения систем транспорта нефти

Прогнозирование изменения потребления электрической энергии (ЭЭ) в технологическом процессе транспортировки нефти на основе аналитической модели электропотребления участков нефтепровода затруднено в силу неучета ею технологической незавершенности участков нефтепровода, взаимосвязи мгновенных, а не средних параметров технологического процесса с электропотреблением. Наиболее приемлемым методом моделирования электропотребления участков нефтепровода для прогноза изменения расхода ЭЭ в техпроцессе транспорта нефти является статистический метод, учитывающий стохастическую природу формирования электропотребления.

Для решения задач нормирования и прогнозирования расхода ЭЭ на транспорт нефти, а также определения целевого показателя по энергосбережению математическая модель электропотребления участка нефтепровода может быть представлена в виде линейной комбинации грузооборота нефти и температуры воздуха в зоне пролегания нефтепровода. Изменение данной температуры в области значений, больших –1,54 °С, оказывает влияние на изменение температуры нефти и, как следствие, на электропотребление участка нефтепровода.

Для построения модели электропотребления участка нефтепровода используются экспериментальные данные, сглаженные скользящим средним. Принятие периода усреднения равным количеству суток в периоде прогнозирования приводит к неоправданному снижению объема выборки и области допустимых значений входящих в модель параметров. Установлено, что зависимость среднеквадратической погрешности моделирования электропотребления участков нефтепровода описывается степенной функцией от периода усреднения экспериментальных данных. Это позволило получить выражение для определения целесообразного периода усреднения экспериментальных данных, не допускающего негативных последствий чрезмерного сглаживания. Максимум данной величины описывается:

, (1)

где

– период усреднения суточных экспериментальных данных; – количество суток в периоде прогнозирования.

Более удобной в конечном использовании является аппроксимация данного выражения:

. (2)

Для экспресс-оценки потенциала энергосбережения в технологии транспорта нефти предложен метод, основывающийся на определении энергоэффективности двух участков нефтепровода по относительным значениям их условных диаметров и КПД. Резерв снижения расхода ЭЭ за счет увеличения условного диаметра участка нефтепровода определяется:

, %, (3)

где

– коэффициент эластичности расхода ЭЭ по условному диаметру i-го (с меньшей величиной отношения ) участка нефтепровода; , – фактические средние за рассматриваемый период условные диаметры 1-го и 2-го участков нефтепровода, м; , – номинальные средние за рассматриваемый период условные диаметры 1-го и 2-го участков нефтепровода, м.

Резерв снижения расхода ЭЭ за счет увеличения КПД j-го (с меньшей величиной отношения ) участка нефтепровода рассчитывается по выражению:

, %, (4)

где

, – фактические средние КПД 1-го и 2-го участков нефтепровода за исследуемый период; , – номинальные средние КПД 1-го и 2-го участков нефтепровода за исследуемый период.

Метод может быть использован при проведении предварительного энергетического обследования, позволяет оценивать потенциал энергосбережения за счет управления участками нефтепровода, позволяет формировать годовое задание целевого показателя по энергосбережению. Его программная реализация может являться интеллектуальной частью системы технического учета и управления потреблением ТЭР.

В основу метода определения потенциала энергосбережения от очистки магистральных нефтепроводов положено построение линейных трендов условного диаметра нефтепровода на временном интервале очистки нефтепровода и на временном интервале между очистками. Изменение условного диаметра нефтепровода определятся относительно максимальной величины данного параметра из множества значений, соответствующих смене тенденции условного диаметра нефтепровода:

, кВт·ч, (5)

где

– количество трендов условного диаметра нефтепровода; – коэффициент эластичности условного диаметра нефтепровода; – среднесуточное электропотребление, кВт·ч/сут; – продолжительность интервала времени увеличения или уменьшения условного диаметра нефтепровода, сут; – максимальное значение условного диаметра нефтепровода, м; – коэффициент регрессии, определяющий скорость изменения условного диаметра нефтепровода в процессе очистки и после нее, м/сут; – время, сут; – свободный член линейного тренда, м.

Достоинством предложенного метода является исключение влияния случайной составляющей погрешности определения условного диаметра нефтепровода на прогноз изменения электропотребления. Метод позволят сравнивать энергетическую эффективность различных способов очистки.