Анализ расхода электроэнергии на производственные нужды, на примере газотранспортной системы

Введение. Основной рабочей деятельностью объекта изначально являлось компримирование природного газа для его дальнейшей транспортировки и закачки в подземное газовое хранилище, но на данный момент перестала закачивать газ в подземное хранилище и функционирует до сегодняшнего времени в виде дежурной компрессорной станции. Расход электрической энергии по объектам, за исследуемый период, коэффициенты загрузки, а также фактическое отработанное время технологических оборудований и электропотребителей взяты на основе отчетов, предоставленных производственнодиспетчерской службой (ПДС) предприятия [1]. “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №3/2025 172 Машинасозлик ва энергетика Исходя из выше сказанного ясно, что на объекте имеются источники потребления электроэнергии, такие как газоперекачивающие и насосные агрегаты. Был составлен энергобаланс, с учетом того, что газотранспортная система осуществляет продажу воды. Вода на предприятие поступает с водозабора, в нем расположены три водяные скважины. Так же вода поступает из надземных источников таких как источник с гор. Предприятие отпускает воду на сторону, т.е. осуществляет продажу. Анализу подлежали насосы ЭЦВ-258-110 (насосные агрегаты 1 подъема), ЦНС 60-198 (насосные агрегаты 2 подъема) и К100-65250 (насосные агрегаты 3 подъема). Основная часть. Технологический процесс компримирование природного газа изображен на рис.1, а структура закачки и транспортировки воды на рис. 2. Рис. 1. Структура технологического процесса компримирования природного газа На основе отчетов предприятия был проанализирован расход воды за отчетный Данный отчет приведен ниже в таблице 1. Таблица 1. Расход воды за отчетно-базовый период № Источник поступления, направление расходов Отчетный 1 год Отчетный 2 год 1. Поступление воды, м3 101023 104640 2. Потребление воды 93039 102607 Итого по пром. площадке м3 85017 93702 Итого по АТХ м3 8022 8 905 3. Отпуск на сторону за плату, м3 7984 2033 “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №3/2025 173 Машиностроение и энергетика Для анализа рационального использования энергоресурсов 1-2 подъемов насосных агрегатов использованы технические и насосные характеристики. Полученные данные были сравнены с фактическими показаниями, полученными от ПДС предприятия [2]. Рис. 2. Структура закачки и транспортировки воды Потраченная электроэнергия за исследуемый период составляет: за отчетный 1 год174 653 кВт·час и за отчетный 2 год- 215 565 кВт·час. Давление воды со скважины на объекте держится неизменным и составляет 10 кгс/см2. Коэффициент загрузки оборудования-0,9. Исходя из этих параметров проанализированы исходные данные насосной 1-подъема. Результаты анализы приведены в таблице 2. Таблица 2. Анализ насосных агрегатов 1-подъема № Рабочие характеристики насоса Факт Рабочие характеристики насоса Факт Отчетный 1 год 1. ЭЦВ 25-8-110 ЭЦВ-63-10-110 2. Напор, м 100 Напор, м 100 3. Производительность, м3/час 30 Производительность, м3/час 73 4. Отработанное время τ, час 718 Отработанное время τ, час 657 5. Количество накаченной воды, м3 69076 6. Мощность, кВт 11 Мощность, кВт 32 7. КПД, % 82 КПД, % 84 8. Расход электричество, кВт*ч 31237 Отчетный 2 год 1. ЭЦВ 25-8-110 ЭЦВ-63-10-110 2. Напор, м 100 Напор, м 100 3. Производительность, м3/час 30 Производительность, м3/час 73 4. Отработанное время τ, час 797 Отработанное время τ, час 838 5. Количество накаченной воды, м3 84258 6. Мощность, кВт 11 Мощность, кВт 32 7. КПД, % 82 КПД, % 84 8. Расход электричества, кВт·ч 38391 “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №3/2025 174 Машинасозлик ва энергетика Полученные данные проанализированы и были сравнены с номинальными значениями насосных агрегатов исходя их паспортных и насосных характеристик. Анализ приведен ниже в таблице 3. Анализ 2 и 3 подъема проведен аналогично и исходя из анализа было выявлено что, насосная 2-подъема потребляет электричество сверх нормы. Что говорит о необходимости детального инструментального обследования. Таблица 3. Анализ расхода воды за исследуемый период. Нормативный расход воды, м3 Фактический расход воды, м3 Потребление электричества, кВт·час Марка и тип насоса Разница/отклонение, м3/% № Отчетный 1 год 1. ЭЦВ 25-8-110 31237 69076 69501 425/ 1 2. ЭЦВ-63-10-110 Отчетный 1 год 1. ЭЦВ 25-8-110 38391 84258 85084 826/ 1 2. ЭЦВ-63-10-110 Так же отмечено, что по причине большого диаметра труб и отсутствия врезок для замеров давления было невозможно проведение стандартного энергоаудита с применением ультразвукового расходомера и датчиков давления. Поэтому, энергоаудит был проведен при помощи памптермаграфии. При проведении было использовано следующее оборудование:  Высокоточные температурные датчики с разрешением до 0,001 К;  Отметки высот по GPS;  Измерительные токовые клещи >1000В. Длительность замеров на каждом насосном агрегате и общем напорном трубопроводе составила не менее часа для каждого замера, так как насосы работают в одном и том же режиме, без переменного расхода. Эксплуатирующий персонал производит регулировку потребления электроэнергии и расхода/подачи воды путем перекрытия напорной задвижки, тем самым снижая и температуру статора. Перегрев статора особенно в летнее время может привести к выходу из строя электродвигателя. Перекрытие задвижки продлевает срок службы существующих электродвигателей, однако, приводит к снижению КПД всей станции, перерасходу электроэнергии, а также к меньшей подаче воды. Так, если средний КПД работающих насосов ЦНС-105-147 составил 58%, следовательно, корректный подбор нового оборудования и его эксплуатация повысят КПД станции и снизят энергопотребление. Заключение. Исходя из вышеизложенного можно сделать вывод, о том, что необходимо на предприятии для рационального контроля и учета энергетических показателей в технологических процессах рекомендуется использовать цифровые измерительные приборы с классом точности не менее 0.5. Насосный агрегат на 2-подъеме марки ЦНС-105-147 мало загружен. Это обнаружено во время инструментального обследования предприятия. Применение частотного преобразователя будет наилучшем решением экономии электроэнергии. Также это приведет к продлению срока эксплуатации насосного агрегата и при оптимизации его работы даст “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №3/2025 175 Машиностроение и энергетика возможность уменьшить износ комплектующих и увеличить срок эксплуатации без капремонта. Это также способствует росту рентабельности. И в целом внедрение системы учета электроэнергии позволит выявить нерациональное потребление и принять меры для более эффективного энергосбережения. Экономия электроэнергии составит 10-15 % от общего потребления [5]. Список тспользованной литературы: 1. Сибикин Ю.Д. «Электроснабжение промышленных предприятий», учебное пособие, раздел Энергетика, 2020 г., 367 с. 2. Методика проведения энергоаудита компрессорной станции, компрессорных цехов с газотурбинными и электроприводными ГПА, СТО Газпром 2-1.20-122-2007 3. Газы горючие природные, подаваемые в магистральные газопроводы и транспортируемые по ним: ГОСТ 948:2016. - Взамен ГОСТ 948:1999; введ. в РУз 15.06.2016.-Ташкент: Государственный стандарт Республики Узбекистан, 2016.- 13с. 4. Типовая инструкция по учету электроэнергии при ее производстве, передаче и распределении: РД 34.09.101-94. -Утверждено Главгосэнергонадзором России, 02.09.94 5. Методика определения норм расхода и нормативной потребности в природном газе на собственные технологические нужды магистрального транспорта газа: РД 153-39.0-1122001.- Утверждено Приказом Минэнерго России № 373, 26. 12. 2001 6. Методика расчёта удельных норм расхода газа на выработку тепловой энергии расчёта потерь в системах теплоснабжения (котельные и тепловые сети): СТО ГАЗПРОМ РД 1.19126-2004, Москва-2004 7. Методические указания по расчету норм расхода и потребности электроэнергии на технологические нужды служб электрохимзащиты магистральных газопроводов и газопромыслового оборудования: РД 51-129-87, Москва -1987 8. Железко Ю.С. Потери ЭЭ. Реактивная мощность. Качество ЭЭ: Руководство для практических расчётов. М.: ЭНАС, 2009. 456 с. 9. Amirov, S. Babanazarova, N. Output characteristic of the remote transformer current transducer for rural electrical networks/ S. Amirov, N. Babanazarova//, Tashkent, 7 Sept. 2021 / The Third International Scientific Construction Mechanics, Hydraulics and Water Resources Engineering (CONMECHYDRO 2021 AS) - Tashkent: AIP Conference Proceedings, 2023. Бабаназарова Наргиса Камиловна – доцент кафедры «Электрическая и энергетическая специальность», Бухарского инженерно-технологического института, тел: (+99890) 406-00-09, Е-mail: nargisa2003@list.ru Хусенов Дониёр Раджабович – стажер-преподаватель кафедры «Электрическая и энергетическая специальность», Бухарского инженерно-технологического института, тел: (+99893) 684-22-55, Е-mail: donierradjabovich@gmail.com “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №3/2025 176