ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ АЗОТА НА НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ УДМУРТСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

И И Фахразиев; К С Мерзлякова; В Н Диденко

doi:10.22213/2410-9304-2017-4-109-117

Авторы

И. И. Фахразиев ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
К. С. Мерзлякова ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
В. Н. Диденко ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2017-4-109-117

Ключевые слова:

попутный нефтяной газ, газотурбинная установка, утилизация, когенерация, низшая теплота сгорания, коэффициент полезного действия

Аннотация

Статья посвящена исследованию возможности применения газотурбинных установок (ГТУ) для утилизации попутного нефтяного газа (ПНГ) с высоким содержанием азота ( N2 ) в качестве основного топлива. Компонентный состав нефтяного газа представляет собой смесь предельных углеводородов, включающую метан, этан, пропан, бутан, изобутан и другие углеводороды, процентное соотношение которых варьируется от места нефтяного промысла, в зависимости от геологических особенностей. Эксплуатируемые месторождения Удмуртской Республики (УР) характеризуются добычей тяжелой, трудно извлекаемой нефти с попутным нефтяным газом, содержащим значительное количество азота и поэтому обладающим низкой теплотой сгорания, что существенно затрудняет его методы утилизации. Обычно такой газ сразу сбрасывается в атмосферу или бесполезно сжигается на факельных установках: в обоих случаях это негативно сказывается на состоянии окружающей среды. В Постановлении Правительства Российской Федерации (РФ) от 8 ноября 2012 года № 1148 устанавливается целевой показатель сжигания ПНГ на факеле: не более 5 % от общего количества получаемого газа. При превышении этого предельно допустимого показателя применяются повышающие коэффициенты, влияющие на размер выплат штрафов. Данные меры должны стимулировать нефтяные компании к разработке проектов по эффективному использованию попутного нефтяного газа. Существует несколько рациональных методов утилизации ПНГ: например, использование его в качестве сырья для нефтехимической промышленности или топлива для различных установок, вырабатывающих электрическую энергию и теплоту. В данной статье исследуется возможность утилизации попутного нефтяного газа с высоким содержанием азота путем его сжигания в когенерационных газотурбинных установках с преимущественной выработкой электроэнергии.

Биографии авторов

И. И. Фахразиев, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

магистрант

К. С. Мерзлякова, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

магистрант

В. Н. Диденко, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

доктор технических наук, профессор

Библиографические ссылки

АО «БелкамНефть». Утилизация попутного нефтяного газа // Промышленность и безопасность: электронный журнал. 2016. № 9. URL: http://www. belkamneft.ru/news/gazeta/2016/utilizatsiya-poputnogo-neftyanogo-gaza-zhurnal-promyshlennost-i-bezopasnost-9-107-sentyabr-2016g.html (дата обращения: 26.04.2017).

Об особенностях исчисления платы за негативное воздействие на окружающую среду при выбросах в атмосферный воздух загрязняющих веществ, образующихся при сжигании на факельных установках и (или) рассеивании попутного нефтяного газа: постановление Правительства Российской Федерации от 8 ноября 2012 г. № 1148: утв. Постановлением Правительства РФ от 8 ноября 2012 г. № 1148: в ред. постановления Правительства Российской Федерации от 17 декабря 2016 г. № 1381.

Сахабутдинов Р. З., Шаталов А. Н., Гревцов В. М., Ибрагимов Н. Г. Выбор направлений и методов утилизации нефтяного газа с учетом особенностей нефтепромыслов объектов // Нефтяное хозяйство. 2009. № 7.

Диденко В. Н., Варфоломеева О. И., Касимов Р. З. Воспламенение природного газа : учеб.-метод. пособие по выполнению курсовой работы по дисциплинам «Физико-химические основы горения топлива» и «Теория горения и взрыва» для направления 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника». Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2013. 24 с.

Диденко В. Н. Циклы теплосиловых установок. Конспект лекций. Ч. II. Газотурбинные установки и двигатели внутреннего сгорания : учеб.-метод. пособие. Ижевск : Изд-во ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, 2015. 60 с.

Рабенко В. С. Термодинамические циклы газотурбинных установок : учеб. пособие. Иваново : Ивановский государственный энергетический университет имени В. И. Ленина, 2008. 124 с.

Рыбалко В. В., Часовских А. А. Методика теплового расчета газотурбинных энергетических установок : учеб. пособие. СПб. : СПбГТУ РП, 2002. 120 с.

Чернов И. А., Диденко В. Н. Метод утилизации попутного нефтяного газа с высоким содержанием азота на месторождениях Удмуртской Республики // Интеллектуальные системы в производстве. 2017. Т. 15. № 2.

Capstone Turbine Corporation. Распределительные энергетические системы. [Электронный ресурс]. URL: http://capstone.ru/ (дата обращения: 11.05.2017).

Ионин А. А. Газоснабжение : учеб. пособие для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М. : Стройиздат, 1989. 439 с.