разработана и запатентована технологическая схема перегрева паров в трубчатых грунтовых теплообменниках и сформулированы задачи по ее научному обоснованию.
2.Разработаны математические модели теплообмена в подземных резервуарных установках сжиженного газа в условиях теплового взаимодействия паровой подушки с окружающим грунтовым массивом и атмосферным воздухом. Численная реализация моделей показывает, что расчетная температура сжиженного газа в резервуаре существенно изменяется в зависимости от объема резервуара, способа его установки в грунте и климатических условий эксплуатации. Наиболее неблагоприятные условия эксплуатации подземных резервуарных установок реализуются при использовании вертикальных резервуаров в режиме хранения СУГ. При этом выходящие из резервуара пары имеют повышенную температуру и интенсивно конденсируются в трубопроводной обвязке регуляторов давления. Последующее дросселирование парожидкостной смеси вызывает кристаллизацию растворенной влаги и образование ледяных или гидратных пробок.
3.Разработана математическая модель теплообмена в трубчатых грунтовых пароперегревателях СУГ в условиях теплового воздействия расходного резервуара. Численная реализация модели в рамках технологического комплекса: расходный резервуар - грунтовый пароперегреватель - шкафной газорегуляторный пункт позволила обосновать тепловые режимы эксплуатации элементов технологической схемы и температурные условия работы газорегулирующей установки.
4.В целях проверки достоверности предложенных математических моделей теплообмена в подземных резервуарных установках сжиженного газа, оборудованных трубчатыми грунтовыми пароперегревателями СУГ, были проведены экспериментальные исследования.
Сравнительный анализ теоретических и экспериментальных значений температурных параметров резервуарной установки показывает их хорошую сходимость. Максимальное расхождение результатов не превышает 1 °С (с доверительной вероятностью 0,95), что подтверждает корректность соответствующих теоретических положений.
5.Разработана экономико-математическая модель оптимизации тепловой защиты восходящего участка грунтового теплообменника и шкафного газорегуляторного пункта, обеспечивающая подачу в узел редуцирования перегретых паров СУГ при минимальных затратах при монтаже теплоизолированных элементов. Как показывают конкретные расчеты, выбор оптимальной толщины тепловой изоляции дифференцированно для каждого теплотеряющего элемента по сравнению с тепловой изоляцией постоянной толщины снижает капитальные вложения при монтаже тепловой изоляции на 220 руб. (11,6%).
6.Выполнен анализ энергоэкономической эффективности предлагаемого способа предупреждения кристаллизации влаги в регуляторах давления
16
резервуарных установок с использованием трубчатых грунтовых теплообменников по сравнению с существующим способом, предусматривающим электрический обогрев редуцирующих головок резервуаров.
Как показывают расчеты, применение схемы перегрева паров в трубчатых грунтовых теплообменниках снижает интегральные дисконтированные затраты в резервуарные установки в размере 20671 руб. (62,9%) при снижении капитальных вложений в объеме 3922 руб. (29,1%). При этом обеспечивается ежегодная экономия электроэнергии в количестве 504 кВт∙ч на одну резервуарную установку.
Основные положения диссертации отражены в следующих работах:
Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК:
1.Максимов С.А. Исследование теплообмена при хранении и регазификации сжиженного углеводородного газа в подземных резервуарных установках / Б.Н. Курицын, Н.Н. Осипова, А.П. Усачев, С.А. Максимов // Вестник гражданских инженеров. - 2011. -№3 (28). - С. 82-87.
2.Максимов С.А. Объективный выбор толщины тепловой изоляции участков трубопроводной обвязки узла редуцирования газа / Б.Н. Курицын, Н.Н. Осипова, С.А. Максимов // Вестник МГСУ. - 2011.-№7.-С. 525-530.
3.Максимов С.А. Моделирование теплообмена при хранении сжиженного газа в подземных резервуарных установках под воздействием естественных температур грунта и наружного воздуха / Б.Н. Курицын, Н.Н. Осипова, С.А. Максимов // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. - 2012. -№2 (26). - С. 35-45.
4.Максимов С.А. Разработка и обоснование технических решений по предупреждению гидратообразования в системах резервуарного снабжения сжиженным газом / Б.Н. Курицын, Н.Н. Осипова, С.А. Максимов // Приволжский научный журнал. - 2013.-№1.-С. 73-79.
5.Максимов С.А. Особенности эксплуатации регуляторов давления резервуарных установок сжиженного углеводородного газа / Б.Н. Курицын, Н.Н. Осипова, С.А. Максимов //Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. - 2013.-№30(49).-С. 216-222.
Статьи в других изданиях:
6.Максимов С.А. Температурные режимы эксплуатации и надежность систем резервуарного снабжения сжиженным газом / Б.Н. Курицын, Н.Н. Осипова, С.А. Максимов // Экология и безопасность жизнедеятельности: сб. ст. IX Междунар. науч.-практ. конф. / МНИЦ ПГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА,
2009. - С. 128-132.
7.Максимов С.А. Температурные режимы хранения сжиженного углеводородного газа в подземных резервуарных установках / Б.Н. Курицын, Н.Н. Осипова, С.А. Максимов // Проблемы энергосбережения и экологии в
17
промышленном и жилищно-коммунальном комплексах: сб. тр. XI Междунар. науч.-практ. конф. / Пензенский гос. ун-т архитектуры и строительства. - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2010. - С. 166-190.
8.Максимов С.А. Предупреждение гидратообразования в резервуарных установках с естественной регазификацией сжиженного газа / С.А. Максимов
//Научная дискуссия: инновации в современном мире: материалы IX Междунар. заоч. науч.-практ. конф. – М.: Изд-во «Международный центр науки и образования», 2013. - С. 177-180.
9.Максимов С.А. Математическое моделирование температурных режимов эксплуатации подземных резервуаров сжиженного газа с вертикальным размещением в грунте / Б.Н. Курицын, Н.Н. Осипова, С.А. Максимов // Научно-технические проблемы совершенствования и развития систем газоэнергоснабжения: сб. науч. тр. / Сарат. гос. техн. ун-т. – Саратов: Изд-во СГТУ, 2010. - С. 163-167.
10.Максимов С.А. Разработка системы снабжения сжиженным углеводородным газом от резервуарных установок с перегревом пара в грунтовом теплообменнике / Б.Н. Курицын, Н.Н. Осипова, С.А. Максимов // Теплогазоснабжение: состояние, проблемы, перспективы: материалы Всерос. науч.- практ. конф./ Оренбург. гос. ун-т. – Оренбург: ОГУ, 2011. - С. 87-89.
МАКСИМОВ СЕРГЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ
МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ РЕЗЕРВУАРНЫХ СИСТЕМ СНАБЖЕНИЯ СЖИЖЕННЫМ ГАЗОМ С ПЕРЕГРЕВОМ ПАРОВ
В ТРУБЧАТЫХ ГРУНТОВЫХ ТЕПЛООБМЕННИКАХ
|
АВТОРЕФЕРАТ |
|
Подписано в печать |
12.03.2014 |
Формат 60х84 1/16 |
Бум. офсет. |
Усл. печ. л. 1,0 |
Уч.-изд. л. 1,0 |
Тираж 100 экз. |
Заказ 2 |
|
ООО «Издательский Дом «Райт-Экспо» 410031, Саратов, Волжская ул., 28 Отпечатано в ООО «ИД «Райт-Экспо»
410031, Саратов, Волжская ул., 28, тел. (8452) 90-24-90
18