книги / Математическое моделирование и технико-экономические исследования энерготехнологических установок синтеза метанола

Сравнительные технико-экономические показатели газо- и метанолопроводов при АуДор = 2

производства метанола в зависимости от цены газа, внутренней нормы возврата капиталовложений и коэффициента изменения капиталовложений в ЭТУ.

Сравнение при одинаковых IRR удорожания тонны у.т. энергоносителя при переработке природного газа в метанол (табл. 5.6) с экономией, обусловленной меньшей ценой транс­ порта тонны у.т. метанола (табл. 5.2—5.5), позволяет сделать следующие выводы.

При низком уровне капиталовложений в производство метанола (коэффициент изменения капиталовложений 0,8) и малой цене на газ (30—40 дол./тыс. м3) переработка газа в метанол и его транспорт на расстояние 5—6 тыс. км эко­ номически оправданны при любом значении коэффициента удорожания трубопровода. Причем при коэффициенте удо­ рожания трубопроводов 1,66—2,0 транспортировка энергии природного газа на 5—6 тыс. км в виде метанола выгодна во всем рассмотренном диапазоне удельной стоимости природно­ го газа.

При коэффициенте изменения капиталовложений в ЭТУ равном 1 переработка газа в метанол с его последующим трубопроводным транспортом на 5—6 тыс. км экономически оправданны лишь при коэффициенте удорожания трубопрово­ да 1,66—2,0 и стоимости газа, не превышающей 50 дол./тыс. м3.

При высоком уровне капиталовложений в ЭТУ (коэф­ фициент изменения капиталовложений 1,2) трубопроводный транспорт метанола экономически обоснован лишь при ми­ нимальной цене природного газа и коэффициенте удорожания трубопровода 2,0.

Т а б л и ц а 5.6

Разность цен метанола и газа на месте переработки (дол./т у.т.) при цене элект­ роэнергии 3,5 цент/(кВт•ч)

Важно подчеркнуть, что сделанные выводы об относитель­ ной эффективности транспорта газа или производства и тран­ спорта метанола получены при стоимости электроэнергии ЭТУ, равной 3,5 цент /(кВт-ч). Как видно из рис. 4.6,

фиксированной внутренней норме возврата капитальных вло­ жений) примерно на 8 дол./т у.т. Следовательно, при цене элек­ троэнергии ЭТУ 5 цент/(кВг-ч) разность цен на метанол и природный газ (см. табл. 5.6) должна быть уменьшена на 24 дол./т у.т. В этом случае экономическая эффективность производства и транспорта метанола существенно возрастет.

Так, при низком уровне капитальных вложений и малой цене на газ транспорт метанола оправдан при дальности 3.5— 4 тыс. км и при любом рассмотренном значении ко­ эффициента удорожания трубопровода.

При среднем уровне капиталовложений в ЭТУ и отпускной цене электроэнергии 5 цент/(кВт-ч) транспорт метанола эф­ фективен на дальность 4—6 тыс. км при цене газа 30— 40 дол./тыс. м3 и коэффициенте удорожания трубопровода равном 2. Если стоимость газа при прочих неизменных ус­ ловиях составит 50—60 дол./тыс. м3, то метанол эффективно транспортировать на расстояние 5—6 тыс. км.

При высоком уровне капиталовложений в ЭТУ, низкой стоимости газа и коэффициенте удорожания трубопровода, равном 2, метанол выгоднр транспортировать на расстояние 5.5— 6 тыс. км.

Таким образом, можно сделать вывод, что имеются вполне вероятные сочетания условий, при которых переработка при­ родного газа в метанол и его дальний транспорт являются экономически оправданными. При этом следует отметить, что проведенный экономический анализ не учитывает более вы­ соких потребительских свойств метанола и возможно более высокую цену на него. Учет данного обстоятельства делает метанольный вариант еще более привлекательным.

Переработка газа в метанол и его транспорт по метанолопроводу могут оказаться оправданными и при длине трубопро­ вода существенно меньшей, чем указано выше, если в конеч­ ном пункте предполагается сжижение газа и его последующий морской транспорт. Это связано с тем, что удельные капиталь­ ные вложения (на единицу энергии производимого продукта) в заводы сжижения природного газа составляют порядка 50—

100 % от удельных капиталовложений в производство метано­ ла.

Другое важное достоинство метанольного варианта — воз­ можность более рационального распределения капиталовло­ жений в течение периода освоения газового месторождения. Это связано с тем, что в метанольном варианте большая часть капиталовложений приходится на ЭТУ, которые могут вво­ диться по мере роста добычи газа, и меньшая доля капитало­ вложений — в метанолопровод, которая вводится перед нача­ лом эксплуатации. И наконец, при небольших начальных объемах производства метанола он может транспортироваться по железной дороге в цистернах.

Заключение

При выполнении представленных в данной книге исследо­ ваний авторы стремились к разностороннему рассмотрению проблемы комбинированного производства метанола и элект­ роэнергии из угля и природного газа.

Для этого. пришлось решить вопросы разработки эффек­ тивных математических моделей таких сложных технических систем непрерывного действия, как ЭТУ; обосновать критерии оценки их экономической эффективности; найти рациональ­ ные схемно-параметрические решения и оценить чувствитель­ ность критериев экономической эффективности к изменению внешних экономических условий. Кроме того, выполнено со­ поставление стоимости перекачки метанола и природного газа по трубопроводам. Дана оценка условий, при которых энерго­ технологическая переработка органического топлива является эффективной.

Подводя итоги выполненных исследований, можно сделать следующий вывод. Существует достаточно большой набор весьма вероятных сочетаний экономических условий, при ко­ торых использование рассматриваемых технологий эффектив­ но. Эти технологии можно считать перспективными, способ­ ными разрешать довольно острые проблемы, которые ожидают нас в будущем, и заслуживающими дальнейшей более деталь­ ной проработки, в первую очередь за счет создания опытнопромышленных установок.

Список литературы

1.Левенталь Г.Б., Попырин Л.С. Оптимизация теплоэнергетических установок. — М.: Энергия, 1970. — 350 с.

2.Методы математического моделирования и оптимизации теплоэнер­

гетических установок / Отв. ред. Г.Б. Левенталь, Л.С. Попырин. — М.: Наука, 1972. - 224 с.

3. Комплексная оптимизация теплосиловых систем / Под. ред. Л.С. Попырина. — Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1976. —

316с.

4.Попырин Л.С. Математическое моделирование и оптимизация теп­

лоэнергетических установок. — М.: Энергия, 1978. — 416 с.

5.Попырин Л.С., Самусев В.И., Эпелынтейн В.В. Автоматизация мате­ матического моделирования теплоэнергетических установок. — М.: Наука, 1981.- 236 с.

6.Методы оптимизации сложных теплоэнергетических установок / А.М. Клер, Н.П. Деканова, Т.П. Щеголева и др. — Новосибирск:

ВО "Наука". Сиб. издат. фирма РАН, 1993. — 116 с.

7.Клер А.М., Деканова Н.П., Корнеева З.Р., Михеев А.В. Оптимиза­ ция режимов при оперативном управлении ТЭЦ / / Методы управ­ ления физико-техническими системами энергетики в новых ус­ ловиях. — Новосибирск: ВО "Наука". Сиб. издат. фирма РАН, 1995. - С. 86-89.

8.Клер А.М., Корнеева З.Р., Деканова Н.П. и др. Математическое мо­ делирование и оптимизация режимов работы ТЭЦ / / Новые техно­ логии и научные разработки в энергетике. — Новосибирск, 1994. — Вып. 2.

9.Клер А.М., Деканова Н.П., Михеев А.В. Задачи оптимизации при оперативном управлении режимами работы ТЭЦ / / Методы оп­ тимизации и их приложения: Тез. докл. 10-й Байкальской школысеминара. — Иркутск: СЭИ СО РАН, 1995. — С. 80—84.

P.(22—4— 1)—(22—4—3).

12.Математическое моделирование и оптимизация в задачах опера­ тивного управления тепловыми электростанциями / А.М. Клер, Н.П. Деканова, С.К. Скрипкин и др. — Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН, 1997. — 120 с.

13.Палатин А.А. Логически-числовая модель турбоустановки / / Проб­ лемы машиностроения. — 1975. — Вып. 2 — С. 103—106.

14.Палагин А.А. Автоматизация проектирования тепловых схем турбо­ установок. — Киев: Наук, думка, 1983. — 60 с.

15.Шубенко-Шубин Л.А., Стоянов Ф.А. Автоматизированное проекти­ рование лопаточных аппаратов тепловых турбин. — Л.: Машино­ строение. Ленингр. отд-ние, 1984. — 237 с.

16.Палагин А.А., Ефимов А.В. Имитационный эксперимент на мате­ матических моделях турбоустановок. — Киев: Наук, думка, 1986. — 132 с.

17.Математическое моделирование высокотемпературных процессов в энергосиловых установках / В.Е. Алемасов, А.Ф. Дрегалин, В.Г. Крю­ ков, В.И. Наумов и др. — М.: Наука, 1989. — 256 с.

18.Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической техно­ логии. — М.: Химия, 1985. — 448 с.

19.Кафаров В.В., Ветохин В.И. Основы автоматизированного проек­ тирования химических производств. — М.: Наука, 1987. — 620 с.

20.Полак Л.С., Гольденберг М.Я., Левицкий А.А. Вычислительные ме­ тоды в химической кинетике. — М.: Наука, 1984. — 280 с.

21.Кантарджян СЛ ., Еганян Г.К., Хуршудян А.К. Экономико-матема­ тическое моделирование химико-технологических систем. — Л.: Химия, 1987. — 160 с.

22.Островский Г.М., Бережинский Г.А. Оптимизация химико-техноло­ гических процессов. Теория и практика. — М.: Химия, 1984. — 240 с.

23.Андрющенко А.И., Попов А.И. Основы проектирования энерготех­ нологических установок электростанций. — М.: Высш. шк., 1980. — 240 с.

24.Ноздренко Г.В. Эффективность применения в энергетике КАТЭКа экологически перспективных энерготехнологических блоков элект­

ростанций с новыми технологиями использования угля: Учеб, по­ собие. — Новосибирск: НЭТИ, 1992. — 249 с.

25.Каганович Б.М., Филиппов С.П., Анциферов Е.Г. Эффективность энергетических технологий: термодинамика, экономика, прогно­ зы. —■Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1989. — 256 с.

26.Каганович Б.М., Филиппов С.П., Кавелин И.Я. Прогнозные иссле­ дования технологий использования угля. — Иркутск: СЭИ СО АН

СССР, 1984. - 219 с.

27.Энерготехнологическое использование топлив: Сб. науч. тр. — М.: ЭНИН им. Г.М. Кржижановского, 1984. — 172 с.

28.Переработка углей для получения синтетических топлив: Сб. науч.

тр. ИГИ. - М.: ИОТГ, 1986. - 188 с.

29.Переработка углей и автоматизация технологических процессов: Сб. науч. тр. ИГИ. - М.: ИОТГ, 1987. - 184 с.

30.Комплексная переработка углей: Сб. науч. тр. ИГИ. — М.: ИОТТ, 1988. - 172 с.

31.Новые способы использования низкосортных топлив в энергетике: Сб. науч. тр. — М.: ЭНИН им. Г.М. Кржижановского, 1989. — 230 с.

32.Grainger L-, Gibson J. Coal utilisation. Technology, Economics and Policy. — London, 1981. — 503 p.

33.KIosek J., Sorenson J.C. Flexibility for CGCC power generation — LPM energy storage / / Proc. Amer. Power Conf. 53rd Annu. Meet., Chicago,

35.Клер A.M., Прусова H.M., Тюрина Э.А. Математическое модели­ рование энерготехнологических установок синтеза метанола / / Фи­ зико-химические основы синтеза метанола. "Метанол-З": Тез. докл. 3-го Всесоюз. совещ., Новомосковск, 1986. — М.: Наука, 1986. —

С.32-33.

36.Клер А.М., Тюрина Э.А. Исследование эффективности переработки угля в метанол и электроэнергию для условий Восточной Сибири / / Новые технологии и научные разработки в энергетике (эксплуа­ тация, ремонт, нетрадиционные источники энергии): Тез. докл. — Новосибирск, 1994. — Вып. 1. — С. 6—7.

37.Клер А.М., Прусова Н.М., Тюрина Э.А. и др. Математическое мо­ делирование и технико-экономические исследования энерготехно­ логических установок синтеза метанола / / Изв. РАН. Энергетика. — 1994. - № 3. - С. 129-137.

38. Беляев Л.С., Клер А.М., Кошелев А.А. и др. Малая энергетика и нетрадиционные виды и источники энергии: их роль и место в энергетике Сибири на ближайшие годы и на перспективу / / Рос. хим. журн. — 1994. — № 3. — С. 34—55.

39.Клер А.М., Жарков С.В., Тюрина Э.А., Щеголева Т.П. Исследование перспективных энергетических и энерготехнологических устано­ вок // Исследование перспективных энергетических технологий. — Иркутск: СЭИ СО РАН, 1995. - С. 4-26.

40.Клер А.М., Жарков С.В., Тюрина Э.А., Щеголева Т.П. Исследование перспективных энергетических и энерготехнологических устано­

вок / / Энергетика России в переходный период: проблемы и науч­ ные основы развития и управления / Под ред. А.П. Меренкова. — Новосибирск: Наука. Сиб. издат. фирма РАН, 1996. — С. 305—316.

41.КАТЭК и развитие отраслей хозяйства Сибири. — Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1984. — С. 24.

42.Липович В.Г., Калабин Г.А., Калечиц И.В. и др. Химия и переработ­ ка угля. — М.: Химия, 1988. — 336 с.

43.Хоффман. Энерготехнологическое использование угля / Пер. с англ, под ред. Э.Э. Шпильрайна. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 328 с.

44.Уайтхерст Д.Д., Мишель Т.О., Фаркаши М* Ожижение угля / Пер. с англ, под ред. В.Г. Липовича. — М.: Химия, 1986. — 336 с.

45.Гаркуша А.А., Кричко А.А. и др. Переработка бурого угля в жидкие

продукты на опытном заводе СТ-5 / / Химия твердого топлива. — 1990. - № 4. - С. 84-90.

46.Синтетическое топливо из углей: Сб. науч. трудов. — *М.: ИГИ, 1983, 1984 и 1986 гг.

47.Юлин М.К. Синтетическое жидкое топливо из бурых углей Канско-

Ачинского бассейна / / Химия твердого топлива. — 1990. — № 6. —

С. 55-63.

48.Печуро Н.С., Капкин В.Д., Песни О.Ю. Химия и технология син­ тетического жидкого топлива и газа. — М.: Химия, 1986. — 352 с.

49.Химическая технология твердых горючих ископаемых / Под ред. Г.Н. Макарова, Г.Д. Харламповича. — М.: Химия, 1986. — 496 с.

50.Волков Э.П. Проблемы использования низкосортных топлив в рабо­ тах энергетического института им. Г.М. Кржижановского / / Электр, станции. — 1989. — № 8. — С. 46—52.

51.Катализ в Ci химии / Под ред. В. Кайма; пер. с англ, под ред. И.И. Моисеева. — Л.: Химия, 1987. — С. 46—90.

52.Шиллинг Г.Д., Бонн Б., Краус У• Газификация угля: Горное дело — сырье — энергия / Пер. с нем. — М.: Недра, 1986. — 175 с.

53.Шпильрайн Э.Э., Липович В.Г., Асланян Г.С. Современное состо­ яние и перспективы развития методов переработки низкосортных углей в СССР // Экологически приемлемое использование низко­

сортных топлив: Труды Междунар. семинара ЮНЕП в 4 ч. / Под ред. Г.С. Асланяна. - М.: ИВТАН, 1990. - Ч. 2. - С. 156182.

54.Шедцон Р.А. Химические продукты на основе синтез-газа / Пер. с англ, под ред. С.М. Локтева. — М.: Химия, 1987. — 248 с.

55.Хефеле В. Энергетика в переходный период. Стратегии перехода / / Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. — 1990. — № 3. —

С.3—13.

56.Фальбе Ю. / / Химические вещества из угля / Пер. с нем. под ред. И.В. Калечица. — М.: Химия, 1980. — 616 с.

57.Караваев М.М., Мастеров А.П. Производство метанола. — М.: Хи­ мия, 1973. — 160 с.

58.Технология синтетического метанола / М.М. Караваев, В.Е. Леонов, И.Г. Попов, Е.Т. Шепелев. — М.: Химия, 1984. — 240 с.

59.Матрос Ю.Ш. Каталитические процессы в нестационарных усло­ виях. — Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1987. — 230 с.

60.Вредные вещества в промышленности: Справочник для химиков, инженеров и врачей. — 7-е изд., перераб. и доп: В 3 т. T. 1: Органические вещества / Под. Ред. И.В. Лазарева и Э.И. Леви­ ной. — Л.: Химия, 1976. — 592 с.

61.Экология производства химических продуктов из углеводородов нефти и газа: Учеб, для вузов. — М.: Химия, 1991. — 256 с.

62.Рудин М.Г. Карманный справочник нефтепереработчика. — Л.: Химия, 1989t — 464 с.

63.Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их ту­ шения: Справ, изд.: в 2 кн. Кн. 1 / А.Н. Баратов, А.Я. Корольченко, Г.Н. Кравчук и др. — М.: Химия, 1990. — 496 с.

64.Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. — М.: Энергия, 1973. — 295 с.

65.Гидравлический расчет котельных агрегатов. Нормативный метод / Под ред. В.А. Локшина и др. — М.: Энергия, 1979. — 255 с.

66.Аэродинамический расчет котельных установок. Нормативный ме­ тод / Под ред. С.И. Мочана. — М.: Энергия, 1977. — 255 с.

67.Розовский А.Я. О физико-химических основах процесса синтеза метанола / / Хим. пром-сть. — 1980. — № 11. — С. 12—14.

68.Мочалин В.П., Лин Г.И., Розовский А.Я. Кинетическая модель про­

69.Розовский А.Я., Лин Г.И. Теоретические основы процесса синтеза метанола. — М.: Химия, 1990. — 272 с.

70.Расчеты химико-технологических процессов. — Л.: Химия, 1976. — 301 с.