ПОЛИТИКА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

ГАЗОДОБЫВАЮЩЕГО ПРЕДПРИЯТИЯ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА

С. Е. Золотарёв, главный энергетик, S_Zolotarev@ygd.gazprom.ru

ООО "Газпром добыча Ямбург"

 

Объёмы энергоресурсов (газа, тепло- и электроэнергии, воды), расходуемых газодобывающим предприятием на добычу газа и подготовку его к транспорту в условиях Крайнего Севера, во многом зависят от уровня пластового давления разрабатываемого месторождения и способа компримирования газа в режиме пáдающей добычи. Предприятие стремится к извлечению максимально возможного объёма углеводородного сырья из разрабатываемых месторождений. ООО "Газпром добыча Ямбург" – одно из крупнейших газодобывающих предприятий в системе ОАО "Газпром" и в мире. По масштабам производства (табл. 1), количеству работающих; по уровню технологий подобных предприятий на таких высоких широтах нет.

1.      Объёмы добычи ООО "Газпром добыча Ямбург" по годам.

Продукт

2006

2007

2008

2009

Газ, млрд м3,

     в том числе на собств. нужды

230,6

2,3

222,3

2,1

225,6

2,3

177,8

1,9

Конденсат, млн т

1,6

1,5

1,4

1,4

 

Газовый привод агрегатов дожимных компрессорных станций (ДКС) на месторождениях обуславливает значительный расход газа, идущего на собственные нужды Предприятия. Баланс расхода топливного газа на собственные нужды приведён ниже:

                                                                             %

      Газотурбинные двигатели дожимных                          75,0

компрессорных станций

     Газотурбинные двигатели электростанций                    9,5

     Газофакельные устройства, котельные,

обогрев резервуаров                                                             12,0

    Потери и прочее                                                                  3,5

 

Энергетическое хозяйство нашего предприятия это современный технологический комплекс. Кратко охарактеризуем его.

Электроэнергетика. Работающие в базовом режиме пять электростанций собственных нужд (ЭСН) являются основными источниками электроэнергии на всех эксплуатируемых месторождениях; первая из них – Ямбургская ГТЭС-72 – введена в эксплуатацию в 1992 г., последняя, пятая, Харвутинская ГТЭС-10 – в 2007 г. Суммарная установленная мощность – 143 МВт, динамика выработки электроэнергии представлена в табл. 2. Часть электроэнергии отпускается сторонним потребителям по договорам.

2.      Баланс электроэнергии по годам, тыс. кВтч

Статья баланса

2006

2007

2008

2009

Выработка

388490

418149

458238

415754

Расход

286164

292980

289163

273783

Отпуск сторонним потребителям

102326

125069

169075

141971

 

Теплоэнергетика. Эксплуатируются 12 котельных установленной мощностью 186,7 МВт, 93 котла-утилизатора ДКС установленной мощностью 213,6 МВт, 38 установок подогрева теплоносителей установленной мощностью 152,3 МВт. Годовая выработка теплоэнергии составляет около 430 тыс. Гкал, собственное потребление – 671,7 тыс. Гкал; тепловая энергия для объектов, расположенных в вахтовых посёлках, а также часть услуг водоснабжения и водоотведения закупаются у стороннего поставщика.

Водоснабжение. Установленная мощность 10 установок – 145 м3/сут, годовое собственное потребление – 1884 тыс. м3.

Водоотведение. Установленная мощность 19 установок – 500 м3/сут, годовая собственная потребность – 1483 тыс. м3.

Предприятие – единственное в составе ОАО "Газпром", которое обеспечивает свои потребности в электроэнергии выработкой на собственных электростанциях, что продиктовано, главным образом, условиями надёжности электроснабжения потребителей в условиях Крайнего Севера. Ближайшие базовые электростанции расположены в г. Сургуте (800 км от Ямбургского месторождения). Ямбургская ГТЭС-72 и Харвутинская ГТЭС-10 работают с нулевым перетоком, в параллель с энергосистемой ОАО "Тюменьэнерго", которая является резервным источником электроснабжения.

С 2007 г. заключены договоры купли-продажи электроэнергии между ОАО "Тюменская энергосбытовая компания" (ТЭК) и ООО "Газпром добыча Ямбург". Оговорённые объёмы электроэнергии продаются и покупаются в периоды дефицита и избытка электроэнергии по соответствующим тарифам. При дефиците активной мощности и снижении частоты в энергосистеме действием системной автоматики (частотной делительной защиты) Ямбургский энергоузел выделяется на сбалансированную нагрузку на автономную работу от энергосистемы. На Заполярном нефтегазоконденсатном месторождении, где создана изолированная энергосистема, ООО "Газпром добыча Ямбург" имеет статус гарантирующего поставщика электрической энергии, в том числе и для сторонних потребителей.

Электроэнергетика в условиях Крайнего Севера призвана обеспечить надёжное и бесперебойное электроснабжение объектов добычи газа и объектов соцкультбыта. Для этого необходимы наличие вращающегося резерва мощности и обеспечение минимального времени запуска резервных агрегатов при выделении на автономную работу от энергосистемы, поддержание всех показателей качества электроэнергии. Требуется покрывать возрастающие электрические нагрузки при интенсификации технологического процесса подготовки газа в летнее время, в период интенсивной работы аппаратов воздушного охлаждения газа (АВО). Кроме того, в короткий летний период должны быть качественно выполнены профилактические и ремонтные работы на основном энергетическом оборудовании.

На установке комплексной подготовки газа (УКПГ) в штатном режиме, когда на вновь введённых в разработку месторождениях пластовое давление газа на устье скважины достигает 100 атм, осуществляются очистка, осушка и дросселирование газа. Газ с кустов газовых скважин поступает в газосборный коллектор (шлейф); затем на газовом промысле происходит подготовка газа к транспорту – здесь имеет место наибольший расход ТЭР; далее газ поступает в межпромысловый коллектор и затем в магистральный газопровод – это элементы Единой системы газоснабжения (ЕСГ) ОАО "Газпром". В режиме падающей добычи газа, когда фактическое пластовое давление на устье скважины значительно меньше уровня давления в магистральном газопроводе, работа газового промысла требует интенсивной работы агрегатов ДКС и последующего охлаждения газа на АВО.

Максимальная электрическая нагрузка на Ямбургском месторождении приходится на летние месяцы, когда для охлаждения газа после его компримирования вводят в работу наибольшее число АВО (поскольку разогретый газ нельзя подавать в газопровод из-за опасности растепления грунтов вечной мерзлоты и последующей деформации самогó газопровода). Принимая во внимание накопленный опыт работы объектов газодобычи, специфику обеспечения надёжности и бесперебойности энергоснабжения в условиях Крайнего Севера, ОАО "Газпром" принята политика обеспечения потребностей в энергоресурсах собственными источниками. В настоящее время ОАО "Газпром" реализует Программу внедрения и строительства электростанций собственных нужд и энергоустановок, максимально приближенных к технологическим объектам и объектам инфраструктуры.

В то же время существующая нехватка энергии – результат не только высоких темпов экономического роста, но и низкой эффективности использования газа, электрической и тепловой энергии. Поэтому повышение экономической эффективности предприятий (и, как следствие, их конкурентоспособности) за счёт применения энергосберегающих технологий, модернизации производства становится чрезвычайно актуальным.

Энергоэффективность – ёмкое понятие, под которым понимается достижение экономически оправданной эффективности использования ТЭР при существующем уровне развития техники и технологии и соблюдении требований к охране окружающей среды. В нашей организации один из наиболее ярких примеров энергоэффективных технологий – применение альтернативных, возобновляемых источников электроэнергии на кустах газовых скважин Харвутинской площади. Здесь функционирует информационно-управляющая система (ИУС), которая отслеживает все технологические режимы и управляет режимом работы скважин на основе контроля параметров работы объекта.

Бесперебойное функционирование системы на удалённых кустах скважин обеспечивается триедиными автономными источниками электроэнергии, объединяющими ветрогенераторы, солнечные батареи и теплогенераторы (рис. 1). Потребитель работает от аккумулятора, при снижении потенциала которого для подзаряда автоматически подключается тот источник, который имеет в данный момент больший потенциал (если ветер достаточен – ветрогенератор, если погода тихая – теплогенератор или солнечная батарея). Линии электропередачи (ЛЭП) на эти кусты не строятся, соответственно, нет затрат на их сооружение и обслуживание, нет потерь электроэнергии в сетях.

Фото 1

Рис. 1. Автономная энергоустановка (внешний вид).

Наши специалисты настойчиво изучают развивающиеся современные инновационные технологии, разрабатывают собственные и внедряют их в энергетику предприятия, добиваясь повышения энергоэффективности. Одной из первых разработок стала диспетчеризация котельных – процесс эксплуатации котельных полностью автоматизирован на базе современных средств автоматизации, с обеспечением их работы без дежурного персонала. Такой безлюдной технологией может гордиться далеко не каждое предприятие даже в умеренных климатических условиях.

Следующая разработка – использование потенциала дросселируемого газа (рис. 2) для выработки электроэнергии. Это практически неисчерпаемый источник электроэнергии. В рамках программы НИОКР на Ямбургском НГКМ ведутся работы по внедрению детандерного генератора ДГА (рис. 3).

Рис. 2. Детандер-генераторный агрегат.

 

В нашей компании действует на постоянной основе Научно-технический совет, занимающийся вопросами энергосбережения и энергоэффективности. Периодически собирается специальная комиссия по контролю за расходованием энергоресурсов. ООО "Газпром добыча Ямбург" имеет энергетический паспорт, очередное энергетическое обследование запланировано на 2011 г.

Рис. 3. Схема подключения детандер-генераторного агрегата.

 

Большие плюсы в копилку энергоэффективности и энергосбережения вносят грамотно подготовленные технические требования для последующей разработки проектных решений вновь вводимых или реконструируемых объектов. Простой пример – использование частотнорегулируемых агрегатов для электрической нагрузки, имеющей переменный характер, которые устанавливаются на различных технологических агрегатах.

Разработаны и успешно реализуются режимы работы источников тепла с приоритетом утилизационных теплообменников на ДКС и электростанциях. Объекты на Харвуте, газовый промысел на УКПГ 1С, объекты инфраструктуры Ямбургской ГТЭС обеспечиваются теплом от котлов-утилизаторов тепла; котельные, которые имеются на этих объектах, вводятся в работу только в пиковых режимах, при недостатке тепла от котлов-утилизаторов (в зависимости от электрической нагрузки и числа работающих газотурбинных двигателей). На Ямбургском НГКМ все УКПГ обеспечены теплом от котлов-утилизаторов ДКС, где утилизируется тепло уходящих газов. Кроме того, на вновь вводимых установках комплексной подготовки газа и конденсата применена революционная технология утилизации попутных газов, ввод в работу которых запланирован соответственно в 2010 и 2011 гг.

На реконструкции Ямбургской ГТЭС выполняются работы по вводу в эксплуатацию четвёртого энергетического модуля, что (путём утилизации тепла отработанных газов электростанции) позволит обеспечить все тепловые нагрузки промзоны месторождения с выводом из работы двух котельных.

На Заполярном НГКМ при обогреве водовода длиной более 5 км впервые применено проектное решение, исключающее строительство вдольтрассовых воздушных линий. Используется греющий кабель (со скин-эффектом), запитанный из одной точки, расположенной на площадке газового промысла.

Заканчивается разработка проекта с последующим вводом в эксплуатацию автоматизированной системы учёта электроэнергии АСКУЭ, что позволит в условиях либерализации рынка электроэнергии более эффективно вести работу по её покупке и продаже.

Эффектом выполнения программы энергосбережения за 2009 г. явилась экономия следующего объёма энергоресурсов: газ – 30,18 млн м3; электроэнергия – более 150 тыс. кВтч; тепло – 2941,76 Гкал. В текущем году также реализуется программа энергосбережения, основным приоритетом которой является максимальное снижение расхода энергоресурсов, утилизация вторичного тепла, охват всех видов энергоресурсов приборами учёта. Заканчивается разработка программы энергосбережения на 2011–2013 гг.