УДК 697.921.452
DOI 10.35776/VST.2026.08.07

Гатауллина А. Р., Сигаева В. А.

Повышение энергоэффективности приточной вентиляции путем утилизации теплоты компрессорной станции установки гидрокрекинга

Аннотация

Компрессорное оборудование установок гидрокрекинга выделяет до 35–40% низкопотенциальной теплоты от потребляемой мощности, которая безвозвратно теряется через системы охлаждения. Цель работы – анализ эффективности утилизации этой теплоты для нужд приточной вентиляции производственного корпуса нефтеперерабатывающего завода. Выполнен тепловой баланс компрессорной станции, на основе паспортных данных оборудования определена доступная тепловая мощность (560 кВт). Предложена гидравлическая схема с промежуточным теплоносителем (вода, температурный график 70/50°С). Для объекта (в климатических условиях центрального региона России) с тремя компрессорами (один циркулирующего газа, два подпиточного, один резервный) и приточной установкой производительностью 60 тыс. м3/ч установлено, что утилизация покрывает 63,3% тепловой нагрузки в экстремально-холодный период и полностью замещает внешний источник тепла при температуре выше –3,1 °С. Система функционирует только в отопительный период (5136 ч/год). Годовая экономия тепловой энергии составляет 1872 Гкал, что обеспечивает экономию более 5,05 млн руб. при сроке окупаемости капитальных затрат около 2,5 лет. Предложенное решение является экономически целесообразным и может быть рекомендовано к внедрению на объектах нефтеперерабатывающей отрасли.

Ключевые слова

энергоэффективность , компрессорная станция , срок окупаемости , утилизация теплоты , установка гидрокрекинга , приточная вентиляция , теп­ловой баланс , низкопотенциальное тепло , система охлаж­дения , промежуточный теплоноситель

Для цитирования: Гатауллина А. Р., Сигаева В. А. Повышение энергоэффективности приточной вентиляции путем утилизации теплоты компрессорной станции установки гидрокрекинга // Водоснабжение и санитарная техника. 2026. № 8. С. 53–60. DOI: 10.35776/VST.2026.08.07.

Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку

Список цитируемой литературы/REFERENCES

1. Самарин О. Д., Аншакова М. С. Обоснование применения энтальпийных утилизаторов в системах вентиляции и кондиционирования воздуха // Сантехника, Отопление, Кондиционирование. 2019. № 4. С. 54–57.
   Samarin O. D., Anshakova M. S. [Justification for the use of enthalpy heat exchangers in ventilation and air conditioning systems]. Santekhnika, Otoplenie, Konditsionirovanie, 2019, no. 4, pp. 54–57. (In Russian).
2. Ильина Т. Н., Уваров В. А., Колесников М. С., Евраев Д. А., Кретова В. С. Моделирование процессов тепломассообмена в рекуператоре типа «труба в трубе» // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. 2024. № 1. С. 30–38. DOI: 10.34031/2071-7318-2023-9-1-30-38.
   Il’ina T. N., Uvarov V. A., Kolesnikov M. S., Evraev D. A., Kretova V. S. [Modeling of heat and mass transfer processes in a pipe-in-pipe recuperator]. Vestnik Belgorodskogo Gosudarstvennogo Tekhnologicheskogo Universiteta im. Shukhova, 2024, no. 1, pp. 30–38. DOI: 10.34031/2071-7318-2023-9-1-30-38. (In Russian).
3. Прокашев Н. М., Суворов Д. М. Разработка математической модели центрального теплового пункта для решения задач повышения эффективности теплоснабжения // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. 2018. Т. 10. № 3. С. 387–390.
   Prokashev N. M., Suvorov D. M. [Developingthe a mathematical model of a central heating station to solve problems of improving the efficiency of heat supply]. Nauchno-Tekhnicheskie Vedomosti SPbGPU. Physical and Mathematical Sciences, 2018, v. 10, no. 3, pp. 387–390. (In Russian).
4. Петрова Л. С. Математическое моделирование процессов нагрева многослойных тел при обработке потоками энергии высокой интенсивности на основе системы нелинейных гиперболических уравнений теплопроводности // Интернет журнал «Науковедение». 2017. Т. 9. № 4.
   Petrova L. S. [Mathematical modeling of heating processes of multilayer bodies subject to the high-intensity energy flows based on a system of nonlinear hyperbolic heat conduction equations]. Naukovedenie Webzine, 2017, v. 9, no. 4. (In Russian).
5. Юша В. Л., Сутягинский М. А., Потапов Ю. А. Сравнительная оценка энергетической и экономической эффективности парокомпрессионных тепловых насосов при модернизации крупного химического и нефтеперерабатывающего производства // Омский научный вестник. Серия: «Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение». 2023. Т. 7. № 3. С. 15–23.
   Iusha V. L., Sutiaginskii M. A., Potapov Iu. A. [Comparative evaluation of the energy and economic efficiency of vapor compression heat pumps in the modernization of a large chemical and oil refining plant]. Omskii Nauchnyi Vestnik. Aviation, Missile and Power Engineering Series, 2023, v. 7, no. 3, pp. 15–23. (In Russian).
6. Байков И. Р., Файрушин Ш. З., Китаев С. В., Колотилов Ю. В. Повышение энергетической эффективности работы центробежных компрессоров большой мощности на примере нефтеперерабатывающего завода // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2020. № 4. С. 89–98.
   Baikov I. R., Fairushin Sh. Z., Kitaev S. V., Kolotilov Iu. V. [Improving the energy efficiency of high-power centrifugal compressors through the example of an oil refinery]. Problemy Sbora, Podgotovki i Transporta Nefti i Nefteproduktov, 2020, no. 4, pp. 89–98. (In Russian).
7. Январев И. А. Анализ схем утилизации теплоты сжатия и многосекционного теплообменного оборудования для компрессорных установок общего назначения // Промышленная энергетика. 2024. № 4. С. 19–27. DOI: 10.34831/EP.2024.16.93.003.
   Ianvarev I. A. [Analysis of compression heat recovery schemes and multi-section heat exchange equipment for general-purpose compressor units]. Promyshlennaia Energetika, 2024, no. 4, pp. 19–27. DOI: 10.34831/EP.2024.16.93.003. (In Russian).
8. Пухкал В. А., Петров М. М. Утилизация теплоты в приточно-вытяжных установках с тепловым насосом / Эффективность инженерных систем и энергосбережение: сборник статей международной научно-практической конференции БрГТУ. – Брест, 2023. С. 92–100.
   Pukhkal V. A., Petrov M. M. [Heat recovery in blowing and exhaust units with a heat pump]. Book of papers of the Efficiency of Engineering Systems and Energy Saving International Scientific and Practical Conference of BrGTU. Brest, 2023, pp. 92–100. (In Russian).
9. Васильев Г. П., Горшков А. С., Дмитриев А. Н., Горнов В. Ф., Колесова М. В. Эффективность теплонасосных систем теп­лохладоснабжения в районах распространения многолетнемерзлых грунтов // Промышленное и гражданское строи­тельство. 2026. № 1. С. 42–49. DOI: 10.33622/0869-7019.2026.01.42-49.
   Vasil’ev G. P., Gorshkov A. S., Dmitriev A. N., Gornov V. F., Kolesova M. V. [Efficiency of heat pump systems for heating and cooling in areas with permafrost soils]. Promyshlennoe i Grazhdanskoe Stroitel’stvo, 2026, no. 1, pp. 42–49. DOI: 10.33622/0869-7019.2026.01.42-49. (In Russian).
10. Sarode R. P., Vinchurkar S. M. An approach to recovering heat from the compressed air system based on waste heat recovery: a review. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 2023, v. 45, рр. 9465–9484. DOI: 10.1080/15567036.2023.2238647.
11. Li J., Fan Y., Zhao X., Wang Z. Design and analysis of a novel dual source vapor injection heat pump using exhaust and ambient air. Energy and Built Environment, 2020, v. 1, no. 3, рр. 215–223. DOI: 10.1016/j.enbenv.2020.03.002.
12. Wang Y., Liu Z. Neural network-based predictive control for HVAC systems integrated with heat recovery. Applied Thermal Engineering, 2023, v. 219, рр. 119–128. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2022.119128.
13. Саматова Ш. Ю., Пардаев З. Э., Мирзарова С. У., Хамраев Ш. Г., Нурманов О. И. Утилизация тепла выхлопных газов газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций Шуртаннефтегаза // Universum: технические науки. 2022. № 4 (37).
    Samatova Sh. Iu., Pardaev Z. E., Mirzarova S. U., Khamraev Sh. G., Nurmanov O. I. [Utilization of exhaust gas heat from gas pumping units of compressor stations of Shurtanneftegaz]. Universum: Tekhnicheskie Nauki, 2022, no. 4 (37). (In Russian).
14. Chen Y., Wang J., Liu X. Heat recovery from industrial compressors: a review of technologies and applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2023, v. 183, рр. 113–125. DOI: 10.1016/j.rser.2023.113125.
15. Muhammad H. A., Lee S., Lee M. State-of-the-art of the digital twin concept in HVAC+R systems for thermal management of buildings. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2024, v. 203, рр. 114–126. DOI: 10.1016/j.rser.2024.114789.
16. Фокин Г. А., Забелин Н. А., Иванов В. М., Смирнов М. В. Комплексные энерго- и ресурсосберегающие решения, применяемые на объектах ООО «Газпром трансгаз Санкт-Петербург» // Вестник кибернетики. 2023. №4.
    Fokin G. A., Zabelin N. A., Ivanov V. M., Smirnov M. V. [Integrated energy- and resource-saving solutions applied at Gazprom Transgaz Saint-Petersburg facilities]. Vestnik Kibernetiki, 2023, no. 4. (In Russian).
17. Liu X., Chen Y., Wang J. Dynamic thermal management for industrial waste heat recovery based on phase change material thermal storage. Applied Energy, 2019, v. 236, рр. 1168–1182. DOI: 10.1016/j.apenergy.2018.12.060.
18. Singh M., Fuenmayor E., Hinchy E., O’Dowd N. Digital twins for industrial applications: a systematic literature review. IEEE Access, 2024, v. 12, рр. 4532–4554. DOI: 10.1109/ACCESS.2024.3350000.
19. Kostowski W., Pajączek K., Pociecha A., Kalina J. Methods of waste heat recovery – a compressor station case study. Energy, 2019, v. 187, рр. 115998. DOI: 10.1016/j.energy.2019.115998.