Представлена технология огневой утилизации концентрата отработанной жидкости после проведения гидроразрыва пласта. Показана возможность эффективной огневой утилизации данных отходов путем введения их в состав композиционных топлив с применением методов гидрокавитационной активации и дальнейшего сжигания в промышленных котлоагрегатах.

Цель работы - сравнительный анализ энергопотребления электродвигателей разных типов и классов энергоэффективности в электроприводе центробежного насоса мощностью 2,2 кВт системы водоснабжения с дроссельным регулированием. Сравнивались синхронные электродвигатели с прямым пуском и постоянными магнитами на роторе класса энергоэффективности IE4 и асинхронные электродвигатели классов энергоэффективности IE4 и IE3 различных производителей. Методика. Расчет энергопотребления проводился на основе данных насоса и электродвигателей, предоставляемых производителями, и включал в себя расчет энергопотребления центробежным насосом в типовом рабочем цикле, предполагающем работу с пониженными нагрузками в течение продолжительного времени. Результат. Получены расчетные данные по суточному и годовому энергопотреблению рассмотренных электродвигателей в типовом рабочем цикле насоса, годовая стоимость электроэнергии исходя из среднеевропейского тарифа, экономия в денежном выражении относительно наихудшего электродвигателя из рассмотренных. Практическое значение. Показано, что выбор электродвигателя по КПД при номинальной нагрузке, то есть фактически на основе присвоенного в соответствии со стандартом IEC 60034-30-1 класса энергоэффективности IE, не приводит к минимальному энергопотреблению центробежного насосного агрегата с переменной подачей в течение типового рабочего цикла. Показано, что применение в насосных агрегатах с переменным расходом синхронных электродвигателей с прямым пуском и постоянными магнитами класса IE4 в ряде случаев приводит к большему энергопотреблению, чем применение асинхронных электродвигателей класса IE4, а иногда и класса IE3. Таким образом, при выборе класса энергоэффективности электродвигателя как для насосного агрегата, так и для любого другого механизма, работающего значительное время при пониженных нагрузках, следует проводить расчет энергопотребления на основании данных о типовом рабочем цикле либо экспериментальных данных. При этом существующий подход, основанный на определении индекса энергетической эффективности EEI, не дает информации об экономии электроэнергии в натуральном и стоимостном выражениях, в отличие от описанного в работе подхода. При выборе электродвигателя по принципу действия следует учитывать помимо энергопотребления, то, что синхронные электродвигатели с постоянными магнитами имеют большую стоимость, чем асинхронные электродвигатели, имеются трудности их запуска при значительном моменте инерции, а получение магнитов из редкоземельных металлов сопряжено со значительным экологическим ущербом.

Мета роботи - порівняльний аналіз розрахунків енергоспоживання, витрат на електроенергію протягом життєвого циклу та термінів окупності насосної установки з 2-полюсними асинхронними електродвигунами (2ПАС ЕД) потужністю 90 кВт різних класів енергоефективності (ЕЕ), що живляться безпосередньо від електричної мережі. Розглянуті режими роботи відповідають типовому циклу роботи, характерному для насосних установок з приблизно постійною витратою 75 - 110 % від номінального. Розрахунок базувався на паспортних даних насоса та ЕД, які своєю чергою засновані на експериментальних даних виробників. Проведено розрахунки енергоспоживання, витрат на електроенергію та термінів окупності насосної установки з 2ПАЕД потужністю 90 кВт, що живляться безпосередньо від електричної мережі. Розглянуто застосування ЕД із класами ЕЕ IE2, IE3 і IE4. Показано, що в разі заміни ЕД класу ЕЕ IE2 у зв'язку з плановою модернізацією ЕД класу ЕЕ IE4 термін окупності становить 2,18 року, економія електроенергії протягом розрахункового 20-річного терміну експлуатації складає 268 МВт-год, що в грошовому вираженні становить 41 110 дол. За тих же умов, заміна ЕД класу ЕЕ IE2 на ЕД класу ЕЕ IE3 надасть можливість досягти економії електроенергії протягом розрахункового терміну експлуатації 88 МВт-год, що становить в грошовому вираженні 13 500 дол., і термін окупності є 5,11 року. Таким чином, показано, що незважаючи на більш високу початкову вартість, вибір ЕД класу ЕЕ IE4 є більш вигідним з економічної точки зору.

Увагу присвячено підвищенню ефективності процесів створення та спалювання нових видів композиційного палива за допомогою гідрокавітаційної активації з метою отримання додаткової теплової енергії та утилізації вологовмісних промислових відходів вогневим методом. Визначено основні критерії оцінки якості композиційного палива та вимоги до обладнання для його створення та спалювання. Із застосуванням методів математичного, чисельного та фізичного моделювання розроблено новий тип гідрокавітаційного пристрою для створення композиційного палива, а також гідровихрову форсунку та пальниковий пристрій для спалювання виготовлених паливних сумішей. Розроблено методологію та створено енерготехнологічний дослідний комплекс, застосування яких дозволяє експериментально визначати вплив гідрокавітаційної активації на теплофізичні, фізико-хімічні характеристики створюваних композиційних палив і енергоекологічні показники їх спалювання. Експериментально доведено, що застосування гідрокавітаційної активації під час створення та спалювання композиційного палива на основі некондиційних вуглеводнів і вологовмісних промислових відходів дає змогу одночасного розв'язання двох взаємопов'язаних задач: отримання додаткової теплової енергії та утилізації екологічно небезпечних промислових відходів вогневим методом.