CC BY
29виаиии I ■■шШ
Оценка затрат на создание аэродромного газового топливозаправочного комплекса
В.П. Зайцев,
генеральный директор ОАО «Интеравиагаз», В.И. Маврицкий,
начальник НИО-Ю ФГУП «ЦАГИ», к.т.н.
Ж
'"ООЦ*****
Альтернативное топливо в а
Основной проблемой, сдерживающей внедрение альтернативной газотопливной технологии в авиационную технику, как считают многие, являются сложности в организации и высокая стоимость комплексов производства авиационного сконденсированного пропан-бутанового топлива (АСКТ), его хранении, транспортировки, заправки и т.д. В статье рассмотрены особенности формирования типового аэродромного топливозаправочного комплекса для АСКТ, а также проведена оценка возможных затрат на его создание.
Ключевые слова: аэродромный топливозаправочный комплекс, ТЗК, авиационное пропан-бутановое топливо, АСКТ, газолет, Ми-8ТГ, затраты.
Estimation of possible costs of creating the airfield gas refueling complex
V.P. Zajtsev, V.I. Mavritskiy
It is considered that the main problems of introducing the alternative gas fuel technology in aviation are connected with difficulties in organization of gas refueling complexes, high cost of producing by them the aviation condensed propane-butane fuel-ASKT, its storage, transportation, refueling, etc. The article deals with peculiar features of creating a standard airfield TZK (refueling complex) intended for ACKT (TZK-ACKT). The estimation of possible costs of creating the gas refueling complex is also given.
Keywords: airfield refueling complex, TZK, aviation propane-butane fuel, ACKT, gazolet, Mi^G, costs.
Одной из главных причин высокой стоимости летного часа являются постоянно растущие цены на авиатопливо. В районах Крайнего Севера и приравненных к нему местностях этот фактор дополнительно усугубляется таким же постоянным ростом цен на транспортировку и хранениетоплива сучетомсезонного завоза. В результате стоимость 1 т
авиакеросина в аэропортах Крайнего Севера превышает в настоящее время 1 тыс. долл. США. При этом на воздушных судах некоторых типов стоимость топлива в общих затратах может достигать 50 %.
Снизить летный тариф, повысить интенсивность эксплуатации вертолетного и самолетного парков, а также более рационально
использовать топливно-энергетические ресурсы позволит внедрение в авиационную технику газотопливной технологии и в первую очередь использование авиационного сконденсированного пропан-бутанового топлива (АСКТ) [1]. Его относительно несложно получать из попутного нефтяного или природного газов с высоким содержанием тяжелых углеводородов [2]. Особенно эффективно его внедрение в северных, сибирских, дальневосточных и арктических регионах - главных сырьевых кладовых России, в которых газ имеется в избытке, а авиатопливо приходится завозить из промышленно развитых районов страны.
АСКТ по ряду эксплуатационных показателей превосходит авиакеросин. Это топливо также дешевле, экологически чище и менее агрессивно по отношению к конструкционным и уплотнительным материалам. В частности, его стоимость в 1,5-2 раза, а в районах Крайнего Севера в 3-5 раз будет ниже, чем авиакеросина, так как технология производства АСКТ проще, а исходное сырье дешевле. Кроме того, на Севере в цене газового топлива, вырабатываемого из местного сырья, будет значительно меньше и транспортная составляющая.
Основными проблемами, сдерживающими внедрение альтернативной газотопливной технологии в авиационную технику, как считают многие, являются сложности в организации наземных комплексов производства АСКТ, его хранении, транспортировке, заправке и т.д., а также сомнения в наличии сырьевых ресурсов в необходимых объемах для его производства и использования в авиации. Тепло-физические и эксплуатационные свойства АСКТ имеют характерные отличия от традиционных топлив, и
НИ ЙЯЯЯЙР Л Фв вя# efe^t m фщ
«Транспорт на альтернативном топливе» № 3 (27) июнь 2012 г.
указанные проблемы требуют соответствующего анализа.
Ресурсные вопросы, а также особенности организации производства АСКТ должны быть рассмотрены отдельно соответствующими специалистами. Однако, по данным ООО «СИБУР», в настоящее время в стране имеется и прогнозируется в будущем профицит сырья для производства АСКТ, превышающий возможные его потребности гражданской авиацией России. Для производства АСКТ не потребуется строить новых заводов. Оно может быть организовано практически на любом из существующих газо- и нефтеперерабатывающих предприятий: ГПЗ, НПЗ, на установках комплексной подготовки газа (УКПГ), на заводах по стабилизации (ЗСК) и переработке (ЗПГК) газового конденсата и т.д. после их небольшого дооборудования (главным образом - создание емкостей для хранения АСКТ) и переналадки, что не вызовет больших проблем и позволит резко сократить начальные затраты. Кроме того, АСКТ можно также получать непосредственно на нефтепромыслах или в специально
оборудованных точках вдоль про-дуктопроводов ШФЛУ, используя в необходимых случаях малогабаритные блочные установки высокой заводской готовности (рис. 1), проектирование, производство и сдачу «под ключ» которых высокопрофессионально могут обеспечить краснодарский ОАО «НИПИгазпере-работка» и другие организации [2].
Рассмотрим особенности формирования типового аэродромного топливозаправочного комплекса для АСКТ (ТЗК-АСКТ), а также оценим возможные затраты на его создание. Следует заметить, что в авиации проблемы заправки носят не столь острый характер, как в автомобильном хозяйстве, так как места базирования авиатехники и ТЗК, как правило, территориально тесно связаны между собой, а разовые заправки доходят до десятков тонн.
Произведенное на газоперерабатывающих заводах или других аналогичных установках АСКТ транспортируется в железнодорожных или автомобильных цистернах на аэродромные склады горючесмазочных материалов (ГСМ) и на вертолетные площадки. На них должны быть созданы приемные фильтрационные системы со степенью очистки 20 мкм, резервуары для хранения АСКТ и устройства для заправки летательных аппаратов АСКТ или авиакеросином с фильтром 5 мкм, а также средства
Рис. 3. Шаровые резервуары большой емкости
контроля кондиционности АСКТ, противопожарные средства и т.п. Основные задачи аэродромного ТЗК-АСКТ аналогичны ТЗК для штатных топлив.
Физические свойства АСКТ более близки свойствам пропан-бутана [1] и несколько отличаются от штатного авиационного топлива - авиакеросина. Благодаря этому для хранения, транспортировки и т.п. АСКТ можно использовать практически все виды оборудования, предназначенного для пропана и бутана. Таким образом, создание ТЗК-АСКТ значительно упрощается и удешевляется вследствие того, что его большая часть может состоять из устройств и установок, уже давно применяющихся в автомобильной и нефтехимической промышленности. Это обусловлено использованием одного и того же сырьевого материала, а условия хранения и транспортировки АСКТ за счет более низкого давления насыщенных паров даже более приемлемы для эксплуатации, чем у пропана, и близки к бутану.
Для эксплуатации летательных аппаратов, двигатели которых могут работать как на сжиженном газовом топливе, так и на авиакеросине, необходимо высокоскоростное
заправочное устройство - модуль заправки (МЗ), который обеспечил бы перекачку сжиженного газа или авиакеросина в топливные баки, а также другие технологические операции за требуемое по нормативам гражданской авиации время.
В России и в мире подобные установки не производятся. Опытно-промышленный образец такого устройства был создан в ФГУП «ЛИИ им. М.М. Громова» по техническому заданию ОАО «Интеравиагаз», согласованному с ОАО «МВЗ им. М.Л. Миля». Модуль представляет собой параллелепипед длиной 2,3 м,
шириной около 1 м и высотой около 1,5 м (рис. 2). Масса модуля около 1,2 т.
Модуль прошел первый этап испытаний на топливном стенде ФГУП «ЦИАМ» (г. Лыткарино), в ходе которых была проверена его работоспособность и подтверждены его технические и эксплуатационные характеристики при работе как на авиакеросине, так и на сжиженном газе - имитаторе АСКТ - в летних и зимних условиях. В программу испытаний входила тарировка модуля, анализ его технических характеристик, проверка герметичности и прочности модуля, проверка на гидроудар, имитация заправки летательного аппарата при разных противодавлениях, откачка топлива из топливных баков и т.п. Испытания показали, что по всем контролируемым параметрам модуль заправки керосином и сжиженным газом пропан-бутанового ряда функционирует нормально и может быть допущен к дальнейшим испытаниям.
Модуль может эксплуатироваться на открытых площадках как в стационарном положении, так и передвижном (в кузове транспортного средства). Он предназначен для
2,5
Цена, млн руб. 2
1,5
0,5
50
100
150
200
250
Объем газохранилища, м Фирмы:—♦—РПГ —■—АлексХМ —*— Промэкс —•— ПНСК Рис. 4. Зависимость цены стационарного газохранилища от его объема
выполнения следующих технологи-ческихопераций:
• заправки баков летательного аппарата авиакеросином, АСКТ или их смесью из штатной топливной цистерны или автоцистерны-газовоза;
• слива заправленного топлива из баков летательного аппарата в топливную цистерну или автоцистерну-газовоз;
• откачивания топлива из заправочного и сливного рукавов в сливной бак;
• перекачки топлива из транспортной емкости в стационарную и наоборот;
• отбора проб заправляемого, откачиваемого и перекачиваемого топлива с помощью специального пробоотборника и т.д.
Заправочный модуль должен обеспечивать работоспособность при следующих условиях: диапазон атмосферного
давления, мм рт. ст...................525-800
диапазон рабочих
температур, °С................От - 45 до 50
максимальная влажность
воздуха при г = 35 °С, %....................98
максимальная интенсивность выпадения осадков, мм/мин...........15
Создание универсального высокоскоростного модуля заправки вертолета газовым топливом или авиакеросином не представляет технических трудностей. Стоимость
МЗ на начальном этапе разработки определить трудно. Однако, исходя из существующих аналогов, можно предположить, что в серийном производстве она составит 1,5.. .2,0 млн руб.
Оценка возможных затрат на создание наземной инфраструктуры топливообеспечения ТЗК-АСКТ проведена применительно к вертолетному авиаотряду, имеющему в своем составе 25 вертолетов семейства Ми-8, переоборудованных для эксплуатации на газовом топливе. При годовом налете одного среднесписочного вертолета 500 ч
и среднем (с учетом технологических потерь и т.п.) расходе топлива 700 кг/ч вертолеты авиаотряда будут расходовать около 10 тыс. т/год АСКТ. С учетом четырехдневного нормативного запаса топлива его объем составит 100.110 т, а при 15%-й газовой «подушке» - приблизительно 200.220 м3. Кроме того, необходимость определенного аварийного резерва увеличит запас топлива на ТЗК-АСКТ до 150 т АСКТ.
Таким образом, геометрический объем резервуарного парка АСКТ рассматриваемого авиаотряда должен составлять приблизительно 300 м3 и состоять из двух шаровых резервуаров (рис. 3) объемом по 150 м3 общей стоимостью 3,6 млн руб. (рис. 4). Кроме того, для перевозки АСКТ с баз и промежуточных складов на ТЗК-АСКТ должны использоваться несколько транспортных газовозов, например, полуприцепы-цистерны ППЦТ-31 с полезной вместимостью 27,1 м3 или 15,5 т (рис. 5) и стоимостью около 2,4 млн руб. (рис. 6) с тягачом КамАЗ 54112, стоимостью примерно 1,6 млн руб.
35 40 4!
Вместимость цистерны, м3
Фирмы:
|—Бецема--АлексХМ —
-Сеспепь —I—СТ7(6ензин)
КузПМ
—♦— вТ7(газ) —ж— РузХМ -
Рис. 6. Зависимость цены ППЦТ от геометрической вместимости цистерны
Затраты на основное оборудование аэродромного комплекса ТЗК-АСКТ
Статьи затрат Стоимость, тыс. руб.
1 экз. Комплект %
Средства наземного обслуживания 17434 44,2
В том числе:
Модуль заправки, 3 шт. 1750 5250 13,31
Полуприцеп-цистерна ППЦТ-31 для АСКТ, 3 шт. 2400 7200 18,25
Седельный тягач, 3 шт. 1600 4800 12,17
Свеча дожигания* 22 22 0,06
Эксплуатационный инвентарь* 47 47 0,12
Пробоотборник АСКТ* 9 9 0,02
Ручной прибор для выявления утечек АСКТ* 15 15 0,04
Насосная установка* 91 91 0,23
Средства оборудования аэродрома 3739 9,5
В том числе:
Резервуары хранения АСКТ, 2 шт. 1800 3600 9,13
Молниезащита* 22 22 0,06
Сигнализаторы загазованности* 117 117 0,31
Транспортные и строительно-монтажные работы* 18250 46,3
Итого затрат 39423 100
Примечание. * С поправкой на 10%-ю среднегодовую инфляцию.
Для контроля чистоты АСКТ могут быть использованы стандартные автоматизированные средства типа ФС-151 и средства сигнализации о засорении фильтров. Для определения состава АСКТ в условиях базового аэродрома может быть применен хроматограф «Газохром 3101»
с регистратором КСП-У-909 производства завода «Хроматограф» (г. Москва).
При сооружении наземного комплекса АСКТ в действующих аэропортах отпадает необходимость строительства специального производственного здания. Размещение
Рис. 7. Транспортируемые контейнеры-цистерны - КЦГ
персонала и оборудования контроля качества топлива также возможно в помещениях, имеющихся в составе службы ГСМ аэропорта. Поэтому в структуре затрат они не учитывались.
Из приведенныхнаиболеезначи-мых в финансовом отношении элементов такого ТЗК-АСКТ (таблица) видно, что транспортировка комплектующих агрегатов к месту размещения ТЗК и строительно-монтажные работы составляют почти половину затрат. Остальные приходятся на транспортно-заправочное оборудование и резервуары для хранения АСКТ. В общей сложности затраты на создание аэродромного комплекса ТЗК-АСКТ для авиаотряда из 25 вертолетов семейства Ми-8 могут составить 35.45 млн руб. или в среднем 1,4.1,8 млн руб. на один вертолет.
На начальном этапе при внедрении в эксплуатацию опытной партии двухтопливных вертолетов ввиду относительной незначительности расхода АСКТ затраты на аэродромный комплекс можно уменьшить почти вдвое, не сооружая стационарных хранилищ, а организовав заправку вертолетов следующими способами: непосредственно из транспортной автоцистерны; используя транспортируемые контейнеры-цистерны (рис. 7); по продуктопроводу (при расположении аэродрома недалеко от завода-изготовителя АСКТ).
Литература
1. Ковалев И.Е., Маврицкий В.И., Зайцев В.П. Внедрение газотопливной технологии в авиацию // Транспорт на альтернативном топливе. - 2011. - № 1 (19). - С. 69-75.
2. Бащенко Н.С., Пуртов П.А., Ад-жиев А.Ю., Зайцев В.П. Получение нового авиационного топлива АСКТ на газоперерабатывающих заводах // Недропользование - XXI век. - 2011. - № 6 (31). - С. 34-38.
