Резерви покращення експлуатаційних параметрів складних газотранспортних систем

Виконане дослідження дає підставу зробити висновок: стабілізація тиску, температури і масової швидкості в зупиненому газопроводі наступають одночасно. 

Пусковий режим магістрального газопроводу слід віднести до найскладніших технологічних режимів експлуатації. Гідравлічна інерційність, яка зводиться до необхідності привести в рух велику масу газу, підсилюється тепловою інерційністю, яка полягає у формуванні відповідного температурного режиму в трубопроводі та температурних полів у ґрунті навколо нього, а це призводить до різко вираженої нестаціонарності газового потоку. З практичної точки зору викликає інтерес зміна параметрів газового потоку в пусковий період з тим, щоб своєчасно прийняти відповідні командні рішення для виведення газопроводу на проектний технологічний режим. Тому метою дослідження є розв'язання поставленої задачі з використанням повної математичної моделі, яка враховує впливи інерційних сил на характер процесу, і перевірка правомірності застосування спрощеної математичної моделі. За одержаними результатами побудовано графіки залежності масової швидкості газу, температури.

Реалізація математичної моделі дала змогу вперше встановити, що нестаціонарна неізотермічність процесу носить хвильовий характер. Температурна хвиля розповсюджується від початку газопроводу і затухає до його кінця. З фізичної точки зору це пояснюється постійно зростаючою по довжині і в часі лінійною швидкістю газу, що викликано різницею масових витрат у кінці і на початку газопроводу. Об'ємне розширення газу призводить до падіння температури, викликаного ефектом Джоуля-Томпсона. Однак внаслідок теплової інерційності падіння температури викличе зростання густини газу, що спричинить надмірне зростання масової швидкості.

Підсумовуючи виконані дослідження можна зробити такий висновок: розроблена в дисертації математична модель дає можливість більш точно зафіксувати і обґрунтувати ряд явищ, що виникають під час пуску газопроводу – це коливання газу в початковий момент, переміщення нагрітого газу вздовж ділянки магістрального газопроводу, коливання температури в довільному перерізі труби після проходження фронту нагрітого газу і багато інших факторів.

 

 

На основі проведених досліджень вирішено важливу науково-практичну задачу, що полягає в конкретизації закономірностей газодинамічних процесів у системах газопроводів з урахуванням термодинамічних факторів і дозволяє підвищити ефективність керування режимами газотранспортного комплексу, а саме:

1.На основі аналітичних досліджень термогазодинамічних процесів у складних системах газопроводів встановлено закономірності розподілу потоків газу з урахуванням змінних геометричних характеристик і характеру гідравлічного опору, що дозволило запропонувати новий концептуальний підхід до створення моделі керування режимами роботи газотранспортного комплексу.

2.Встановлено раніш невідомі характерні взаємозв’язки між параметрами нестаціонарних процесів у газопроводах, що дозволило встановити критерії нестаціонарності режимів роботи газотранспортних систем, запропонувати класифікацію експлуатаційних режимів і розробити методику нестаціонарних режимів за критерієм мінімальної тривалості, яка опробована в процесі обчислювального експерименту, проведеного в умовах газопроводу “Союз” на ділянці КС “Борова-Первомайська-Машівка”.

3.Проведені поглиблені аналітичні дослідження процесів пуску і зупинки компресорних станцій газопроводу дозволили дати рекомендації з вибору математичних моделей для опису нестаціонарних процесів у газопроводах і обґрунтовати необхідність урахування температурних факторів із метою забезпечення оптимального керування експлуатаційними режимами.

4.На основі розроблених моделей і принципів їх реалізації запропоновано методи розрахунку режимів роботи складної газотранспортної системи за умови рівномірного завантаження різнотипних газоперекачуючих агрегатів на компресорних станціях, визначення витрат паливного газу.

За результатами проведених досліджень створені математичні моделі та запропоновані методи й алгоритми їх реалізації, узагальнені в галузевій методиці “Удосконалення методів керування експлуатаційними режимами газотранспортних систем в умовах нерівномірного завантаження”, яка впроваджена в Оперативне диспетчерське управління ДК “Укртрансгаз”, що дозволило отримати річний економічний ефект в розмірі 1650 тис. гривень в рік.

 

 

1.Михалевич О.Т. Критерій нестаціонарності лінійних газопроводів// Науковий вісник. - Івано-франківський національний технічний університет нафти і газу. – Івано-Франківськ: Факел. - № 1 (15). - 2007. - С. 89-93.

2.Михалевич О.Т, П'янило Я.Д., Притула М.Г., П’янило Г.М. Аналіз впливу гідравлічних параметрів на процес течіння газу в лінійних трубопроводах Науковий вісник. - Івано-франківський національний технічний університет нафти і газу. – Івано-Франківськ: Факел. - №1(7). – 2004. – С. 44-48.

3.Михалевич О., Тимків Д., П'янило Я. Вплив зміни параметрів газу на розподіл тиску в горизонтальних трубопроводах// Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу - Івано-Франківськ: Факел. – №4(9). – 2003. – С. 37-40.

4.Грудз В.Я., Тутко Т.Ф., Стоцький Ф.І., Михалевич О.Т. Динаміка зміни параметрів потоку газу в період пуску газопроводу// Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу - Івано-Франківськ: Факел. - №3(12).- 2004. – С.35-39.

5.Золотарьов Л.Г.,