Резерви покращення експлуатаційних параметрів складних газотранспортних систем

Abstract

Дисертацію присвячено удосконаленню методів керування неусталеними неізотермічними режимами газотранспортних систем на компресорних станціях і в лінійній частині трубопроводу. Проведено аналітичні дослідження термогазодинамічних процесів у складних системах. Встановлено закономірності розподілу потоку газу при змінних геометричних характеристиках і характеру гідравлічного опору, що дозволило створити новий концептуальних підхід до створення моделі керування режимами: а) математичну модель транспортної мережі з використанням методу ув’язки по вузлам; б) математичну модель газотранспортної мережі без компресорних станцій з використанням методу ув’язки по контурах із урахуванням та вибором початково-граничних умов. Створена модель керування газопотоками і формування параметрів оптимального керування. Встановлено характерні зв’язки між параметрами нестаціонарних процесів у газотранспортних системах для визначення критеріїв нестаціонарності режимів роботи лінійної частини газопроводу, а також введені критерії нестаціонарності при розрахунках режимів роботи газотранспортної системи в цілому. Розроблено класифікацію експлуатаційних режимів та розроблено методику розрахунку нестаціонарних режимів за критерієм мінімальної тривалості перехідних режимів. На основі цих математичних моделей побудовані алгоритми і програми розрахунку нестаціонарних режимів роботи газопроводів при наявності компресорних станцій і відводів, а також проведено розрахунок мінімальної витрати наливного газу для підтримки заданого тиску. Проведені аналітичні дослідження процесів пуску і зупинки компресорних станцій для вибору математичних моделей нестаціонарних процесів і врахування температурних режимів з метою забезпечення оптимального керування експлуатаційними режимами. Даний підхід дозволив розробити моделі і принципи їх реалізації для режимів роботи складної газотранспортної системи, рівномірного завантаження різнотипних газоперекачувальних агрегатів на компресорних станціях з метою мінімальних витрат паливного газу при максимальних поставках газу споживачам.

Диссертация посвящена усовершенствованию методов управления неустановившимися неизотермическими режимами газотранспортных систем на компрессорных станциях и в линейной части трубопровода. Во вступлении обоснована актуальность темы исследований, показана ее связь с научными планами, программами, освещены научная новизна и задачи исследований, научное и практическое значение полученных результатов, дается общая характеристика работы. Приведена информация об апробации работы, ее внедрении, раскрыв личный вклад автора. Подытоживая выполненные исследования можно сделать вывод: полная математическая модель дает возможность зафиксировать ряд явлений, которые возникают во время пуска газопровода - это колебание газа в начальный момент, перемещение нагретого газа вдоль участка магистрального газопровода, колебание температуры в произвольном сечении трубы после прохождения фронта нагретого газа й много других факторов. На основании разработанных математических моделей построены алгоритмы и программы расчета нестационарных режимов работы газопроводов при наличии компрессорных станций и от водов, а также проведен расчет минимальных затрат топливного газа для поддержания заданного давления. Проведены аналитические исследования процессов пуска - остановки компрессорных станций для выбора математических моделей нестационарных процессов и учета температурных режимов с целыо обеспечения оптимальною управления эксплуатационными режимами. Данный подход позволил разработать модели и принципы их реализации для управления режимами работы сложной газотранспортной системы, равномерной загрузки разнотипных газоперекачивающих агрегатов на компрессорных станциях с целью минимальных расходов топливного газа при максимальных поставках газа потребителям.

Dissertation is dedicated to the improvement of gas transporting systems unsettled non-isothermal modes management methods in the compressor stations and linear parts ol the pipelines. Analytical research of the thermal-gas-dynamic processes in complex systems has been conducted. Gas streams distribution regulations under conditions of changing geometrical characteristics and the character of hydraulic resistance have been exposed, that allowed to create the mathematical model of gas-transporting network computation by using the method of binding contour and the method of binding nodes, taking into consideration various initial and boundary conditions. The mathematical model of gas streams control and optimum gas streams management parameters forming has been created. The distinctive correlation between non-stationary processes in the gas-transporting systems parameters have been determined, that allowed to establish the criteria of non-stationary behavior of the linear part of the pipeline operating modes, ai well as to determine the complete gas-transporting system operating modes non-stationari criteria. The gas-transporting systems operating modes classification has been developed as well as the methodology of computation of the non-stationary operating modes of the gas-transporting systems using the criteria of transitory modes minimal duration have beer created. The given approach allowed developing models and principles of their realization for the complex gas-transporting system operating modes, and equal load of differen types of compressor stations gas-pumping equipment with the purpose of gas fuel minimal consumption and maximal gas delivery to the customers.