Удосконалення методів обслуговування та ремонту газових мереж з урахуванням енергетичних характеристик природного газу

Abstract

Дисертація присвячена розробленню сучасних підходів до експлуатації газових мереж середнього та низького тисків, що включають як покращення методики проведення етапу розрахунку мереж, так і їх експлуатації в питанні створення можливості визначення якісних характеристик природного газу через розроблений дослідний зразок установки визначення теплоти згорання природного газу в потоковому режимі. Основна ідея роботи полягає у встановлення закономірностей впливу енергетичних характеристик природного газу на характер протікання технологічних процесів в газових мережах середнього і низького тисків, які покликані вирішити проблеми, що супроводжують експлуатацію газових мереж середнього та низького тисків на сучасному етапі та сучасний стан засобів і методів контролю енергетичних параметрів природного газу. Пропрацьовано аналіз газотранспортної мережі в частині можливих шляхів покращення методів їх обслуговування з врахуванням калорійності природного газу. В роботі також наведені результати досліджень по розробленню дослідного взірця установки для контролю теплоти згорання природного газу в потоковому режимі, що стосуються його структури, алгоритму та особливостей роботи. Обгрунтовано вибір основних характеристик вимірювальної системи. Розроблено і виготовлено дослідний взірець приладу для експрес-контролю теплоти згорання природного газу, придатний для вимірювань безпосередньо в точці відбору газової проби, а також проведення потокових вимірювань на газовій магістралі низького тиску. Розроблено алгоритми роботи з приладом, проведено промислову апробацію дослідного взірця приладу для експрес-контролю якості газу в потоковому режимі в мережах низького та середнього тисків.

Диссертация посвящена разработке современных подходов к эксплуатации газовых сетей среднего и низкого давлений, включающих как улучшение методики проведения этапа расчета сетей, так и их эксплуатации в вопросе создания возможности определения качественных характеристик природного газа через разработанный опытный образец установки для определения теплоты сгорания природного газа в потоковом режиме. Основная идея работы заключается в установлении закономерностей влияния энергетических характеристик природного газа на характер протекания технологических процессов в газовых сетях среднего и низкого давлений, которые призваны решить проблемы, сопровождающие эксплуатацию газовых сетей среднего и низкого давлений на современном этапе и современное состояние средств и методов контроля энергетических параметров природного газа. Проработан анализ газотранспортной сети в части возможных путей улучшения методов их обслуживания с учетом калорийности природного газа. В работе также приведены результаты исследований по разработке исследовательского образца установки для контроля теплоты сгорания природного газа в потоковом режиме, касающиеся его структуры, алгоритма и особенностей работы. Обоснован выбор основных характеристик измерительной системы. Разработан и изготовлен опытный образец прибора для экспресс-контроля теплоты сгорания природного газа, пригодный для измерений непосредственно в точке отбора газовой пробы, а также проведения потоковых измерений на газовой магистрали низкого давления. Разработаны алгоритмы работы с прибором, проведена промышленная апробация исследовательского образца прибора для экспресс-контроля качества газа в потоковом режиме в сетях низкого и среднего давления.

The thesis is devoted to the development of modern approaches to the operation of gas networks of medium and low pressures, including both improving the methodology for conducting the grid calculation stage and their operation in the matter of creating the ability to determine the qualitative characteristics of natural gas using a prototype unit for determining the natural gas calorific value in a streaming mode. The main idea of the work is to establish patterns of influence of the energy characteristics of natural gas on the nature of the flow of technological processes in medium and low pressure gas networks, which are designed to solve the problems that follow' the operation of medium and low pressure gas networks at the present stage and the current state of the means and methods of energy control, for controlling the natural gas energy parameters. The causal-effect chain between the detrimental consequences of the technological development of society and the transition to energy-efficient use of energy resources is given. Particular attention is paid to the analysis of the method of reconstruction of worn-out underground steel gas pipelines using them as a framework for pulling polyethylene pipes into them. The main stages of such a reconstruction and options for technical solutions for it, ensuring the same operating conditions of the gas transmission network by consumers of energy resources, are considered. On the basis of analytical studies, the effect of the calorific value of natural gas on the energy characteristics of the gas supply is shown and the need to maintain the system in working condition is proved. It is also established that the main criterion for the quality of natural gas is its low calorific value, which is a function of the composition, humidity, and the presence of non¬combustible ingredients (nitrogen, hydrogen sulfide, carbon dioxide). To determine the quality of natural hydrocarbon gases as complete, in each case it is necessary to recalculate the net calorific value based on the proposed models, methods and means.