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. В роботі розглядаються такі задачі, як аналіз проблеми, що супроводжують експлуатацію газових мереж середнього та низького тисків на сучасному етапі та сучасний стан засобів і методів контролю енергетичних параметрів природного газу; теоретичні дослідження нових методів удосконалення існуючих та проектування нових газових мереж з урахуванням енергетичних параметрів природного газу; удосконалення методу контролю теплоти згорання природного газу в потоковому режимі в газових мережах; випробування дослідного взірця потокового вимірювача теплоти згорання природного газу, технологія його застосування та результати промислової апробації вимірювального вузла. Наведено причинно-наслідковий ланцюг між пагубними наслідками техногенного розвитку суспільства та переходом до енергоощадного використання енергоресурсів. Ключовий результат даного логічного ряду - необхідність докорінного реформування газової галузі та принципів і методів її функціонування в напрямку впровадження інноваційних технологій і введення 100 відсоткового комерційного обліку споживання енергоресурсів. Проведені теоретичні дослідженні й розробка нових підходів до розрахунку газових мереж середнього та низького тисків. Особливу увагу приділено аналізу методу реконструкції зношених підземних сталевих газопроводів із використанням їх як каркаса для протягування в них поліетиленових труб. Розглянуто найголовніші етапи такої реконструкції та варіанти технічних рішень для неї, що забезпечують незмінні умови експлуатації газотранспортної мережі споживачами енергоресурсу. На основі аналітичних досліджень показано вплив теплотворної здатності природного газу на енергетичні характеристики газопостачання і доведено необхідність підтримання системи в працездатному стані. Результати проведених досліджень свідчать, що у разі реконструкції сталевих газопроводів шляхом протягування поліетиленових труб з діаметрами, без зміни робочого тиску відбувається зниження пропускної здатності від 40% до 95% залежно від діаметра сталевого газопроводу, що є неприпустимим. Тому обов’язковим в процесі реконструкції газових мереж за даною технологією є зміна робочого тиску із низького на середній.

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. 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. The paper deals with such tasks as analysis of the problem, which accompanies the operation of gas networks of medium and low pressure at the present stage, and the current state of means and methods for controlling the energy parameters of natural gas; theoretical research of new methods of improving existing ones and designing new gas networks taking into account the natural gas parameters; improvement of the natural gas calorific value controlling method in the flow mode in gas networks; testing the prototype of the flow meter for natural gas calorific value measurement, its application technology and the results of industrial testing of the measuring unit.