Оцінка втрат газу при трубопровідному транспорті і формування ареалу загазованості довкілля

Abstract

Розглядається вплив температурного режиму складних газотранспортних систем великої протяжності на витрати енергоресурсів для транспортування газу. Дослідження проведені на основі розроблених математичних моделей стаціонарного руху газу в газотранспортних системах з врахуванням компримування потоку на КС та наступного його охолодження. Показано, що оптимальна ступінь охолодження газу на КС визначається витратами потужності на транспортування газу магістральними газопроводами та на охолодження газового потоку. В результаті виконаних розрахунків дано рекомендації з вибору характеристик режимів роботи складних газотранспортних систем з врахуванням охолодження газу на КС після компримування. Побудовано двомірну математичну модель нестаціонарної фільтрації газу в пористому середовищі (ґрунті), викликану появою точкового витоку з газопроводу, який імітується за допомогою функції Дірака. Математична модель базується на рівнянні фільтрації Дарсі і рівнянні нерозривності потоку. Розроблено алгоритм реалізації математичної моделі і одержано числові розв’язки для різних умов. Проведено аналіз одержаних розв’язків, на основі яких встановлено закономірності процесу фільтрації газу в ґрунті.

The influence of temperature complex gas systems large extent on the energy consumption for transportation of gas. Research conducted over the developed mathematical models of stationary motion of gas in gas transmission systems taking into account the compression flow of the CS and its subsequent cooling. It is shown that the optimal degree of cooling gas at CS determined by the cost of power to gas transmission pipelines and cooling gas flow. As a result of the calculations are given advice on choosing the characteristics of complex modes of gas transmission systems taking into account the cooling gas at CS after compression. The article deals with the two-dimensional mathematical model of non-stationary gas filtration in porous environment (ground) caused by the gas pipeline pinhole leakage which is simulated by Dirac function. The mathematical model is based on Darcy’s equation and flow continuity equation. The algorithm of the mathematical model implementation is developed. The computational solutions for different conditions are obtained. The author analyses the achieved solutions, which show common factors of the underground gas filtration process. The duration of the process of gas reaching the ground surface and the concurrent area of the underground gas contamination are described. Statistic analysis of gas losses in medium and low pressure pipe systems of Kosivhaz UEHH during the operation period 2008-2011 is provided in the article. Failure rate, mean reconstruction time, specific gas losses in case of emergency and average costs for its elimination are considered with regard to conditions of pipeline laying, its diameter, operational pressure and time of maintenance.It was ascertained that abrupt decrease in failure rate during two weeks time after total overhaul with replacement of faulty pipe zones and following increase in failure rate are typical for all categories of gas pipelines. Gas pipeline diameter and time of its maintenance do not affect failure rate. Gas losses in case of emergency increase with the growth of operational pressure in the system.