Нові методи та засоби контролю експлуатаційних параметрів газопровідних систем

Abstract

Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливої науково-прикладної проблеми в галузі методів та приладів контролю експлуатаційних параметрів газопровідних систем, що досягається шляхом розроблення новітніх засобів контролю експлуатаційних параметрів газопровідних систем та дослідженням нових інформативних параметрів контролю як технічного стану так і режиму роботи газопровідних систем. Подано результати аналізу сучасного стану та тенденцій розвитку методів, засобів та технологій неруйнівного контролю експлуатаційних параметрів трубопровідних систем з метою пошуку шляхів їх удосконалення з використанням нових інформативних параметрів, в тому числі за критеріями енергоефективності. Наведено характер залежності впливу дефектів трубопровідних систем, зокрема таких як негерметичність та порушення геометрії, на режими експлуатації та енергоефективність роботи трубопровідних системи. Встановлено характер впливу не технологічних скупчень в порожнині трубопроводу на експлуатаційні показники та енергоефективність його роботи, удосконалено метод виявлення таких скупчень та подано результати його експериментального дослідження та промислових випробувань. Розкрито вид зв’язку впливу властивостей природного газу, що транспортуються в 2 трубопроводі, на експлуатаційні показники та енергоефективність роботи газопровідних систем. Подано результати аналізу існуючих методів, методик та технічних засобів контролю витоків з трубопровідних систем та обладнання, наведено методики вибору обладнання для контролю наявності та величини витоків вуглеводнів. Удосконалено технології та технічні засоби контролю властивостей природного газу, подано результати їх апробації та дослідження впливу фізико-хімічних властивостей природного газу на технічний стан, режими експлуатації та енергоефективність роботи трубопровідних систем та обладнання.

Диссертация посвящена решению важной научно-прикладной проблемы в области методов и приборов контроля эксплуатационных параметров газопроводных систем, достигается путем разработки новых средств контроля эксплуатационных параметров газопроводных систем и исследованием новых информативных параметров контроля как технического состояния так и режима работы газопроводных систем. Представлены результаты анализа современного состояния и тенденций развития методов, средств и технологий неразрушающего контроля эксплуатационных параметров трубопроводных систем с целью поиска путей их совершенствования с использованием новых информативных параметров, в том числе по критериям энергоэффективности. Приведены характер зависимости влияния дефектов трубопроводных систем, в частности таких как негерметичность и нарушения геометрии, на режимы эксплуатации и энергоэффективность работы трубопроводных системы.Установлен характер влияния не технологических скоплений в полости трубопровода на эксплуатационные показатели и энергоэффективность его работы, усовершенствован метод выявления таких скоплений и представлены результаты его экспериментального исследования и промышленных испытаний. Раскрыто вид связи влияния свойств природного газа, транспортируемых в трубопроводе, на эксплуатационные показатели и энергоэффективность работы 4 газопроводных систем. Представлены результаты анализа существующих методов, методик и технических средств контроля утечек из трубопроводных систем и оборудования, приведены методики выбора оборудования для контроля наличия и величины утечек углеводородов. Усовершенствована технологии и технические средства контроля свойств природного газа, представлены результаты их апробации и исследования влияния физико-химических свойств природного газа на техническое состояние, режимы эксплуатации и энергоэффективность работы трубопроводных систем и оборудования.

The dissertation is devoted to the solution of an important scientific and applied problem in the field of methods and devices of control of operational parameters of gas pipeline systems, which is achieved by developing new means of control of operational parameters of gas pipeline systems and research of new informative parameters of control. The results of the analysis of the current state and trends in the development of methods, tools and technologies of non-destructive testing of operational parameters of gas pipeline systems and equipment are presented. It is shown that determination of technical condition and diagnostics of pipeline systems is carried out mainly on separate informative parameters without their complex account, thus the conclusion on possibility of the further operation of the equipment is accepted on the basis only of results of control of a technical condition of material of pipelines. The results of the developed theoretical bases and the received mathematical dependence of influence of the small size of through defects of walls of pipelines on process of gas transportation are resulted. It is proved that the presence of such defects not only creates dangerous emergencies with pipeline destruction and environmental damage, but also affects the efficiency of pipeline systems and equipment, creating local flow resistance and reducing the capacity and energy efficiency of pipeline systems. Mathematical models of the influence of changes in the geometry of the cross section of the pipeline, non-technological accumulations in the pipeline cavity and physicochemical parameters of natural gas on the capacity of pipeline systems are obtained. Mathematical dependences make it possible to assess the impact of these changes on the energy efficiency of gas pipelines and equipment. The economic effect of the implementation of the measure taking into account the physics and chemical parameters of natural gas in the operation of gas distribution equipment is estimated.