Удосконалення методів та заходів підвищення гідравлічної ефективності магістральних газопроводів

Abstract

Дисертаційна робота присвячена удосконаленню методів та заходів підвищення гідравлічної ефективності магістральних газопроводів і газотранспортних систем з врахуванням фізичних властивостей відкладень в порожнині труб при плануванні та оптимізації процесу очищення. Отримані результати дають можливість підвищити коефіцієнт гідравлічної ефективності та забезпечити високу ступінь очисток діючих магістральних газопроводів. У роботі досліджено вплив фізичних властивостей рідин на процес очищення магістральних газопроводів від рідинних скупчень. Отримано формулу для розрахунку поправочного коефіцієнта, який враховує реологічні властивості рідини. Здійснено оцінку зміни швидкості руху очисного пристрою при зміні технологічної схеми магістрального газопроводу. Побудовано математичну модель процесу на основі реалізації якої встановлено закономірності руху очисного пристрою при зміні технологічної схеми газопроводу. Запропоновано алгоритм підвищення ефективності очищення трубопроводу, що базується на зменшенні перетоків через рухому границю при витисненні рідини з трубопроводу очисним поршнем шляхом аерації рідинних забруднень. Результати проведених досліджень дозволили встановити вплив газового вмісту рідинних скупчень на величину перетоків у простір за поршнем. Досліджено залежність прибутку газотранспортного підприємства від числа очисток газопроводу за певний період часу. Отримано рівняння для оптимізації періодичності процесу очистки газотранспортних систем з метою забезпечення максимального значення гідравлічної ефективності.

Диссертационная работа посвящена совершенствованию методов и мер повышения гидравлической эффективности магистральных газопроводов и газотранспортных систем с учетом физических свойств отложений в полости труб при планировании и оптимизации процесса очистки. Полученные результаты дают возможность повысить коэффициент гидравлической эффективности и обеспечить высокую степень очисток действующих магистральных газопроводов. В работе исследовано влияние физических свойств жидкостей на процесс очистки магистральных газопроводов от жидкостных скоплений. Получена формула для расчета поправочного коэффициента, который учитывает реологические свойства жидкости. Осуществлена оценка изменения скорости движения очистного устройства при изменении технологической схемы магистрального газопровода. Построена математическая модель процесса на основе реализации которой установлены закономерности движения очистного устройства при изменении технологической схемы газопровода. Предложен алгоритм повышения эффективности очистки трубопровода, основанный на уменьшении перетоков через подвижную границу при вытеснении жидкости из трубопровода очистным поршнем путем аэрации жидкостных загрязнений. Результаты проведенных исследований позволили установить влияние газового содержания жидкостных скоплений на величину перетоков в пространство за поршнем. Исследована зависимость прибыли газотранспортного предприятия от числа очисток газопровода за определенный период времени. Получено уравнение для оптимизации периодичности процесса очистки газотранспортных систем с целью обеспечения максимального значения гидравлической эффективности.

The dissertation is devoted to the improvement of methods and measures to increase the hydraulic efficiency of main gas pipelines and gas transmission systems, taking into account the physical properties of deposits in the pipe cavity when planning and optimizing the cleaning process. The obtained results make it possible to increase the coefficient of hydraulic efficiency and ensure a high degree of cleaning of existing main gas pipelines. The paper considers modern methods of increasing the efficiency of pipeline transport cleaning. The most effective method of increasing the efficiency of the pipeline is its periodic cleaning using mechanical cleaning devices. The reasons for the decrease in efficiency are the presence of liquid in the cavity of the pipeline, which can be in two forms - high-viscosity resin deposits and low-viscosity liquid deposits. Deposits reduce the cross-sectional area and increase the hydraulic resistance. Regardless of the design of the treatment plant, none of them can completely remove liquid contaminants. The causes of overflows across the moving boundary, which lead to the deterioration of the quality of gas pipeline cleaning, are analyzed. The influence of physical properties of liquids on the process of purification of main gas pipelines from liquid accumulations is investigated. A formula for calculating the correction factor, which takes into account the rheological properties of the liquid. The optimal speed of the purification device, which depends on the properties and rheology of the non-Newtonian fluid, is determined. The estimation of speed change of the clearing device movement at change of the main gas pipeline technological scheme is carried out. The mathematical model of process on the basis of which regularities of the clearing device movement at change of the gas pipeline technological scheme, is established is constructed. An algorithm has been developed and a program for calculating the degree of reduction of the piston speed depending on the type of technological parameters and technical characteristics of the treatment device and the pipeline has been developed.