Газовая промышленность является одной из важнейших составных частей топливно-энергетического комплекса (ТЭК). «Энергетическая стратегия России на период до 2020 г.» предусматривает дальнейшее увеличение добычи газа и интенсивную реализацию организационных и технологических мер по экономии топлива и энергии, как для внешнего, так и внутреннего рынка.
Основной объём российского газа в настоящее время добывается в Западной Сибири в удалении от потребителей. Затраты топливного газа на транспорт в настоящее время составляют 8,4% от объёма перекачиваемого газа на магистральных газопроводах (МГ) России.[2, с.159] При этом, расход топливного газа при поставках на экспорт примерно в 2 раза больше. Поэтому вопросы снижения расхода топливного газа и повышение экономической эффективности работы компрессорных станций имеют большое значение.
Одним из способов снижения расхода газа на собственные нужды компрессорных станций является рационализация режимов работы газоперекачивающих агрегатов (ГПА). Задача рационализации неразрывно связана с диагностированием режимов работы ГПА.[3, с.112]
Режимы работы ГПА определяются как параметрами работы соответствующего компрессорного цеха (объем транспортируемого газа, степень повышения давления, температура окружающего воздуха и т.д.), так и техническим состоянием элементов ГПА. Условия работы компрессорных станций (КС) постоянно меняются в силу сезонных вариаций объема транспортируемого газа. Параметры технического состояния элементов ГПА также изменяются с течением времени. В настоящее время на КС, как правило, не организована комплексная оценка технического состояния ГПА. Поэтому при определении режимов работы ГПА техническое состояние их элементов не учитывается.[1, с.10] Точность определения параметров работы ГПА определяет эффективность решения задачи рационального транспортирования газа.
В связи с этим особое значение приобретают технические решения, направленные на разработку надежных и достоверных методов диагностирования и выбора режимов работы ГПА.
Цель работы является разработка методов диагностирования, оперативного контроля и выбора рациональных режимов работы газоперекачивающих агрегатов, позволяющих повысить энергетическую эффективность работы компрессорных станций.
Задачи исследований
- Исследование влияния условий работы и взаимного влияния параметров ГПА на точность определения параметров нагнетателя.
- Создание и апробация унифицированной методики оперативного контроля энергетической эффективности работы газотурбинных установок.
- Выбор рациональных режимов работы компрессорных станций.
- Разработка аварийной схемы работы ГПА при снижении производительности газопроводов.
Способы решения задач
При решении поставленных задач и обработке промышленной технологической информации использовались вероятностно-статистические методы и алгоритмы теории самоорганизации.
Научная новизна
- Показано, что в компрессорных цехах с параллельной обвязкой ГПА может наблюдаться неконтролируемое смещение параметров работы агрегатов, что приводит к увеличению расхода топливного газа.
- Создан унифицированный способ определения коэффициента полезного действия газотурбинных установок на основе измерения параметров рабочего тела за силовой турбиной, позволяющая оперативно контролировать энергетическую эффективность работы ГПА с газотурбинным двигателем любого типа.
- Разработан метод определения рациональных параметров работы компрессорных цехов на основе алгоритмов самоорганизации.
Проведен анализ влияния условий работы газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом на точность определения параметров нагнетателя. Показано, что в компрессорных цехах с параллельной обвязкой ГПА может наблюдаться неконтролируемое смещение параметров работы агрегатов, при этом снижение политропного КПД нагнетателя может достигать 10%. Создана унифицированная методика определения КПД газотурбинных установок на основе измерения параметров рабочего тела за силовой турбиной. Методика позволяет оперативно контролировать энергетическую эффективность работы ГПА с газотурбинным двигателем любого типа. Разработан метод определения рациональных параметров работы компрессорных цехов на основе алгоритмов самоорганизации. Показано, что при снижении производительности газопроводов реальные параметры эксплуатации ГПА (степень сжатия, мощность) существенно отличаются от рациональных значений. В некоторых случаях отклонение превышает 50%. Показана возможность выбора рациональной схемы работы ГПА при снижении производительности газопроводов. Реальная экономия топливного газа на действующих газопроводах может достигать 36%.
Литература
- Акоев Е.П. Анализ надежности работы газоперекачивающих агрегатов. Газовая промышленность, 1970. №7. – стр.40-43.
- Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: «Наука», 1976. – стр. 279.
- Юкин Г.А. Диагностирование, оперативный контроль и оптимизация режимов работы газоперекачивающих агрегатов, 2002. – стр. 191.[schema type=»book» name=»Автоматизация и регулирование подачи природного газа на компрессорной станции» description=»В работе обсуждается проблема снижения расхода топливного газа и повышение экономической эффективности работы компрессорных станций. Рассмотрены вопросы выбора рациональных режимов автоматизированного контроля работы газоперекачивающих агрегатов.» author=»М.В. Быстров, В.Ю. Бажин» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-06-14″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.12.2014_12(09)» ebook=»yes» ]