Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук.
Уфа, Уфимский государственный нефтяной технический университет,
2015. — 148 с.
Специальность 25.00.19 – Строительство и эксплуатация
нефтегазопроводов, баз и хранилищ
Научный руководитель: д.т.н., профессор Гаррис Н.А.
Цель работы: Разработка метода регулирования
режимов эксплуатации магистрального газопровода, направленного на
стабилизацию теплообмена и уточнение расчетного коэффициента
теплопроводности грунта.
Научная новизна: Дана оценка пределов изменения коэффициента теплопередачи k для газопровода КС Поляна – КС Москово за 12-тилетний период эксплуатации: k=0,3 … 2,1 Вт/(м2·К) при проектном значении k=1,48 Вт/(м2·К).
Разработана статистическая модель, учитывающая влияние внешних факторов на коэффициент теплопередачи. Использование разработанной модели доказывает, что атмосферные осадки и изменение уровня грунтовых вод не влияют на теплообмен магистрального газопровода большого диаметра.
Впервые показано, что при нестабильных режимах эксплуатации магистральных газопроводов теплообмен с окружающей средой необходимо рассчитывать непосредственно через тепловой поток, минуя промежуточный этап определения коэффициента теплопередачи.
Практическая ценность результатов: На основе статистической модели построен и рекомендуется алгоритм регулирования теплового режима работы магистрального газопровода аппаратами воздушного охлаждения газа с применением частотно-регулируемого привода вентиляторов.
Получено уравнение множественной регрессии на основе 6-ти факторной модели, которое может быть использовано для определения коэффициента теплопередачи k при расчете эксплуатационных режимов магистрального газопровода большого диаметра.
В результате решения обратной задачи теплопроводности определен коэффициент теплопроводности грунта в зоне теплового влияния газопровода и получена формула для определения расчетного значения коэффициента теплопроводности грунта на этапе проектирования газопровода.
Результаты исследований нестационарного теплообмена магистрального газопровода большого диаметра с окружающей средой, включены в учебное пособие «Ресурсо- и энергосберегающие технологии при транспорте углеводородов» к дисциплинам «Основы ресурсосбережения», «Ресурсосберегающие технологии при эксплуатации оборудования компрессорных станций и транспорте газа», а также используются при выполнении ВКР студентами направления 131000 – «Нефтегазовое дело» (профиль «Эксплуатация и обслуживание объектов транспорта и хранения нефти, газа и продуктов переработки»). Содержание
Анализ причин несоответствия эксплуатационных режимов работы магистральных газопроводов большого диаметра проектным
Влияние сезонных изменений температуры окружающей среды и климата на теплообмен трубопровода
Определение фактического коэффициента теплопередачи магистрального газопровода большого диаметра
Фактический коэффициент теплопередачи как фактор, характеризующий нестабильность теплообмена магистрального газопровода
Оценка интенсивности теплопередачи магистрального газопровода с позиции сбалансированного теплообмена на участке КС Поляна – КС Москово
Определение фактического коэффициента теплопередачи на участке Поляна-Москово за период эксплуатации с 01.01.1997 по 31.12.2010
Отбор факторных признаков в модель и построение модели множественной регрессии несбалансированного теплообмена
Учет фактора увлажнения грунта при регулировании
Учет параметров, характеризующих режим эксплуатации газопровода
Восьмифакторная модель для определения коэффициента теплопередачи магистрального газопровода
Шестифакторная модель для определения коэффициента теплопередачи магистрального газопровода (период с 01.01.1997 по 31.08.1999гг.)
Апробирование регрессионной модели для определения коэффициента теплопередачи магистрального газопровода за длительный период времени
Стабилизация тепловых режимов магистрального газопровода
Расчет теплопотерь без определения коэффициента теплопередачи
Построение статистической модели теплового потока
Оперативный способ регулирования температуры газа на выходе из КС
Модель и обоснование параметра регулирования АВО
Эффективность применения частотно-регулируемого привода вентиляторов АВО
Алгоритм регулирования температуры газа на выходе из компрессорной станции
Определение расчетного значения коэффициента теплопроводности грунта при проектировании магистрального газопровода
Изменение теплопроводности грунта под тепловым воздействием трубопровода
Особенности определения коэффициента теплопроводности грунта в зоне теплового влияния газопровода
Определение коэффициента теплопроводности грунта в зоне теплового влияния газопровода КС Поляна – КС Москово
Определение расчетного значения коэффициента теплопроводности грунта при нестабильном теплообмене газопровода
Научная новизна: Дана оценка пределов изменения коэффициента теплопередачи k для газопровода КС Поляна – КС Москово за 12-тилетний период эксплуатации: k=0,3 … 2,1 Вт/(м2·К) при проектном значении k=1,48 Вт/(м2·К).
Разработана статистическая модель, учитывающая влияние внешних факторов на коэффициент теплопередачи. Использование разработанной модели доказывает, что атмосферные осадки и изменение уровня грунтовых вод не влияют на теплообмен магистрального газопровода большого диаметра.
Впервые показано, что при нестабильных режимах эксплуатации магистральных газопроводов теплообмен с окружающей средой необходимо рассчитывать непосредственно через тепловой поток, минуя промежуточный этап определения коэффициента теплопередачи.
Практическая ценность результатов: На основе статистической модели построен и рекомендуется алгоритм регулирования теплового режима работы магистрального газопровода аппаратами воздушного охлаждения газа с применением частотно-регулируемого привода вентиляторов.
Получено уравнение множественной регрессии на основе 6-ти факторной модели, которое может быть использовано для определения коэффициента теплопередачи k при расчете эксплуатационных режимов магистрального газопровода большого диаметра.
В результате решения обратной задачи теплопроводности определен коэффициент теплопроводности грунта в зоне теплового влияния газопровода и получена формула для определения расчетного значения коэффициента теплопроводности грунта на этапе проектирования газопровода.
Результаты исследований нестационарного теплообмена магистрального газопровода большого диаметра с окружающей средой, включены в учебное пособие «Ресурсо- и энергосберегающие технологии при транспорте углеводородов» к дисциплинам «Основы ресурсосбережения», «Ресурсосберегающие технологии при эксплуатации оборудования компрессорных станций и транспорте газа», а также используются при выполнении ВКР студентами направления 131000 – «Нефтегазовое дело» (профиль «Эксплуатация и обслуживание объектов транспорта и хранения нефти, газа и продуктов переработки»). Содержание
Анализ причин несоответствия эксплуатационных режимов работы магистральных газопроводов большого диаметра проектным
Влияние сезонных изменений температуры окружающей среды и климата на теплообмен трубопровода
Определение фактического коэффициента теплопередачи магистрального газопровода большого диаметра
Фактический коэффициент теплопередачи как фактор, характеризующий нестабильность теплообмена магистрального газопровода
Оценка интенсивности теплопередачи магистрального газопровода с позиции сбалансированного теплообмена на участке КС Поляна – КС Москово
Определение фактического коэффициента теплопередачи на участке Поляна-Москово за период эксплуатации с 01.01.1997 по 31.12.2010
Отбор факторных признаков в модель и построение модели множественной регрессии несбалансированного теплообмена
Учет фактора увлажнения грунта при регулировании
Учет параметров, характеризующих режим эксплуатации газопровода
Восьмифакторная модель для определения коэффициента теплопередачи магистрального газопровода
Шестифакторная модель для определения коэффициента теплопередачи магистрального газопровода (период с 01.01.1997 по 31.08.1999гг.)
Апробирование регрессионной модели для определения коэффициента теплопередачи магистрального газопровода за длительный период времени
Стабилизация тепловых режимов магистрального газопровода
Расчет теплопотерь без определения коэффициента теплопередачи
Построение статистической модели теплового потока
Оперативный способ регулирования температуры газа на выходе из КС
Модель и обоснование параметра регулирования АВО
Эффективность применения частотно-регулируемого привода вентиляторов АВО
Алгоритм регулирования температуры газа на выходе из компрессорной станции
Определение расчетного значения коэффициента теплопроводности грунта при проектировании магистрального газопровода
Изменение теплопроводности грунта под тепловым воздействием трубопровода
Особенности определения коэффициента теплопроводности грунта в зоне теплового влияния газопровода
Определение коэффициента теплопроводности грунта в зоне теплового влияния газопровода КС Поляна – КС Москово
Определение расчетного значения коэффициента теплопроводности грунта при нестабильном теплообмене газопровода