Разработка методов предупреждения аварийных ситуаций в системах городской инфраструктуры

• Автор: Сулименко, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 05.26.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Глава 1. Анализ аварийных ситуаций в трубопроводных
системах водо-теплоснабжения вследствие колебаний давления и расчет допустимых нагрузок
1.1. Причины повреждения оборудования и типичные неисправности
1.2. Допустимые динамические нагрузки в трубопроводах с неагрессивными жидкостями
1.3. Учет коррозионной агрессивности жидкости при
определении допустимых динамических нагрузок
1.4. Влияние динамических нагрузок на скорость коррозии и циклическую долговечность трубопроводов
1.5. Постановка задачи исследований
Глава 2. Современные методы гашения волновых и
вибрационных процессов в трубопроводах водо-теплоснабжения
2.1. Существующие средства гашения колебаний давления и
расхода в трубопроводных системах
2.2. Современные устройства гашения колебаний давления и
расхода в системах водо-теплоснабжения
2.3. Материалы для упругих элементов стабилизаторов
2.3.1. Расчет температурных полей в демпфирующей
камере стабилизатора давления
2.3.2. Выбор материалов для упругих элементов демпфирующих камер
2.4. Выводы
Глава 3. Теоретические методы определения параметров
стабилизаторов давления и их эффективности

3.1. Математическая модель волновых процессов в
трубопроводе со стабилизатором и без него
3.2. Определение эффективности гашения волновых процессов
в расходных трубопроводах со стабилизатором
3.2.1. Эффективность стабилизаторов давления при
линейном изменении расхода
3.2.2. Эффективность стабилизаторов давления при периодическом изменении давления и расхода
3.2.3. Эффективность стабилизаторов давления для безрасходных магистралей систем автоматики, управления
и контроля
3.3. Определение основных проектных параметров
стабилизаторов давления
3.4. Выводы
Глава 4 . Экспериментальные исследования для определения
эффективности работы стабилизаторов давления
4.1. Экспериментальное исследование стабилизаторов давления
для трубопроводов тепло-водоснабжения
4.2. Результаты экспериментального исследования пульсаций давления в паровом потоке
4.3. Исследование динамических характеристик стабилизаторов
в тепловых сетях
4.4. Выводы
Заключение
Список литературы

Диссертационная работа посвящена вопросам защиты окружающей среды и рационального использования природных ресурсов на основе снижения аварийности и повышения экологической безопасности в системах городской инфраструктуры.
В дальнейшем под этим термином будем понимать не только магистральные трубопроводы, а все трубопроводы различного назначения, в которых транспортируемые вещества обладают большой инерционностью, такие, например, как водоводы, центральные теплотрассы, канализационные напорные коллекторы, пульпопроводы.
Протяженность этих трубопроводных систем увеличивается с каждым годом и, в настоящее время, суммарная протяженность магистральных систем водо-теплоснабжения, мелиоративных сетей и трубопроводов жилищно-коммунального хозяйства в Российской Федерации превышает 2 млн. км. Необходимо отметить, что в силу значительной инерционности потока транспортируемых сред, каждый разрыв трубопровода сопровождается обширными разливами и загрязнениями окружающей среды на значительных площадях, безвозвратными потерями природных ресурсов.
В силу затянувшихся экономических трудностей замена изношенного оборудования и трубопроводов в России в последние 10 лет ведется крайне низкими темпами, что, безусловно, сказывается на техническом состоянии эксплуатируемых трубопроводных систем. Именно поэтому в нашей стране наблюдается устойчивая тенденция увеличения количества аварий на трубопроводном транспорте на 7-9 % в год [26, 27].
Как уже указывалось, рост аварийности в значительной мере связан с увеличением износа действующих трубопроводных систем, накоплением усталостных явлений в материале трубопроводов и сварных швов вследствие длительного воздействия динамических нагрузок, вызванных вибрацией и пульсациями давления в транспортируемых средах.

Вибрации из-за пульсаций давления жидкости распространяются на все трубопроводы системы и могут значительно усиливаться в местах резких поворотов трубопроводов, изменения поперечного сечения трубопровода либо при наличии местного гидросопротивления.
Поэтому самым эффективным способом их гашения является уменьшение амплитуды колебаний давления в системе сразу же за источником их возникновения - насосным агрегатом.
2.1. Существующие средства гашения колебаний давления и расхода в
трубопроводных системах
Для уменьшения колебаний давления широко используются так называемые аккумуляторы и дезургеры (Desurger). В дальнейшем их будем называть стабилизаторами.
Аккумуляторы представляют собой стальной баллон высокого давления, внутри которого установлен мешок из эластомера. Мешок через клапан наполняется газом (обычно азотом) под давлением. Нижняя часть баллона при работе заполняется рабочей жидкостью (маслом). Клапан предохраняет мешок от разрыва при падении давления в системе и полном вытеснении масла из баллона. Мешки изготовляются негофрированными и
гофрированными.
Аккумуляторы изготавливают фирмы «Сгеег» (США), «Nippon Accumulator Со, Ltd» (Япония) и др. на давление до 42 МПа, объем баллона 1 - 300 л. Аккумуляторы с малым объемом используют в качестве гасителей пульсации давлений на всасывании и нагнетании плунжерных насосов. Эти аккумуляторы изготовляют горизонтальными и вертикальными. Конструктивно они не отличаются от аккумуляторов большой емкости, описанных выше. Мешки изготовляют из синтетической резины или маслобензостойких материалов. Рабочая температура от 10 до 70° С.