Разработка автоматизированных методов повышения безопасности и надежности трубопроводов энергообъектов и оптимизация режимов их работы

• Автор: Киселев, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 05.26.03, 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Саров
• Количество страниц: 167 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ. СПИСОК ОСНОВНЫХ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

КРИТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ РАБОТЫ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ И ОПТИМИЗАЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТ НА ТРУБОПРОВОДНЫЙ ТРАНСПОРТ.

1.1. Обзор методов моделирования компрессорных станций.

1.2. Обзор методов оптимизации энергетических затрат на трубопроводный транспорт и использование компьютерных симуляторов.
РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПЕРАТИВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА БЕЗОПАСНОСТИ УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ ТРАНСПОРТА ПРИРОДНОГО ГАЗА ЧЕРЕЗ КОМПРЕССОРНЫЕ СТАНЦИИ СЛОЖНОЙ СТРУКТУРЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИМУЛЯТОРОВ
2.1. Теоретические основы компьютерного анализа безопасности функционирования группы газоперекачивающих агрегатов компрессорного цеха или компрессорной станции.
2.2. Описание метода практического моделирования компрессорной станции сложной структуры, учитывающего технологию транспорта газа через компрессорную станцию
2.3. Компьютерный анализ оценки возможности возникновения аварийных режимов транспорта газа через компрессорную станцию с учетом помиажных явлений.

2.4. Выводы по главе 2.

1.3. Выводы но главе
ГЛАВА
КОМПЬЮТЕРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТ НА БЕЗОПАСНЫЕ РЕЖИМЫ ТРАНСПОРТА ПРИРОДНОГО ГАЗА ЧЕРЕЗ СЕТИ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ СЛОЖНОЙ СТРУКТУРЫ
3.1. Оптимизация установившихся безопасных режимов с применением компьютерных симуляторов.
3.1.1. Разработка метода построения технологических режимов транспортирования природного газа через индивидуальную компрессорную станцию сложной структуры, обеспечивающего строгое выполнение требований ее безопасного функционирования
при одновременном снижении энергетических затрат
3.1.2. Оптимизация установившихся режимов транспорта газа через сеть последовательно соединенных компрессорных станций.
3.2. Оптимизация неустановившихся безопасных режимов с применением компьютерных симуляторов.
3.2.1. Разработка метода снижения энергетических затрат на безопасные нсустановившиеся режимы транспорта природного газа через компрессорную станцию сложной структуры
3.2.2. Метод снижения энергетических затрат на безопасные неустановившиеся режимы транспорта природного газа через газотранспортную сеть
3.3. Описание технологии снижения энергетических затрат на безопасные
режимы транспорта газа для сети компрессорных станций
3.4 Выводы по главе 3
ОЦЕНКА АДЕКВАТНОСТИ И ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МОДЕЛЕЙ И ТЕХНОЛОГИИ
4.1. Оценка адекватности компьютерных симуляторов реальным компрессорным станциям сложной структуры при установившихся режимах их работы.
4.2. Примеры решения практической задачи оптимизации транспорта природного газа по сети компрессорных станций.
4.3. Пример возможности применения разработанных технологии и методов для оптимизации безопасной работы элементов теплофикационных сетей.
4.4. Выводы по главе
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


КС сложной структуры, обеспечивающий строгое выполнение требований ее безопасного функционирования при одновременном снижении энергетических затрат. КС, предложенной автором диссертации см. Постановка задачи снижения затрат на транспорт, согласно данному методу, формализуется в виде задачи условной оптимизации. Построенный симулятор КС используется для вычисления значений целевой функции, описывающей суммарные энергетические затраты на транспорт газа в заданном режиме и функцийограничений, формализующих фактические технологические, эксплуатационные, конструктивные и экологические ограничения на транспорт газа через КС. На первом шаге разработанный метод требует нахождения вариантов возможных конфигураций оборудования КС в результате направленного . Затем, в результате постановки и решения вспомогательной задачи нелинейного программирования НП, для каждой из полученных на предыдущем шаге конфигураций оборудования КС находятся минимальные значения энергетических затрат на транспорт газа. Для каждого состояния оборудования КС производится проверка устойчивости рабочих точек на характеристиках ЦН с точки зрения предотвращения помпажа в системе технологические трубопроводы группа центробежных нагнетателей газоперекачивающих агрегатов КС рециркуляционный канал. В качестве общего решения задачи снижения затрат на транспорт газа через индивидуальную КС при заданном установившемся безопасном режиме ее работы выбирается вариант конфигурации работающего оборудования этой КС и значения соответствующих частот вращения валов ЦН, дающие минимум затрат на перекачку газа при заданных граничных условиях, при выполнении ограничений и обоснованной устойчивости рабочих точек. Впервые разработана, научно обоснована и верифицирована на решении тестовых и производственных задач компьютерная технология снижения энергетических затрат на безопасные режимы транспорта природного газа через последовательные сети компрессорных станций сложной структуры. Данная технология требует построения компьютерных газодинамических симуляторов стационарных и нестационарных режимов транспорта газа через КС и соединяющие их линейные части магистральных газопроводов ЛЧМГОптимизация неустановившихся режимов транспорта газа производится построением оптимальных прогнозов функционирования газотранспортной сети в результате решения задачи общего нелинейного программирования, формализующей проблему снижения затрат на прогнозном временном отрезке при соблюдении формализованных технологических, эксплуатационных и конструктивных ограничений на параметры работы газоперекачивающего оборудования, и обоснованной устойчивости рабочих точек на характеристиках ЦН, обеспечивающих безопасность транспорта газа. С помощью разработанных методов были получены новые результаты, расширяющие и углубляющие представления о безопасном функционировании объектов трубопроводных систем ТЭК и методах оптимизации их работы как в установившихся, так и неустановившихся режимах. К таким результатам относятся расчетные оценки параметров безопасных оптимальных стационарных, квазистационарных и нестационарных режимов транспорта природного газа по сетям газотранспортных предприятий расчетные оценки оптимальных режимов функционирования теплофикационных сетей тепловых электростанций ТЭС расчетные оценки параметров неустановившихся режимов транспорта газа через индивидуальные КС с использованием газодинамической модели ТГ, построенной на базе адаптации полной системы уравнений газовой динамики к описанию течений в длинных трубопроводах безаварийные прогнозные сценарии оптимального функционирования сетей КС газотранспортных предприятий в условиях их нормальной эксплуатации, при ремонте и реконструкции. Практическая ценность работы. Эти комплексы используются для решения практических задач обеспечения безопасности и анализа работоспособности энергообъектов, как в России, так и за рубежом. Он успешно применялся при решении задач ОАО ГАЗПРОМ, Госгортехнадзора РФ, Минатома РФ, Международной газотранспортной компании , Сандийских национальных лабораторий США, Фраунгоферовского института неразрушающего контроля Германия и др. ТЭК, как в России, так и за рубежом.