Удосконалення методів діагностування витоків з газових мереж

Abstract

Дисертацію присвячено удосконаленню методів діагностування витоків із газопроводів газових мереж низького та середнього тиску внаслідок корозійних пошкоджень стінок труб. Виконано дослідження впливу параметрів режиму на витрату витоку і внесено корективи в теоретичні розрахункові моделі. На основі досліджень фільтрації газу в грунті встановлено закономірності формування ареалу загазованості. Створено математичні моделі нестаціонарних процесів газових мережах, викликаних появою витоку і характером газоспоживання, в результаті удосконалено методику діагностування.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Диссертация посвящена усовершенствованию методов диагностирования истоков из газопроводов газовых сетей низкого и среднего давления в результате коррозийных повреждений стенок труб. Выполнено исследование влияния параметров режима на расход утечки и Внесены коррективы в теоретические расчетные модели. На основе исследований фильтрации газа в почве установлены закономерности формирования ареала загазованности. Созданы математические модели нестационарных процессов в газовых сетях, вызванных появлением истоки и характером потребления газа, в результате усовершенствована методика диагностирования. Во введении дана общая характеристика проблемы, обоснована актуальность тематики, охарактеризованы научная новизна и практическая ценность исследований, а также личный вклад автора в их проведении. Первая глава посвящена анализу потребления газа в Украине, изучению его потерь при транспортировке и распределении, а также анализа существующих методов оценки расходы утечки газа и его фильтрации в почве. Известно, что в процессе эксплуатации магистральных газопроводов возникают нарушения герметичности, которые проявляются в виде утечек газа различной интенсивности, создают угрозу загрязнения окружающей среды и потенциально опасными для возникновения отказов системы. Анализ литературных источников по вопросам исследования процессов утечки газов под давлением показал, что основные математические модели процесса базируются на законах классической газодинамики, в частности законе сохранения энергии и законе неразрывности потока. Вторая глава посвящена экспериментальным исследованиям процесса утечки газа из емкости под давлением и внесению коррективов в теоретические методы определения расхода утечки. Исходя из аналогий при истечении жидкостей и газов, предложено ввести коэффициент расхода отверстия для адаптации результатов расчета с фактическими данными, который определяется отношением фактической массового расхода утечки к теоретически рассчитанной ее величины. Таким образом, установлено, что причинами неадекватности математической модели следует считать не учет роста газодинамического сопротивления среды движения газовой струи с большой линейной скоростью и уменьшение плотности газа в струю вследствие ее расширения, а также предположение об идеальности рабочего тела (газа), отсутствие теплообмена в процессе утечки. Полученные на основе сравнения результатов теоретических и фактических исследований поправки к формуле Сен-Венана-Вентцеля позволяют адаптировать модель к реальности в условиях докритического и критического режимов утечки газа. В третьем разделе приведены результаты исследования фильтрации утечек газа из газопроводов в окружающей почве. В результате эксперимента установлено, что при возникновении малых утечек газа из газопроводов низкого давления индикация их на поверхности почвы возможна через короткий промежуток времени в зависимости от свойств почвы. Ареал загазованности почвы утечками газа из газопровода на глубинах, близких к трубопроводу, занимает поверхность, соразмерный с размерами траншеи. С приближением к поверхности трубопровода форма ареала загазованности приближается к эллипсу, большая ось которого направлена вдоль оси трубопровода. Четвертый раздел посвящен исследования нестационарных процессов в газопроводах газовых сетей, вызванных появлением аварийных утечек и особенностями газопотребления.

Dissertation is sanctified to the improvement of methods of diagnosticating of sources from the gas pipelines of gas networks of subzero and middle pressure as a result of corrosive damages of walls of pipes. Research of influence of parameters of the mode is executed on the expense of source and amendments are brought in theoretical calculation models. On the basis of researches of filtration of gas conformities to law of forming of natural habitat of gas contamination are set in soil. The mathematical models of transients are created in the gas networks caused by appearance of source and character of consumption of gas, methodology of diagnosticating is improved as a result.