Лекция 7...28.11.2017 14 . Особенности газопроводов ... Лекция 7...
TRANSCRIPT
Лекция 7
Транспорт газа
Моделирование газотранспортных сетей
28.11.2017 1
Свойства газов, влияющие на технологию их транспорта
• плотность;
• вязкость;
• сжимаемость;
• способность образовывать газовые гидраты.
28.11.2017 2
Транспорт природного газа (ГАЗПРОМ)
• Единая система газоснабжения ЕСГ (добыча, промысловая подготовка, транспортировка, хранение, переработка, распределение)
• ЕСГ: 170,7 тыс. км. магистральных газопроводов и отводов; 250 компрессорных станций, с общей мощностью газоперекачивающих агрегатов в 46,1 тыс. МВт.; 25 объектов подземного хранения газа.
28.11.2017 3
Единая система газоснабжения ЕСГ
(добыча, промысловая подготовка,
транспортировка, хранение, переработка,
распределение)
Магистральные газопроводы
Линейные компрессорные станции (КС), линейные участки МГ между ними, подземные хранилища газа с дожимными КС 28.11.2017 4
3
Система транспорта газа РФ
28.11.2017 6
Газопроводы Некоторые подробности
• «Алтай» — проектируемый газопровод между газовыми месторождениями Западной Сибири и Синьцзян-Уйгурским автономным районом на западе Китая. Там он может соединиться с китайским газопроводом «Восток—Запад», по которому газ дойдет до Шанхая. Планируемая протяженность газопровода — около 6700 км, из которых 2700 км должны пройти по территории России. Предполагаемый диаметр труб — 1420 мм. Предварительная стоимость проекта составляет, по различным оценкам, от 4,5-5 млрд. до 10-13,6 млрд. долларов США.
• «Южный поток» ( South Stream) — российско-итальяно-французско-немецкий проект газопровода, который пройдёт по дну Чёрного моря из Анапского района в болгарский порт Варну. Далее его две ветви пройдут через Балканский полуостров в Италию и Австрию, хотя их точные маршруты пока не утверждены. Строительство газопровода началось 7 декабря 2012 года и по плану должно закончиться в 2015 году. Планируемая мощность Южного потока — 63 млрд кубометров газа в год. Оценочная стоимость проекта — 16 млрд евро.
28.11.2017 7
Пример. Магистральный транспорт
5
Пример. Распределительная сеть
6
Управление ЕСГ
7
Центральная диспетчерская «Газпрома» - круглосуточный контроль за обеспечением надежного и бесперебойного снабжения природным газом российских и зарубежных потребителей.
Управление ЕСГ
Центральный производственно-диспетчерский департамент (ЦПДД)
Производственно-диспетчерская служба газотранспортного общества (Газпром Трансгаз)
Линейно-производственное управление (ЛПУ МГ)
8
Компрессорные станции
• очистка газа от твердых и жидких примесей;
• сжатие (компримирование);
• охлаждение;
• измерение и контроль эксплуатационных характеристик транспорта газа;
• управление.
Линейные КС строятся через 100-150 км магистрали
Компрессорные станции (КС) для увеличения пропускной способности газопровода за счет повышения давления газа на выходе из станции, а также для подготовки газа к транспорту.
28.11.2017 12
Оперативно-диспетчерские службы ГТС
• учет технологического и топливного газа;
• обработка данных телеметрии;
• оптимизация и контроль работы КС и линейных участков МГ;
• управление кранами межниточных перемычек;
• планирование и контроль ремонтных и профилактических работ;
• контроль и координация газотранспортных потоков по всей ГТС страны.
28.11.2017 13
Транспорт природного газа МАГИСТРАЛЬНЫЙ ГАЗОПРОВОД: газ транспортируется из районов добычи до мест потребления газораспределительных станций (ГРС) населенных пунктов и промышленных предприятий.
Параметры магистральных трубопроводов
•диаметр 720–1420 мм
•давление 1,2–10 МПа
• пропускная способность до 30–35 млрд куб. м газа в год.
28.11.2017 14
Особенности газопроводов
• большой удельный объем газа;
• изменение объема под влиянием давления, развиваемого на КС;
• бесперебойная подача (нельзя остановить фонтан);
• увеличенные диаметры газопроводов;
• поддержание давления в конце перегона (2 Мпа);
Неприятности
• образование гидратных пробок;
• взрывоопасность;
• коррозия.
28.11.2017 15
Магистральный газопровод • Газовый промысел газосборные сети головные сооружения (осушка и
очистка) магистральный газопровод.
• По линии газопровода для отключения отдельных его участков запорные устройства (отключающие краны) и продувочные свечи.
• Отключающие краны через каждые 20-25 км, на берегах водных преград, у компрессорных станций.
• Продувочные свечи вблизи этих кранов, для опорожнения отключаемых участков трубопроводов на время их ремонта.
• Вдоль трассы газопровода противокоррозионные установки и дома линейных ремонтеров (через каждые 20-30 км), имеющих связь между собой, с ближайшими компрессорными станциями и аварийно-ремонтными пунктами.
• В конце газопровода или его ответвления газораспределительная станция (ГРС), для подачи газа в распределительную сеть города или промышленного предприятия.
28.11.2017 16
Магистральный газопровод
1-промыслы; 2-газосборный пункт; 3-промысловый коллектор; 4-установка подготовки газа; 5-головная компрессорная станция (КС); 6-магистральный трубопровод; 7-промежуточная КС; 8-линейные запорные устройства; 9-подводной переход с резервной ниткой; 10-переход под железной дорогой; 11-отвод от магистрального газопровода; 12-газораспределительная станция (ГРС) 13-конечная ГРС; 14-станция подземного хранения газа (СПХГ); 15-газорегуляторный пункт(ГРП); 16-тепловая электростанция;
17-газоперерабатывающий завод(ГПЗ). 28.11.2017 17
Моделирование газотранспортных систем
• Участок длинного газопровода, режим стационарный, ламинарный и изотермический: PA
2-PB2= q2L
• Газопроводная сеть: добавляются условия баланса расхода и равенство давлений на концах участков в узлах (законы Кирхгофа).
Получаем систему нелинейных уравнений.
• Если учесть изменение температуры (неизотермический режим) либо изменение процесса во времени (нестационарный режим), то получим систему нелинейных дифференциальных уравнений.
28.11.2017 18
вх выхq q
Основные проблемы моделирования
• Параметр газопровода « » непостоянен за счет физических процессов , его трудно точно рассчитать. Нужно решать обратную задачу, что очень сложно.
• Учет нелинейного влияния характеристик функционирования компрессорных станций.
• Образование гидратных пробок – меняется давление, переходные процессы.
• Вычислительные трудности решения систем уравнений большой размерности.
28.11.2017 19
Изменение коэффициента :
PA2-PB
2= q2L
Диагностика технического состояния
Песок, шлам, гидратообразование и
т.д.
Сужение проходного сечения трубы
Как находить фактическое значение ?
Как часто проводить мероприятия по
очистке газопровода?
11
Диагностика технического состояния
10
ХРАНЕНИЕ ГАЗА
1) цилиндрические (вертикальные и горизонтальные) или сферические газгольдеры постоянного объема и переменного давления; 2) газгольдеры переменного объема и постоянного давления; 3) естественные подземные хранилища.
28.11.2017 22
Сооружение ПХГ
1. в выработанных пластах газовых и нефтяных месторождениях,
2. искусственных кавернах соляных массивов,
3. шахтах,
4. куполовидных ловушках водоносных горизонтов и пр. Делятся на:
• резервные -для долгосрочного хранения газа
• оперативные - для погашения сезонной неравномерности его потребления.
Особенности Европейской части России: основные потребители газа находятся на значительном удалении от (1).
28.11.2017 23
28.11.2017 24
Экология: опасность ПГХ
• потери газа (основной фактор – недостоверная информация об инженерно-геологических условиях)
• внештатные ситуации, несовершенство оборудования и пр.
28.11.2017 25
Область деятельности ПМ
1. разработка математических моделей, 2. создание алгоритмов и методов решения, 3. реализация программных комплексов (ПК), 4. использование ПК для принятия обоснованных
решений.
1. численные методы, 2. теория вероятностей и математическая статистика, 3. методы оптимизации, 4. алгоритмизация и компьютерное
программирование, 5. теория случайных процессов и т.д. 13
Спасибо за внимание!
28.11.2017 27