Прогнозування раціональних режимів роботи тривалоексплуатованих газотранспортних систем в умовах їх неповного завантаження

Prolonged operation of the gas-transport system in conditions of partial loading involves frequent changes in the volume of gas transportation, which necessitates prompt forecasting of system operation. When forecasting the modes of operation of the gas transport system, the main criterion of optimality implies the maximum volume of gas pumping. After all, in this case, the largest profit of the gas-transport company is achieved under the condition of full provision of consumers with energy. In conditions of incomplete loading of the gas-transport system caused by a shortage of gas supply, optimality criteria change significantly. First, the equipment is operated in ranges far from nominal ones which leads to growth of energy consumption. Secondly, changes in performance cause high-amplitude pressure fluctuations at the outlet of compressor stations. Based on mathematical modeling of nonstationary processes, amplitude and frequency of pressure fluctuations at the outlet of compressor stations which can cause the pipeline overload have been established. To prevent this, it was proposed to reduce initial pressure relative to the maximum one. Calculated dependence was obtained which connects the amplitude of pressure fluctuations with the characteristics of the gas pipeline and the nonstationary process. Reduction in energy consumption for transportation is due to the shutdown of individual compressor stations (CS). Mathematical modeling has made it possible to establish regularities of reduction of productivity of the gas-transport system and duration of the nonstationary process depending on the location of the compressor station on the route. With an increase in the number of shutdown compression stations, the degree of productivity decrease and duration of nonstationarity reduces The established patterns and proposed solutions will improve the reliability of a gas-transport system by preventing pipeline overload and reduce the cost of gas transportation by selecting running numbers of shutdown stations with a known decrease in productivity.Длительная эксплуатация транзитной газотранспортной системы в условиях неполной загрузки предусматривает частые изменения объемов транспортировки газа, вызывает необходимость в оперативном прогнозировании режимов работы системы. При прогнозировании режимов работы газотранспортной системы основным критерием оптимальности считается максимум объема перекачки газа. Ведь в этом случае достигается наибольший доход газотранспортного предприятия при условии полного обеспечения потребителей энергоносителем. В условиях неполной загрузки газотранспортной системы, вызванных дефицитом поставок газа, критерии оптимальности существенно меняются. Во-первых, оборудование эксплуатируется в области режимов, далеких от номинальных, что приводит к росту энергозатрат. Во-вторых, изменения производительности вызывают колебания давления на выходе компрессорных станций со значительными амплитудами. На основе математического моделирования нестационарных процессов установлена амплитуда и частота колебания давления на выходе компрессорных станций, что может вызвать перегрузку трубопровода. Для предотвращения перегрузки трубопровода предлагается снижать начальное давление по отношению к максимальному. Получена расчетная зависимость, которая связывает амплитуду колебаний давления с характеристиками газопровода и нестационарного процесса. Снижение энергозатрат на транспорт связано с исключением из эксплуатации отдельных компрессорных станций (КС). Математическое моделирование позволило установить закономерности снижения производительности газотранспортной системы и продолжительности нестационарного процесса в зависимости от размещения компрессорной станции на трассе. С увеличением номера выключенной КС степень снижения производительности и продолжительность нестационарности уменьшаются. Установленные закономерности и предлагаемые решения позволят повысить надежность эксплуатации газотранспортной системы и сократить затраты на транспорт газа путем выбора номера отключенных станций при известном снижении производительностиТривала експлуатація газотранспортної системи в умовах неповного завантаження передбачає часті зміни обсягів транспортування газу, що викликає необхідність в оперативному прогнозуванні режимів роботи системи. При прогнозуванні режимів роботи газотранспортної системи основним критерієм оптимальності вважається максимум обсягу перекачування газу. Адже в цьому випадку досягається найбільший прибуток газотранспортного підприємства за умови повного забезпечення споживачів енергоносієм. В умовах неповного завантаження газотранспортної системи, викликаних дефіцитом постачання газу, критерії оптимальності суттєво змінюються. По-перше, обладнання експлуатується в області режимів, далеких від номінальних, що призводить до зростання енерговитрат. По-друге, зміни продуктивності викликають коливання тиску на виході компресорних станцій з значними амплітудами. На основі математичного моделювання нестаціонарних процесів встановлено амплітуду і частоту коливання тиску на виході компресорних станцій, що може спричинити перевантаження трубопроводу. Для запобігання цьому пропонується знижувати початковий тиск по відношенню до максимального. Отримана розрахункова залежність, яка пов’язує амплітуду коливань тиску з характеристиками газопроводу і нестаціонарного процесу. Зниження енерговитрат на транспорт пов’язано з виключенням з експлуатації окремих компресорних станцій (КС). Математичне моделювання дозволило встановити закономірності зниження продуктивності газотранспортної системи і тривалості нестаціонарного процесу в залежності від розміщення компресорної станції на трасі. З збільшенням номера виключеної КС ступінь зниження продуктивності і тривалість нестаціонарності зменшуються. Встановлені закономірності і запропоновані рішення дозволять підвищити надійність експлуатації газотранспортної системи за рахунок запобігання перевантаження трубопроводу і скоротити затрати на транспорт газу шляхом вибору номера відключених станцій при відомому зниженні продуктивност