Повышение эффективности и безопасности эксплуатации установок грубой очистки природного газа от твердых частиц

Желанов, Владимир Петрович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Повышение эффективности и безопасности эксплуатации установок грубой очистки природного газа от твердых частиц
ВАК РФ 25.00.19, Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ

Автореферат диссертации по теме "Повышение эффективности и безопасности эксплуатации установок грубой очистки природного газа от твердых частиц"

УДК 621.6.036

005013774

Желанов Владимир Петрович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТАНОВОК ГРУБОЙ ОЧИСТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА ОТ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ

Специальности: 25.00.19 - Строительство и эксплуатация

нефтегазопроводов, баз и хранилищ; 05.26.03 - Пожарная и промышленная безопасность (нефтегазовый комплекс)

1 5 уд?

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа 2012

005013774

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном

учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» (ФГБОУ СГТУ имени Гагарина Ю.А.)

Научные руководители: - доктор технических наук, профессор

Усачев Александр Прокофьевич

- доктор технических наук Шурайц Александр Лазаревич

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Малюшин Николай Александрович

- доктор технических наук, профессор Бакиев Тагир Ахметович

Ведущее предприятие - Российский государственный университет

нефти и газа имени И.М. Губкина (РГУНГ имени И.М. Губкина)

Защита диссертации состоится 30 марта 2012 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 222.002.01 при Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов» (ГУП«ИПТЭР») по адресу: 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУП «ИПТЭР».

Автореферат разослан 29 февраля 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

■V 4 к"

Л.П. Худякова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Стремительный рост численности газорегуля-торных пунктов (ГРП) в настоящее время обусловливает существенное увеличение количества инцидентов и аварийных ситуаций, связанных с нарушением герметичности затворов регулирующей (РА), защитной (ЗА), предохранительной арматуры (ПА) и выходом из строя узлов учета расхода газа (УУРГ). Это, в свою очередь, привело к увеличению эксплуатационных затрат газораспределительных организаций (ГРО), связанных с ремонтом и заменой УУРГ, РА, ЗА и ПА.

Согласно проведенным обследованиям, основной причиной низкого уровня герметичности и безопасности УУРГ, РА, ЗА и ПА является неудовлетворительная работа установок грубой очистки природного газа (ПГ) от твердых частиц (ТЧ). Современные типы РА, ЗА, ПА и УУРГ обеспечивают устойчивую длительную работу только при наличии газа с высокой степенью очистки от крупных ТЧ, размерами не более 0,11 мм. В то же время значительная часть крупных ТЧ проникает через превосходящие по своему размеру ячейки существующих фильтрующих элементов (ФЭ) и, воздействуя на уплотнительные элементы и мембраны, приводит к возникновению неисправностей и выходу из строя УУРГ, РА, ЗА и ПА. В настоящее время отсутствуют рекомендации по определению размера ячейки ФЭ в конце срока его эксплуатации, учитывающие максимально допустимый размер ТЧ, величину эрозионного износа фильтрующего материала и отклонения размеров ячейки ФЭ от нормативных значений.

В существующих конструкциях ФЭ удаление ТЧ осуществляется в плановом порядке через определенные промежутки времени, как правило, одинаковые для всех типов установок очистки (УО). Вместе с тем, изменение расхода или концентрации ТЧ в газе приводит к засорению ФЭ и повышению перепада давления до максимально допустимого значения значительно раньше запланированного времени его очистки. В этом случае в запланированный момент удаления ТЧ фактический перепад давления может значительно превысить максимально допустимое значение, что вызовет снижение пропускной способности ФЭ ниже расчетной, приведет к разрушению фильтрующих сеток и попаданию больших скоплений ТЧ и фрагментов ФЭ

3 _ {

в затворы РА, ЗА, ПА, обусловит возникновение инцидентов и аварийной ситуации. В существующей газовой практике отсутствуют рекомендации по выявлению допустимого перепада давления на УО и величины запаса падения давления на ФЭ, необходимых для оповещения и подготовки персонала к удалению ТЧ из УО.

В связи с этим актуальными вопросами, требующими своего решения, являются обоснование типа установки грубой очистки, определение максимального размера ячейки ФЭ в конце срока его эксплуатации, обоснование величин допустимого падения давления на ФЭ и максимального значения запаса падения давления.

Цель работы - повышение эффективности и безопасности эксплуатации установок очистки природного газа путем разработки теоретических основ обоснования типа ФЭ, максимального размера его ячейки и величин допустимого и максимально допустимого падения давления на ФЭ.

Для решения поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи:

1. Выявление опасного воздействия крупных ТЧ на герметизирующие элементы и мембраны УУРГ, РА, ЗА и ПА ГРП;

2. Технико-экономическое обоснование типа установки грубой очистки природного газа от крупных твердых частиц с сетчатым фильтрующим элементом;

3. Выявление целевой функции, устанавливающей требования к максимальному размеру ячейки ФЭ в зависимости от геометрических параметров ТЧ;

4. Разработка зависимости по определению допустимого перепада давления на УО и величины запаса падения давления на ФЭ, необходимых для оповещения и подготовки персонала к удалению ТЧ из УО;

5. Получение алгоритма по определению динамики падения давления на ФЭ в процессе засорения фильтрующей сетки ТЧ;

6. Разработка комплекса технических решений по устройству основной и дополнительной грубой очистки ПГ от ТЧ и по предотвращению падения давления газа на них выше максимально допустимого значения.

Методы решения поставленных задач: системный подход при разработке модели и конструкции УО; математическое моделирование, численные методы, методы декомпозиции и математической статистики.

Научная новизна результатов работы

1. Разработана математическая модель оптимизации и обоснования типа установки грубой очистки ПГ от ТЧ, включающая структурную схему, целевую функцию интегральных затрат, балансовое уравнение, систему ограничений управляющих параметров и позволяющая на базе системного подхода приводить конкурирующие варианты УО к единой структуре и сопоставимости, учитывающая динамику развития системы и иерархию ее функционирования.

2. Предложена целевая функция по определению максимального размера ячейки ФЭ в конце срока его эксплуатации, учитывающая максимально допустимый размер ТЧ, при котором не оказывается их опасное воздействие на газовое оборудование ГРП, и увеличение размеров ячейки ФЭ в течение срока его службы вследствие эрозионного износа проволоки и позволяющая выявить максимальное отклонение размера ячейки от нормативного значения.

3. Получена целевая функция по выявлению допустимого падения давления на ФЭ УО вследствие его засорения ТЧ, учитывающая величину запаса падения давления на ФЭ, необходимого для оповещения персонала о необходимости удаления ТЧ из УОи проведения им подготовительных работ.

4. Предложен алгоритм определения динамики падения давления на ФЭ в процессе засорения фильтрующей сетки ТЧ, позволяющий выявить зоны безопасной эксплуатации УО и учитывать уменьшение активной поверхности и увеличение гидравлических сопротивлений по мере оседания на сетке ФЭ твердых частиц.

5. На основе предложенных целевых функций разработаны технические решения, позволяющие предотвращать:

- попадание ТЧ, образовавшихся в соединительных деталях и трубопроводах, путем установки дополнительного ФЭ, встроенного в защищаемое газовое оборудование (получено решение от 21.11.2011 г. о выдаче патента по заявке № 2011138601 с приоритетом от 20.09.2011 г.);

- увеличение перепада давления на ФЭ сверх максимально допустимого значения (оформлена заявка на патент № 2011147260 с приоритетом от 21.11.2011 г.).

На защиту выносятся:

1. Математическая модель оптимизации и обоснования типа установки грубой очистки природного газа от твердых частиц;

2. Целевая функция, устанавливающая размер ячейки фильтрующего элемента в конце срока его эксплуатации;

3. Целевая функция, позволяющая выявить допустимое падение давления на ФЭ и определить величину запаса падения давления на нем;

4. Алгоритм определения динамики падения давления на ФЭ в процессе засорения фильтрующей сетки ТЧ;

5. Комплекс новых технических решений, позволяющих предотвращать попадание крупных твердых частиц в газовое оборудование и увеличение перепада давления на ФЭ сверх максимально допустимого значения;

6. Результаты опытно-промышленных испытаний и внедрения предлагаемой установки очистки ПГ от ТЧ, новая нормативная документация.

Практическая ценность и реализация результатов работы

1. Разработанные технические решения защищены решением на выдачу патента по заявке № 2011138601 с приоритетом от 20.09.2011 г. и заявкой на патент № 2011147260 с приоритетом от 21.11.2011 г. и реализованы в стандарте СТО 03321549-012-2011 и проекте национального стандарта по газоре-гуляторным пунктам.

2. Предложенные технические решения внедрены в технико-эксплуатационной документации, по которой ООО «Еврогалс» (г. Саратов) осуществляет налаживание серийного производства по сборке газорегуля-торных пунктов, оснащенных предлагаемыми системами контроля перепада давления установок грубой очистки ПГ, а также регулирующей и защитной арматурой с дополнительными фильтрующими элементами.

снабжение, вентиляция, водообеспечение и гидрогазодинамика» Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: научно-практических конференциях «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа» в рамках VIII Конгресса нефтегазопромыш-ленников России и Нефтегазовых форумов (Уфа, 2009-2011 гг.); Международном симпозиуме по проблемам жилищного строительства (Саратов, 2010 г.); Всероссийских научно-практических конференциях «Энергоэффективность. Проблемы и решения» в рамках IX, X и XI Российских энергетических форумов (Уфа, 2009-2011 гг.); Международной конференции «Газораспределение - инновационные технологии, материалы, оборудование» (Саратов, 2011 г.); ежегодных научно-технических конференциях СГТУ (Саратов, 2010-2012 гг.); научно-технических советах ОАО «Гипрониигаз» (Саратов, 2010 г., 2012 г.) и ОАО «Росгазификация (Москва, 2009-2010 гг.).

Публикации и личный вклад автора. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 16 научных трудах, в том числе в 8 ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, и 1 нормативном документе.

Автору принадлежат: постановка задач исследований, их решение, разработка новых технических решений установок очистки, непосредственное участие в экспериментальных и опытно-промышленных испытаниях, анализ и обобщение результатов исследований, внедрение результатов исследований.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, библиографического списка использованной литературы, включающего 145 наименований. Работа изложена на 163 страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка, 7 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы ее цель и основные задачи, обозначены основные положения, выносимые на защиту, показаны научная новизна и практическая ценность результатов работы.

В первой главе обоснован выбор направлений исследований по повышению эффективности и безопасности эксплуатации установок грубой очистки ПГ от ТЧ, приведен дисперсный анализ ТЧ, влияющий на состояние уплотнительных элементов и мембран УУРГ, РА, ЗА и ПА ГРП, изучен механизм возникновения твердых частиц в сетях газораспределения, рассмотрена промышленная безопасность существующих УО ПГ от ТЧ.

Результаты дисперсного анализа ТЧ в потоке газа, отобранного до УО, показывают, что доля фракций размерами менее 0,50 мм составляет свыше 70 % в общей массе частиц, а размерами 0,080 мм и менее составляет 21,5 %, что меньше размера ячейки существующих ФЭ установки грубой очистки, равного 0,50 мм. Применение фильтрующих сеток с уменьшенным размером ячейки, например равным 0,08 мм, позволит увеличить долю улавливаемых ТЧ размерами, равными и превышающими 0,08 мм, до 78,5 % и выше.

Выявлено, что источниками появления ТЧ в распределительных газопроводах (РГ) являются механические примеси, находящиеся в ПГ, поступающем от газораспределительных станций (ГРС), и образующиеся в полостях РГ в результате коррозии и в процессе монтажа и эксплуатации. Установлено также, что в настоящее время не осуществляется автоматическое предупреждение о приближении к моменту очередной очистки ФЭ от механических примесей. Таким образом, проведенный анализ предопределяет выбор направлений диссертационного исследования, представляющего собой решение следующих взаимосвязанных задач (рисунок 1).

Анализ физических свойств ТЧ и механизмов их возникновения в сетях газораспределения -* анализ безопасности существующих УО ПГ от ТЧ -> разработка математической модели обоснования типа установки грубой очистки ПГ от ТЧ -* обоснование типа УО ПГ от ТЧ -» определение целевых функций, устанавливающих требования к размерам ячеек ФЭ и уровню безопасности УО ПГ -> экспериментальная проверка и внедрение решений по предотвращению закупорки ФЭ от ТЧ -» разработка рекомендаций по применению УО ПГ, оснащенных устройствами по предотвращению падения давления сверх максимально допустимого значения.

Рисунок 1 - Общая постановка и структура диссертационного исследования

Вторая глава посвящена разработке математической модели и проведению на ее основе обоснования типа установки грубой очистки ПГ, размещаемой перед УУРГ, РА, ЗА и ПА ГРП.

В системы газораспределения поступает природный газ с содержанием ТЧ не более 0,001 г/м3, и поэтому здесь применяются УО, использующие принцип фильтрации с помощью пористых сред, например волокнистых материалов.

Сравнение технических характеристик вариантов У О ПГ с фильтрующим элементом, выполненным на основе: 1 - тканевых полотен, 2 - метал-лопористых материалов, 3 - синтетических волокон и 4 - металлической сетки, показало, что варианты 1 и 2 на основе тканевого и металлопористого ФЭ не могут быть рекомендованы к применению в УО, устанавливаемых перед УУРГ, РА, ЗА и ПА ГРП, вследствие низкой стойкости к истиранию при пропуске высокоскоростных потоков ПГ и высокой трудоемкости очистки от ТЧ варианта 1 и высокой трудоемкости удаления ТЧ, низкой удельной пропускной способности варианта 2. В то же время, варианты 3 и 4 на основе волокнистых и сетчатых ФЭ получили широкое применение в системах газораспределения: вариант 3 - в связи со способностью комплексного улавливания мелких твердых и жидких частиц; вариант 4 - в связи с возможностью высокоскоростной очистки газа за счет отсутствия уноса фильтрующего материала, высокой устойчивостью к истиранию, малыми трудоемкостью и продолжительностью удаления ТЧ из установки очистки. В то же время, унос фильтрующего материала, необходимость периодической пропитки фильтрующего материала маслом и сравнительно короткий срок службы в варианте 3, а также фильтрация только крупных твердых частиц в варианте 4 осложняют их применение. В связи с этим выбор вариантов 3 или 4 в установках грубой очистки ПГ требует проведения детального технико-экономического обоснования. Отсутствие математических моделей технико-экономического обоснования и оптимизации систем очистки ПГ требует разработки достоверного метода сравнения, базирующегося на основных положениях системного подхода.

Предложенный метод включает выявление цели исследований, структурирование, учет влияния внешних связей, иерархический подход, учет динамики развития системы, позволяет разработать достоверную математическую модель обоснования и оптимизации системы очистки газа от ТЧ. Математическое моделирование осуществлялось для временного интервала 1 = 0,1,

2,..., Т. Предлагаемая математическая модель обоснования типа УО включает в себя расчетную схему (рисунок 2), целевую функцию интегральных затрат (1) - (2) и (5) - (6), систему ограничений управляющих параметров (3), балансовое уравнение (4). Расчетная структурная схема сравниваемых вариантов системы очистки газа от твердых частиц приведена на рисунке 2.

величине рабочего давления Р в корпусе УО: б - расстояние между наружной и внутренней поверхностями ФЭ и корпуса УО; 8 - толщина стенок обечайки, крышки и днища корпуса УО; Ьф - толщина стального фланца; еф - нормативная величина конструктивного зазора между внутренней боковой поверхностью фланца и наружной боковой поверхностью обечайки или крышки; С,|, - полная ширина фланца; Ь - толщина соединительного выступа фланца; Сф| - полная ширина соединительного выступа фланца; <10 - диаметр отверстий во фланце для болтовых соединений

Рисунок 2 - Структурная схема УО

На схеме сравниваемые варианты приведены к единой структуре, т.е. к одинаковой форме, и имеют одинаковое количество элементов р: фильтрующий элемент (р = 1); корпус фильтра (р = 2). Цельносварной корпус (р = 2)

включает в себя накопитель частиц Б с патрубком В, входной и выходной патрубки Г и Д, фланцы Е с болтовыми соединениями Ж, крышку 3.

В качестве критерия оптимальности целевой функции принят минимум интегральных затрат в УО:

F P=j p=j

f=l p=l p=| t=l Ш=|

ш=5

■ &р(Оф.э) + ФЫ f Kip(D$,))+Z И™(Чоч)] = шт; (1)

р=1 р=1 т=4

at = (l + E)-*; af=(l + E)~Y i = U; р=йР; t=U\ (2)

Система ограничений управляющих параметров целевой функции (1):

Оф.э.тт ^Оф.э —Оф.э.тах> ^"i.oM.min — 'П.оч — 'П.оч. max- (3)

Балансовое уравнение целевой функции (1) записывается как:

Ti=T"i.o4 ri=ri.o4 Г1=Гоч

Z gBx„-V4= £ G03ri + £ gBb,x,,-V4. (4)

Ti=l Ti=l ri=l

p=j

Капвложения ^К|р(Вфэ) в формуле (1) складываются из капвложений р=1

в фильтрующий элемент Кф.э (D ф.э) и в корпус Кк (D ф.э).

Капитальные вложения в фильтрующий элемент р = 1 определяются следующим образом:

Кф.э (D ф.э) = К ф.э • X -D ф.э Н ф.э. (5)

Капитальные вложения в корпус установки грубой очистки р = 2 зависят от диаметра фильтрующего элемента Бф.э и определяются по формуле:

Кк(Офэ) = ко.д.Рст.я(Офэ+2(5 + 8))2(Ф + 0>69)-(8 + 5кор)+-f--

• (6)

ЬФ [(Оф., + 2(5+Б + еф + Сф))2 - (Оф э + 2(5 + 5+еф))2 - пс!2 ]

" +Ь[(Вфэ + 2(5 + 8 + еф+Сф1))2-(Вфэ + 2(5+8+еф))2]

Результаты расчетов по обоснованию экономически целесообразного варианта У О, проведенных согласно математической модели (1) - (6) представлены на рисунке 3. Из рисунка 3 видно, что величина экономии затрат от

применения варианта 1 = 4 с сетчатыми ФЭ (линия 1 на рисунке 3) составляет 74,5 % по сравнению с вариантом 1 = 4 на основе волокнистых ФЭ (линия 2) для всего типового ряда УО. 3,0

СЗ

о.

св

1) *--

2 я1

Я - •л

>д а

о. 5

с-, ц

р о

(1 я ч

к сгГ

•д

1=1

?»

2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000

Пропускная способность V, м3/ч, при избыточном давлении 1,2 МПа

1,2— варианты на основе сетчатого (1 = 4) и волокнистого 0=3) ФЭ

Рисунок 3 - Зависимость удельных интегральных затрат

в конкурирующие варианты систем грубой очистки ПГ от их пропускной способности.

Третья глава посвящена разработке системных положений безопасной эксплуатации, устанавливающих требования по предотвращению повышения основных параметров УО сверх максимально допустимых значений и разрабатываемых в следующей последовательности (рисунок 4).

Характеристика УО природного газа (1) цель разработки (2) -* выделение УО ПГ как системы с установлением ее границ и структуры (3) -+ выявление и анализ внешних опасных воздействий (ВОВ) на УО ПГ (4) -» анализ результатов ВОВ (5) -» вьивление целевых функций (6) -» разработка конструкции УО, исключающей результаты ВОВ (7) -» проверка соответствия УО целевым функциям (8).

Рисунок 4 - К разработке системных положений безопасной эксплуатации УО

Основным элементом системных положений является выявление целевых функций по обеспечению эффективной и безопасной эксплуатации УО, математически описывающих цели разработки.

Целевая функция, устанавливающая требования к максимальному размеру ячейки плетеной сетки ФЭ УО, при котором не оказывается опасное воздействие ТЧ на j-ый тип газового оборудования ГРП (УУРГ, РА, ЗА и ПА) в течение всего срока службы, выглядит следующих образом:

"max max 2-Д(1Пр[7сл, Umax > Сщах max- (7)

Результаты проведенного анализа показывают следующее. Максимальный размер твердых частиц a(j)max в формуле (7), при котором не оказывается опасное воздействие на J-ый тип оборудования ГРП, составляет a(j)max = 0,11 мм.

Величина увеличения размера сетки в формуле (7) вследствие уменьшения диаметра проволоки фильтрующей сетки, вызванного ее эрозионным износом в течение срока службы ФЭ, равного Тсл = 25 лет, составляет: 2Adnp[TCji,umax ,Cmax(P)]=3600- тсл - <ax • Cmax (Р) • Ка ■ Е(Р) / g = 0,008 мм. (8) Функционал Дампах в формуле (7), выражающий максимальное отклонение размера стороны ячейки в большую сторону от номинального анн в зависимости от параметра п, учитывающего плюсовые допуски и возможности технологии при изготовлении плетеной металлической сетки высокого класса точности по ГОСТ 6613-88, составляет 0,021 мм.

Результаты расчетов, проведенных по формулам (7) и (8), показывают, что при расчетном (максимальном) размере частиц a(j)max = 0,11 мм номинальный размер ячейки для сетки высокой точности (В) по ГОСТ 6613-86 с учетом увеличения ее размера на 2Дdnp[7CJI, Umax , Cmax (Р)] = 0,008 мм вследствие эрозионного износа в течение срока службы 7СЛ= 25 лет и максимального отклонения размера ячейки в большую сторону Да(п)тах = 0,021 мм принимается атах = 0,11 - 0,008 - 0,021 = 0,081 мм. Принимая по

ГОСТ 6613-88 ближайший наименьший номинальный размер, получим атах=0,08мм.

Целевая функция, позволяющая определить величину допустимого падения давления на ФЭ, при достижении которого должно осуществляться предупреждение диспетчерского и технического персонала о том, что дальнейшая эксплуатация не является безопасной, имеет следующий вид:

АРД = ЛРм.д - ЛРС - ЛРзап(Д7д.ш АТТ.П, ДТ0Ч, ДТтр, ДТП.0, ДТр.л). (9) Здесь ДРм.д - максимально допустимое падение давления на ФЭ сетчатого типа, принимается равным 5,0 кПа, согласно правилам безопасности ПБ 12-609-03 и своду правил СП 62.13330.2011.

Суммарная плюсовая поправка падения давления ДРС в формуле (9), связанная с погрешностью измерения давления, преобразования его в токовый сигнал, погрешностью функционирования датчика-преобразователя, контроллера, интерфейса, системы сигнализации, принимается согласно техническим характеристикам указанных приборов, равной ДРС = 0,05 кПа.

Важной поправкой в формуле (9), обеспечивающей запас времени для проведения предварительных операций, предшествующих очередному удалению ТЧ из установки очистки, является величина ДРзап- Суть этой поправки заключается в принятии запаса по величине падения давления на ФЭ в течение интервала времени ДТзап, необходимого для: 1) ДТд.п - передачи сигнала на центральный диспетчерский пункт (д.п), предупреждающего о достижении допустимого значения ДРд; 2) АГТ П - передачи полученной информации и необходимых указаний техническому персоналу (т.п); 3) АТ0Ч -выполнения первоочередных, ранее поступивших заявок; 4) ДТпер - передвижения (пер) технического персонала в количестве не менее двух человек на объект эксплуатации УО; 5) ДТП.0 - проведения подготовительных операций (п.о) по приготовлению оснастки, инструмента, растворителя и/или моющего раствора, запасных ФЭ; 6) АТрм - переключения подачи газа на резервную линию (р.л) очистки с последующим отключением подачи газа на основные УО, подлежащие регенерации.

Величина ЛРзап (ДТд.п, Дгт.п> ДГ0Ч> Д7^, АГп.0, ДТр.л) зависит от ряда эксплуатационных показателей, не имеющих своего отражения в нормативных источниках, инструкциях, других технико-эксплуатационных документах, и ее определение требует проведения экспериментальных исследований, результаты которых будут приведены в главе 4.

В целях получения алгоритма, позволяющего проследить динамику падения давления на ФЭ в процессе его засорения ТЧ и выявить зоны безопасной и опасной эксплуатации, предложена следующая постановка задачи.

Природный газ с содержанием твердых частиц С^ при давлении Р и расчетном расходе V проходит очистку в ФЭ из плетеной металлической сетки с ячейкой номинального начального размера анн из проволоки номинальным начальным диаметром dHH по ГОСТ 6613-86. В процессе эксплуатации на поверхности сетки оседают ТЧ, в результате чего размеры и проходное сечение ячеек сетки ФЭ уменьшаются. В качестве загрязненного ФЭ на каком-то следующем этапе оседания ТЧ условно принимается чистый ФЭ с меньшим номинальным размером ячейки по сравнению с размером на ее предыдущем этапе. Здесь ф - номер сетки, ф = I, II, III, IV, V, VI. При ф = I принимается сетка с размером ячейки ан ^=1 = анн = 0,080 мм; при ф = II принимается сетка с размером ячейки ан.^ = 0,071 мм; при ф = III размером aHJ¿ = 0,063 мм; при ф = IV размером а„.^ = 0,056 мм; при ф = V размером aHJ¿ = 0,050 мм; при ф=У1 размером ан.^ = 0,040 мм. В качестве максимального начального размера, согласно результатам расчетов по формуле (7), примем ближайшее номинальное значение в меньшую сторону = 0,080 мм по ГОСТ 6613-86. Уменьшение размера ячейки сетки с ан.^ до +1 при ее засорении ТЧ в предлагаемой постановке задачи имитируется путем увеличения диаметра проволоки до значения

Падение давления на ФЭ с номинальным номером сетки, принимаемым равным: = I, II, П1, IV, V, VI по ГОСТ 6613-86, и диаметром проволоки, увеличенным согласно (10), определяется по формуле:

п4

V=vi

^H.\|i(Cmax)+dHH + ^ (аНЛ)/- анд(,+1)/2

4/-1

(П)

2Р • g • F 36002 a¡J ^ (Стах)

Результаты расчетов по вычислению величины падения давления ДР^ по формуле (11) в процессе засорения ФЭ из металлической сетки номинальным начальным размером анн = 0,080 мм представлены на рисунке 5.

Рисунок 5 - Падение давления на ФЭ из металлической сетки с начальным размером ячейки 0,080 мм, наблюдаемое в процессе его засорения ТЧ (кривая I получена для сетки с размером ячейки анк$ = 0,080 мм; II- 0,071 мм; III -0,063 мм; IV - 0,056 мм; V-0,050 мм; VI-0,040 мм)

Из рисунка 5 видно, что для принятой пропускной способности 2300 м3/ч падение давления на чистом ФЭ, незагрязненном ТЧ, с размером ячейки, равным 0,080 мм, составляет АР = 0,75 кПа (точки 1-» 2-* 3 на кривой I рисунка 5). Величина предель-

1000 2000" 3000"4000 5Ó00 НОГо падения давления на ФЭ сетча-Пропускная способность V* э. м"7ч

того типа, выше которого может произойти его разрушение, составляет Д Рпр S20 кПа. Из рисунка 5 видно, что стремительное увеличение перепада давления на ФЭ от максимально допустимого Д Рм.д = 5,0 до значения 20,9 кПа, то есть на 318 %, имеет место в

опасной зоне (показанной темным фоном) при уменьшении размера ячейки сетки всего на два номера с 0,056 до 0,040 мм (от точки 5 до точки 7 на рисунке 5). Отсюда видно, что при эксплуатации УО не следует допускать увеличения перепада давления на ФЭ выше значения АРМ.Д = 5,0 кПа.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований по определению величины АРзап- Здесь же приведены результаты проверки работоспособности, эксплуатационной надежности УО, разработки и внедрения предлагаемой конструкции УО. Экспериментальные исследования проведены на опытной установке грубой очистки (рисунок 6) в период с 24 октября по 16 декабря 2011 года в экспериментальном центре ОАО «Ги-прониигаз», г. Саратов.

1 — компрессор; 2 — ресивер-коллектор; 3 — дистанционный манометр; 4 — сбросной клапан; 5, б , 9, 12 — краны; 7 — сосуд с просеянным песком; 8 — воронка; 10 — дозировочное устройство; 11 — распределительное устройство; 13 - дистанционный датчик для измерения влагосодержания; 14 — дистанционный термометр сопротивления; 15 — установка очистки от ТЧ; 16 — ФЭ; 17 — накопитель механических примесей; 18 — пробка для удаления механических примесей; 19, 20, 21, 22, 23 — соответственно патрубки до и после ФЭ, импульсные трубки, дистанционный датчик-преобразователь и контактное устройство для замера перепада давления; 24 — ротационный счетчик измерения расхода; 25 — вентиль для плавного регулирования расхода; 26 — прибор для контроля допустимого и максимально допустимого перепада давления; 27 — световой сигнализатор; 28 — компьютер; 29, 30 - устройство для передачи телефонного сигнала и телефоны обслуживающего персонала

Рисунок 6 - Схема экспериментальной установки 17

Рабочей средой являлся сжатый воздух, в который с помощью дозировочного устройства 10 подавалась просеянная и просушенная фракция песка с размером частиц 0,1 мм.

Результаты опытов по выявлению динамики роста перепада давления в процессе засорения твердыми частицами ФЭ с начальным размером ячейки, равным анн = 0,080 мм, проведенных для воздуха при давлении Р = 0,6 МПа и максимальной концентрации твердых частиц Стах = 0,012 г/м3, приведены на рисунке 7 в виде отдельных экспериментальных точек. Здесь же приведена теоретическая кривая, полученная в результате расчетов по формуле (11). Среднее расхождение теоретических и экспериментальных данных в размере 16,4 %, позволяет рекомендовать расчетную зависимость (11) для применения в проектной и эксплуатационной практике.

Продолжительность испытаний ФЭ УО, нед.

А — экспериментальные данные; — — теоретические данные

Рисунок 7 - Динамика падения давления на ФЭ с начальным номинальным размером ячейки а„„ = 0,080 мм

Из рисунка видно, что по мере засорения ФЭ твердыми частицами темп роста кривой перепада давления с течением времени значительно возрастает. При достижении значения допустимого перепада давления в процессе опытов, равного ДРд = 4,35 кПа, происходило срабатывание контроллера 26 (рисунок 6) и сигнализатора 27 с передачей данных на удаленный компьютер 28, имитирующий центральный диспетчерский пункт. После выявления характера сигнала по телефонной линии 30 передавалась заявка техническому персоналу на проведение очистки ФЭ. Учитывая самые неблагоприятные сценарии (удаленность, занятость, погодные условия, время принятия сигнала, например конец рабочего дня, а также имея в виду, что работы по очистке от ТЧ являются плановыми, а не аварийными), для осуществления операций по комплектованию бригады из двух человек, ее доставке на объект эксплуатации УО, подготовке необходимой оснастки, инструмента, растворителя, запасных ФЭ, переключения подачи газа на резервную линию очистки запас времени составил Дгзап = 1,5 суток. Отмечая на графике (рисунок 7) точки пересечения координат времени с кривой очистки (точки 3 и 4) и проецируя на ось падения ДР, получим значение максимального запаса падения ДРзагт = 0,6 кПа (точки 5 и 6).

По результатам проведенных экспериментов и на основе целевой функции (9) разработано техническое решение по повышению безопасности путем предупреждения обслуживающего персонала световым, звуковым или иным сигналом при достижении допустимой величины падения давления ДРд = 4,35 кПа с таким расчетом, чтобы обеспечить запас перепада давления ДРзап = 0,6 кПа, необходимый для прибытия персонала на объект эксплуатации и переключения им подачи газа на резервную УО до момента достижения максимально допустимого значения ДРм.д = 4,35 + 0,05 + 0,6 = 5,0 кПа, согласно (9). В этом случае обеспечивается безопасная эксплуатация УО и полностью исключается возможность стремительного увеличения перепада давления на ФЭ до значений, при которых может произойти его разрушение. При этом отключение светового 9, звукового 10 или иного сигнала осуществляется только после переключения подачи газа через резервную установку очистки. Данное техническое решение оформлено заявкой на патент

№2011147260 с приоритетом от 21.11.2011 г. и реализовано путем оснащения предлагаемыми средствами автоматики установки очистки, находящейся в эксплуатации на полигоне ОАО «Гипрониигаз».

На основе проведенного анализа, разработано техническое решение по предотвращению негативного воздействия ТЧ, образовавшихся в процессе изготовления, монтажа и эксплуатации в полостях соединительных трубопроводов и переходников 5 (рисунок 8), расположенных после основной фильтрующей сетки 3 установки очистки 2 с входным 1 и выходным 2 фланцами, предложено в конструкцию штуцера 7 газового оборудования 8 (УУРГ, РА, ЗА и ПА) встраивать дополнительные фильтрующие сетки 6.

1 2 3 4 5 6 7 8

Рисунок 8 - Схема установки дополнительной металлической сетки в разъемную часть входного штуцера газового оборудования

Предложенное техническое решение защищено решением о выдаче патента по заявке № 2011138601 с приоритетом от 20.09.2011 г. и реализовано путем установки в конструкцию входного фланца регулятора давления, находящегося в эксплуатации на полигоне ОАО «Гипрониигаз».

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В результате анализа выявлены низкая эффективность и высокий уровень опасности существующих установок очистки ПГ от ТЧ, обоснована необходимость разработки теоретических положений и технических решений по повышению их эффективности и безопасности.

2. На базе математической модели по обоснованию типа установки очистки ПГ, позволяющей на базе системного подхода приводить конкурирующие варианты УО к единой структуре и сопоставимости, учитывающей динамику развития системы и иерархию ее функционирования, разработан и внедрен в проектную практику соответствующий стандарт СТО 03321549-012-2011.

3. Предложены целевые функции по определению максимального размера ячейки ФЭ в конце срока его эксплуатации и выявлению допустимого падения давления на ФЭ УО вследствие его засорения ТЧ и алгоритм определения динамики падения давления на ФЭ по мере оседания на сетке твердых частиц, позволяющие установить зону и параметры безопасной эксплуатации УО.

4. По результатам анализа, показавшего, что источником появления твердых частиц являются продукты коррозии и сварки, образовавшиеся в полостях РГ в процессе их монтажа и эксплуатации, разработан и внедрен способ (положительное решение о выдаче патента по заявке № 2011138601 с приоритетом от 20.09.2011 г.) по установке дополнительного ФЭ, встроенного в защищаемое оборудование (УУРГ, РА, ЗА и ПА), расположенное после основной УО в случае прокладки между ними соединительного газопровода.

5. На основе предложенных системных положений и целевых функций по геометрическим параметрам ячейки ФЭ и по контролю допустимого и максимально допустимого значений перепадов давления на ФЭ разработаны и внедрены рекомендации по определению размера ячейки ФЭ в конце срока его эксплуатации и по предотвращению увеличения перепада давления на ФЭ сверх максимально допустимого значения (заявка на патент № 2011147260 с приоритетом от 21.11.2011 г.).

6. Спроектирован, изготовлен, испытан и внедрен опытно-промышленный образец установки очистки ПГ от ТЧ, оснащенный предлагаемой системой предотвращения увеличения перепада давления на ФЭ сверх максимально допустимого значения.

Основные результаты работы опубликованы в следующих научных трудах:

Ведущие рецензируемые научные журналы

1. Усачев А.П., Шурайц А.Л., Желанов В.П., Недлин М.С., Демчук Б.Ю., Зубаилов Г.И. Возникновение утечек природного газа в газорегуляторных пунктах под влиянием опасных воздействий твердых частиц и механических усилий на затворы регулирующей, предохранительной и защитной арматуры // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» IИПТЭР. - Уфа, 2009. - Вып. 4 (78). - С. 101-110.

2. Усачев А.П., Шурайц A.JL, Густов C.B., Желанов В.П. Разработка математической модели по обоснованию типа системы грубой очистки природного газа от твердых частиц и оптимизации ее геометрических и эксплуатационных параметров // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. - Уфа, 2011. - Вып. 1 (83). - С. 148-158.

3. Усачев А.П., Шурайц А.Л., Густов C.B., Желанов В.П. Обоснование типа системы очистки природного газа, устанавливаемой перед регулирующей, предохранительной, защитной арматурой и узлами учета газорегуля-торных пунктов // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. - Уфа, 2011. - Вып. 1 (83). - С. 159-167.

4. Усачев А.П., Шурайц А.Л., Густов C.B., Желанов В.П. Основные положения системного подхода при разработке системы грубой очистки природного газа // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. - Уфа, 2011. - Вып. 2 (84). - С. 124-132.

5. Усачев А.П., Шурайц А.Л., Густов C.B., Желанов В.П. Целевая функция, устанавливающая требования по предотвращению попадания крупных твердых частиц в оборудование газорегуляторных пунктов // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. -Уфа, 2011. - Вып. 2 (84). - С. 133-141.

6. Усачев А.П., Шурайц А.Л., Густов C.B., Желанов В.П. Разработка системы очистки природного газа от твердых частиц на основе анализа мест и их возникновения // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. - Уфа, 2011. - Вып. 3 (85). - С. 152-157.

7. Усачев А.П., Шурайц А.Л., Густов C.B., Желанов В.П. Целевая функция, устанавливающая требования к системе защите, предотвращающей падение давления природного газа на фильтрующем элементе установки очистки сверх максимально допустимого значения // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. - Уфа, 2011. -Вып. 4 (86).-С. 164-173.

8. Усачев А.П., Шурайц А.Л., Густов C.B., Желанов В.П. Разработка системы контроля допустимых значений основных эксплуатационных параметров установок очистки природного газа от твердых частиц // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. -Уфа,2011.-Вып.4(86). - С. 174-182.

Прочие публикации

9. Усачев А.П., Шурайц A.JL, Желанов В.П., Усачева Т.А., Кривонос Д.А. Разработка алгоритма обеспечения безопасности газораспределительных пунктов // Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа. Матер, научн.-практ. конф. в рамках VIII Конгресса нефтегазопромышленников России. - Уфа, 2009.-С. 249-251.

10. Усачев А.П., Шурайц A.JL, Желанов В.П. и др. Анализ опасных совместных воздействий механических частиц и непропорциональных усилий на элементы газорегуляторных пунктов // Научно-технические проблемы совершенствования и развития систем газоэнергоснабжения. Сб. научн. тр. / СГТУ. - Саратов, 2009. - С. 4-14.

11. Усачев А.П., Шурайц A.JL, Желанов В.П., Бурковский В.А. Мероприятия по предотвращению воздействий твердых частиц на регулирующую и предохранительную арматуру газорегуляторных пунктов природного газа // Энергоэффективность. Проблемы и решения. Матер. Девятой Всеросс. научн.-практ. конф в рамках IX Российского энергетического форума. - Уфа, 2009.-С. 189-190.

12. Желанов В.П. Системный анализ опасных воздействий на герметизирующие элементы затворов регулирующей, предохранительной и защитной арматуры ГРП // Социально-экономические проблемы жилищного строительства и пути их решения в период выхода из кризиса. Сб. научн. тр. Меж-дунар. научн.-практ. симпозиума (май 2010 г.). - Саратов, 2010. - С. 151-156.

13. Усачев А.П., Шурайц А.Л., Желанов В.П., Сильников Д.В. Системный анализ воздействий на герметизирующие элементы затворов регуляторов давления и предохранительных клапанов газораспределительных пунктов // Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа. Проблемы и методы рационального использования нефтяного попутного газа. Матер, научн.-практ. конф. -Уфа, 2010.-С. 213-214.

14. Усачев А.П., Сильников Д.В., Желанов В.П. Определение эрозионного износа проволоки фильтрующей сетки в системах очистки природного газа II Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем

транспорта нефти, нефтепродуктов и газа. Матер. Междунар. научн.-практ. конф. - Уфа, 2011. - С. 364-365.

15. СТО 03321549-012-2011. Рекомендации по обоснованию типа системы грубой очистки природного газа от твердых частиц и оптимизации ее параметров / А.П. Усачев, A.JI. Шурайц, C.B. Густов, В.П. Желанов и др. - Саратов: ОАО «Гипрониигаз», 2011. - 65 с.

16. Шурайц А.Л., Густов C.B., Желанов В.П. Использование системного подхода при разработке системы защиты установок очистки природного газа от внешних опасных воздействий // Наука и просвещение. Матер. II междунар. научн.-практ. конф. В 3 ч. - Киев: Изд-во «Простобук», 2011. -41.-С. 212-218.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

р - плотность, кг/м3; Р - давление газа, Па; ДР - падение (перепад) давления, Па; g - ускорение свободного падения, м/с2; V4 - объемный расход ПГ, м3/ч; т - время работы (эксплуатации), продолжительность износа поверхности материала, ч; D, d - диаметр, м; H, h - высота, м; и - скорость течения природного газа, м/с; С - концентрация ТЧ в потоке ПГ, кг/м3; Е -вероятность удара ТЧ о сетку ФЭ, д.е., норма дисконта, 1/год; Ка - коэффициент износостойкости материала ФЭ, м2/кг; Т - срок службы УО, год; t -расчетный год эксплуатации, год; а - размер ячейки ФЭ, мм; коэффициент дисконтирования; f - количество замен элемента в течение срока службы; /¡.ом - продолжительность времени между двумя очередными операциями по очистке от ТЧ для i-oro варианта УО, ч; К, к - полные и удельные капитальные вложения в изготовление УО, долл./м2, долл.; И - эксплуатационные затраты, долл./год; gBX.n? ёвых.л _ удельная масса ТЧ в ПГ, поступивших соответственно из входного газопровода в УО и из УО в выходной газопровод в момент времени Tj для i-oro варианта, г/м3; Оф.э.л- общая масса ТЧ, уловленных ФЭ в момент времени 1\ для i-oro варианта УО, г/ч; F - общая поверхность ФЭ, м2; п - количество отверстий для болтовых соединений во фланце, шт.; Ф - фактор формы корпуса УО; 5кор - запас толщины металла на коррозию, м; к0 д, к ф.с - удельные капитальные вложения в изготовление

стальных: обечайки, крышки, днища и фланцевого соединения из двух фланцев УО в расчете на единицу их металлоемкости, долл./кг; <р1М - доля отчислений от Кф на монтаж i-oro варианта УО, е.д.; cpim3 - доля годовых отчислений от Kjp на эксплуатацию р-ого элемента i-oro варианта УО, д.е.; анн, аи,Ф - номинальные начальный и текущий размеры квадратной ячейки сетки ФЭ в свету, мм; £фЭ — коэффициент местного сопротивления ФЭ.

БУКВЕННЫЕ ИНДЕКСЫ

а - активная; г - газ; фэ - фильтрующий элемент; д - дополнительные; пд - предельно допустимая; ст - сталь, стальной; мд - максимально допустимый; оч - очистка; нн - номинальный начальный; н.\р - номинальный текущий; р - расчетный; пр - проволока; ф.с. - фланцевое соединение; о.д. -обечайка, крышка и днище; min, max - минимальная и максимальная величины; р-ый элемент; n-ый элемент; i-ый вариант; m-ый вид затрат.

АББРЕВИАТУРЫ

ПГ - природный газ; УО - установка очистки; ТЧ - твердые частицы; УУРГ - узлы учета расхода газа; РА - регулирующая, ЗА - защитная, ПА -предохранительной арматура; ГРП - газорегуляторный пункт; ГРС - газораспределительная станция; ФЭ - фильтрующий элемент; ГРО - газораспределительные организации; РГ - распределительные газопроводы; ВОВ -внешние опасные воздействия.

Фонд содействия развитию научных исследований Подписано к печати 27.02.2012 г. Бумага писчая. Заказ № 60. Тираж 100 экз. Ротапринт ГУП «ИПТЭР» РБ. 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Желанов, Владимир Петрович

Условные обозначения, буквенные индексы, аббревиатуры.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЙ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО

ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТАНОВОК ГРУБОЙ ОЧИСТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА ОТ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ.

1.1 Изучение и анализ физических свойств твердых частиц, влияющих на состояние уплотнительных поверхностей затворов регулирующей, защитной и предохранительной арматуры газорегуляторных пунктов.

1.2 Изучение механизмов возникновения твердых частиц в сетях газораспределения и их попадания в затворы защитной, регулирующей, предохранительной арматуры и измерительные устройства узлов учета расхода газа.

1.3 Анализ промышленной безопасности существующих установок очистки природного газа от твердых частиц.

1.4 Выбор направлений исследований по повышению эффективности и безопасности эксплуатации установок грубой очистки природного газа от твердых частиц.

Выводы по главе

Глава 2. ОБОСНОВАНИЕ ТИПА УСТАНОВКИ ОЧИСТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА, УСТАНАВЛИВАЕМОЙ ПЕРЕД РЕГУЛИРУЮЩЕЙ, ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ, ЗАЩИТНОЙ АРМАТУРОЙ И УЗЛАМИ УЧЕТА ГАЗОРЕГУЛЯТОРНЫХ ПУНКТОВ.

2.1 Обзор и анализ конструктивных и эксплуатационных параметров установок очистки природного газа от твердых частиц.

2.1.1 Установки очистки с фильтрующим элементом из тканевых полотен.

2.1.2 Установки очистки с фильтрующими элементами из металлопористых материалов.

2.1.3 Установки очистки с фильтрующими элементами из волокнистых материалов.

2.1.4 Установки очистки с фильтрующим элементом из плетеных металлических сеток.

2.2 Разработка математической модели для обоснования типа установок очистки природного газа, устанавливаемой перед регулирующей, предохранительной, защитной арматурой и узлами учета газорегуляторных пунктов.

2.3 Обоснование типа установки очистки природного газа, устанавливаемой перед регулирующей, предохранительной, защитной арматурой и узлами учета газорегуляторных пунктов.

Выводы по главе 2.

Глава 3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ, УСТАНАВЛИВАЩИХ ТРЕБОВАНИЯ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ ПОВЫШЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ УСТАНОВОК ОЧИСТКИ СВЕРХ МАКСИМЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ЗНАЧЕНИЙ.

3.1 Начальные положения системного подхода по предотвращению повышения основных параметров установок очистки сверх максимально допустимых значений.

3.2 Выявление внешних воздействий и их результатов применительно к установке очистки природного газа.

3.3 Выявление целевой функции, устанавливающей требования к установке очистки природного газа, предотвращающей попадание крупных твердых частиц в регулирующую, защитную, предохранительную арматуру и узлы учета расхода газа.

3.4 Выявление целевой функции, устанавливающей требования по предотвращению падения давления на фильтрующем элементе выше максимально допустимого значения.

Выводы по главе 3.

Глава 4. РАЗРАБОТКА, ПРОВЕРКА И ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ УСТАНОВОК ОЧИСТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА.

4.1 Разработка новых технических предложений по повышению безопасности и эффективности установок очистки природного газа. .118 4.1.1 Разработка технических предложений установок очистки по предотвращению попадания крупных твердых частиц в оборудование газорегуляторных пунктов

4.1.2 Разработка новых технических предложений по предотвращению падения давления природного газа на фильтрующем элементе установок очистки сверх максимально допустимого значения

4.2 Экспериментальная проверка и внедрение новых технических предложений по повышению безопасности и эффективности установок очистки природного газа.

Выводы по главе 4.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Повышение эффективности и безопасности эксплуатации установок грубой очистки природного газа от твердых частиц"

Обоснование актуальности работы. Обоснование актуальности проведения исследований по повышению безопасности и эффективности эксплуатации установок очистки (УО) природного газа (ПГ) от твердых частиц структурно разделено на две взаимосвязанные задачи:

1) комплексная очистка газа от твердых частиц до уровня, обеспечивающего качество работы узлов учета расхода газа (УУРГ) и герметичность затворов регулирующей (РА), защитной (ЗА), предохранительной (ПА) арматуры газорегуляторных пунктов (ГРП) в течение длительного периода эксплуатации (5 лет и более);

2) предотвращение падения давления газа на фильтрующем элементе (ФЭ), превышающего:

- максимально допустимое значение, устанавливающее необходимость очистки ФЭ от механических примесей или замены;

- предельное значение, принимаемое исходя из условий обеспечения прочности фильтрующего элемента.

Проведем обоснование актуальности решения каждой из этих задач.

1. Обоснование актуальности комплексной очистки газа от твердых частиц до уровня, обеспечивающего качество работы УУРГ и герметичность затворов РА, ЗА, ПА в течение длительного периода эксплуатации.

В последнее время в результате реализации «Концепции участия ОАО «Газпром» в газификации регионов Российской Федерации» [40] стремительно выросло и продолжает расти общее количество находящихся в эксплуатации газорегуляторных пунктов пропускной способностью от л

500,0 тыс. м /ч и индивидуальных ГРП малой пропускной способностью для частных жилых домов. Большинство вновь построенных ГРП представляют собой конструкцию шкафного или блочного типов, оснащенных узлами учета расхода газа, которые должны устанавливаться, согласно рекомендациям ОАО «Межрегионгаз», сразу после УО.

Примерная динамика изменения числа ГРП за период с 1985 по 2015 годы, полученная согласно данным ОАО «Газпром» и газораспределительных организаций (ГРО) РФ, показана на рисунке 1. н 3 о ей Н и в5 О

320 280 240

200 и 160 с о. и

120

3 , 2

1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Период газификации, год

1 - количество ГРП, устанавливаемых в отдельных капитальных зданиях;

2 - количество ГРП, поставляемых заводами-изготовителями в отдельных металлических шкафах; 3 - общее количество ГРП

Рисунок 1 - Динамика изменения количества ГРП за период с 1985 по 2010 год

Стремительный рост количества ГРП обусловлен различными причинами, главными из которых наряду с широкими масштабами газификации населенных пунктов РФ являются:

1) переход от одноступенчатых систем газоснабжения низкого давления, отличающихся высокой степенью централизации и капиталоемкостью, к двух-и трехступенчатым системам газоснабжения, характеризуемым снижением капиталоемкости и уровня централизации абонентов, подключаемых к одному ГРП;

2) увеличение количества индивидуальных шкафных ГРП, каждый из которых обеспечивает газоснабжение только одного жилого здания.

Анализ динамики развития сетей снабжения природным газом по ГОСТ 5542-87 [22] в городской и сельской местности показывает, что наибольшие темпы роста наблюдаются у сетей среднего до 0,3 МПа и высокого давлений II категории до 0,6 МПа [80], подающих газ в разветвленную сеть ГРП шкафного типа, что еще раз свидетельствует о высоких темпах возведения последних.

Одновременно с ростом численности ГРП существенно возросло количество инцидентов и аварийных ситуаций, связанных с утечками газа через герметизирующие элементы затворов регулирующей, защитной и предохранительной арматуры. Это, в свою очередь, привело к увеличению эксплуатационных затрат ГРО, связанных с ремонтом УУРГ и затворов РА, ЗА, ПА, а также заменой их герметизирующих элементов.

Проведенный в этой связи анализ показывает, что рост числа ГРП не был подкреплен в должной мере мероприятиями по повышению безопасности эксплуатации и уровня герметичности затворов РА, ЗА и ПА. В нормативных документах в ряде случаев отсутствуют временные границы, в течение которых должны выполняться заложенные в них требования.

Так, согласно пункту 2.4.20 правил безопасности ПБ 12-529-03 [56], затвор РА (регуляторов давления газа) должен соответствовать классу «А» по ГОСТ 9544 [26], то есть, не должен иметь видимых протечек газа. Однако в правилах [56] не указан срок, в течение которого затвор регулятора давления газа должен иметь такой класс герметичности.

В пункте 6.4 стандарта [86] записано, что герметичность затворов запорной, предохранительной, защитной и регулирующей арматуры должна соответствовать классу «А» [26]. Однако здесь также не указан срок, в течение которого затворы РА, РА и ПА должны иметь такой класс герметичности.

Заводы-изготовители, как правило, дают гарантию на сохранение всех требуемых характеристик оборудования и деталей ГРП, включая качество работы УУРГ и установленный класс герметичности затворов РА, ЗА и ПА, на срок, равный 12 месяцам. По данным ГРО, нередки случаи, когда после одно- и двухлетней эксплуатации затворы РА, ЗА и ПА не соответствуют классу герметичности «А», установленному ГОСТ 9544-2005. В сложившейся ситуации ГРО вынуждены принимать на себя расходы по выполнению работ для поддержания класса герметичности «А» и устранения неисправностей, возникших по истечении гарантийного срока.

С целью конкретизации временных границ, в течение которых должны выполняться требования, заложенные в правилах [56], ОАО «Газпром газораспределение» выпустило документ [86], в пункте 12.3 которого сказано, что замена уплотнительных материалов регулирующей, предохранительной и защитной арматуры должна осуществляться не чаще одного раза в 5 лет.

Детализация этих требований означает, что установленный правилами [56] класс герметичности «А» для затворов регулирующей, предохранительной и защитной арматуры должен сохраняться в течение периода времени не менее 5 лет без замены уплотнительных прокладок.

Из пункта 12.3 документа [86] вытекает следующее требование для уплотнительных прокладок затворов регулирующей, предохранительной и защитной арматуры: «Заводы-изготовители ГРП, поставляющие продукцию в ГРО, подконтрольные ОАО «Газпром газораспределение», должны разработать комплекс технических мероприятий и решений, позволяющих сохранять уровень герметичности затворов РА, ЗА и ПА не ниже класса «А» в течение каждых пяти лет, прошедших с момента начала их эксплуатации или после очередной замены».

Обеспечение уровня герметичности затворов не ниже класса «А» на длительный период времени до момента очередной замены уплотнительных прокладок является сложной технической задачей. Согласно проведенным обследованиям, основной причиной быстрого снижения уровня герметичности затворов РА, ЗА, ПА и качества работы УУРГ является неудовлетворительная степень очистки ПГ от твердых частиц. Значительная часть твердых частиц, имеющих геометрические параметры меньше размеров ячейки фильтрующего элемента, проникают через них, и, воздействуя на затворы РА, ЗА и ПА, приводят к истиранию уплотнительных поверхностей герметизирующих элементов и седел. Крупные твердые частицы, такие как заусенцы после механической обработки, отслоения и остатки от литья деталей, закристаллизовавшиеся капли металла и флюса после сварки, попадая в зазор между седлом и герметизирующим элементом, препятствуют полному закрытию затворов РА, ЗА, ПА и инициируют протечку газа в сеть.

В настоящее время в выпускаемых отечественной промышленностью и строящихся ГРП все чаще используются современная регулирующая, защитная и предохранительная арматура, контрольные регуляторы давления (КРД), ротационный, турбинный и другие типы счетчиков, в том числе и зарубежного производства. Указанное газовое оборудование и приборы обеспечивают устойчивую длительную работу только при наличии газа с высокой степенью очистки от крупных твердых частиц (КТЧ), размерами, превышающими 0,04.0,08 мм. Согласно принятой классификации [88], к КТЧ относятся частицы размерами более 80 мкм (0,08 мм), улавливаемые установками грубой очистки.

Так, для технологических линий ГРП, выпускаемых «Р1ейо Рюгепйш»

Б.р.А., «Тайалш» Б.р.А., включающих регулирующую, защитную, предохранительную арматуру и контрольные регуляторы давления, максимальный размер крупных твердых частиц составляет 0,11 мм, а для технологических линий ГРП, включающих ротационные и турбинные счетчики, - 0,08 мм.

В то же время существующие конструкции отечественных систем очистки не исключают попадание крупных твердых частиц размерами, превышающими 0,11 мм, в затворы РА, ЗА, ПА и 0,08 мм - в узлы учета ГРП. Данные ГРО показывают, что находящиеся в широкой эксплуатации устройства по очистке с фильтрующим элементом из плетеной металлической сетки имеют ячейки размерами 0,25. 0,50 мм (250.500 мкм). Дополнительный анализ каталогов заводов-изготовителей, выпускающих УО ПГ в период с 2000 года и по настоящее время, показывает аналогичную картину. Так, значительная часть устройств по очистке газа имеет номинальный размер ячейки фильтрующей металлической сетки в диапазоне 0,25. 0,50 мм [66, 67]. Сложившееся различие между требованиями к степени очистки ПГ для современных линий редуцирования и учета и конструктивными характеристиками газовых фильтров, находящихся в эксплуатации, существенным образом снижает безопасность и надежность систем газораспределения.

Другой проблемной ситуацией, выявленной в результате проведенного анализа [32, 96-99, 103, 106, 108, 114, 119], является нарастание массы механических примесей в потоке газа за счет образования твердых частиц в полостях самой газораспределительной сети, на всех ее участках, начиная от головного ГРП и заканчивая газоиспользующими приборами потребителей. Источником их появления являются твердые частицы, оставленные в распределительных газопроводах в процессе монтажа и образовавшиеся в процессе эксплуатации: окалина, застывшие капли металла и флюса после сварки, продукты коррозионных и эрозионных воздействий. Вместе с тем, в современной газовой практике отсутствуют технические решения об оснащении газораспределительных сетей многоступенчатыми системами очистки газа, включающими совокупность газовых фильтров, устанавливаемых перед отдельными группами регулирующей, защитной, предохранительной арматуры и газовыми счетчиками, разъединенных между собой стальными газопроводами и улавливающих частицы определенного размера.

В связи с этим актуальным вопросом, требующим своего решения, является разработка предложений и рекомендаций о степени очистки газа от крупных твердых частиц размерами, превышающими 0,08.0,11 мм, а также обоснование и разработка конструкции УО, реализующей это требование для УУРГ и затворов РА, ЗА, ПА ГРП.

2. Обоснование актуальности задачи по предотвращению падения давления газа на фильтрующем элементе, превышающего максимально допустимое значение, устанавливающее необходимость его очистки от механических примесей или замены

Основные существующие конструкции ФЭ очищаются от твердых частиц (ТЧ) в плановом порядке через определенные промежутки времени, как правило, одинаковые для всех типов систем очистки. Вместе с тем, изменение расхода газа и концентрации твердых частиц, а иногда в связи с неправильным подбором типа системы очистки и несоответствием ФЭ паспортным характеристикам, засорение фильтрующих поверхностей до максимально допустимого значения происходит значительно раньше запланированного времени чистки ФЭ, их регенерации или замены на новые.

Рассмотрим возможные последствия ситуации, когда ФЭ засорились раньше запланированного времени чистки, применительно к сетчатым системам очистки. Увеличение фактического перепада давления АР выше максимально допустимого значения АРМ д = 5кПа для этого типа УО, согласно [66, 67, 127], свидетельствует о необходимости срочной очистки фильтрующего элемента. Возникновение ситуации, когда АР > АРМД, приводит к снижению пропускной способности ФЭ ниже расчетной, к недопоставкам газа потребителям, к уменьшению давления в газораспределительной сети, расположенной за ГРП. Возникает опасность срабатывания защитной арматуры и проскока пламени в газогорелочных устройствах.

Точное прогнозирование времени падения давления на фильтрующем элементе выше максимально допустимого значения не представляется возможным, вследствие:

- неравномерности расхода ПГ и изменения концентрации в нем твердых частиц;

- неправильного подбора типа УО;

- несоответствия фактических характеристик ФЭ паспортным данным; значительного различия в гидравлических сопротивлениях конструкций фильтрующих элементов.

Рассмотрим влияние • значительных различий в гидравлических сопротивлениях существующих конструкций ФЭ на продолжительность периода времени, в течение которого перепад давления достигает максимально допустимого значения, более подробно.

Для незагрязненных фильтрующих элементов ориентировочные значения перепада давления, согласно [66, 67, 127], составляют для волокнистых - 5,0 кПа, для сетчатых - 2,5 кПа.

Следует отметить, что для сетчатых фильтрующих элементов гидравлическое сопротивление сильно изменяется в зависимости от размера ячейки сетки и величины активной фильтрующей поверхности. Результаты проведенных испытаний показывают, что для существующих УО сетчатого типа с размером квадратной ячейки, равной 0,50 мм, засорение сетки происходит значительно медленнее, по сравнению с сетчатым ФЭ, имеющим ячейку размером 0,08 мм. Это объясняется тем, что ячейка размером 0,50 мм не задерживает значительную часть фракций частиц, размерами менее 0,50 мм. В тоже время по данным таблицы 1.2 и рисунка 1.2 главы 1 доля фракций размерами менее 0,50 мм составляет до 71 % в общей массе твердых частиц.

Применение фильтрующих сеток с уменьшенным размером ячейки, например равным 0,08 мм, позволит увеличить долю улавливаемых крупных твердых частиц.

В связи с этим актуальным вопросом, требующим своего разрешения в рамках исследований, проводимых в настоящей работе, также является разработка системы защиты по предотвращению сверхнормативного падения давления газа на ФЭ:

Следует отметить, что в научных и практических трудах Шура И.А. [127], Зиганшина М.Г., Колесника А.А., Посохина В.Н. [33], Коузова П.А. [41], Карякина Е.А. [66, 67], Страуса В. [88], Белоусова В.В. [5], Швыдкого B.C., Ладыгичева М.Г. [125], других авторов [46] приводятся отдельные предложения и рекомендации по повышению эффективности и безопасности установок очистки газа от крупных твердых частиц.

В целом же в настоящее время отсутствуют технические решения и рекомендации по степени очистки газа от твердых частиц определенного геометрического размера, по устройству постоянного автоматического контроля предельной степени загрязнения различных типов ФЭ, по устройству систем защиты, предотвращающих падение давления газа на фильтрующем элементе выше максимально допустимого значения, об оснащении газораспределительных сетей многоступенчатыми системами очистки газа, включающими совокупность газовых фильтров, улавливающих частицы определенного размера.

В этой связи обоснование и разработка УО природного газа с высоким уровнем эксплуатационной безопасности и обеспечение, таким образом, герметичности и безопасности затворов регулирующей, предохранительной и защитной арматуры ГРП в течение длительного периода времени являются актуальными научно-техническими задачами.

Диссертационная работа выполнена на кафедре «Теплогазоснабжение, вентиляция, водообеспечение и прикладная гидрогазодинамика» Саратовского государственного технического университета в период 2009-2012 годы. Начиная с января 2009 года, на стадиях изготовления, монтажа и испытания экспериментального и опытно-промышленного образцов, дальнейшей подготовки к внедрению работа выполнялась в рамках государственной федеральной программы «Старт» по договору с Фондом содействия развития малых форм предприятий в научно-технической сфере № 5733Р/8284.

Для решения поставленной цели были сформулированы следующие основные задачи:

1. Выявление опасного воздействия крупных ТЧ на герметизирующие элементы и мембраны УУРГ, РА, ЗА и ПА ГРП;

Научная новизна результатов работы

3. Получена целевая функция по выявлению допустимого падения давления на ФЭ УО вследствие его засорения ТЧ, учитывающая величину запаса падения давления на ФЭ, необходимого для оповещения персонала о необходимости удаления ТЧ из УО и проведения им подготовительных работ.

5. На основе предложенных целевых функций разработаны технические решения, позволяющие предотвращать:

На защиту выносятся:

2. Целевая функция, устанавливающая размер ячейки фильтрующего элемента в конце срока его эксплуатации;

4. Алгоритм определения динамики падения давления на ФЭ в процессе засорения фильтрующей сетки ТЧ;

Практическая ценность и реализация результатов работы

2. Предложенные технические решения внедрены в технико-эксплуатационной документации, по которой ООО «Еврогалс» (г. Саратов) осуществляет налаживание серийного производства по сборке газорегуляторных пунктов, оснащенных предлагаемыми системами контроля перепада давления установок грубой очистки ПГ, а также регулирующей и защитной арматурой с дополнительными фильтрующими элементами.

3. Предложенные научно-технические решения нашли практическое применение при подготовке и чтении спецкурса «Эксплуатация систем газоснабжения» для студентов и магистрантов по специальности «Теплогазоснабжение, вентиляция, водообеспечение и гидрогазодинамика» Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: научно-практических конференциях «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа» в рамках VIII Конгресса нефтегазопромышленников России и Нефтегазовых форумов (Уфа, 20092011 гг.); Международном симпозиуме по проблемам жилищного строительства (Саратов, 2010 г.); Всероссийских научно-практических конференциях «Энергоэффективность. Проблемы и решения» в рамках IX, X и XI Российских энергетических форумов (Уфа, 2009-2011 гг.); Международной конференции «Газораспределение - инновационные технологии, материалы, оборудование» (Саратов, 2011 г.); ежегодных научно-технических конференциях СГТУ (Саратов, 2010-2012 гг.); научно-технических советах ОАО «Гипрониигаз» (Саратов, 2010 г., 2012 г.) и ОАО «Росгазификация (Москва, 2009-2010 гг.).

Заключение Диссертация по теме "Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ", Желанов, Владимир Петрович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

ФЭ сверх максимально допустимого значения (заявка на патент №2011147260 с приоритетом от 21.11.2011 г.).

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Желанов, Владимир Петрович, Саратов

1. Апьтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. М.: Московский рабочий, 1973. - 296 с.

2. Андриевский P.A. Пористые металлокерамические материалы. М.: Металлургия, 1964. - 111 с.

3. Аэров М.Э. Аппараты со стационарным зернистым слоем / М.Э. Аэров, О.М. Тодес, Д.А. Наринский. Л.: Химия, 1979. - 176 с.

4. Балтренас П., Прохоров А. Зернистые фильтры для очистки воздуха от быстрослипающейся пыли. Вильнюс: Техника, 1991. - 44 с.

5. Белоусов В.В. Теоретические основы процессов газоочистки. М.: Металлургия, 1988. - 256 с.

6. Богуславский Л.Д. Экономика теплогазоснабжения и вентиляции. -М.: Стройиздат, 1988. 320 с.

7. Вальдберг А.Ю. и др. Технология пылеулавливания / А.Ю. Вальдберг, Л.М. Исянов, Э.Я. Тарат. Л.: Машиностроение, Ленинградск. отделение, 1985. - 192 с.

8. Вальдберг А.Ю. Теоретические основы охраны атмосферного воздуха от загрязнения промышленными аэрозолями / А.Ю. Вальдберг, Л.М. Исянов, Ю.И. Яламов. СПб.: МП «НИИОГАЗ-Фильтр», 1993.-235 с.

9. Волков М.М. и др. Справочник работника газовой промышленности. 2-е изд., перераб. и доп. / М.М. Волков, АЛ. Михеев, К.А. Конев. М.: Недра, 1989. - 285 с.

10. Газовое оборудование, приборы и арматура: Справочное руководство. М.: Изд-во «Недра», 1972. - 520 с.

11. ГОСТ Р 12.3.04-98. Пожарная безопасность технологических процессов. -М.: ИПК «Издательство стандартов», 1998. 85 с.

12. ГОСТ Р 5272-2007. Арматура трубопроводная. Термины и определения. -М.: Стандартинформ, 2007. 16 с.

13. ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования. -М.: Изд-во стандартов, 1992. 78 с.

14. ГОСТ 14249-80. Нормы и методы расчета на прочность. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 80 с.

15. ГОСТ 15527-70. Сплавы медно-цинковые (латуни), обрабатываемые давлением. Марки. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 6 с.

16. ГОСТ 1805-76. Масло приборное МВП. Технические условия. -М.: Изд-во стандартов, 2002. 4 с.

17. ГОСТ 20799-88. Масло индустриальное. Технические условия. -М.: Изд-во стандартов, 2002. 7 с.

18. ГОСТ 22387.4-77*. Газ для коммунально-бытового потребления. Метод определения содержания смолы и пыли. М.: Госстандарт СССР, 1977.-3 с.

19. ГОСТ 25859-83. Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках. М.: Изд-во стандартов, 1983.-31 с.

20. ГОСТ 492-73. Сплавы никелевые и сплавы медно-никелевые, обрабатываемые давлением. Марки. М.: Изд-во стандартов, 2002. - 9 с.

21. ГОСТ 5017-2006. Бронзы оловянные, обработанные давлением. Марки. М.: Изд-во стандартов, 2006. - 8 с.

22. ГОСТ 5542-87. Газы горючие природные для промышленного и коммунально-бытового назначения. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1994. - 5 с.

23. ГОСТ 6457-66. Масло МК-8. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 2004. - 5 с.

24. ГОСТ 6613-86. Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. М.: Изд-во стандартов, 1988. - 12 с.

25. ГОСТ 7611-75. Масло для вентиляционных фильтров. Технические условия. -М.: Изд-во стандартов, 1985. 4 с.

26. ГОСТ 9544-2005. Классы и нормы герметичности затворов. М.: Стандартинформ, 2008. - 12 с.

27. ГОСТ 982-80. Масло трансформаторное. Технические условия. -М.: Сандартинформ, 2008. 10 с.

28. Грин X. Лейн В. Аэрозоли, пыли, дымы и туманы: Пер. с англ. -М.: Химия, 1969.-428 с.

29. Джонс Дж.К. Методы проектирования: Пер. с англ. 2-е изд. -М.: Мир, 1988.-326 с.

30. Жданова Н.В., Халиф A.JI. Осушка углеводородных газов. М.: Химия, 1984.- 188 с.

31. Зиганшин М.Г. и др. Проектирование аппаратов пылегазоочистки / М.Г. Зиганшин, A.A. Колесник, В.Н. Посохин. М.: Экопресс-ЗМ, 1998. -505 с.

32. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. -М.: Машиностроение, 1975. 559 с.

33. Ионин A.A. Газоснабжение. М.: Стройиздат, 1989. - 438 с.

34. Каталог завода ООО «Газпроммаш». Фильтры газовые. ФГ-50СУ (А); ФГ-50СП (А). URL: http://www.gazprommash.ru (Дата обращения 03.01.2011 г.).

35. Кеда Б.И. Химия за рубежом. Новые фильтрующие материалы в науке и технике. М.: Знание, 1982. - 64 с.

36. Кирш В.А. Аэрозольные фильтры из пористых волокон // Коллоидный журнал. 1996. - Т. 58. - С. 786-791.

37. Классификация основных средств, включаемых в амортизационные группы / Утверждено постановлением Правительства РФ от 1 января 2002 г. № 1 (В редакции постановления Правительства РФ от 10.12.2010 г. № 1011.) М., 2010.-34 с.

38. Концепция участия ОАО «Газпром» в газификации регионов Российской Федерации» / Утверждена постановлением Правления ОАО «Газпром» от 30 ноября 2009 г. № 57. М., 2010. - 24 с.

39. Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. Л.: Химия, 1987. - 264 с.

40. Коузов П.А. и др. Очистка газов и воздуха в химической промышленности / П.А. Коузов, А.Д. Мальгин, Г.М. Скрябин. СПб.: Химия, 1993.-320 с.

41. Курицын Б.Н. Оптимизация систем теплогазоснабжения и вентиляции. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1992. - 160 с.

42. Ляуконис А.Ю. Оптимизация городского газоснабжения. Л.: Недра, 1989.-302 с.

43. Мазус М.Г. Тканевые фильтры // Обзорн. информ. Сер. ХМ-14 «Пром. и санитарная очистка газов». М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1974. - 68 с.

44. Мазус М.Г. Фильтры для улавливания промышленных пылей / М.Г. Мазус, А.Д. Мальгин, М.Л. Моргулис. М.: Машиностроение, 1985. -240 с.

45. Мелентьев Л.А. Системные исследования в энергетике. 2-е изд., доп. и перераб. М.: Наука, 1983. - 456 с.

46. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов / Утверждены Госкомитетом РФ по строительной, архитектурной и жилищной политике № ВК447 от 21.06.09. М., 1999. -201 с.

47. Мюллер И. Эвристические методы в инженерных разработках: Пер. с нем. -М.: Радио и связь, 1984. 144 с.

48. Налоговый кодекс Российской Федерации № 117-ФЗ от 05.08.2000. Часть вторая / Принят ГД РФ 19.07.2000 г. (В редакции ФЗ от 28.12.2010 г. № 425-ФЗ). М., 2010. - 411 с.

49. Орлов М.А. Основы классической теории решения изобретательских задач. Практическое руководство изобретательного мышления. 2-е изд., испр. и доп. -М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2006.-432 с.

50. ОСТ 153-39.3-051-2003. Стандарт отрасли. Техническая эксплуатация газораспределительных систем. Основные положения. Газораспределительные сети и газовое оборудование зданий. Резервуарные и баллонные установки. Саратов: Три А, 2003. - 140 с.

51. ОСТ 153-39.3-052-2003 Техническая эксплуатация газораспределительных систем. С.: Три А, 2003. - 96 с.

52. Очистка промышленных газов от пыли / В.Н. Ужов, А.Ю. Вальдберг, Б.И. Мягков и др. М.: Химия, 1981. - 390 с.

53. Павловская Е.И., Шибряев Б.Ф. Металлокерамические фильтры. -М.: Недра, 1967.-164 с.

54. ПБ 12-529-03. Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления (ПБ 03-576-03) / Б. А. Красных, A.A. Сорокин, A.A. Феоктистов, A.JI. Шурайц и др. М.: ГУП НТЦ ПБ Госгортехнадзора России, 2003. - Сер. 12. - Вып. 4. - 200 с.

55. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества: Учебн. пособие для студентов втузов. -М.: Машиностроение, 1988. 368 с.

56. Попырин JI.C. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок. М.: Энергия, 1978. - 416 с.

57. Правила составления, подачи и рассмотрения заявки на выдачу патента на изобретение // Патенты и лицензии. 1998. - № 12. - С. 2-32.

58. Прайс-лист на газовое оборудование. Газовик. http://www.gazovik-gaz.ru/price (дата обращения 17.10.2010).

59. Прайс-лист на трубы электросварные стальные. Пульс цен. http://msk.pulscen.ru/predl/metal/truba/weldedpipe/36889 (дата обращения 26.10.2010).

60. Прайс-лист на фланцы стальные. Инжиниринг Технологии. http://www.npost.ru/12820-80/price.php (дата обращения 01.11.2010).

61. Прайс-лист на фильтры газовые. Газмонтажкомплект. http://www.gazmc.ru/pricefg/html (дата обращения 29.11.2010).

62. Проект национального стандарта РФ «Газораспределительные системы. Газорегуляторные пункты блочные и шкафные. Общие техническиетребования (Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии). Саратов: ОАО «Гипрониигаз», 2011. - 65 с.

63. Промышленное газовое оборудование. Саратов: Газовик, 2000.520 с.

64. Промышленное газовое оборудование: Справочник. 5-е изд., перераб. и доп. Саратов: Газовик, 2010. - 992 с.

65. РТМ 26-14-78. Лабораторные исследования физико-химических свойств промышленных пылей / Управление главгазоочистки Минхимнефтемаша СССР. -М., 1978. 134 с.

66. Сбор и промышленная подготовка газа на северных месторождениях России / А.И. Гриценко, В.А. Истомин, А.Н. Кульков и др. М.: Издательство «Недра», 1999. - 473 с.

67. Системные исследования в энергетике в новых социально-экономических условиях / В.П. Булатов, H.H. Воропай, А.З. Гамм и др. -Новосибирск: Наука, 1995. 189 с.

68. Системные исследования комплексной защиты резервуаров и трубопроводов сжиженного углеводородного газа / А.Л. Шурайц, А.П. Усачев, A.B. Рулев и др. Саратов: СГТУ, 2009. - 212 с.

69. Системные исследования по повышению интенсивности теплообмена регазификаторов сжиженного углеводородного газа / А.П. Усачев, АЛ. Шурайц, A.B. Рулев и др. Саратов: СГТУ, 2010. - 244 с.

70. СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования.-М.: Госстрой России, 2001. 84 с.

71. СНиП 2.01.01-2001. Строительная климатология и геофизика. М.: Стройиздат, 2001.-136с.

72. СНиП 2.07.01-89. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 56 с.

73. СП 42-101-2003. Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб / A.JI. Шурайц, B.C. Волков, В.Е. Удовенко и др. М.: ГУЛ ЦПП, 2003.- 168 с.

74. СП 42.102-2004. Проектирование и строительство газопроводов из металлических труб. -М.: ЗАО «Полимергаз», ГУП ЦПП, 2004. 107 с.

75. СП 42.103-2004. Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов. М.: ЗАО «Полимергаз», ФГУП ЦПП, 2004. - 90 с.

76. СП 62.13330.2011. Газораспределительные системы. Актуализированная редакция СНиП 42-01-2002. М.: Минрегион России, 2010.-66 с.

77. Спицнадель В.Н. Основы системного анализа. СПб.: Изд. дом «Бизнес-пресса», 2000. -204 с.

78. Справочник по пыле- и золоулавливанию / М.И. Биргер, А.Ю. Вальдберг, Б.И. Мягков и др. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 312 с.

79. Справочник по пыле- и золоулавливанию / Под общ. ред. A.A. Русанова. -М.: Энергоатомиздат, 1983. 312 с.

80. Справочник по расчетам гидравлических и вентиляционных сетей / Под ред. А.Юрьева. СПб.: Мир и семья, 2001. - 1154 с.

81. Стаскевич H. JI. и др. Справочник по газоснабжению и использованию газа / Н.Л. Стаскевич, Г.Н. Северинец, Д.Я. Вигдорчик. Л.: Недра, 1990.-762 с.

82. СТО 03321549-012-2011. Рекомендации по обоснованию типа системы грубой очистки природного газа от твердых частиц и оптимизации ее параметров / А.П. Усачев, АЛ. Шурайц, В.П. Желанов и др. Саратов: ОАО «Гипрониигаз», 2011. - 65 с.

83. Страус В. Промышленная очистка газов: Пер. с англ. М.: Химия, 1981.-616с.

84. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Фильтры газа ФГ16-50, ФГ16-50-В, ФГ16-80, ФГ16-80-В, ФГ16-100, ФГ16-100-В. -Арзамас. 15 с.

85. Титановые фильтры для очистки газообразных промышленных выбросов предприятий и питьевой воды / Ю.И. Пономарев и др. // Экология и промышленность России. 1990. - С. 24-26.

86. Трущенко Н.Г., Лапшин А.Б. Очистка газов зернистыми фильтрами // Тр. НИПИОТСТРОМ. Новороссийск, 1970. - Вып. III. - С. 75-86.

87. Трущенко Н.Г., Коновальчук К.Ф. Фильтрация газов зернистой средой // Тр. НИПИОТСТРОМ. Новороссийск, 1972. - Вып. VI. - С. 54-57.

88. Уайт П., Смит А. Высокоэффективная очистка воздуха. М.: Атомиздат, 1967. - 312 с.

89. Ужов В.Н., Мягков Б.И. Очистка промышленных газов фильтрами.-M.: Химия, 1970.-319 с.

90. Усачев А.П., Шурайц A.JX, Феоктистов A.A. Применение системного подхода к разработке систем обеспечения безопасности хранилищ сжиженного газа МИНИ-ТЭС // Вестник СГТУ. Саратов: СГТУ, 2007. - Вып. 1. - № 2 (24).-С. 140-150.

91. Усачев А.П., Шурайц A.JL, Желанов В.П., Усачева Т.А., Кривонос Д.А. Разработка алгоритма обеспечения безопасности газораспределительных пунктов // Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа.

92. Матер. научн.-практ. конф. в рамках VIII Конгресса нефтегазопромышленников России. Уфа, 2009. - С. 249-251.

93. Федеральный закон о промышленной безопасности опасных производственных объектов. ФЗ-116 / Принят Государственной Думой 20 июня 1997 года. 23 с.

94. Швыдкий B.C., Ладыгичев М.Г. Очистка газов: Справочное . издание. -М.: Теплоэнергетик, 2002. 640 с.

95. Шур И.А. Газорегуляторные пункты и установки. JL: Недра, 1985. -288 с.

96. Шурайц A.JI. Технико-экономический выбор оптимальной формы герметичного футляра с азотом, с заключенным в него подземным резервуаром сжиженного углеводородного газа // Нефтегазовое дело. 2008. -Т. 6.-№2.-С. 88-90.

97. Ariman Т., Helfritch D.J. How relative humidity cuts pressure drop in fabric filters // Filtration and Separation. 1977. - Vol. 14. - No.2. - P. 127-130.

98. Bell C.G., Strauss W. Effectiveness of vertical mist eliminators in a cross flou-scrubber // J. Air Poll. Contr. Assoc. 1973. - Vol. 23. - No. 11. -P. 967-969.

99. Billings C.E. Fabric filter installations for flue gas fly ash control // Powder Technology. 1977. - Vol. 18. - P. 79-110.

100. Billings C.E., Wilder J. Handbook of Fabric Filter Technology. -1970.-Vol. 1,- 649 p.

101. Borguardt R.H., Harrington R.E., Spaite P.W. Filtration characteristics of fly ash from a pulverized coal-fired power plant // J. Air Poll. Contr. Assoc. -1968.-Vol. 18.-No. 6.-P. 387-390.

102. Cheremlsinoff P.N., Young N.R. Air Pollution and Design Handbook. Dekker, 1977.-714 p.

103. Dahneke B. Further measurement of the bouncing of small latex spheres//! Colloid Interface Sc. 1975. - Vol. 51. - No. l.-P. 58-65.

104. Dennis R., Silvermann L. Fabric filter cleaning by intermittent reverse air pulse // ASHRAE J. 1962. - Vol. 4. -No. 3. - P. 43-52.

105. Dietrich H. Abscheidung von Feinstauben aus Gasen unter stark erschwerten chemischen und thermischen Bedingungen mit textilen Filtermedien. Staub-Reinhalt. Luft, 1977. -Bd 33. -N. 397-101.

106. Filtre d absorption a granules calcaires pour gas de fumee L Industrie Ceramique. 1984. - V. 5. - 783. - P. 341.

107. Goren S.L., Dottavio T. Aerosol capture in granular beds in the impaction dominated regime // Aerosol Science and Technology. 1983. -P. 91-108.

108. Harrop M. Textile fibres for hot gas filtration // Filtration and Separation. 1975. - Vol. 12. - No. 1. - P. 26-28.

109. Kirsch A.A., Stechkina J.B. The theory of aerosol filtration with fibrous filters // In Fundamental of Aerosol Science. Fd. Shaw D - New York, 1978.-P. 165-256.

110. Monahan R.E. The resistance to flow of perforated plates and wire screens. Canada: Pulp and Paper Mag., 1965. - Vol. 66. - No. 1. - P. 33-38.

111. Parker H.W. Air pollution. New-Jersey, Prentice-Hall Inc., 1977. 288 p.

112. Shaw H., Kreuser C. Porous ceramics for filtration and diffusion // Filtration and Separation. 1977. - Vol. 8. - No. 6. - P. 755-759.

113. Tardos G., Abauf N., Gutfinger C. Dust deposition in granular bed filters: Theories and experiments // J. Air Polut. Control. Assoc. 1978. - V. 28; l.-P. 354-363.

Информация о работе

Желанов, Владимир Петрович
кандидата технических наук
Саратов, 2012
ВАК 25.00.19

Диссертация

Повышение эффективности и безопасности эксплуатации установок грубой очистки природного газа от твердых частиц - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы