Вплив шорсткості поверхні труб на пропускну здатність та енергоефективність експлуатації газопроводів

Анотація

Тривала експлуатація магістральних газопроводів, наявність у транспортованому газі води та  механічних домішок  призводять до ерозійного та корозійного пошкодження внутрішньої поверхні труби, що спричиняє збільшення її шорсткості. Збільшення шорсткості призводить до зростання гідравлічного опору трубопроводу, впливає на транспортні та енергетичні параметри експлуатації газопроводів. Для керування режимами експлуатації магістральних газопроводів необхідно адекватно прогнозувати їх пропускну здатність та витрату енергоресурсів на транспортування природного газу за фактичних значень шорсткості труби, більших за проєктну величину. На базі газодинамічних рівнянь усталеного режиму руху газу встановлено закономірності впливу шорсткості поверхні труби на гідравлічну енерговитратність транспортування газу за незмінної витрати газу на ділянці газопроводу. З’ясовано закономірності впливу шорсткості поверхні труби на величину  коефіцієнта гідравлічної ефективності ділянки газопроводу за незмінних значень різниці квадратів початкового і кінцевого тисків газу. Встановлено, що величина коефіцієнта гідравлічної ефективності ділянки газопроводу за конкретного значення абсолютної еквівалентної шорсткості поверхні труб практично не залежить від діаметра труби та незначно залежить від витрати газу у газопроводі. Запропонований метод визначення пропускної здатності та енергоефективності експлуатації газодинамічної системи «компресорна станція – ділянка газопроводу» за шорсткості поверхні труби, більшої за проектну. Метод передбачає математичне моделювання газодинамічних характеристик відцентрових нагнітачів, теплогідравлічний розрахунок ділянки газопроводу з урахуванням фактичної шорсткості труби, урахування технологічних обмежень тиску і витрати газу, визначення витрат енергії на одиницю транспортної роботи.