Развитие современных МГ

Теоретические основы эксплуатации МГ

В России создана разветвленная сеть МГ, для которой характерна высокая степень концентрации производственных мощностей в виде многониточных технологических коридоров. Дальнейшее развитие МГ связано в первую очередь с разработкой месторождений Ямала.

Начавшаяся перестройка экономики страны предусматривает переход промышленности на путь интенсивного развития. Следует ожидать, что совершенствование газоиспользующего оборудования и политика энергосбережения в отраслях приведут к снижению потребления газа и восстановление промышленности будет сопровождаться замедленным нарастанием энергопотребления.

Еще в СССР было заметно снижение темпов строительства МГ. Если в период 1981-1985 годов ежегодно вводилось 9,5 тыс. км в год, то в 1986-1990 годах уже 8 тыс. км в год и далее ожидалось снижение до 6¸8 тыс. км в год. Снижение темпов строительства рассматривалось как благоприятный фактор для реконструкции и технического перевооружения действующих газопроводов с целью интенсификации их работы.

При эксплуатации МГ интенсификация подразумевает:

ü повышение степени использования производственных мощностей;

ü снижение удельных затрат энергии на транспорт газа;

ü снижение себестоимости транспорта газа;

ü повышение прибыли от выполняемой работы.

Эффективность работы МГ во многом предопределяется решениями, принятыми на стадии проектирования. С этой точки зрения актуальными являются вопросы оптимизации проектных параметров МГ.

Совершенствование МГ шло по следующим направлениям:

· увеличение диаметров газопроводов;

· повышение рабочего давления газопроводов;

· повышение прочностных характеристик металла труб;

· снижение гидравлического сопротивления МГ;

· снижение температуры транспортируемого газа;

· увеличение единичной мощности, КПД и надежности ГПА;

· использование полнонапорных ГПА, применение сменных проточных частей (СПЧ) и направляющих аппаратов ЦН.

В соответствии с уравнением пропускной способности МГ, при прочих равных условиях

,

где q₁ и q₂ – пропускная способность МГ при диаметрах D₁ и D₂.

При этом удельные металлозатраты снижаются, но медленнее, приблизительно в два раза.

В настоящее время повышение диаметра до 1620 мм признано нецелесообразным по следующим причинам:

· снижается надежность МГ, проложенных в обводненных грунтах из-за повышения плавучести на 40% по сравнению с трубами 1420 мм;

· переход на строительство МГ диаметром 1620 мм требует практически полного пересмотра технологии строительства.

Увеличение рабочего давления приводит практически к пропорциональному повышению пропускной способности МГ.

Влияние рабочего давления на удельные металлозатраты не однозначно. При повышении рабочего давления с 5,5 МПа до 10 МПа удельные затраты металла снижаются при D = 1020 мм на 5,2%, при D = 1220 мм на 3,8% и повышаются при D = 1420 мм на 3,5%. Таким образом, для газопроводов диаметром 1420 мм и выше, повышение рабочего давления увеличивает удельные затраты энергии при одновременном повышении удельных затрат металла.

Как показали расчеты, удельные металлозатраты снижаются при всех диаметрах труб с увеличением рабочего давления при одновременном повышении предела прочности металла. Следовательно, повышение рабочего давления может рассматриваться как перспективное направление при условии одновременного улучшения прочности металла труб.

Вместе с тем, увеличение рабочего давления для многониточных систем может привести к уменьшению количества ниток и, как следствие, к снижению общей стоимости строительных работ.

Нанесение покрытий на внутреннюю поверхность труб позволяет снизить эквивалентную шероховатость в 2¸3 раза, что увеличивает пропускную способность МГ на 7¸12%.

При эксплуатации МГ, с точки зрения снижения энергозатрат, важно поддерживать на оптимальном уровне гидравлическую эффективность Е. Снижение Е на 1% приводит к снижению энергозатрат на 0,5% при постоянной производительности.

Пропускная способность МГ в значительной степени зависит от температуры транспортируемого газа. От температуры газа зависит и надежность его работы. Повышение температуры выше допустимого значения может привести к потере устойчивости трубопровода. При повышении диаметра температура газа в МГ растет и при диаметре труб 1420 мм на участке между КС в грунт передается только 20% получаемой при компримировании теплоты.

В настоящее время газ на КС охлаждается в аппаратах воздушного охлаждения, что позволяет повысить пропускную способность МГ на 2¸5%. Высокая стоимость электроэнергии придает особую актуальность оптимизации температурного режима МГ.