Ученые ЮУрГУ предложили уникальный метод оценки нагрузки на газопроводы.
Исследователи Южно-Уральского государственного университета разработали способ, позволяющий точно прогнозировать, сможет ли существующий газопровод доменного газа справиться с возросшими нагрузками. Решение особенно актуально для металлургических, энергетических и химических предприятий, где использование этого вида газа является ключевым технологическим процессом.
Доменный газ вырабатывается в процессе производства чугуна и содержит большое количество пыли. Несмотря на системы очистки, частицы пыли постепенно оседают внутри газопроводов, особенно в местах изгибов, задвижек и расходомеров. Это приводит к изменению диаметра труб и увеличению сопротивления, что делает традиционные гидравлические расчеты неэффективными. Существующие методы определения пропускной способности либо не подходят для протяженных сетей, либо требуют сложных и дорогостоящих экспериментов с использованием дополнительных емкостей, что затруднительно для газопроводов большого диаметра.
Исследователи ЮУрГУ предложили способ, который решает эту проблему за счет использования данных о текущей эксплуатации газопровода.
«Изобретение заключается в следующем: на выбранном «рабочем участке» газопровода одновременно измеряются три ключевых параметра: расход газа, давление на входе и давление на выходе. Эти данные, полученные, например, из системы АСУ ТП, подставляются в формулу для расчета прогнозируемого давления на входе при будущем, увеличенном расходе газа. Полученное значение сравнивается с максимально допустимым давлением, которое может обеспечить оборудование (эксгаустеры, нагнетатели), – прокомментировал доцент кафедры «Промышленной теплоэнергетики» ЮУрГУ Сергей Пашнин. – Если расчетное давление превышает допустимый предел, делается вывод о необходимости реконструкции участка».
Ключевое преимущество способа: он автоматически учитывает реальное состояние газопровода, включая все отложения пыли и фактические геометрические параметры, что исключает необходимость сложного поэлементного гидравлического расчета. Техническое решение является уникальным не только в России, но и мире. На изобретение получен соответствующий патент.
Разработка уже прошла успешную апробацию в ходе расчетного эксперимента на модели газопровода котла промышленной ТЭЦ с использованием программного пакета ANSYS CFX. Результаты подтвердили высокую точность предложенного способа. Результаты расчетов использованы на одном из предприятий Челябинской области.
Внедрение этого способа позволит предприятиям безопасно и эффективно планировать изменения в режимах работы газовых сетей. Перераспределять потоки газа теперь можно с минимальным риском аварий и практически без затрат на проектные изыскания.
Исследование соответствует целям и задачам Национального проекта «Средства производства и автоматизации».
Светлана Бацан