Диагностика подводящих газопроводов высокого давления при топливоснабжении энергетических комплексов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.01, кандидат наук Ксензов, Максим Валерьевич

• Ксензов, Максим Валерьевич
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Ксензов, Максим Валерьевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ. АНАЛИЗ СТАТИСТИКИ АВАРИЙ

1.1 Актуальность повышения энергетической безопасности топливно-энергетического комплекса страны и методы ее обеспечения

1.2 Проблемы обеспечения надежности при топливоснабжении энергетических комплексов

1.3 Меры по обеспечению надежности подводящих газопроводов при топливоснабжении энергетических комплексов

1.4 Пути совершенствования систем топливоснабжения в целях улучшения социально- экономических условий жизни населения

1.5 Анализ статистики аварий на газопроводах и причины их возникновения

1.6 Классификация разрывов по причинам их возникновения

1.7 Наиболее распространенные методы определение места утечки на подводящем газопроводе высокого давления и их недостатки

1.8 Наиболее распространенные методы расчета газовых эмиссий при прорыве подводящего газопровода и их недостатки

1.9 Постановка целей и задач по диссертационному исследованию

1.10 Выводы по первой главе

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА УТЕЧКИ НА ПОДВОДЯЩЕМ ГАЗОПРОВОДЕ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ПРИ ТОПЛИВОСНАБЖЕНИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ И КОМПЛЕКСОВ

2.1 Уравнение состояния природного газа

2.2 Движение газа через трубопровод. Гидравлическое трение

2.3 Распределение давления по длине газопровода в штатном режиме

2.4 Характеристики природного газа

2.5 Математическая модель определения места утечки на подводящем газопроводе высокого давления

2.6 Варианты граничных условий при работе подводящего газопровода в аварийном режиме

2.7 Распределение давления по длине подводящего газопровода к энергокомплексу от газораспределительной станции «Avacon AG Netzleitstelle» в штатном и аварийном режимах

2.8 Минимальный размер отверстия, диагностируемого разработанной методикой

2.9 Выводы по второй главе

3. МАТЕМАТИЧЕКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСЧЕТА ГАЗОВЫХ ЭМИССИЙ И ВРЕМЕНИ ИСТЕЧЕНИЯ ГАЗА ПРИ АВАРИИ НА ПОДВОДЯЩЕМ ГАЗОПРОВОДЕ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

3.1 Термодинамические основы истечения идеальных газов

3.2 Теория истечения реальных газов

3.3 Коэффициент расхода для некруглых отверстий с острыми кромками

3.4 Разработка математической модели для определения количества газовых эмиссий и времени истечения газа при аварии. Критический режим

3.5 Разработка математической модели для определения количества газовых эмиссий и времени истечения газа при аварии. Подкритический режим

3.6 Коэффициент сжимаемости и показатель адиабаты природного газа

3.7 Выводы по третьей главе

4. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ПРИ ВНЕДРЕНИИ

МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА АВАРИИ НА ПОДВОДЯЩЕМ ГАЗОПРОВОДЕ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

4.1 Повышение экономической эффективности энергетического комплекса при внедрении разработанного метода определения места утечки при прорыве подводящего газопровода высокого давления

4.2 Экономия стоимости различных видов резервного топлива для энергокомплекса при использовании разработанного метода диагностики

4.3 Влияние разработанного метода обнаружения утечки на структуру энергетической системы посредством изменения схемы резервного топливоснабжения

4.4 Выводы по четвертой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А - Пример расчета распределения давления по

длине газопровода в штатном и аварийном режимах. Сравнение результатов

исследований

ПРИЛОЖЕНИЕ Б - Расчет времени истечения газа и газовых

эмиссий

ПРИЛОЖЕНИЕ В - Справка о прохождении научной стажировки в

Университете прикладных наук г. Вольфенбюттель (Германия)

ПРИЛОЖЕНИЕ Г - Справки об использовании научно-

исследовательских работ диссертации

ПРИЛОЖЕНИЕ Д - Копии сертификатов и свидетельств

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Диагностика подводящих газопроводов высокого давления при топливоснабжении энергетических комплексов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Система топливоснабжения субъектов Российской Федерации, производственных объектов и их энергетической составляющей природным газом - это многопрофильная сфера деятельности, имеющая в своем составе взаимозависимые, но достаточно самостоятельные энергетические и газовые компании, ведомства социальной и производственной сферы. В общей сложности в данной области задействовано несколько тысяч топливно-энергетических предприятий и организаций, на которых численность работающих - более полумиллиона человек. К потребителям производимых услуг относятся практически все жители и хозяйствующие субъекты экономики Российской Федерации. Надежность работы энергетических систем и комплексов во многом определяется стабильностью поступления энергоносителей. Природный газ является одним из самых распространенных энергоносителей и основным топливом на многих энергетических предприятиях. Возникновение аварий на подводящих к энергокомплексам трубопроводах оказывает непосредственное влияние на техногенную энергобезопасность предприятий и населения. Быстрое обнаружение места утечки сокращает время ремонта, соответственно увеличивает надежность работы энергетических комплексов и повышает энергобезопасность потребителей. Повышение требований к защите окружающей среды продиктовано рядом документов, принятых на государственном уровне. Это особенно важно с точки зрения топливоснабжения энергопредприятий такой обширной страны как Россия. Несомненным является здесь актуальность исследований, направленных на разработку методов диагностики подводящих газопроводов высокого давления при топливоснабжении энергетических комплексов, с целью повышения их надежности, экономичности, безопасности и снижения вредного воздействия на окружающую среду при возникновении аварийных и нештатных ситуаций посредством быстрого обнаружения аварии.

Диссертационная работа выполнена в рамках: приоритетного направления развития науки, технологий и техники РФ «Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика»; государственной программы «Энергосбережение и повышение экономической эффективности на период до 2030 года»; федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» Министерства образования и науки Российской Федерации.

Степень разработанности темы. Топливно-энергетическая промышленность России, а также входящие в ее структуру энергетические комплексы и газовая отрасль непрерывно и взаимосвязано развиваются, увеличивается ввод новых генерирующих энергомощностей, повышается рабочее давление в газопроводах, возрастает их пропускная способность. Существенный вклад в теорию и практику изучения трубопроводного транспорта газа для топливоснабжения энергетических систем и комплексов, а также прикладной газовой динамики внесли работы известных отечественных ученых, таких как Чеботарев В. И., Новгородский Е.Е., Алиев Р. А., Волков М. М., Абрамович Б. Н., Емцев Б.Т., Михеев А. Л., Белоусов В. Д., Крутов В.И., Дейч М. Е., а также зарубежные специалисты: Петер фон Бёк, Глук Б., Куммер В., и другие. Центральное место в дискуссиях и научных трудах занимает анализ современного состояния энергетической и газотранспортной систем Российской Федерации, перспективы развития топливно-энергетической индустрии, и ее государственного регулирования, а также экологические проблемы регионов России, вызванные добычей, переработкой и транспортировкой топлива, и способы их решения. Научное сообщество сходится во мнении, что актуальным является развитие мероприятий по сохранению природной среды в зоне размещения объектов энергетической промышленности, рациональное использование природных ресурсов, обеспечение производственной и экологической безопасности строительства и эксплуатации объектов добычи,

переработки, транспортировки и хранения топлива, повышение надежности энергокомплексов, а также создание безопасных условий труда и сохранение здоровья обслуживающего персонала. Однако, в настоящее время остаются не изученными вопросы, связанные с надежным топливоснабжением энергокомплексов и быстрым обнаружением мест утечки вследствие аварийной ситуации. Важным направлением развития энергетических систем и комплексов в настоящее время является необходимость существенного анализа данных вопросов. Это особенно важно с точки зрения снабжения всех территорий такой обширной страны как Россия.

Цель работы заключается в повышении надежности энергетических объектов путем разработки эффективных методов диагностики подводящих газопроводов высокого давления, как элементов структуры топливоснабжения энергетических комплексов при возникновении аварийных и нештатных ситуаций.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- анализ и обобщение отечественных и зарубежных научных достижений в области исследования режима работы подводящих газопроводов высокого давления при топливоснабжении энергетических систем и комплексов природным газом в аварийных ситуациях;

- анализ статистических данных об авариях на газопроводах, оценка рисков и основных причин возникновения аварий и на этой основе расширение классификации разрывов по причине их возникновения на газопроводах высокого давления;

- разработка математической модели по определению места утечки при возникновении аварийной ситуации на подводящем газопроводе высокого давления при топливоснабжении энергетических объектов и анализ изменения давления по длине газопровода при различных аварийных режимах;

- получение показателя, отражающего отклонение формы отверстия в

трубопроводе от круглой;

- совершенствование математической модели для расчета газовых эмиссий, времени истечения газа при аварии на газопроводе с частичным разрывом при топливоснабжении энергетических объектов;

- оценка экономической эффективности энергетических комплексов при использовании математической модели определения места аварии на подводящем газопроводе высокого давления;

- разработка программы для ЭВМ, которая позволяет производить определение места аварии на подводящем газопроводе в режиме реального времени.

Научная новизна:

- разработана новая математическая модель определения места утечки при частичном разрыве подводящего газопровода высокого давления к энергообъектам, основанная на уравнениях движения для потока реального газа, с учетом фактора сжимаемости и температурной неравномерности по длине трубопровода, позволяющая снизить время восстановления энергокомплекса во время аварии и повышающая его надежность;

- получены новые зависимости для определения места утечки и распределения давления по длине газопровода, которые позволяют в режиме реального времени определять место разрыва при различных аварийных ситуациях;

- предложена математическая модель для расчета газовых эмиссий и времени истечения газа вследствие аварии при частичном разрыве газопровода высокого давления при топливоснабжении энергетических комплексов, отличающаяся использованием фактора сжимаемости и коэффициента расхода для некруглых отверстий с острыми кромками, позволяющая улучшить качество планирования ремонтно-восстановительных работ энергокомплексов;

- установлено, что при использовании разработанной математической модели обнаружения места утечки, экономически более выгодным резервным топливом для энергокомплекса вместо мазута топочного может стать топливо печное бытовое;

- впервые предложены коэффициенты некруглости отверстий по площади и периметру, позволяющие учитывать отклонение формы разрыва в трубопроводе от круглой; представлена зависимость, связывающая коэффициенты некруглости с коэффициентом расхода.

Теоретическая и практическая значимость работы:

- результаты работы вносят вклад в математическое моделирование процессов движения газа по трубопроводу, в теорию критического и подкритического истечений газа из отверстий;

- разработанный алгоритм расчета, реализованный в виде зарегистрированной компьютерной программы для ЭВМ „Leckspot", позволяет производить расчет местоположения утечки при различных аварийных режимах в режиме реального времени, который может быть использован при эксплуатации подводящих газопроводов к энергокомплексам;

- представленный расчет экономической эффективности энергокомплекса, выполненный с учетом разработанного метода обнаружения утечки, позволяет выбрать более рентабельное резервное топливо и таким образом изменить структуру энергосистемы;

- разработанный алгоритм расчета определения газовых эмиссий и времени истечения газа при частичном разрыве подводящего газопровода при топливоснабжении энергообъектов, позволяет оперативно рассчитывать массовый расход и время опорожнения газопровода в режиме реального времени при эксплуатации, улучшая качество планирования ремонтно-восстановительных работ энергокомплексов.

Методология и методы исследования. Информационную базу исследования составили нормативно-правовые и законодательные акты Российской Федерации, Германии, Великобритании и США, данные государственной и региональной статистики. Для проведения обозначенных исследований были использованы следующие научные методы: системного анализа, дифференциального и интегрального исчисления, вычислительной математики, теории вероятностей и математической статистики, технико-экономической оценки технических решений.

Объектом исследования являются подводящие газопроводы высокого давления при топливоснабжении энергетических систем и комплексов, режим работы, а также термодинамические процессы, протекающие в данных системах при возникновении аварийных ситуаций.

Предметом исследования является развитие эффективных методов диагностики систем топливоснабжения, расчета времени истечения газа, газовых эмиссий и места обнаружения аварии в результате прорыва подводящего газопровода высокого давления.

Положения, выносимые на защиту:

- общая математическая модель для определения места утечки вследствие аварии при частичном разрыве на подводящем газопроводе высокого давления при топливоснабжении энергетических комплексов;

- математическая модель для определения места утечки газа и распределения давления по длине трубопровода для различных случаев работы топливоснабжающего трубопровода в аварийном режиме;

- математическая модель расчета газовых эмиссий и времени истечения газа вследствие аварии при частичном разрыве на подводящем газопроводе высокого давления при топливоснабжении энергообъектов;

- вариант изменения структуры энергосистемы в части вида резервного топлива на основе разработанных моделей диагностики утечек газа;

- зависимости для коэффициентов некруглости аварийных отверстий в трубопроводах.

Степень достоверности исследований подтверждается корректным применением фундаментальных законов термодинамики, газодинамики; методов дифференциального и интегрального исчисления, вычислительной математики, теории вероятностей и математической статистики; сравнением результатов математического моделирования с натурным экспериментом, проведенном на действующем объекте. Для реализации математических моделей, проведения вычислительных экспериментов и построения графиков использовались современные компьютерные программы «Microsoft Excel», «Mathcad Prime 3.0», «AutoCAD 2015».

Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и студентов НИМИ ДГАУ (г. Новочеркасск, 2012-2015 гг.); научных семинарах кафедры «Тепловые электрические станции и теплотехника» ЮРГПУ (НПИ) имени М.И. Платова, (г. Новочеркасск, 2016-2017 гг.); научных семинарах факультета «Энергооптимизированные системы» в Университете прикладных наук Остфалии (г. Вольфенбюттель, Германия, 2015-2016 гг.);

- Юбилейной международной научно-практической конференции «Строительство 2013» (г. Ростов-на-Дону, 12-13 декабря 2013 г.);

- Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию выпуска первого мелиоратора России «Интеграция науки и образования - стратегия устойчивого развития водно - мелиоративного комплекса страны» (г. Новочеркасск, 29-30 мая 2013 г.);

- VII Международной научно-практической конференции «Управление инновациями в современной науке» (г. Самара, 15 октября 2015 г.);

- XXXVIII Сессии всероссийского научного семинара «Кибернетика энергетических систем» (г. Новочеркасск, 17-19 октября 2016 г.);

- Международной научно-практической конференции «Новая наука: от идеи к результату» (г. Сургут, 22 января 2017 г.).

- Международной научно-практической конференции «Совершенствование методологии познания в целях развития науки» (г. Пермь, 25 марта 2017 г.). Результаты исследования внедрены на следующих предприятиях:

Акционерное общество «Ростовгоргаз» (г. Ростов-на- Дону); ООО «ПромГазСервис» (г. Новочеркасск); ООО СМУ «ПАНАГЕН» (г. Новочеркасск).

Публикации. По материалам диссертационного исследования опубликовано 13 научных работ, в том числе 4 работы в рецензируемых научных журналах из перечня ВАК, получено 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ „Leckspot".

Личный вклад соискателя: постановка проблемы; анализ научно-технических источников; разработка математических моделей; поиск и подготовка новых технических решений, их теоретическое обоснование; систематизация, обработка и анализ полученных результатов; обоснование и формулирование представленных научных положений и выводов.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 187 страницах текста, содержит 23 таблицы, 47 рисунков, список сокращений и условных обозначений, список литературы из 113 наименований, 5 приложений.

1. ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ. АНАЛИЗ СТАТИСТИКИ АВАРИЙ

1.1 Актуальность повышения энергетической безопасности топливно-энергетического комплекса страны и методы ее обеспечения

Энергетическая безопасность в настоящий момент представляется одним из принципиальных критериев инновационного становления страны. Обеспечение энергетической безопасности - одна из главных задач энергетической политики страны. Помимо всего этого, энергетика считается мощным, а подчас и единственным фактором геополитического взаимодействия с другими государствами. Последние несколько лет энергетика становится для Российской Федерации единственным действенным механизмом отстаивания собственных интересов на внешнеполитической арене. Инерционный потенциал становления топливно-энергетического комплекса фактически исчерпан, что обусловлено как ухудшением сырьевой базы, так и технико-экономическими и финансовыми ограничениями [1- 6].

В настоящее время в виде главных конкурентных положительных сторон отдельных территорий рассматривается довольно большое количество факторов, в любом случае влияющих на социально-экономическое положение территории. Кроме остального, необходимо выделить важнейшую, основополагающую черту экономики - зависимость от наличия энергии, доступность и стоимость источников энергии. Конкурентоспособность энергетического хозяйства ориентируется не числом потребленных энергетических ресурсов, а в первую очередь масштабом и качеством технологических и научных разработок в области энергообеспечения.

Ключевыми целями государства в сфере обеспечения энергетической безопасности, как отмечено в [4, 5] считаются:

- обеспечение внутреннего и внешнего спроса на энергоресурсы, способность удовлетворить потребности народного хозяйства в энергоресурсах;

- эффективное использование энергетических ресурсов;

- обеспечение стабильности топливно-энергетического комплекса к негативным внутренним и внешним факторам, которые могут угрожать национальной безопасности страны.

Помимо этого, можно выделить следующие методы обеспечения энергетической безопасности страны [4, 5]:

- государственный контроль генерации и транспортировки энергоресурсов;

- энергосбережение и увеличение энергетической эффективности народного хозяйства;

- внедрение альтернативных и возобновляемых источников энергии;

- снижение экологической нагрузки на окружающую среду;

- повышение надежности энергетической отрасли.

Главной предпосылкой смещения в худшую сторону характеристик топливно-энергетического комплекса Российской Федерации считается высочайшая степень износа главных структур энергетики, построенных еще в советский период. Следствием этого считается низкая эффективность, возрастающая аварийность и повышенные риски, что негативно сказывается на конкурентоспособности экономики, оказывает плохое влияние на состояние жизни населения и техногенную энергобезопасность.

Техногенная энергобезопасность предполагает: «техногенный характер рисков для человека, имущества и окружающей среды, имеющих отношение к делам, связанным с эксплуатацией всех энергоустановок» [1, 2, 4, 6]. Данный вид энергобезопасности включает в себя всеохватывающую оценку техногенной угрозы объекта энергетики: электробезопасность и пожарная защищенность, электромагнитная и механическая сохранность, экологическая и промышленная

безопасность, взрывобезопасность, радиационная, ядерная и химическая безопасности и т. п. [6].

Неблагоприятными факторами инновационного развития топливно-энергетического комплекса, кроме того, считаются [6]:

- утрата значимой части научно-технологического потенциала в ряде отраслей топливно-энергетического комплекса;

- недостаточная степень становления инновационной сферы в топливно-энергетическом комплексе;

- понижение уровня подготовки научно-технических кадров, недостающий уровень взаимодействия фирм топливно-энергетического комплекса с ВУЗами;

- невысокая эффективность управления объектами интеллектуальной собственности;

- несовершенство систем инновационной работы фирм.

Помимо всего этого, государственные органы, исполняющие государственные функции в области топливно-энергетического комплекса и смежных секторов экономики, не полностью владеют информацией по отраслям топливно-энергетического комплекса, которая нужна для реализации возложенных на них государственных функций, даже для предотвращения чрезвычайных ситуаций топливно-энергетического комплекса.

Ключевыми задачами в области становления топливно-энергетического комплекса являются: обеспечение доступности и высокого качества энергетических ресурсов для всех потребителей. Нужно принимать возможные меры по поэтапному понижению удельной энергоемкости валового внутреннего продукта, а также поэтапно развивать топливно-энергетическую отрасль страны

[1, 5, 7, 8].

Значимым потенциалом понижения энергоемкости народного хозяйства выступают такие отрасли экономики, как электроэнергетика, добыча и перевозка углеводородов, жилищно- коммунальное хозяйство.

Для реализации этого потенциала нужно предпринять ряд мер:

- налоговое стимулирование и нормативно-правовое регулирование;

- поэтапный запрет энергозатратных и энергорасточительных технологий;

- становление системы стандартизации в области производства, транспортировки и потребления энергетических ресурсов.

В целом структуру топливно-энергетического комплекса можно представить следующим образом [1, 2, 7] (Рисунок 1.1):

Генераторы энергии

Газовая отрасль

Объекты добычи, переработки, транспортировки, хранения природного газа, а также

прочие вспомогательные объекты

Нефтяная отрасль

Объекты добычи, переработки, транспортировки, хранения нефтепродуктов , а также прочие вспомогательные объекты

Объекты добычи, транспортировки и хранения угля

Объекты добычи, переработки и захоронения

ядерного топлива, АЭС,

Рисунок 1.1 - Структура топливно-энергетического комплекса России

Особенная роль в увеличении энергетической эффективности отведена возобновляемым энергетическим ресурсам, которым в Российской Федерации на протяжении множества лет уделялось мало внимания ввиду присутствия огромных запасов и относительно невысокой стоимости обычных энергетических ресурсов.

Издержки на исследование и промышленное использование возобновляемых энергетических ресурсов существенно превышают издержки на добычу обычных видов энергетических ресурсов. Также, постоянно считалось, что эффективность применения таких ресурсов недостаточна для их повсеместного промышленного применения. Все же, понижение запасов обычных источников, увеличение стоимости их добычи и транспортировки, загрязнение окружающей среды и другие предпосылки содействовали активизации усилий государства, по созданию так называемой «зеленой энергетики», развитию низкоуглеродной экономики. Несмотря на присутствие огромного количества разведанных месторождений и высокую стоимость энергии, Российской Федерации нужно увеличивать темпы становления этого направления.

Российская Федерация также исторически считается лидером в развитии гидроэнергетики. В настоящее время объем генерации энергии на больших гидроэлектростанциях Российской Федерации составляет в пределах 17 % объема всего производства электроэнергии. Помимо всего этого, нужно интенсивно развивать использование других возобновляемых источников энергии -солнечную и ветроэнергетику, малую гидроэнергетику, использование энергии из биологических отходов и биомассы [5].

К 2035 г., в соответствии с новой Энергетической стратегией Российской Федерации, производство электроэнергии на базе возобновляемых источников энергии должно увеличиться в 15 раз. Российская Федерация, являясь одним из главных производителей энергии во всем мире и ее наикрупнейшим экспортером, играет значительную роль в обеспечении масштабной энергетической безопасности и борьбе с энергетической бедностью. Для достижения поставленных целей в сфере устойчивого становления ТЭК нужно дальнейшее становление интернационального сотрудничества [5].

Главная стратегическая задача Российской Федерации в области устойчивого становления топливно-энергетического комплекса - внедрение потенциала российской энергетики для создания ведущих технологий, что

позволит произвести качественную диверсификацию экономики. Нужен комплексный подход к развитию национальной энергетической системы на базе сбалансированного становления, как обычных энергетически действующих технологий, так и и возобновляемой энергетики.

Система газоснабжения в Российской Федерации - это комплексная структура, осуществляющая все виды деятельности, связанные с добычей, переработкой и транспортировкой газа, а именно: геологоразведочные работы на суше и шельфе, бурение разведочных и эксплуатационных скважин, добыча газа, конденсата и нефти, переработку газа и конденсата, их транспортировку, топливоснабжение энергетических предприятий и подземное хранение. Такие масштабные мероприятия, в которых задействованы, как различная техника, так и большой человеческий потенциал, предопределяют объем техногенного воздействия на окружающую флору и фауну. Несомненным является здесь актуальность исследований, направленных на совершенствование решений в природоохранной деятельности.

В «Основах государственной политики в области экологического развития РФ на период до 2030 года», утвержденных Президентом Российской Федерации 30 апреля 2012 года отмечается, что экологическая ситуация в Российской Федерации характеризуется высоким уровнем антропогенного воздействия на природную среду и значительными экологическими последствиями предыдущей экономической деятельности. Под воздействием высокого и очень высокого загрязнения атмосферного воздуха находится более 54 % городского населения в 40 субъектах Российской Федерации. Конечно, не все данные последствия вызваны непосредственным воздействием газовой промышленности, однако, данная сфера деятельности имеет, как косвенное, так и прямое влияние на экологию.

Так например, при возникновении аварийных ситуаций, при возгорании или утечке газа, происходит загрязнение приземного слоя атмосферы, это влияние

особенно пагубно отражается на северных районах России, вследствие ее пониженных регенерационных способностях.

Исходя из этого, можно выделить в числе главных задач в этой сфере -сохранение и развитие природоохранных мероприятий, рациональное использование природных ресурсов, обеспечение производственной и экологической безопасности строительства и эксплуатации объектов добычи, переработки, транспортировки и хранения природного газа, топливоснабжения энергопредприятий, а также создание безопасных условий труда и сохранение здоровья обслуживающего персонала.

Изыскания, проводимые в данной диссертации, направлены на разработку методов диагностики систем топливоснабжения энергетических систем и комплексов природным газом высокого давления, при возникновении аварийных и нештатных ситуаций, с целью уменьшения времени восстановления трубопроводов энергокомплекса после аварии, и в конечном счете, уменьшения финансовых затрат и повышения надежности энергокомплексов. Данные вопросы в настоящее время освещены в недостаточной степени и нуждаются в более детальном изучении. Это особенно важно с точки зрения обеспечения энергоносителем всех территорий и объектов энергетической сферы такой обширной страны как Россия.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ксензов, Максим Валерьевич, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Зеркалов, Д.В. Энергетическая безопасность: монография / Д.В. Зеркалов. - К.: Основа, 2012. - 920 с.

2. Вода, К.Р. Энергетическая безопасность: национальные, региональные и международные аспекты / К.Р. Вода, Ю.Д. Квашнин. // Сборник статей. -М.: ИМЭМО РАН. - 2013. С. 121.

3. Головина, М.С. Экономические аспекты региональной энергетической безопасности и экспортная стратегия России на рынке газа стран Европейского союза: дис. ... канд. экон. наук: 08.00.14/ Головина Мария Сергеевна. - М., 2014. - 248 с.

4. Сергеев, Н.Н. Формирование системы энергетической безопасности Российской Федерации [Электронный ресурс] / Н.Н. Сергеев // Вестник АГТУ. Серия: Экономика. - 2016. - №1. - Режим доступа: http://cyberlenmka.ra/artide/n/formirovame-sistemy-energeticheskoy-bezopasnosti-rossiyskoy-federatsii.

5. Распоряжение Правительства РФ от 13.11.2009 №1715-р «Энергетическая стратегия России на период до 2030 года».

6. Государственная программа Российской Федерации "Энергоэффективность и развитие энергетики", утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 3 апреля 2013 г.

7. Илларионов, М.Г. Влияние топливно-энергетического комплекса на экономическую безопасность региона. Институт соц.-эконом. и прав. наук АНТ / М.Г. Илларионов. - Казань, 2001. - 196 c.

8. Федеральный закон № 261-Ф З «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23 ноября 2009 г.

9. Губанок, И. И. Разработка методов повышения надежности эксплуатации северных газопроводов: дис. ... канд. техн. наук: 25.00.19 / Губанок Иван

Иванович. - М., 2005. - 217 с.

10. Коршунов, С. А. Разработка алгоритмического метода диагностики утечек газа в линейных частях магистральных газопроводов высокого давления: дис. ... канд. техн. наук: 05.13.18 / Коршунов Сергей Александрович. - М.,

2013. - 207 с.

11. Харионовский, О. В. Разработка методов оценки технического состояния сложных участков магистральных газопроводов: дис. ... канд. техн. наук: 25.00.19 / Харионовский Олег Владимирович. - М., 2009. - 101 с.

12. Усманов, Р. Р. Разработка и внедрение технологии ремонта магистральных газопроводов больших диаметров с подъемом в траншее: дис. ... канд. техн. наук: 25.00.19 / Усманов Рустем Ринатович. - Уфа,

2014. - 140 с.

13. СП 41-104-2000. Проектирование автономных источников теплоснабжения. - М.: ГУП ЦПП, 2001. - 30 с.

14. ГОСТ Р 54961-2012 «Системы газораспределительные. Сети газопотребления. Общие требования к эксплуатации. Эксплуатационная документация». - М., 2012. - 54 с.

15. СО 153-34.20.562-2003 (с изм. 2004). «Инструкция по предупреждению и ликвидации аварий на тепловых электростанциях».- М., 2004. - 32 с.

16. СТО 17330282.29.240.004-2008 (Правила предотвращения развития и ликвидации нарушений нормального режима электрической части энергосистем (СТО 59012820.29.240.007-2008) (взамен СТО 17330282.29.240.001-2005 (СТО 59012820.29.240.003-2005))) - М., 2008. -37 с.

17. Краткий электронный справочник по основным нефтегазовым терминам с системой перекрестных ссылок. - М.: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2005. - 125 с.

18. Ксензов, М. В. Аналитический обзор отчетов в области сбора данных по нештатным ситуациям при эксплуатации газопроводов / М.В. Ксензов //

Инженерный вестник Дона : [электрон. журн.]. - 2015. - № 3. - С. 7. -Режим доступа : ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2015/3260.

19. Павлюков, С. П. Моделирование утечек газа из подземных газопроводов в аварийных ситуациях: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.03/ Павлюков Сергей Петрович. - Воронеж, 2010. - 119 с

20. R. Konersmann, C. Kühl, J. Ludwig. Zu den Risiken des Transports flüssiger und gasförmiger Energieträger in Pipelines. Forschungsbericht 285. Berlin, 2009. - 66 p.

21. ВРД 39-1.10-006-2000 Правила технической эксплуатации магистральных газопроводов. - Москва, 2000.

22. Экологические проблемы регионов России и способы их решения. Сборник материалов Всероссийской конференции. - СПб.: Беллона, 2012. - 82 с.

23. Публичная декларации целей и задач Минэнерго России на 2014 год. -М., 2014. - 13 с.

24. Годовой отчет ОАО «Газпром» за 2014 год. - Москва, 2014. - 178 с.

25. Виноградова, О. Газификация всей России. / О. Виноградова // Нефтегазовая вертикаль - 2012. - №6. - С. 64-67.

26. Генеральная схема развития газовой отрасли на период до 2030 года., -Москва, 2008. - 145 с.

27. Ксензов, М. В. Состояние современной газотранспортной системы Российской Федерации / М.В. Ксензов // Наука и молодежь. Инновационные технологии в сельскохозяйственном производстве: сборник науч. трудов. - 2015. - № 2. С. 114-117.

28. Алабердиев, Р. Р., Перспективы развития российской газовой индустрии и ее государственного регулирования / Р.Р. Алабердиев // Journal of economic regulation. - 2010. - Том 1. - № 2. - С. 59-67.

29. Energieerzeugung und Netzintegration. Wärmenetze. Sonne, Wind & Wärme. -2014. - №7. - 114 р.

30. Statistical summary of reported spillages in 2011 and since 1971, CONCAWE, Brussels, April 2013. - 60 p.

31. Statistical summary of reported spillages in 2013 and since 1971, CONCAWE, Brussels, April 2015. - 63 р.

32. 7-th EGIG-report. 1970-2007, Gas Pipeline Incidents, Doc. Number EGIG 08.TV-B.0502, December 2008. - 33 p.

33. 8-th EGIG-report. 1970-2010, Gas pipeline incidents, Doc. Number. EGIG 11 .R.0402 (version2), Dezember 2011. - 43 p.

34. 9-th EGIG-report. 1970-2013, Gas pipeline incidents, Doc. Number. EGIG 14.R.0403, February 2015. - 61 р.

35. Годовой отчет о деятельности федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору в 2014 г. - Москва, 2015. - 442 с.

36. Обеспечение надежности работы Единой системы газоснабжения России [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.gazprom.ru/about/ production/transportation/reliability.html.

37. UKOPA Pipeline Product Loss Incidents and Faults Report (1962-2013), Report Reference: UK0PA/14/0031, December 2014. - 32 р.

38. PHMSA. Pipelines and Hazardous Materials Safety Administration. Pipeline Incident 20 Year Trends. Интернет [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.phmsa.dot.gov/pipeline/library/datastats/pipelineincident-trends.html.

39. Зубаилов, Г.И. Повышение оперативности контроля утечек газа через негерметичные соединения оборудования сетей газораспределения и газопотребления [Электронный ресурс] / Г.И. Зубаилов // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». - 2015. - №2. - Режим доступа: http://ogbus.ru/article/povyshenie-operativnosti-kontrolya-utechek-gaza-cherez-negermetichnye-soedineniya-oborudovaniya-setej-gazoraspredeleniya-i-gazo potrebleniyaefficiency-rise-of-gas-leakage-control-throuh-failure-connect.

40. Правила эксплуатации магистральных газопроводов СТО Газпром 2-3.5-

454-2010. - М., 2010. - 179 с.

41. ОСТ 153-39.3-051-2003. Стандарт отрасли. Техническая эксплуатация газораспределительных систем. Основные положения. Газораспределительные сети и газовое оборудование зданий. Резервуарные и баллонные установки. - 105 с.

42. DIN EN 12327. Gasinfrastruktur - Druckprüfung, In- und Außerbetriebnahme - Funktionale Anforderungen; Deutsche Fassung EN 12327: 2012.

43. O.E. Fischer., B. Zimmermann. Taschenbuch, Gasinstallation. Ein Leitfaden für die Praxis. 10. Auflage, Verlag für Bauwesen, Berlin, 1997. - 326 p.

44. Arbeiten an Gasleitungen Fachausschuss „Gas- und Wasser" der BGZ Stand: Mai 2010.

45. OAO „РОСГАЗИФИКАЦИЯ". Головной научно- исследовательский и проектный институт. Методика по расчету удельных показателей загрязняющих веществ в выбросах (сбросах) в атмосферу (водоемы) на объектах газового хозяйства. Москва, 1996. - 112 c.

46. Волков, М. М. Справочник работника газовой промышленности / М.М. Волков, А.Л. Михеев, К.А. Конев. - 2-е издание, перераб. и допол. - М.: Недра, 1989. - 286 с.

47. СТО Газпром 2-3.5-051-2006 Нормы технологического проектирования магистральных газопроводов. - 197 с.

48. СТО Газпром 2-1.19-217-2008. Методические указания по организации и проведению производственно-экологического мониторинга линейной части магистральных газопроводов.

49. СО 34.20.514 -2005. Методические указания по эксплуатации газового хозяйства тепловых электростанций. - М.: ЦПТИиТО ОРГРЭС, 2005. -132 с.

50. Чарный, И.А. Основы газовой динамики / И.А. Чарный. - М.: Гостоптехиздат, 1961. - 200 с.

51. Белоконь, Н.И. Основные принципы термодинамики / Н.И. Белоконь. -

М.: Недра, 1968. - 110 с.

52. Поршаков, Б.П. Основы термодинамики и теплотехники / Б.П. Поршаков, Б.А. Романов. - 2-е изд., переработ. и доп. - М.: Недра, 1988. - 300 с.

53. Тарасов, В.В. Расчет времени истечения идеального газа из резервуара постоянного объема в среду с постоянным давлением при адиабатическом процессе / В.В. Тарасов // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. - 2016. Т. 2. № 2. С. 84-95.

54. Крутов, В.И. Техническая термодинамика / В.И. Крутов., С.И. Исаев, И.А. Кожинов и др.; под. ред. В.И. Крутова - 3-е изд., перераб. и доп. М.: "Высшая школа", 1991. - 384 с.

55. Крутов, В.И. Техническая термодинамика / В.И. Крутов. - 2-е изд., перераб. и доп. М.: "Высшая школа", 1981. - 440 с.

56. Стулов, В.П. Лекции по газовой динамике / В.П. Стулов - М.: Физмалит, 2004. - 192 с.

57. K. Laugeinecke, P. Jany, G. Thielecke. Thermodynamik für Ingenieure. 7. verb. und ergänzte Auflage. Vieweg und Teubner Verlag, 2008. - 376 p.

58. W. Altwann, M. Engshuber, J. Kowaczeck. Gasversorgungstechnik, 2., überarb. Auflage. VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1983. - 416 p.

59. Zierep, J., Bühler K. Grundzüge der Strömungslehre. Grundlagen, Statik und Dynamik der Fluide. 9. Auflage. Springer Fachmedien Wiesbaden, 2013. - 221 p.

60. J.Mischner, S.Schewe. Zur Ermittlung von Stoffdaten für die hydraulische Berechnung von Gasrohrleitungen, April 2009. - 14 p.

61. Papay, J.: Development of Petroleum Reservoirs: Theory and Practice. Budapest: Akademiai Kiado 2003.

62. LIWACOM Informationstechnik GmbH und SIMONE research group s.r.o.: SIMONE Software. Gleichungen und Methoden. Essen. 2004.

63. Günter Cerbe. Grundlagen der Gastechnik, 7. Auflage. Carl Hanser Verlag München Wien, 2008. - 627 p.

64. Альтшуль, А.Д. Гидравлика и аэродинамика. Основы механики жидкости / А.Д. Альтшуль, Н.П. Киселев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1975. - 323 с.

65. Борисов, С.Н. Гидравлические расчеты газопроводов / С.Н. Борисов, В.В. Даточный. - М.: Недра, 1972. - 108 с.

66. Идельчик, И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. Под ред. М. О. Штейнберга / И.Е. Идельчик. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1992. - 672 с.

67. Киселев, А.А. Газоснабжение часть II Транспортирование, хранение, распределение и использование газа / А.А. Киселев. - М.: Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре, 1956. - 215 с.

68. Ионин, А. А. Газоснабжение: учеб. для вузов / А.А. Ионин. - 4 -е издание, перераб. и допол. - М.: Стройиздат, 1989. - 439 с.

69. Френкель, Н.З. Гидравлика / Н.З. Френкель. - Госэнергиздат, 1956. - 456 с.

70. Абрамович, Г. Н. Прикладная газовая динамика / Г.Н. Абрамович. - 5-е изд., перераб. М.: Недра, 1991. - 904 с.

71. Корсаков, С.М. Учебно-методический комплекс по дисциплине Гидрогазодинамика / С.М. Корсаров. - Н.Новогород: - МИИТ, 2011. -168 с.

72. Белов, А.А., Обнаружение места аварии на подводящем газопроводе высокого давления при топливоснабжении энергетических систем и комплексов / А.А. Белов, М.В. Ксензов // Изв. вуз. Сев-Кав. Рег. Техн. науки. - 2017. - № 2. - С. 12.

73. Курбатов, Ю.Л. Механика жидкости и газа: учебное пособие / Ю.Л. Курбатов В.И. Шелудченко, В.В. Кравцов. - Севастополь: «Вебер», 2003. - 226 с.

74. Siekmann, H.E. Strömungslehre für den Maschinenbau. Technik und Beispiele. 2. Auflage. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2009. - 280 p.

75. Durst F. Grundlagen der Strömungsmechanik. Eine Einführung in die Theorie der Strömung von Fluiden. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006. - 771 p.

76. Дейч, М. Е. Техническая газодинамика / М.Е. Дейч. - 2-е изд., перераб. -М. - Л.: Госэнергоиздат, 1961. - 671 с.

77. Sigloch H. Technische Fluidmechanik. 7. Auflage. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2009. - 590 p.

78. M. Geib. Diplomarbeit. Vergleich unterschiedlicher Nennweiten der Ausblase und Umgangsleitung bei konstantem Rohrleitungsdurchmesser in Abhängigkeit von den Faktoren Temperatur, Geschwindigkeit und Druck. Fachhochschule Oldenburg, 1998. - 83 p.

79. Peter von Böckh; Christian Saumweber. Fluidmechanik. 3.Auflage. Springer Vieweg, 2013. - 393 p.

80. Кириллин, В.А.. Техническая термодинамика: учебник для вузов / В.А. Кириллин, В.В. Сычев, А.Е. Шейндлин. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд. дом МЭИ, 2008. - 496 с.

81. Емцев, Б. Т. Техническая гидромеханика: учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. - 440 с.

82. Ястржембский, А.С. Техническая термодинамика: учебное пособие / А.С. Ястржемский 8- е изд., перераб. и доп. - Госэнергоиздат, 1960. - 496 с.

83. Болгарский, А.В. Термодинамика и теплопередача: учебник / А.В. Болгарский, Г.А. Мухачев, В.К. Щукин. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1975. - 495 с.

84. Дейч, М.Е. Газодинамика двухфазных сред / М.Е. Дейч, Г.А. Филиппов. -2-е изд. - М. Энергоиздат, 1981. - 472 с.

85. B. Glück. Hydrodynamische und Gasdynamische Rohrströmung. Druckverluste. 1. Auflage. VEB Verlag für Bauwesen, Berlin, 1998. - 482 p.

86. W. Kummel. Technische Strömungsmechanik. Theorie und Praxis. 3., überar.

und ergänzte Auflage. B. G. Teubner Verlag, Wiesbaden, 2007. - 331 p.

87. Капцов, И.И. Сокращение потерь газа на магистральных газопроводах / И.И. Капцов. - М.: Недра, 1988. - 160 с.

88. Давыдова, М.А. Лекции по гидродинамике: учеб. пособие / М.А. Давыдова. - М.: Физматгиз, 2011. - 216 с.

89. Кудинов, А.А. Техническая гидромеханика: учеб. пособие для студентов вузов / А.А. Кудинов. - М.: ЭКСМО, 2010. - 368 с.

90. Гусев, А.А. Гидравлика: учебник для студентов вузов / А.А. Гусев. - М.: ЮРАЙТ, 2013. - 285 с.

91. Иванов В.И. Гидравлика. В 2 т / В.И. Иванов, И.И. Сазанов, А.Г. Схиртладзе и др. - М.: Академия, 2012. - 192 с.

92. H. Zoebl und J. Kruschik. Strömung durch Rohre und Ventile. Springer-Verlag, 1982. - 348 p.

93. Лапшев, Н.Н. Гидравлика / Н.Н. Лапшев. - М.: Академия, 2010. - 272 с.

94. Пильгунов, В. Н., Ефремова К. Д. Особенности истечения жидкости через отверстия некруглой формы / В.Н. Пильгунов, К.Д. Ефремова // Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. - 2015. - № 02. С. 1-23.

95. РД 03-496-02 «Методические рекомендации по оценке ущерба от аварий на опасных производственных объектах». - М., 2002. - 272 с.

96. Орлов М.Е. Повышение эффективности резервных топливных хозяйств ТЭЦ / М.Е. Орлов // Теплоэнергетика и теплоснабжение : сб. науч. трудов научно-исслед. лаб-и «Теплоэнергетические системы и установки» УлГТУ. Вып. 9. - Ульяновск : УлГТУ, 2012. - 240 с.

97. СП 89.13330.2012 «Котельные установки» актуализированная редакция СНиП II-35-76, . - М.: 2012. - 99 с.

98. Патент РФ № 2418241. МПК F23 К 5/02. Система резервного и аварийного топливоснабжения газовой котельной/ В.И. Шарапов, М.Е. Орлов, Р.А. Мерен- ков, А.Г. Илюшкин; заявитель и патентообладатель УлГТУ. №

2009107410/06; заявл. 27.02.2009; опубл. 10.05.2011. Бюл. № 13. 4 с.

99. Шарапов, В. И. Технологии обеспечения пиковой нагрузки систем теплоснабжения / В. И. Шарапов, М. Е. Орлов. - М.: Новости теплоснабжения, 2006. - 208 с.

100. ГОСТ 10585-99 «Топливо нефтяное. Мазут. Технические условия».

101. Белов, А.А. Экономическая эффективность при рациональном выборе резервного топлива при топливоснабжении энергетических комплексов / А.А. Белов, М.В. Ксензов // Новая наука: от идеи к результату. Междунар. научное периодическое издание по итогам междунар. науч.-практ. конф. -2017. - № 2. - С. 145-147.

102. Паспорт качества на топливо печное бытовое светлое производства ООО «Марийский НПЗ» от 10.10.2010. URL: http://www.marnpz.ru (дата обращения: 30.10.2016).

103. Рачевский Б. С. Сжиженные углеводородные газы / Б.С. Рачевский. - М.: Нефть и газ. 2009. - 164 с.

104. СП 89.13330.2012 «Котельные установки» актуализированная редакция СНиП II-35-76, . - М.: 2012. - 99

105. Базовые цены на работы по ремонту энергетического оборудования, адекватные условиям функционирования конкурентного рынка услуг по ремонту и техперевооружению, . - М.: 2003. - 99

106. РД 153-34.1-09.205-2001 «Нормы расхода тепла на мазутные хозяйства тепловых электростанций», М.: СПО ОРГРЭС, 2002 г. - 11 с.

107. Пинтюшенко, А.Д. Комплексные технологии повышения эффективности котельных коммунальной энергетики / А.Д. Пинтюшенко, В.К. Тучков, А.Ю. Иванов, В.И. Яковлев // Журнал «Новости теплоснабжения» № 10, -2005, С. 8.

108. «Методические указания по определению расходов топлива, электроэнергии и воды на выработку теплоты отопительными котельными коммунальных теплоэнергетических предприятий», - 4-е издание,

перераб. и допол. - М., 2002. - 241 с.

109. Беннинга Ш. Финансовое моделирование с использованием Excel / Ш. Беннинга. - 2-е изд. - М.: Вильямс, 2007. - 592 с.

110. Сотникова О.А., Околелова Э. Ю. , Фиронова Т. А. Рекомендации по оценке экономической эффективности инвестиционного проекта по теплоснабжению. Общие положения / О. А. Сотникова, Э. Ю. Околелова, Т. А. Фиронова. - М.: ООО ИИП «АВОК-ПРЕСС». 2006. - 24 с.

111. Бронз П.В. Разработка методов оценки экономической эффективности инвестиционных проектов электростанций по интервальным данным: : дис. ... канд. экон. наук : 08.00.05 / Бронз Полина Владимировна. - М., -2007. - 148 с.

112. ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам. - М.: Стандартинформ, 2007. - 28 с.

113. ГОСТ Р 7.0.11 - 2011. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Диссертация и автореферат диссертации. Структура и правила оформления. - М.: Стандартинформ, 2012. - 16 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А - Пример расчета распределения давления по длине газопровода в штатном и аварийном режимах. Сравнение результатов

исследований

Газопровод имеет следующие геометрические и режимные параметры:

- Диаметр трубы, внутренний р- Давление Ь - Длина Т - Температура Я - Газовая константа г - Фактор сжимаемости

V - Объемный расход р - Плотность Л - Коэффициент трения ш - Скорость

К - Коэффициент сжимаемости

к- Шероховатость

7] - Динамическая вязкость

Идексы:

п - при нормальных условиях /?/ - усредненное значение

рс - псевдокритическии параметр

г - приведенный параметр # - в штатном режиме

р1#:=30 bar р„ -.= 1.01325 bar L ■■= 10000 т DN-.= 0.355 т Di ■■= 0.33 т

Тп-.= 273.15 К Т„, — 288.15 К

Т^— 191.5 К

рп:= 0.747

kg

тп

/с:= 0.15 mm pJX,'-= 45.9 bar

R := 508 ---

kg-K

Z„ := 0.997

VM ■■= 40000

m hr

р2#:= 28.9 Ьаг

Вычислим среднее давление:

Pm:=-»Pl#3~P2#3 =29.453 bar

3 „ 2 „2

Р 1# -Р 2#

т

TI

Тг :=—— = 1.505 Р,.:=-

рс

Ррс

= 0.642

Zm := 1 - 3.52 • рг • ехр (-2.260 • ТГ) + 0.274 • ртг • ехр (-1.878 • Тг) = 0.931

К„,:=-

Zn 4-V

= 0.934

Рп тп

Рпг Тп

■К„, = 0.377

m

w.„ •■= -

- = 4.404

m

тг-Di'

Определим динамическую вязкость: т/():= К)-6. (1.81 + 5.95»Тг) = 1.076« Ю-5

В, :=-0.67 + ^—^ = 0.046

m _ О

Я,:=0.8-^- + ^- = 0.05

В связи с тем, что статистика, содержащая данные по прорывам на газопроводах высокого давления, документирована в недостаточной степени и многие данные предоставлены в ознакомительных целях и имеют больше информативный характер, сложным является прогнозирование ситуации с целью определения места утечки. В некоторых же случаях, информация, представленная по утечкам, может быть достаточна для моделирования ситуации. Рассмотрим применение разработанного алгоритма расчета по определению места утечек на конкретных примерах.

Пример № 1.

01.10.1982 года произошел прорыв газопровода, вследствие коррозии, на участке трассы „Pine Bluff, Arkansas, USA", обслуживаемом „Mississippi River Transmission Corporation". Технические характеристики газопровода и газа: рабочее давление газа Р г = 1,9 МПа; внутренний диаметр DN = 0.55 м.; длина газопровода между измерительными станциями L ~ 11 000 м.; истекшее

• 3

количество газа Vieck = 624 м .; место утечки находилось на расстоянии 2691 м. от газораспределительной станции.

Проведя расчеты по алгоритму, представленному выше, для случая № 1, были получены следующие результаты:

Обнаружение места утечки на примере "Pine Bluff, Arkansas, USA by Mississippi River Transmission Corporation"

Расчетное местоположение но программе ''Leckspot1'

■ Реальное местоположение утечки

■ Общая протяженность между измерительными станциями

Рабочие условия:

О 2000 4000 6000 8000 10000 12000 D = 560 ММ. Р = 1,9 МПа.

L ~ 11 000м.

Длина газопровода, м.

Пример № 2.

30.01.1980 года произошел прорыв газопровода на участке трассы „Bayamon Puerto Rico", обслуживаемом „Shell Oil Company". Технические характеристики газопровода и газа: рабочее давление газа Р ± = 0,5 МПа; внутренний диаметр DN = 0.35 м.; длина газопровода между измерительными станциями L ~ 2 500 м.; место утечки находилось на расстоянии 1 583 м от газораспределительной станции.

Проведя расчеты по алгоритму, представленному выше, для случая № 1, были получены следующие результаты:

ПРИЛОЖЕНИЕ Б - Расчет времени истечения газа и газовых эмиссий

4) Определим массовый критический расход:

у/к

•Рг

фкг 2'к =679.286 —

кд

5) Определим время истечения в критической области:

к

к-1

/с + 1

Фкгк-Фкг к ) =0.676

\

(Аг-рА

2-к

{ Ра

-1

= 661.311 8

6) Представим график истечения газа через образовавшуюся утечку до подкритического режима:

Ркг{*) £

(Ъаг) (*)

30 23.702 0 66 30 23.702 18.521 0 66 133

18.521 133 14.521 199

14.521 199 12.298 9.452 Ъаг ¿ = 241 307 8

12.298 241 6.632 393

9.452 307 4.348 490

6.632 393 2.623 1.863 599 661

4.348 490

2.623 599

1.863 661

По результатам расчета построен график времени истечения при прорыве в критической и подкритической областях. Интересным является тот факт, что истечение газа в сверхзвуковой области до подкритического истечения (от 3,0 МПа до 0,2 МПа) составляет 75 % общего времени истечения, и в области подкритического истечения (от 0,2 МПа до 0,1 МПа) - 25 % общего времени. Наблюдается значительное замедление скорости истечения газа в подкритической области, что приводит к продолжительному редуцированию давления газа до атмосферного. Расчет производился на базе программы Mathcad Prime 3.0.

ПРИЛОЖЕНИЕ В - Справка о прохождении научной стажировки в Университете прикладных наук г. Вольфенбюттель (Германия)

Ostfalia

Hochschule für angewandte Wissenschaften

0

Ostfalia • Salzdahlums Str. 46/48 • 38302 Wolfenbüttel

Herrn

Maxim Ksenzov

Technische Universität Nowotscherkassk von A.K. Kortunov

346428, S. Puschkinskaja 111. Nowotscherkassk. Russland

Wolfenbüttel

Hochschule Braunschweig/Wolfenbüttel

Fakultät Versorgungstechnik

EOS Institut für energieoptimierte Systeme

Prof. Dr.-Ing, Benno Lendt

Leiter Labor für Gas- und Verbrennungstechnik

Telefon [phone]

Telefax [phone]

E-Mail [e-mail]

Web www.ostfalia.de/

Wolfenbüttel, 08.12.2015 Unser Zeichen: LE

Bestätigung für einen akademischen Aufenthalt im Labor für Gas- und Verbrennungstechnik an der Fakultät Versorgungstechnik der Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften in Wolfenbüttel.

Sehr geehrte Damen und Herren,

Hiermit bestätige ich, dass Herr Maxim Ksenzov im Rahmen seiner Promotion mit dem Thema „Betriebsverhalten von Hochdruckgasleitungen beim Auftreten von Leckagen" im Labor für Gas- und Verbrennungstechnik an der Fakultät Versorgungstechnik der Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften in Wolfenbüttel beschäftigt ist. Die Forschung umfasst folgende Punkte:

• Analyse und Verallgemeinerung der ausländischen wissenschaftlichen Leistungen im Bereich der Gasversorgung. Untersuchung der ausländischen Literatur.

• Bewertung von Risiken der Unfallentstehung an Gasleitungen und der möglichen ökologischen Konsequenzen. Analyse der Statistiken von Pipelineunfällen und der Gründe, die Unfälle verursachen.

• Untersuchung des Betriebsverhaltens beim Bruch der Leitung. Bestimmung der Lage und Größe des Lecks.

• Definition der Ausströmungszeit des Gases, sowie der Gasemissionen beim Bruch.

Prof. Dr..-Ing. Benno Lendt

Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften

Hochschule BraunschweIg/Wolfenbüttel

Postanschrift: Salzdahlumer Str. 46/48 • 38302 Wolfenbüttel

Besucheranschrift: Salzdahlumer Str. 46/48 • 38302 Wolfenbüttel

ПРИЛОЖЕНИЕ Г - Справки об использовании научно-исследовательских

работ диссертации

ООО "ПромГазСерЬис"

Общество с ограниченной ответственностью «ПромГазСервие»

Юридический адрес: 346421. Ростовская область.

г. Новочеркасск, ул. Буденновска*. 156 ИНН 6150071717 КПП 615001001 ОГРН 1126183005630 Банковские реквизиты: Р/с 40702810901000005893 в банке Южный ф-л ПАО «Промсвязьбанк» г. Волгоград. к/с 30101810100000000715 БИК 041806715 Р/с 40702810302210002520 в банке Ф-л банка ГПБ (АО) в г. Ростов-на-Дону, к/с 30101810700000000968 БИК 046015968 Контактные данные: тел. (факс) 8 [phone] c-mail: I

СПРАВКА

об использовании научно- исследовательских работ диссертации Ксензова М.В. «Диагностика подводящих газопроводов высокого давления при топливоснабжении

энергетических комплексов»

Настоящим подтверждаю, что следующие результаты диссертационной работы Ксензова М.В. по теме «Диагностика подводящих газопроводов высокого давления при топливоснабжении энергетических комплексов» были внедрены в хозяйственной деятельности нашего предприятия, приняты в качестве рекомендации при проектных расчетах и эксплуатационном обслуживании.

В частности используются:

1. Математическая модель определения места утечки при частичном разрыве подводящего газопровода высокого давления при топливоснабжении энергетических систем и комплексов.

2. Зарегистрированная компьютерная программа для ЭВМ „ЬескэроГ.

3. Математическая модель для расчета газовых эмиссий и времени истечения газа вследствие аварии при частичном разрыве газопровода высокого давления при топливоснабжении энергетических комплексов

//«?,

Директор I

\\о\

Ванюшина Н.В.

Акционерное общество «Ростовгоргаз» 344019, Россия, Ростовская область, г.Ростов-на-Дону, пр. Шолохова, 14

ИНН 6152000158 КПП 616701001 Тел.: [phone], Факс.: [phone], E-mail.: [e-mail]

АКТ

о внедрении результатов кандидатской диссертационной работы

Настоящий акт был составлен о том, что диссертационная работа Ксензова Максима Валерьевича «Диагностика подводящих газопроводов высокого давления при топливоснабжении энергетических комплексов», представленная на соискание ученой степени кандидата технических наук, которая описывает определение места утечки, а также количество газовых эмиссий и время опорожнения газопровода при топливоснабжении энергообъектов была рассмотрена. Результаты работы позволяют проводить диагностику подводящих газопроводов при топливоснабжении энергетических комплексов в режиме реального времени при эксплуатации, уменьшая время восстановления энергокомплекса из-за аварии, повышая надежность энергокомплексов.

Акционерное общество «Ростовгоргаз»

344019, Россия, Ростовская область, г.Ростов-на-Дону, пр. Шолохова, 14 Тел.: [phone] Факс.: [phone], E-mail.: [e-mail]

Начальник СМУ (строительно- монтажный участок)

сто в гоп газ »

ПРИЛОЖЕНИЕ Д - Копии сертификатов и свидетельств

r I )u A\A/ ' (So R * * ?

LL nHtfV

Certificate

During Aug. 25,h- Sept. 5,h, 2014,

Mr. Maxim Kson/ov took part in

10th International Building Technology Summer School

in Sino-German College of Applied Sciences. (C'DIIAW) of Tongji University, Shanghai

Successful Participating.

Shanghai, Sep 2014

Site, Date

Ostfalia

Hochschule für angewandte Wissenschaften

CERTIFICATE

We hereby confirm that

C U(X\ i >V) Kser\ "¿c V

from Ostfalia University of Applied Sciences, Germany/ University of Wisconsin at Parkside, Kenosha, USA

attended the International Summer University (ISU) at the Ostfalia University of Applied Sciences in Germany, 17th - 28th of May 2016, as a student participant.

He/She successfully attended lectures on

„ Robotics, Image Processing, Biosystems Modeling"

participated in several company visits and a project workshop, as well as attended various social activities (3 US/5 EU Credit Points).

Department of Supply Engineering

Ostfalia University of Applied Sciences at Braunschweig/Wolfenbüttel Salzdahlumer Str 46/48, 38302 Wolfenbüttel, Faculties of Supply Engineering and Computer Sciences

Web www.ostfalia.de/v

26th of May, 2016

□einsehe! Äkademisehsr Austausch Dienst Cagrmin Academic Exchange Servie©

STIPENDIENURKUNDE

Der Deutsche Akademische Äustäuschdianst ist eine gemeinsame Einrichtung der deutschen Hochschulen. Er fördert mit öffentlichen Mitteln die internationale akademische Zusammenarbeit,

insbesondere den Austausch von Studierenden und Wissenschaftlern. Die Stipendien des DAAD werden auf der Grundlage von Auswahlentscheidungen unabhängiger wissenschaftlicher Kommissionen vergeben.

im Rahmen seiner Programmé verleiht der Deutsche Akademische AustauSchdiönsi

Ich beglückwünsche Sie zu diesem Stipendium und wünsche Ihnen einen erfolgreichen Aufenthalt in Deutschland, Ich hoffe, dass Sie neben Ihren fachlichen Aufgaben auch die Gelegenheit wahrnehmen werden, unser Land, seine Menschen und seine Kultur näher kennenzulernen. Ich würde mich frtusn, wenn Sie auch nach Rückkehr in Ihr Heimatland weiterhin die Verbindung mit Ihren deutschen Partnern und dem DAAD aufrechterhalten würden.

Maxim Ksenzöv

ein Stipendium zur wissenschaftliehen Aus- und Fortbildung in Deutschland,

.. .-.^Pröf,'Dr. MargretWihtemäm&f... :

Awtiusehai&nstss

Piese U] I unie ist nur wirr sam in Verbindung mli №1 Stipsndianzuaaôe des suatändigeh DAiO-Refeiats,