Система поддержки решений по обеспечению эксплуатационной надежности и экологической безопасности работы технологического оборудования магистральных газопроводов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.15.13, доктор технических наук Тухбатуллин, Фарит Гарифович

• Тухбатуллин, Фарит Гарифович
• доктор технических наук
• 0

Оглавление диссертации доктор технических наук Тухбатуллин, Фарит Гарифович

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

1.1. Современные проблемы обнаружения и диагностики дефектов в технологическом оборудовании компрессорных станций

3.2. Методы снижения выбросов окислов азота газоперекачивающими агрегатами компрессорных станций магистральных газопроводов

1.3. Цель и задачи исследований

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

ПРОВЕДЕНИЯ РЕМОНТНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ И ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ

2.1. Математическое моделирование технического обслуживания системы газоперекачивающих агрегатов

КС в виде управляемых полумарковских процессов

2.2. Математическое моделирование технического обслуживания запорной арматуры КС в виде управляемых полумарковских процессов

2.3. Оптимизация показателей эффективности системы технологического и силового оборудования КС путем проведения планово-предупредительных осмотров

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И ТЕКУЩЕГО СОСТОЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОМП-

РЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

3.1. Теоретические и экспериментальные исследования виброакустических характеристик запорной арматуры при наличии перетечек

3.2. Экспериментальные исследования герметичности запорной арматуры компрессорных станций

3.3. Разработка методов оценки текущего состояния газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций

4. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ОБРАЗОВАНИЯ ОКИСИ АЗОТА ПРИ

ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРИРОДНОГО ГАЗА В ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВКАХ

4.3. Кинетика образования окиси азота при горении

углеводородного топлива

4.2. Влияние турбулентности на интенсивность образования окислов азота

4.3. Исследование влияния турбулентных пульсаций на уровень концентрации окислов азота в условиях

работы камеры сгорания ГТК-10-4

5. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ГОРЕЛОЧНЫХ УСТРОЙСТВ

С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКОЙ Т0ПЛИВН0-В03ДУШН0Й

СМЕСИ ДЛЯ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК

5.1. Принципы моделирования процесса горения

5.2. Экспериментальный комплекс для модельных исследований образования окислов азота при горении подготовленных метано-воздушных смесей

5.3. Анализ результатов исследований процессов горения топливно-воздушной смеси в газотурбинных установках

5.4. Разработка методов применения горелочных устройств с предварительным смешением топлива в

промышленных газотурбинных установках ГТК-10-4

6. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ

БЕЗОПАСНОСТИ КОМПРЕССОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

6.1. Проблемы и методы обеспечения заданных характеристик равномерности поля концентраций топлива

6.2. Исследование возможности расширения диапазона экологически безопасной работы горелочного устройства с предварительным смешением топлива

6.3. Промышленные испытания горелочных устройств с предварительным смешением топлива в реальных условиях эксплуатации

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЕ

г

- о -

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система поддержки решений по обеспечению эксплуатационной надежности и экологической безопасности работы технологического оборудования магистральных газопроводов»

ВВЕДЕНИЕ

Газовая промышленность России представляет собой одну из важнейших составных частей топливно-энергетического комплекса. В связи с тем, что газодобывающие районы расположены далеко от центров потребления газа, возникает настоятельная потребность в увеличении единичной мощности силовых агрегатов. Такие проблемы как контроль технического состояния технологического оборудования газотранспортных систем, поддержание оптимальных режимов работы компрессорных станций (КС) и линейной части магистральных газопроводов, рациональная загрузка газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и своевременное качественное выполнение графиков планово-предупредительных ремонтов технологического оборудования являются важнейшими средствами повышения эффективности использования оборудования КС и повышения надежности работы газотранспортных систем.

Для повышения надежности силового и технологического оборудования на КС применяются различные методы диагностики. Широкое применение диагностирования силового оборудования позволяет перейти от планово-предупредительной системы обслуживания к обслуживанию по фактическому состоянию. Это в свою очередь приводит к сокращению вынужденного простоя силового оборудования вследствие аварийных отказов и дополнительных ремонтов, уменьшению времени ремонтов и, как следствие, к повышению его надежности. Диагностирование силового оборудования позволяет прогнозировать состояние агрегатов, правильно выбирать сроки межремонтного обслуживания. На основании диагностирования силового и технологического оборудования можно проводить расчеты количества запасных частей, необходимых для своевременного обслуживания оборудования КС, и качества ремонтных работ с целью уменьшения времени нахождения оборудования КС в ремонте.

Разработка методов диагностики, исследование возможностей

использования различных видов диагностики, выбор наиболее рациональных методов являются важной и актуальной задачей.

Существующая в России мощная система магистрального транспорта газа оборудована большим числом газоперекачивающих агрегатов. В силу специфических особенностей горения в камере сгорания ГПА, вместе с продуктами полного окисления природного газа производится выброс в окружающую среду и вредных веществ. Это углеводороды, окислы азота и окись углерода. Практика экологической экспертизы выхлопных газов ГПА в КС магистральных газопроводов показывает, что основными компонентами вредных выбросов являются окислы азота. Реальная опасность окислов азота в тех концентрациях, в которых они обнаруживаются в атмосфере района расположения КС связаны с их активностью в фотохимических реакциях, оказывающих прямое негативное влияние на человека и растительность. Таким образом, основное внимание при рассмотрении мероприятий по увеличению экологической безопасности работы КС должно быть обращено на снижение выбросов окислов азота.

Особенности развития газопроводного транспорта обусловили высокую концентрацию мощных ГПА на небольших площадях, что дополнительно осложняет экологическую обстановку в районах расположения КС магистральных газопроводов. Эта ситуация настоятельно диктует развитие методов и разработку путей снижения эмиссии окислов азота. Следует подчеркнуть, что решение этой проблемы приобретает все большее экономическое значение.

В первую очередь это связано с ужесточением требований к уровню вредных выбросов и, как следствие, ростом штрафных санкций к нарушителям экологических норм. Во-вторых, в настоящее время на КС эксплуатируются в основном энергетические установки, разработанные еще в период, когда должного внимания образованию окислов азота в процессе горения углеводородного топлива не уделялось. Замена этих установок новыми, зачастую далекими от совершенства,

требует значительных материальных затрат.

Поэтому наиболее рациональным (в силу сложившихся обстоятельств ввода в эксплуатацию нового оборудования) является проведение изысканий, связанных с изменением условий горения в камере сгорания эксплуатируемых агрегатов с целью значительного снижения концентраций окислов азота в выхлопных газах, т. е. обеспечения экологической безопасности работы КС магистральных газопроводов.

В связи с этим возникла необходимость в проведении специальных исследований, направленных на изучение: методов обнаружения и диагностики дефектов в технологическом оборудовании КС магистральных газопроводов; методов расчета технологических параметров эффективного технического обслуживания КС; конструктивных решений и методов снижения выбросов окиси азота камерами сгорания газовых турбин КС.

Представленная работа является научным обобщением по проблеме обеспечения экологической безопасности и эксплуатационной надежности работы технологического и силового оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов.

Использование математических моделей прогнозирования эффективного технического обслуживания и выполнения ремонтно-восстановительных работ при эксплуатации технологического и силового оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов с учетом показателей автоматизированных средств сбора информации об отказах, а также разработанных алгоритмов численного поиска эффективных решений системы уравнений, описывающих формирование показателя эффективности обслуживания при эксплуатации, позволило выявить особенности обеспечения рациональности основных характеристик технического обслуживания, периодичности контрольных проверок, периодичности ремонтов и уровня запасов резервных элементов.

Изучены закономерности виброакустического диагностирования

о О

технического состояния технологического и силового оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов. Выполненный вероятностно-статистический анализ натурных экспериментальных данных о состоянии технологического оборудования магистральных газопроводов дал возможность разработать методику определения перетечек газа в запорной арматуре технологической обвязки газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций. Предложена вероятностная модель оценки надежности газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов.

На основе современных представлений о турбулентном течении реагирующих газов обоснована концепция внедрения предварительной подготовки топливо-воздушной смеси в рабочий цикл камер сгорания газотурбинных установок компрессорных станций.

Изучен механизм образования окислов азота при сжигании предварительно подготовленной рабочей смеси бедного состава, установлено существенное звлияние неравновесности реакций окисления природного газа на уровень эмиссии окиси азота и углерода.

Разработана принципиально новая схема организации горения в камере сгорания газоперекачивающего агрегата ГТК-30-4, обеспечивающая эмиссию окислов азота на уровне лучших мировых образцов Ш0Х не более 25.0 ррш при 35% содержания 02).

Разработана методика расчета образования окислов азота применительно к условиям работы камеры сгорания отечественных газоперекачивающих агрегатов типа ГТК-10-4, ГТ-750-6.

Промышленные испытания предложенных горелочных устройств в реальных условиях эксплуатации газоперекачивающих агрегатов на магистральных газопроводах позволили обосновать возможности расширения диапазона экологически безопасной работы компрессорных станций без снижения эксплуатационной надежности силового и технологического оборудования магистральных газопроводов.

Промышленное внедрение результатов работы в направлении

улучшения экологических характеристик камеры сгорания позволило впервые в отечественной практике эксплуатировать цеха компрессорных станций "Москово", "Поляна", "Шаран" АО "Баштрансгаз" (всего 38 агрегатов) с уровнем выбросов окислов азота не более 50 мг/м3 (при 15% 02), что снизило валовый выброс окислов азота более чем на один порядок.

Результаты работы позволили создать нормативно-технические документы для обоснования организационных и технологических решений при эксплуатации компрессорных станций магистральных газопроводов. Использование руководящих документов при организации и проведении работ по техническому обслуживанию, ремонтно-восстано-вительным операциям и переоснащении компрессорных станций современным силовым оборудованием способствует обеспечению высоконадежного трубопроводного транспорта, а также сокращению стоимости и продолжительности выполнения работ.

Результаты исследований включены в следующие научно-технические разработки:

Система паспортизации запорной арматуры, ПО "Баштрансгаз", 1986 (утверждена Мингазпромом 16.03.86г.);

Виброакустический метод определения негерметичности запорной арматуры, Башкирское УМГ, 1988 (утверждена Башкирским Управлением магистральных газопроводов 28.11.88г.);

Методика оптимизации режимов работы центробежных нагнетателей компрессорных станций, УНИ, ПО "Баштрансгаз", 1988;

Правила капитального ремонта линейной части магистральных газопроводов, РАО "Газпром", 1995;

Система организационно-технических мероприятий по повышению надежности объектов и улучшению экологической ситуации в регионе, АО "Баштрансгаз", 1996 (утверждена АО "Баштрансгаз" 10.02.96г.).

Указанные методические материалы и результаты исследований использованы для обоснования:

системы планово-предупредительных ремонтов технологического и силового оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов по их техническому состоянию, что позволило резко снизить расход средств на капитальный ремонт без снижения общего уровня надежности;

природоохранного мониторинга предприятия и автоматизации измерений;

реконструкции камер сгорания газотурбинных агрегатов ГТК-10-4В с установкой малотоксичных горелочных устройств ПСТ-70/30-20.

Предложенные в работе решения, методики и рекомендации были использованы при эксплуатации объектов магистрального трубопроводного транспорта РАО "Газпром", в частности при реконструкции компрессорных станций "Шаран" (8 агрегатов), "Москово" (24 агрегата), "Полянская" (8 агрегатов) и СПХГ "Канчуринская", что позволило получить экономический эффект в размере: 0.503 млн. рублей (в ценах 1988 г. без учета инфляционных коэффициентов); 498.9 млн. рублей (в ценах 1996 г.) и 523.85 млн. рублей (в ценах 1997 г.).

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

Всесоюзной конференции "Проблемы трубопроводного транспорта нефти и газа" (г. Ивано-Франковск, 1985);

Всесоюзном совещании работников Мингазпрома "Организация ре-монтно-технического обслуживания запоркой арматуры на предприятиях отрасли" (г. Ухта, 1988);

заседании технического совета производственного предприятия "Оргтехдиагностика" Мингазпрома (г. Харьков, 1988);

заседании технического совета Башкирского Управления магистральных газопроводов ПО "Уралтрансгаз" (г. Уфа, 1988);

3-ей международной деловой встрече "Диагностика-93" (г.

Москва, 1993);

13-ом тематическом семинаре ГП "Оргэнергогаз" (г. Одесса, 1993);

международной конференции "Горение и внутрикамерные процессы" (г. Москва, 1993);

4-ой международной деловой встрече "Диагностика-94" (г. Москва, 1994);

научно-технической конференции "Физико-химические проблемы экологии энергоустановок на углеводородных топливах" (г. Москва,

1995);

научно-техническом семинаре "Передовые методы и средства защиты трубопроводных систем от коррозии" (г. Кострома, 1996);

2-й научно-технической конференции "Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России" (г. Москва,

1996).

Выполненные исследования являются актуальными, так как связаны с реализацией задач по обеспечению высоконадежного трубопроводного транспорта. Работа выполнялась в соответствии с комплексными научно-техническими программами Минвуза РСФСР "Нефть и газ Западной Сибири" на 1986-1990 гг. и РАО "Газпром" - "Высоконадежный трубопроводный транспорт" на 1990-1995 гг. Разработанные методики и алгоритмы (в частности, реализованные в виде пакетов программ для персональных компьютеров), позволяют эффективно управлять процессом совершенствования нормативной базы правил эксплуатации технологического и силового оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов, способствуя повышению их эксплуатационной надежности и экологической безопасности.

1. СОСТОЯНИЕ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

1.1. Современные проблемы обнаружения и диагностики дефектов в технологическом оборудовании компрессорных станций

Неудовлетворительная работа технологического оборудования и измерительных приборов систем магистрального трубопроводного транспорта газа существенно увеличивает производственные расходы территориальных управлений РАО Газпром [1,2,13,24].

В настоящее время предприятия магистрального транспорта газа характеризуются: сложными технологическими процессами; большой мощностью установленного оборудования; сложными технологическими цепочками; высокой производительностью оборудования; сложными устройствами контроля и управления технологическими процессами; опасными последствиями аварий. Эти особенности приводят к высокой стоимости простоя оборудования. Достижение эксплуатационной надежности требует дорогостоящих программ технического обслуживания, а также надежного, а следовательно, и более дорогого оборудования. Любая система или методика обнаружения неполадок, которая позволяет использовать менее дорогое оборудование, увеличивающее работоспособность компрессорных станций магистральных газопроводов и снижение эксплуатационных расходов, заслуживает самого пристального внимания. Таким образом, диагностика и обнаружение неполадок технологического оборудования магистрального транспорта газа на ранней стадии имеет весьма существенное экономическое значение как при проектировании, так и во время эксплуатации магистрального газопровода.

Степень трудности обнаружения и диагностики неполадки во многом зависит от природы самой неполадки. Полностью неудовлетворительная работа части оборудования обычно обнаруживается сравнительно легко, хотя в таких случаях предприятию, эксплуатирующему магистральный газопровод, уже может быть нанесен значительный экономический ущерб. Обнаружить зарождающееся или открытое нарушение нормальной работы, приводящее к постепенному ухудшению характеристик процесса транспорта газа более трудно. Раннее обнаружение нарушений нормальной работы подразумевает предупреждение внезапной неисправности оборудования, сбор качественной и надежной информации о неудовлетворительной работе, улучшенное планирование технического обслуживания и ремонта технологического оборудования, обеспечение более высокой автоматизации процесса. Обнаружение отклонений от нормальных условий работы весьма важно обеспечить уже на стадии проектирования магистрального газопровода. Неисправности контрольных устройств механизмов и систем, а также основного газоперекачивающего оборудования, часто могут быть предотвращены, если будут опознаны ранние признаки приближающегося отказа оборудования или отклонения их от установленных параметров. Статистический подход к надежности линейной части и компрессорных станций обычно предполагает, что оборудование либо работает, либо выходит из строя и, в последнем случае, заменяется или ремонтируется. При таком подходе может быть достигнута вполне высокая надежность [67,119]. Однако расчеты становятся бесполезными, если оборудование имеет неполадку, которую невозможно обнаружить в течение длительного периода времени [110]. Такая ситуация применительно к магистральному газопроводу может привести к аварийным последствиям, что в свою очередь не способствует обеспечению экологической безопасности [96-98].

Внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами, оснащенных высокопроизводительной вычислительной

техникой, системами оперативного сбора и хранения информации, позволяет повысить надежность и эффективность эксплуатации систем магистрального трубопроводного транспорта газа. Однако эти мероприятия предъявляют повышенные требования к точности первичной информации.

Определение нарушений нормальной работы и последующая диагностика этих нарушений [3033 имеют особо важное значение для самого управления технологическим процессом транспорта газа [334] с помощью ЭВМ. Обнаружение зарождающихся неисправностей должно начинаться с усовершенствования приборного оснащения и его технического обслуживания, а также с организации системы управления таким образом, чтобы она могла использовать другие измерения в случае обнаружения неисправности какого-либо прибора контроля. Технику обнаружения нарушений нормальной работы технологической линии с помощью ЭВМ можно рассматривать как резервирование системы управления без привлечения каких-либо дополнительных существенных затрат. Причем, желательно иметь такую систему, которая может быстро обнаружить появившийся дефект (отказ).

С другой стороны, система может стать слишком чувствительной к шумовым помехам и, соответственно, слишком часто выдавать сигналы ложной тревоги. Вопрос о нахождении приемлемого варианта системы лучше всего решать с учетом особенностей конкретной установки, для которой можно определить затраты, связанные с каждым вариантом.

Другое противоречие, которое необходимо разрешить, затрагивает сложность системы обнаружения, а именно: противоречие между расходами на систему и качеством ее работы. То есть возникает необходимость решения оптимизационной задачи. Например, в работе [382] показано, что можно ожидать большой четкости обнаружения неполадок, если использовать в системе априори известные данные о вероятных видах неполадок. Тогда, определяя с помощью ряда однов-

ременных замеров конкретную форму поведения процесса, которой соответствуют конкретные неполадки, можно снизить вероятность ошибок как первого, так и второго рода. Нахождение оптимального соотношения между сложностью системы и ее эксплуатационными свойствами - чрезвычайно важный момент в проектировании систем обнаружения неполадок.

В работе [182] представлена классификация методов обнаружения и диагностики неполадок, которая подразделяется на две общие категории: оценивание (переменных и параметров модели) и распознавание образов (образной информации). Многие методы обнаружения и диагностики неполадок в некоторой степени взаимосвязаны и могут рассматриваться как продолжение один другого. Например, установление образов или областей в методе распознавания образов часто базируется на анализе чувствительности системы. С другой стороны, распознавание образов можно рассматривать как задачу в теории принятия решений, обобщение которой ведет к теории оценивания.

Классификация обнаружения неполадок может быть представлена и в следующем виде [183,1841: детерминированное; статистическое и эвристическое. Статистический анализ, применяемый к распознаванию образов, превосходит детерминированный способ распознавания образов и идентификации неполадки, поскольку позволяет учитывать шумовой фон измерений и может компенсировать эффекты небольших изменений значений параметров. Кроме того, статистический анализ позволяет учитывать и априорные вероятности неполадок, например, путем ранжирования неисправностей в соответствии с вероятностями их появления.

Анализ ряда работ показал, что наиболее эффективные результаты с точки зрения надежности распознавания неполадок в магистральном транспорте газа получаются при использовании акустического контроля и анализа вибраций. Это объясняется наиболее стабильными характеристиками измерительных систем, обеспечивающих ука-

занные виды контроля.

Акустические излучения могут быть получены от любого вида технологического оборудования магистральных газопроводов, подобно шуму. Акустические излучения имеют иные физические источники происхождения по сравнению с шумом и вибрацией. Они происходят от волн переменных напряжений низкого уровня, которые излучаются увеличивающимся дефектом или потоком газа. Увеличение потока и тем самым скорости истечения создает волну напряжения, которая может затем быть обнаружена специальными пьезоэлектрическими датчиками и преобразователями электронного сигнала [9,21]. В отсутствии возрастания потока отсутствует и излучение, лишь с началом увеличения потока создается акустическое излучение.

После преобразования или усиления электрических сигналов они могут быть обработаны, и кратность превышения сигналом заданного порогового уровня может быть подсчитана, причем величина порогового уровня принята за единицу измерения. Чем больше сигнал акустического излучения, тем выше число единиц для данного события. Таким образом, число единиц, отмечаемое при пересечении, есть приближенная мера энергии или серьезности события. Можно подсчитывать события не определяя степень превышения порогового уровня, но в этом случае игнорируется серьезность событий, являющихся источниками излучений, что ограничивает полезность данного приема.

В настоящее время накоплен значительный опыт по изучению и анализу акустических излучений технологического оборудования магистральных газопроводов.

Нагнетатели газотурбинных установок (ГТУ) являются интенсивными источниками шума. При имеющих место на практике скоростях вращения ротора нагнетателя основным источником шума нагнетателя является шум аэродинамического происхождения. Теоретические основы акустики были предметом изучения многих исследователей [3,52,57,120,188]. В работе [120] содержатся математические осно-

вы акустики и теоретические аспекты распространения звуковых волн, рассматриваются вопросы излучения, дифракции и распространения сферических и плоских звуковых волн. Значительное место отводится интегральным представлениям решений краевых задач акустики.

Большое количество примеров расчетов акустического поля вблизи вращающихся лопастей и сравнений полученных результатов с экспериментом приводится в работе [10]. Исследования проводились для широкополосной части шума, излучаемого лопастями, так называемого вихревого звука. В результате проведенных теоретических разработок найдены области минимальной и максимальной интенсивности вихревого звука вблизи лопасти. Показано, что максимальный вклад в интенсивность излучения дают элементы лопасти, находящиеся в области 0.8L , где L - полный радиус вращающейся лопатки.

В работах [3,4] рассмотрено влияние неравномерности шага рабочего венца лопаток турбомашин на тональные составляющие шума. Установлено, что неравномерность шага расширяет спектр шума. Исследована зависимость модуляционного спектра шума от соотношения числа лопаток рабочего венца и числа волн неравномерности шага.

Одним из главных источников шума лопаточных колес является взаимодействие лопаток со случайными неоднородностями (флуктуаци-ями скорости) набегающего потока. В работе [115] делается оценка спектра звука, возникающего при таком взаимодействии. Показывается, что в этом спектре имеется ряд максимумов около частот, кратных частоте прохождения лопастей колеса; ширина полосы этих максимумов зависит от времени прохождения и размеров неоднородностей по сравнению с периодом следования и размерами лопастей колеса. Предельная оценка для ступени вентилятора мощностью 100 кВт и 2% эффективности флуктуации скорости потока при 3000 об/мин и 20 лопастях дает 100 дБ звукового давления на расстоянии 10 м.

Установлено, что по физической природе шум нагнетателя и

центробежного вентилятора идентичны. Исследованию шума нагнетателей газотурбинных установок и возможностям его снижения в источнике возникновения посвящена работа [135]. Были выполнены исследования влияния элементов входа и выхода на шум центробежного вентилятора типа Ц14-46Ы5. При этом использовалась прецизионная измерительная аппаратура фирмы "Брюль и Кьер". Результаты испытаний показывают, что при изменении устройства элементов входа и выхода шум центробежного вентилятора при скорости вращения 7000 об/мин изменяется на значительную величину 8 дБ). Так как влияние неоднородности потока на шум лопаточной машины пропорционально скорости вращения рабочего колеса, то можно предположить, что влияние конфигурации элементов входа и выхода на шум центробежного нагнетателя при увеличении скорости вращения ротора до 10000 об/мин будет еще значительнее.

Экспериментальные результаты шумообразования в элементах воздуховодов показывают, что уровни силы шума в нагнетательной и выходной камерах для всех исследованных элементов приблизительно одинаковы, излучаемые при этом звуковые мощности в сторону входа и в сторону выхода практически равны.

В работах [53,77,121] рассмотрены вопросы контроля акустического шума, диагностики неисправностей машин и механизмов при помощи измерений акустических параметров.

Для определения динамического состояния машин и механизмов, а также для диагностики неисправностей можно рекомендовать и использование метода акустической спектрометрии [122]. Этот метод позволяет по частотному составу (спектру) колебаний, возникающих при работе машин и механизмов, определять их динамические характеристики, режимы работы, а также обнаруживать в них те или иные неполадки. Данный метод основан на следующем явлении: любому состоянию действующего механизма всегда сопутствует характерная группа признаков, проявляющихся в виде колебаний соответствующих

частот и амплитуд. Сопоставив частотный спектр колебаний машин с допустимым спектром по заранее установленным нормативам, можно сразу обнаружить аномальные изменения в работе машины и их причины. Кроме того, можно оценить пригодность машины к работе, а также установить, какие детали требуют ремонта или замены.

Форма колебаний, возникающих при работе машин и механизмов, весьма сложна, что обусловлено воздействием многих факторов (возбуждающая сила, упругие свойства деталей, конструкция машин и механизмов и т.д.). Эти колебания, преобразованные в соответствующий им электрический сигнал, разлагаются спектроанализатором на синусоидальные колебания с различными частотами и амплитудами.

Зная амплитуды и частоты отдельных составляющих сложных колебаний, можно выявить источники этих колебаний и установить их связь с исследуемым явлением. Основные преимущества акустической спектрометрии по сравнению с другими методами заключается в том, что метод пригоден для динамических исследований, и кроме того, возможна регистрация и измерение любых процессов на значительном расстоянии от места, где они происходят. Кроме того, диагностика неполадок осуществляется без разборки машин и механизмов и отличается высокой чувствительностью.

В работе [53] выполнена экспериментальная проверка возможности диагностики рабочего состояния нагнетателей, установленных на компрессорной станции КС-3 магистрального газопровода Оренбург-Куйбышев. Предлагаемая диагностика рабочего состояния действующих нагнетателей газа основывается на оценке параметров высокочастотных виброакустических шумов, генерируемых деталями нагнетателя. Изменение режима работы нагнетателя вследствие появления в нем повреждений приводит к изменению параметров шума, что и составляет основу диагностики. Акустические шумы работающего нагнетателя содержат детерминированную и случайную составляющие и(О = и0 Ш + 14 Ц), где иЦ) - зависимость акустического сигнала от

времени, и0 Ш - его детерминированная часть, - его случай-

ная часть.

В эксперименте измерялись акустические шумы в трех точках каждого нагнетателя: на верхней части опорного подшипника, на патрубке, на верхней части упорного подшипника. Регистрация и обработка акустических сигналов производилась с помощью специального прибора ИЧИ-1М. Анализ экспериментальных результатов показал, что наблюдается значительное увеличение высокочастотной составляющей спектра акустического шума переднего опорного подшипника пятой машины по сравнению с первой и второй. Последующая разборка пятой машины позволила обнаружить ее неисправность (увеличение зазора в опорном подшипнике), что подтверждает возможность диагностики рабочего состояния нагнетателей газа рассмотренным методом. Для этого необходимо периодически проводить замеры высокочастотных виброакустических шумов на каждой машине и сравнить результаты с предыдущими. Применение приборов и методов акустической эмиссии для диагностики действующих нагнетателей газа может дать представление как об общем состоянии машины, так и о состоянии отдельных ее узлов.

Анализ литературных источников позволяет сделать вывод о том, что имеющиеся акустические методы и средства измерения не нашли еще достаточно широкого распространения в технологии магистрального транспорта газа, главным образом из-за отсутствия единых рекомендаций по интерпретации спектров акустических измерений производственных шумов используемого оборудования.

В процессе эксплуатации газоперекачивающих агрегатов (ГПА) магистральных газопроводов изменяется техническое состояние узлов и деталей. Одной из важнейших задач обслуживания и обеспечения эксплуатационной надежности ГПА является своевременное обнаружение неисправностей и выявление причин их появления.

ГПА магистральных газопроводов с центробежными нагнетателями

являются высокооборотными машинами, и процессы, возникающие в механизмах и системах ГПА, являются источниками шума и вибрации. Вибрация характерна для всех составных частей и механизмов агрегата. Поэтому проблема прогнозирования технического состояния ГПА возможна на основе контроля его эксплуатационного состояния по вибрации.

Возникновение и развитие дефекта прямо или косвенно отображается его вибрационными характеристиками. Установление непосредственной связи между состоянием установки и уровнем вибрации позволяет определить соотношения между параметрами состояния и вибрационным сигналом. Наиболее подходящим применительно к ГПА является метод дефектации деталей и узлов в процессе эксплуатации по спектральным составляющим сложного колебательного процесса. Исследования вибрационного состояния агрегата ГТ-750-6 методом узкополосного анализа вибрации позволили установить явную связь изменения интенсивности определенных составляющих спектра с наличием дефекта в узлах и деталях [15]. Расчетные и экспериментальные исследования по определению критических скоростей ротора и частот автоколебаний ротора показали, что вблизи каждой субгармоники есть собственная частота системы. Анализ экспериментальных данных показал, что в вибрационной системе агрегата ГТ-750-6 существуют устойчивые субгармонические колебания, амплитуды которых могут служить средством диагностической информации о повышенном уровне вибрации. При возникновении дефекта происходит изменение величины амплитуд спектра из-за двух причин: изменение собственных частот системы и увеличение возмущающих сил вследствие увеличения небаланса.

Таким образом приходим к семи основным дефектам, которые могут вызывать повышенную вибрацию: небаланс ротора; увеличение зазора в опорном подшипнике; ослабление натяга вкладыша опорно-упорного подшипника; ослабление натяга вкладыша опорного под-

шипника; коробление корпуса турбины в районе опорно-упорного подшипника (ТВД); коробление корпуса в районе опорного подшипника ТВД; расцентровка роторов и нагнетателя.

Систематическое снятие спектрограмм виброускорений и контролирование изменений технологических параметров агрегата позволит в конечном итоге проводить безразборную диагностику технического состояния ГПА с определением остаточного ресурса агрегата. Это позволит своевременно и целенаправленно проводить ремонтные работы на ГПА, обращая внимание на заранее известные дефектные узлы агрегата.

Виброакустическая диагностика ГПА предполагает решение взаимосвязанных задач: разработку модели ГПА, позволяющую учитывать основные факторы, влияющие на вибросигналы; обоснование номенклатуры параметров технического состояния, подлежащих определению виброакустическими методами; паспортизацию сигналов, соответствующих различным параметрам технического состояния, включая определение реальных границ частотных диапазонов для организации экспериментальных исследований; подбор и комплектацию экспериментального оборудования для сбора статистических данных; разработку методики экспериментальных исследований; выбор правил диагностирования; разработку, создание и внедрение специальной диагностирующей аппаратуры.

Отличительная особенность разработки методов диагностирования ГПА состоит в обнаружении дефектов непосредственно во время их функционирования (функциональная диагностика). В этом случае следует ориентироваться на весь комплекс признаков. Алгоритм функционального диагностирования ГПА в условиях наличия внешних параметров основан на распознавании образов. В результате анализа таких алгоритмов целесообразным оказалось применение алгоритма, основанного на статистическом решающем правиле с минимальным риском [40]. Предварительный машинный эксперимент показал, что при

использовании энергетического спектра вибросигнала диагностическая модель дает ошибку распознавания не менее 25%. Для проведения виброакустической диагностики ГПА, оценки напряженно-деформированного состояния наиболее ответственных узлов ГПА, а также определения допустимых пределов изменения режима работы агрегатов существует необходимость создания уточненной динамической модели движения основных узлов ГПА как единой колебательной системы с переменными параметрами.

Динамическую модель трубомашины можно рассматривать, как упрощенную схему, отражающую наиболее существенные количественные связи между параметрами турбомашины и параметрами вибрации. Для существенного уменьшения объема требуемой информации целесообразно принять блочную модель турбомашины, где выделяются три главные подсистемы: ротор, смазочный слой подшипников и статорная часть с фундаментом [16,171.

В работе [116] показывается целесообразность выбора определенной системы параметров, однозначно определяющих вибрационное состояние турбоагрегата и излагаются способы их определения в стендовых и эксплуатационных условиях. Одной из основных причин, обуславливающих рост вибрации ГТУ, является неуравновешенность ротора, возникающая в процессе эксплуатации. Результаты выполненных исследований, а также анализ расчетов автокорреляционных функций и спектральных плотностей вибрационных процессов вала ротора свидетельствуют о высокой информативности статистических характеристик процесса вибрации вала ротора и о возможности использования этих характеристик для оценки технического состояния центробежного нагнетателя.

В работе [117] сделана попытка обобщения опытных данных по нелинейным колебаниям роторов турбокомпрессоров для определения качественного характера поведения роторных систем в зоне субгармонического резонанса и неустойчивости, оценки степени опасности

этих режимов, а также анализа спектрального состава колебаний. Анализ амплитудно-частотных характеристик в вертикальном и горизонтальном направлениях показывает наличие ряда резонансных пиков при значениях f = 75 с"1, f = 150 с"1, f = 200 с"1 и f = 300 с"1, которые обусловлены совпадением частоты вращения с собственными частотами колебаний системы. Исследования колебаний ротора в зоне субгармонического резонанса показывают, что они определяют собой наложение колебаний с частотой вращения и первой собственной частотой изгибных колебаний ротора.

Автоколебания роторов турбокомпрессоров встречаются довольно редко. Данное явление связано, по-видимому, с существенным влиянием демпфирующих свойств рабочей среды, а также специфическим динамическими свойствами податливых корпусных конструкций. С точки зрения балансировки ротора и виброактивности представляют интерес ультрагармонические колебания, которые, помимо гармоники с частотой вращения, содержат гармоники значительной интенсивности с частотой в несколько раз выше, чем частоты вращения.

Некоторые особенности субгармонических, ультрагармонических и самовозбуждающихся колебаний, выявленные при данных исследованиях турбокомпрессоров, позволяют более обоснованно строить процесс диагностики вибрационного состояния этих машин.

Одной из основных тенденций развития современного компрессо-ростроения является повышение быстроходности агрегатов с преимущественным использованием в них гибких роторных систем. Возникающие в таких машинах колебательные процессы обусловлены в значительной мере нелинейными характеристиками масляного слоя, в результате чего могут возникать субгармонические резонансные и автоколебательные режимы.

В работе [187] предлагается метод расчета вынужденных колебаний несимметричного гибкого ротора на многоклиновых опорах с учетом нелинейных свойств масляного слоя. В результате анализа

расчетов, выполненных по предлагаемой методике для быстроходных агрегатов типа К-380-103, а также экспериментальных данных, полученных в процессе стендовых испытаний, можно сделать важные для практики выводы о том, что расчеты, проводимые по предлагаемому методу, позволяют с достаточной для нужд практики точностью (расхождение данных с результатами эксперимента не превышает 20%) прогнозировать в процессе проектирования возможный уровень вибрации ротора в зоне рабочих частот вращения и определять величину запаса по критическим скоростям при различных параметрах подшипников.

В работе [123] рассматривается метод расчета устойчивости на ЭВМ многомассовых роторных систем, основанный на интерполяционных формулах Ньютона, приведены некоторые результаты исследования границ устойчивости роторных систем, характерных для центробежных насосов. По результатам приведенных в данной работе расчетов можно сделать вывод о том, что для симметричных двухопорных роторных систем с щелевыми уплотнениями граничная частота оказывается приблизительно равной (или несколько меньше) удвоенной первой критической скорости, которая располагается в интервале между второй и третьей критическими скоростями. Таким образом, если ротор центробежного насоса проектируется гибким, то расположение рабочей частоты вращения между первой и второй критическими скоростями надежно гарантирует его устойчивость.

В случае, когда скорость вращения ротора превышает не только первую, но и высшие критические скорости, существует принципиальная возможность возникновения одночастотных автоколебаний с различными формами или даже многочастотных автоколебаний.

В работе [109] излагается метод определения амплитуд автоколебаний и анализ устойчивости решений для систем со многими степенями свободы. На примерах просторной роторной схемы обсуждаются основные особенности задачи при действии двух характерных видов

консервативных сил - сил внутреннего трения в материале и сил, возникающих в уплотнениях и подшипниках скольжения.

Следует отметить способ расчета амплитудно-частотных характеристик системы ротор-подшипники скольжения, установленной на линейной упругой демпфирующей опоре [183. Вынужденные колебания такой системы записываются в виде системы дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами, которая сводится к системе алгебраических уравнений, решение которой возможно с использованием стандартных алгоритмов и программ. Описанный в [16] алгоритм позволяет достаточно быстро отыскать амплитуды гармоник спектра при резонансных колебаниях лопаток. Применение алгоритма показано на примере ротора осевого компрессора ГТК-10-4, так как эксплуатация этих агрегатов свидетельствует о недостаточной надежности работы осевого компрессора, выразившейся в поломках лопаток. Контроль состояния лопаточного аппарата на работающем ГПА позволит значительно увеличить межремонтный период и устранить малоэффективную дефектоскопию, проводимую во время планово-предупредительного ремонта.

Анализ влияния наиболее часто встречающихся причин повышенной вибрации на уровень колебаний корпусов подшипников агрегата ГТ-750-6 показал, что к таким причинам можно отнести дисбаланс вращающихся деталей, ослабление натяга во вкладышах подшипников, нарушение свободы теплового расширения корпусных деталей. Указанные причины приводят к увеличению амплитуды колебаний за счет изменения жесткостных свойств системы, а появление различных видов дисбаланса ротора приводит к увеличению центробежных сил.

В работе [58] предложена вибрационная модель ГТУ, представляющая вынужденные изгибные колебания ротора с учетом гидродинамических сил в подшипниках скольжения. Система уравнений вынужденных колебаний сводится к системе алгебраических уравнений, решение которой возможно с использованием метода Гаусса. Выполнен-

ные исследования ротора турбокомпрессора ГТ-750-6 по разработанной программе показали, что нарушение свободы теплового расширения корпусных деталей приводит к отрыву лап корпуса от фундаментных стоек опорно-упорного подшипника. В этом случае статистическая жесткость опорной части равна статистической жесткости корпуса, что и приводит к вибрации, уровень которой превышает допустимые нормы.

Исследования вибрационных характеристик газовпускных клапанов агрегатов типа 10ГКН выявили возможность диагностирования некоторых параметров технического состояния данного узла посредством ручного зондирования датчиком акселерометра, что позволило определить оптимальные виброканалы вибросигналов от срабатывания газовпускного клапана [118].

Особенности вибрационного состояния основных узлов ГПА позволяют разработать тесты технического состояния, которые могут обеспечить основу методики вибрационной диагностики, использование которой в условиях наладки, эксплуатации и ремонта агрегатов обеспечит своевременное обнаружение и устранение дефектов.

.Методам и устройствам для оценки технического состояния ГПА с помощью вибрационного сигнала посвящена работа [34].

В работе [34] приведена методика исследования вибрационного состояния агрегата и обоснована диагностика выявления различных дефектов с помощью математического моделирования колебаний специфических видов. Даны конкретные примеры создания диагностических комплексов и приборов, внедренных на компрессорных станциях магистральных газопроводов. Для практического определения технического состояния ГТУ ГТ-750-6 в условиях эксплуатации использовался прибор спектрального вибрационного контроля (СВиК-60) [15]. Прибор позволяет получить значения уровней виброскорости для десяти диапазонов частот.

Полученное отличие значений виброскорости для десяти состав-

ляющих дискретного спектра вибрации от спектра бездефектного агрегата позволяет установить наличие или отсутствие дефекта. В случае превышения уровней бездефектного агрегата производится последовательное сравнение с эталонными спектрами виброскорости, характеризующими основные дефекты ГТУ, возникающие в процессе работы.

Внедрение системы оперативной вибродиагностики в АО "Башт-рансгаз" [77] вскрыли достоинства и недостатки системы. При совмещении системы оперативной вибродиагностики с оперативными методами параметрической диагностики открывается возможность решения весьма актуального вопроса - вывод агрегатов в регламент ремонтного обслуживания с большим охватом парка ГПА системы магистральных газопроводов без применения методов прогнозирования.

Перспективы развития виброакустической диагностики заключаются в следующем: применение современных ЭВМ для отыскания наиболее информативных признаков, которые могли бы стать основой для аппаратурных методов диагностирования; выбор простых методов диагностирования на основе детального изучения динамики ГПА; автоматизация обработки экспериментальных данных для применения их в форме, удобной для алгоритма диагностирования; прогнозирование остаточного ресурса работы ГПА; включение подсистемы виброакустической диагностики в общую систему диагностирования ГПА.

Таким образом, диагностирование и обнаружение неполадок и неисправностей в работе ГПА компрессорных станций магистральных газопроводов виброакустическими методами отличается большой сложностью, что связано с применением специфического математического аппарата и необходимостью обработки больших информационных массивов. Кроме того, в настоящее время не существует удовлетворительного приборного обеспечения, позволяющего достаточно достоверно проводить все необходимые измерения. Эта сложность обусловлена особенностями и разнообразием технологического оборудования комп-

рессорных станций и условиями его работы в постоянно меняющихся режимах транспорта газа, что требует введения в модели новых параметров и затрудняет проведение практических расчетов. Виброакустический метод диагностики позволяет определить техническое состояние каждого отдельного газоперекачивающего агрегата, его узла, других видов технологического оборудования компрессорных станций для установления пригодности для дальнейшей эксплуатации, ресурса исправной работы, необходимости технического обслуживания и ремонта.

Особое значение указанного метода заключается в том, что он позволяет определять техническое состояние технологического оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов без его разборки. В связи с тем, что обслуживание и ремонт технологического оборудования компрессорных станций занимает ~ 12% календарного времени (в том числе - 4% времени занимают внеплановые ремонты), и их проведение связано с большими материальными затратами, возникает необходимость в повышении эффективности эксплуатации технологического оборудования при увеличении межремонтных периодов. Обеспечение диагностирования технологического оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов виброакустическими методами позволит повысить эффективность работы трубопровода в целом, резко снизить стоимость эксплуатации и ремонта, повысить пропускную способность компрессорных станций.

1.2. Методы снижения выбросов окислов азота газоперекачивающими агрегатами компрессорных станций магистральных газопроводов

Практика разработки, создания и эксплуатации камер сгорания для газотурбинных установок [37] и двигателей позволяет выделить наиболее существенные факторы, обуславливающие образование окис-

лов азота в процессе горения топлива [74,105,154,170-372,175]. Во-первых, это режимные параметры. При форсировании рабочего цикла происходит повышение давления, температуры воздуха и продуктов сгорания, обогащение состава смеси. Рост этих параметров по существу меняет условия выгорания топлива и как следствие повышается скорость образования М0Х. Анализ особенностей процесса образования окислов азота при горении метана, показал, что условия протекания процесса смешения, состав рабочей смеси и его изменение в зоне активного горения, температура воздуха определяют интенсивность образования 1\ЮХ в камере сгорания. Воспользуемся результатами этого анализа для уточнения механизма влияния режимных параметров на образование окислов азота [155,174]. Это необходимо при выборе конструктивного воздействия на условия горения топлива и образования окислов азота. С этой целью рассмотрим рабочий процесс в камере сгорания ГТК-10-4. Отметим, что основным ее узлом, обеспечивающим качество процессов смешения и горения, является горелочное устройство. Это типично регистровая диффузионная горелка с центральной подачей газообразного топлива. Численный анализ рабочего процесса камеры сгорания [124] позволил установить, что средние по сечению значения коэффициента избытка воздуха в зоне активного выгорания топлива при номинальном режиме (с^ = 5.6) не превышают йт = 1.13 . При использовании осушенного топлива эти параметры изменяются: с^ = 6. 3 и с(г = 1.26 .

Измерения состава выхлопных газов агрегатов компрессорной станции "Москово" АО "Баштрансгаз" при различных режимах работы показал, что при с^ = 7. 8 * 8.1 наблюдается трехкратное уменьшение концентраций ГЮХ. Очевидно, что это связано в основном с падением температуры воздуха и возможным влиянием обеднения состава рабочей смеси в зоне горения (аг = 1.56 * 1.62). Определяющее влияние уменьшения температуры воздуха на снижение интенсивности образования окислов азота в рассматриваемом случае свидетельству-

ют о том, что результаты измерений температуры воздуха на входе в камеру сгорания позволяют дать заключение о прямой связи начальной температуры смеси и концентрации Шх. Если принять предположение о том, что механизм образования окислов азота в камере сгорания ГТК-10-4 подчиняется кинетическим закономерностям, то снижение температуры воздуха на ДТ = 75 °С и обеднение состава смеси с с(г - 1.26 до <хг = 1.62 должно привести к существенному снижению концентрации 1\10х. При этом наибольший вклад в этот процесс вносит обеднение смеси. Согласно данным равновесного термодинамического расчета при Т - 400 °С изменение коэффициента избытка воздуха в диапазоне с(г = 1.26 * 1. 62 приводит к снижению скорости образования !\ЮХ в 87 раз. Нетрудно заметить, что фактически обеднение смеси, связанное с изменением режима работы агрегата, не оказывает столь сильного влияния на эмиссию N02 • Это позволяет заключить, что локальные условия горения топлива, а следовательно и образования 1\ЮХ, не претерпевают существенных изменений при переходе агрегата на пониженный режим и наблюдаемое снижение концентрации Г\ЮХ определяется падением температуры воздуха. Анализ влияния режимных параметров на интенсивность образования окислов азота только подчеркивает, что для существенного снижения эмиссии М0Х требуется изменение условий горения топлива, т.е. конструктивные мероприятия должны быть направлены не только на обеднение смеси, но и на изменение условий смешения и распределения концентрации топлива в зоне горения.

Применительно к камерам сгорания газотурбинных установок наметились вполне определенные направления решения проблемы снижения выбросов окислов азота [41,138,177]: использование добавок, влияющих на процесс образования токсичных компонентов продуктов сгорания; применение топлив, обеспечивающих меньший выброс вредных веществ и изменение условий горения топлива.

Использование в ГПА типа ГТК-10-4 первых двух направлений,

как способов снижения выбросов окислов азота, не представляет интереса. Дело в том, что специфические условия эксплуатации ГПА на компрессорных станциях магистральных газопроводов в значительной степени понижает эффективность использования, например, впрыска воды в зону горения для снижения температуры пламени или применения добавок к топливно-воздушной смеси различных активизаторов, а замена природного газа на другое топливо вообще лишена смысла. Наиболее реальным применительно к рассматриваемому типу ГПА является третье направление.

Способы воздействия на рабочий процесс камеры сгорания с целью снижения скорости образования окислов азота широко используются и развиваются. В основном эти мероприятия направлены на уменьшение объема зон горения с максимальным уровнем температуры. Это предполагает использование следующих подходов к изменению условий горения: обеднение рабочей смеси на участке формирования фронта пламени; повышение качества процесса смесеобразования и ступенчатый подвод топлива и воздуха.

Следует отметить, что на практике эти приемы не используются отдельно, а реализуются в некоторой их комбинации, с различной степенью усиления роли того или иного способа. Предложенное их разделение удобно для анализа, позволяет детализировать задачу и точнее установить механизм воздействия конструктивных мер на скорость образования Шх.

В первую очередь рассмотрим влияние на эмиссию 1\ЮХ обеднения смеси в зоне горения. Применительно к условиям работы ГПА внедрение этого способа связано со специфическими особенностями топлива - природного газа. Основным его горючим компонентом является метан (СН4). Характеристики метана как горючего хорошо известны [95]. Пламя метана имеет низкие температуры и более низкое тепловое излучение [6,71,73,173], чем пламя других углеводородных топ-лив. Одновременно метан обладает рядом свойств, неблагоприятных с

точки зрения организации его сжигания. Это прежде всего высокая температура зажигания, низкая скорость горения и узкие концентрационные пределы распространения пламени.

Эти свойства природного газа создают трудности для обеспечения высокой полноты сгорания и стабильности горения при обеднении состава рабочей смеси. Поэтому, как правило, повышение коэффициента избытка воздуха в зоне горения, требует принятия специальных мер для обеспечения срывных и полнотных характеристик камер сгорания. Эти вопросы детально рассмотрены в специальной литературе [68,69,92,125,185]. Использование на практике метода снижения эмиссии N0X за счет обеднения состава в зоне горения показало, что зависимость выбросов окислов азота от степени повышения расхода воздуха неоднозначна. Объяснения механизма влияния этого способа на интенсивность образования N0X содержится в работах [68,125]. В основном декларируется тезис о снижении уровня температуры пламени, что в общем не вызывает сомнения. Однако, простые расчеты изменения температуры и соответствующие этим условиям оценки скорости образования N0X показывают, что эффект падения температуры пламени должен быть более значим для концентрации NÛX, чем это показывают результаты измерений. Из этих замечаний, а также из анализа влияния режимных параметров на уровень N0X, следует, что механизм влияния обеднения состава на эмиссию окислов азота заключается в более сложных взаимосвязанных явлениях: в изменениях условий протекания химических реакций и влиянии на эти условия газодинамических параметров потока.

Детализация задачи в этом направлении необходима для выработки рекомендаций по целенаправленному изменению условий смешения за счет повышения расхода воздуха в зону горения. Для этого воспользуемся методикой расчета концентраций N0, изложенной в работе [80]. Суть этой методики заключается в использовании зависимостей, полученных в работах [30-32,81], с некоторыми упрощения-

ми. При этом были сделаны следующие допущения: суммарная диссипация энергии турбулентности постоянна; энергии турбулентности полностью определяется энергией струй воздуха; скорость и восстановленная концентрация топлива в каждом сечении камеры сгорания распределены статистически однородно; масштаб турбулентности определяется поперечным размером камеры сгорания и постоянен по ее длине; полнота сгорания на выходе из камеры сгорания равна 1.0.

С целью анализа возможностей использования указанной методики для оценки образования N0 в камере сгорания ГТК-10-4 приведем основные расчетные формулы

Смо - сое фШт) Укс Рс0 ; (1.1)

ц, = «о Ро (Ркс)1/3 1015-4(Т/То) ; (1.2)

Т = Т0 - 2262 ; (1.3)

Р0 = (ф рв<г»/(ро г02) ; (1.4)

Т о о ,, 2 1/2 « 3/2

ф - Ь ( 2 РВ ) [А] ; (1.5)

Заключение диссертации по теме «Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ», Тухбатуллин, Фарит Гарифович

- 326 -ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основании проведенных теоретических исследований разработаны математические модели, которые с достаточной степенью точности описывают явления, происходящие в системе технического обслуживания компрессорных станций. Предложены и реализованы алгоритмы прогнозирования эффективного технического обслуживания и выполнения ремонтно-восстановительных работ при эксплуатации технологического и силового оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов с учетом показателей автоматизированных средств сбора информации об отказах, а также разработанных алгоритмов численного поиска эффективных решений системы уравнений, описывающих формирование показателя эффективности обслуживания КС при эксплуатации магистральных газопроводов.

2. Выполнен анализ подходов к обеспечению эксплуатационной надежности технологического оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов. Показано, что при что при возрастающих требованиях к безопасности газотранспортных систем, а также наличия опыта конструктивно-технологического обеспечения безопасности можно считать перспективным создание методов виброакустического обнаружения и диагностики дефектов в оборудовании компрессорных станций. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработана и реализована в виде пакета прикладных программ для ЭВМ методика по определению собственных частот акустических колебаний, возбуждаемых неисправным технологическим оборудованием.

3. Предложена методика определения наличия и величины перетечек газа через неплотности запорной арматуры компрессорных станций. Показано, что вид и характерные особенности спектров виброакустических параметров технологического оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов являются диагностическими признаками конкретных видов неполадок оборудования. Преложена методика распознавания неполадок по аномальным изменениям спектров по сравнению с эталонным.

4. Изучены закономерности образования окислов азота при горении предварительно подготовленных смесей природного газа и воздуха для условий Твоздуха > 400 °С, р = 0. 4 ^ 0. 8 МПа; установлено существенное влияние на эмиссию М0Х интенсивности пульсации концентрации топлива и в области а > 1.5 + 1.8 этот фактор является определяющим. В диапазоне изменения состава смеси а ) 1.9 значительно влияние неравновесности реакции окисления топлива и этот эффект имеет важное значение в перспективе при создании камер сгорания с "супер-низким" уровнем выбросов окислов азота (не более 5 ррт при 15% 02).

5. Разработана методика расчета скорости образования окислов азота с учетом турбулентности и неравновесности реакций окисления топлива применительно к условиям горения предварительно подготовленной смеси.

6. Обоснована концепция внедрения предварительной подготовки рабочей смеси в рабочий цикл камер сгорания газотурбинных установок компрессорных станций магистральных газопроводов.

7. Предложена и разработана конструкция малотоксичного горе-лочного устройства ПСТ-70/30-20, предназначенного для использования в газоперекачивающих агрегатах ГТК-10-4 при эксплуатации магистральных газопроводов. Результаты опытно-промышленных испытаний разработанного горелочного устройства ПСТ-70/30-20 показывают, что по сравнению с наиболее удачной из ранее созданных отечественных камер сгорания (микрофакельная камера сгорания) выбросы окислов азота снижены более чем в 3 раза.

8. Промышленные испытания предложенных горелочных устройств с предварительным смешением топлива в реальных условиях эксплуатации газоперекачивающих агрегатов на магистральных газопроводах позволили обосновать возможности расширения диапазона экологически безопасной работы компрессорных станций без снижения эксплуатационной надежности силового и технологического оборудования магистральных газопроводов.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Тухбатуллин, Фарит Гарифович, 0 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Азизов A.M. Информационные системы контроля параметров технологических процессов. - Л.: Химия, 1983. - 328 с.

2. Алексеев А. М. и др. Материальные ресурсы: рациональное использование и экономика. - М. : Экономика, 1985. - 376 с.

3. Артоболевский И.И., Генкин М.Д., Сергеев В.И. Акустическая динамика машин. - Вестник АН СССР, 1968, N И, с. 50-59.

4. Артоболевский И. И., Генкин М.Д., Сергеев В. И. Задачи акустической динамики машин и конструкций. - Акустическая динамика машин и конструкций. - М. : Наука, 1973, с. 3-6.

5. Абрамович Г.Н., Гиршович Т. А., Крашенинников С.Ю. и др. Теория турбулентных струй. - М.: Наука, 1984. - 720 с.

6. Артамошин В. А., Ахметов Р. Ф., Кашапов P.C., Максимов Д.А., Тухбатуллин Ф.Г. Исследования радиационных характеристик пламени в камерах сгорания газовых турбин. - Тезисы докладов международной конференции по горению и внутрикамерным процессам.

М. : ЦИАМ, 1993, с. 36.

7. A.c. 1638595 (СССР). Устройство для определения технического состояния нагнетателя. Тухбатуллин Ф. Г. и др. - Опубл. в Б. И., 1990.

8. Ахметов Р.Ф., Кашапов Р.С., Максимов Д.А., Тухбатуллин Ф.Г. Изучение образования окислов азота при горении предварительно перемешанной топливно-воздушной смеси. - Тезисы докладов международной конференции по горению и внутрикамерным процессам.

М. : ЦИАМ, 1993, с. 48.

9. Баженов Д.В. и др. Исследование аэродинамических сил, вызывающих вибрации и шумы воздуходувных машин. - Акустика турбулентных потоков. - М. : Наука, 1983. - с. 122-129.

10. Баженова Л. А. Поле акустических давлений вихревого звука вблизи вращающихся лопастей. - Акустико-аэродинамические исследо-

_ ООП _

вания. - М. : Наука, 1975. - с. 29-35.

И. Байхельт Ф., Франкен П. Надежность и техническое обслуживание. Математический подход. - М.: Радио и связь, 1988,- 392 с.

12. Байков И. Р., Бахтизин Р. Н., Тухбатуллин Ф. Г., Аминев Ф.М. Определение оптимальных параметров режимов работы КС. - Газовая промышленность, 1989, N 6, с. 49-51.

13. Белоусов В.Д. и др. Трубопроводный транспорт нефти и газа. - М. : Недра, 1978. - 407 с.

14. Белоконь Н. И., Поршаков Б. П. Газотурбинные установки на компрессорных станциях магистральных газопроводов. - М.: Недра, 1969. - 112 с.

15. Бесклетный М.Е., Игуменцев Е.А., Христензен В.Л. Определение технического состояния агрегата ГТ-750-6 по спектру виброскорости. - Транспорт и хранение газа, 1979, N 3, с. 1-7.

16. Бесклетный М.Е., Игуменцев Е.А. Вибрационная диагностика лопаток ГТУ по предельным уровням крутильных колебаний ротора. Проблемы прочности, 1981, N2, с. 114-117.

17. Бесклетный М.Е., Сапрыкин С.А. Исследование вибросостояния ГМК. - Транспорт и хранение газа, 1983, N 7, с. 32-34.

18. Бесклетный М.Е., Игуменцев Е. А. Метод расчета вынужденных колебаний ротора турбомашин с подшипниками скольжения, установленного на демпфирующих опорах. - Энергомашиностроение, 1980, N 3, с. 7-9.

19. Бесклетный М.Е., Игуменцев Е.А. Вибрационная диагностика местонахождения дисбаланса газотурбинной установки ГТ-750-6. Энергомашиностроение, 1980, N 4, с. 27-29.

20. Бендат Дж., Пирсон А. Применение корреляционного и спектрального анализа. - М. : Мир, 1978. - 197 с.

21. Биргер И.А. Техническая диагностика. - М.: Машиностроение, 1978. 240 с.

22. Билджер Р.В. Турбулентные течения предварительно непере-мешанных реагентов. - Турбулентные течения реагирующих газов.

М. : Мир, 1983, с. 100-165.

23. Билджер Р.В. Турбулентное струйное диффузионное пламя. -Образование и разложение загрязняющих веществ в пламени. - М.: Машиностроение, 1981, с. 168-216.

24. Бобровский С.А., Яковлев Е.И. Газовые сети и газохранилища. - М. : Недра, 1980. - 413 с.

25. Борисов Ю. Я. и др. Исследование акустических характеристик сверхзвуковой струи, вытекающей в цилиндрическую трубу. Акустико-аэродинамические исследования. - М.; Наука, 1975.

с. 91-97.

26. Боумэн К.Т. Кинетика образования и разложения загрязняющих веществ при горении. - Образование и разложение загрязняющих веществ в пламени. - М.: Машиностроение, 1981, с.59-83.

27. Бондарчук В. У. и др. Об использовании метода восстановления ФПРВ при моделировании турбулентных реагирующих потоков. Турбулентные течения в реагирующих потоках. - Минск: ИТМО АН БССР, 1986, с. 30-41.

28. Богданофф Дж., Козин Ф. Вероятностные модели накопления повреждений. - М. : Мир, 1989. - 344 с.

29. Болотин В. В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. - М.: Машиностроение, 1984. - 312 с.

30. Бурико Ю.Я., Кузнецов В.Р. Образование окислов азота при турбулентном диффузионном горении в течении струйного типа. - М.: ЦИАМ, N 1086, 1983.

31. Бурико Ю.Я., Кузнецов В.Р. Теоретическая модель процесса образования окислов азота при турбулентном диффузионном горении. - М. : ЦИАМ, N 9085, 1980.

32. Бурико Ю.Я., Кузнецов В.Р. Экспериментальное и теоретическое исследование образования окислов азота в турбулентных пла-

_ ООО

менах. - М. : ЦИАМ, N 9486, 1981.

33. Брей К. Турбулентные течения предварительно перемешанных реагентов. - Турбулентные течения реагирующих газов. - М.: Мир, 1983, с. 166-251.

34. Васильев Ю. Н. и др. Вибрационный контроль технического состояния газотурбинных ГПА. - М. : Недра, 1987. - 197 с.

35. Васильев Ю.Н., Христензен В.Л., Игуменцев Е.А., Предупреждение поломки рабочих лопаток газотурбинных ГПА. - Транспорт, хранение и использование газа в народном хозяйстве, 1982, N 3, с. 21-24.

36. Васильев Г.Г. Системные аспекты формирования перспективных стратегий технического обслуживания и ремонта трубопроводных систем. Диагностика трубопроводов. - М. : ИРЦ Газпром, том 1, 1995. - с. 212-223.

37. Галиуллии 3. Т., Щуровский В. А. Газотурбинные газоперекачивающие агрегаты нового поколения. - Сб.: 50 лет газопроводу Саратов-Москва. - М. : ИРЦ Газпром, 1996, т. 3, с. 79-85.

38. Гиневский А. С., Власов Е. В., Колесников А. В. Аэроакустические взаимодействия. - М. : Машиностроение, 1978. - 177 с.

39. Гнеденко Б.В. и др. Надежность и эффективность в технике. Справочник. - М.: Машиностроение, 1987, т. 2. - 280 с.

40. Горелов В. В., Стасенко Л. Ф. Особенности диагностической модели цилиндро-поршневой группы ГМК. - Транспорт и хранение газа, 1983, N 7, с. 22-24.

41. Гриценко А.И., Акопова Г.С. Экологические аспекты деятельности предприятий газовой промышленности. - Сб. : 50 лет газопроводу Саратов-Москва. - М. : ИРЦ Газпром, 1996, т. 1, с. 215-232.

42. Градштейн И.С., Рыжик И. М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. - М. : Наука, 1971. - 1098 с.

43. Гусейнзаде М. А., Калинина Э. В., Добкина М. Б. Методы ма-

_ ООО _

ооо

тематической статистики в нефтяной и газовой промышленности. М. : Недра, 1979. - 340 с.

44. Денисенко Л. И. и др. Метод вибродиагностики центробежных нагнетателей. - Газовая промышленность, 1983, N 6, с. 26-27.

45. Дженкинс Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения. - М. : 1972.

46. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных. - М.: Мир, 1980. - 610 с.

47. Диллон Б., Сингх Ч. Инженерные методы обеспечения надежности систем. - М. : Мир, 1984. - 318 с.

48. Дойчик В. Н., Шморгун В. Ю., Тухбатуллин Ф. Г. и др. Проведение технической диагностики технологических трубопроводов компрессорных станций. - Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Проблемы трубопроводного транспорта нефти и газа" - Ивано-Франковск: ИФИНГ, 1985, с. 202.

49. Дубинский В. Т., Седых 3. С. Определение оптимальной наработки ГТУ до ППР. - Транспорт и хранение газа, 1976, N 12, с. 7-11.

50. Еремин Н. В., Степанов O.A., Яковлев Е.И. Компрессорные станции магистральных газопроводов (надежность и качество). СПб. : Недра, 1995. - 336 с.

51. Жураковский Л. А., Завалишин В. А., Узенбаев Ф.Г. Диагностика рабочего состояния нагнетателей газа приборами акустической эмиссии. - Транспорт и хранение газа, 1980, N 10, с. 15-21.

52. Завадский В. Ю. Метод конечных разностей в волновых задачах акустики. - М. : Наука, 1982. - 271 с.

53. Загородин В.Г., Сащенко А.Е., Яковлев Е.М. К вопросу виброакустической диагностики ГПА с электроприводом. - Транспорт и хранение газа, 1981, N 3, с. 9-16.

54. Зинченко В.И., Григорян Ф.Е. Шум судовых газотурбинных

установок. М. : Судостроение, 1969. - 337 с.

55. Зельдович Я.Б., Садовников П. Я., Франк-Каменецкий Д.А. Окисление азота при горении. - М. : АН СССР, 1947.

56. Зельдович Я.Б. Теория горения и детонации газов. - М.: АН СССР, 1944.

57. Исакович М. А. Общая акустика. - М. : Наука, 1973. - 495 с.

58. Игуменцев Е.А. Исследование вибрации ГТУ в условиях эксплуатации. - Транспорт и хранение газа, 1982, N 5, с. 7-9.

59. Ильков В.К., Попков В. И. Колебание сложных активных механических систем. - Акустическая динамика машин и конструкций. -М. : Наука, 1973, с. 32-37.

60. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М. : Машиностроение, 1975.

61. Ивлев В.М. Турбулентное движение высокотемпературных сплошных сред. - М. : Наука, 1975. - 256 с.

62. Ивлев В.М. Численное моделирование турбулентных течений. - М. : Наука, 1990. - 216 с.

63. Иванов Ю. В. Горелочные устройства. - М. : Недра, 1972. -276 с.

64. Ильяшенко С.М., Талантов A.B. Теория и расчет прямоточных камер сгорания. - М.: Машиностроение, 1964. - 320 с.

65. Иссерлин A.C. Основы сжигания газового топлива. - Л.: Недра, 1987. - 336 с.

66. Ионин Д.А., Яковлев Е. И. Современные методы диагностики магистральных газопроводов. - Л.: Недра, 1987. - 232 с.

67. Калинин М.С. и др. Задачи технической диагностики ГПА. -Газовая промышленность, 1982, N 4, с. 24-26.

68. Канило П. М. Токсичность ГТД и перспективы применения водорода. - Киев: Наукова думка, 1982. - 140 с.

69. Канило П.М., Подгорный А.Н., Христич В.А. Энергетические и экологические характеристики ГТД при использовании углеводород-

ных топлив и водорода. - Киев: Наукова думка, 1987. - 224 с.

70. Кашапов Р. С., Максимов Д. А., Тухбатуллин Ф. Г. 0 влиянии переноса излучения на эмиссию азота в турбулентном пламени. Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей. -Уфа: УГАТУ, 1994, N 16, с. 125-132.

71. Кашапов P.C., Максимов Д. А., Тухбатуллин Ф.Г. и др. Экспериментальное исследование излучательных свойств пламени при двухстадийном сжигании керосиновоздушной смеси. - Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей. - Уфа: УГАТУ, 1995, N 17, с. 4-12.

72. Кашапов P.C., Максимов Д. А., Тухбатуллин Ф.Г. и др. Влияние турбулентных пульсаций на интенсивность излучения частиц сажи в пламени углеводородного топлива. - Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей. - Уфа: УГАТУ, 1995, N 17, с. 52-67.

73. Кашапов P.C., Максимов Д. А., Тухбатуллин Ф.Г. и др. Экспериментальное исследование излучательных свойств трехатомных газов при давлениях до 3.7 МПа. - Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей. - Уфа: УГАТУ, 1995, N 17, с. 121-126.

74. Кашапов P.C., Максимов Д. А., Тухбатуллин Ф.Г. Опыт создания горелочного устройства с предварительным смешением топлива для камеры сгорания газоперекачивающего агрегата ГТК-10-4 со "сверхнизким" уровнем эмиссии N0X. - Тезисы докладов научно-технической конференции "Физико-химические проблемы экологии энергоустановок на углеводородных топливах". - М.: ЦИАМ, 1995, с.1.

75. Калинин М. С., Дубинский В. Г., Чарный Ю. С. и др. Задачи технической диагностики ГПА. - Газовая промышленность, 1982, N 4, с. 24-26.

76. Карасев В.А., Максимов В. П., Сидоренко М. Д. Вибрационная диагностика газотурбинных двигателей. - М.: Машиностроение,

1978. - 512 с.

77. Комардинкин В. П. Система оперативной вибродиагностики ГПА в составе газотранспортного объединения. - Транспорт, хранение и использование газа в народном хозяйстве, 1983, N 8, с. 14-17.

78. Кофман А. Методы и модели исследования операций. - М.: Мир, 1966. - 523 с.

79. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Л. : Машиностроение, 1975. - 776 с.

80. Кузнецов В.Р. Образование окислов азота в камере сгорания ГТД. - М. : ЦИАМ, N 1086, 1983.

81. Кузнецов В.Р., Сабельников В. А. Турбулентность и горение. - М. : Наука, 1986. - 280 с.

82. Кузнецов В.Р., Сабельников В.А. Перемежаемость и распределение вероятностей концентрации в турбулентных потоках. - Успехи механики, 1981, т. 4, N 2, с. 123-166.

83. Кутателадзе С. С. Анализ подобия и физические модели. Новосибирск: Наука, 1986. - 296 с.

84. Клюев В. В. и др. Приборы и системы для измерения вибрации шума и удара. Справочник. - М.: Машиностроение, 1978. - 429 с.

85. Крылов Г. В. ГТС Западной Сибири: повышение эффективности реконструкции. - Газовая промышленность, 1990, N 10, с. 34-36.

86. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. - М.: Наука, 1984. - 831 с.

87. Королюк В. С., Портенко Н. И., Скороход А. В., Турбин А.Ф. Справочник по теории вероятностей и математической статистике.

М. : Наука, 1985. - 640 с.

88. Колдербэнк В. Программирование на Фортране. Фортран 66 и Фортран 77. - М.: Радио и связь, 1986. - 171 с.

89. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Механика сплошных сред. - М. :

Гостехиздат, 1954.

90. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Гидродинамика. - М. : Наука, 1986. - 364 с.

91. Лепендин Л. Ф. Акустика. - М. : Высшая школа, 1978. - 448

с.

92. Лефевр А. Процессы в камерах сгорания ГТД. - М.: Мир, 1986. - 566 с.

93. Липатников А.Н. Численное моделирование образования окиси азота при турбулентном горении предварительно перемешанной газовой смеси. - ФГВ, 1993, N 1, с. 78-81.

94. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. - М.: Наука, 1973. - 848 с.

95. Льюис Б., Эльбе Г. Горение, пламя и детонация в газах. -М. : Мир, 1968. - 592 с.

96. Мазур И. И., Иванцов 0. М., Молдаванов 0. И. Конструктивная надежность и экологическая безопасность трубопроводов. - М.: Недра, 1990. - 264 с.

97. Мазур И. И. Экология нефтегазового комплекса. Наука. Техника. Экономика. - М.: Недра, 1993. - 496 с.

98. Маслов Л. И. Акустико-змиссионная диагностика (мониторинг) технических сооружений - основа экологически безопасных технологий. - Диагностика оборудования и трубопроводов. - М.: ИРЦ Газпром, 1995, N 4-6, с. 82-97.

99. Матросов В.И., Тимербулатов Г.Н., Карлов А.В. Реконструкция компрессорных станций предприятия "Сургутгазпром". Транспорт и подземное хранение газа. - М.: ИРЦ Газпром, 1996, N 4, с. 3-6.

100. Макс 1. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях. - М.: Мир, 1983.

101. Мищин A.M. Состояние и основные направления исследований по виброакустической диагностике. - Транспорт и хранение га-

за, 1983, N 7, с. 20-22.

102. Мунин А.Г., Кузнецов В.М., Леонтьев Е.А. Аэродинамические источники шума. - М. : Машиностроение, 1987. - 248 с.

103. Мушик Э., Мюллер П. Метод принятия технических решений. - М. : Мир, 1990. - 204 с.

104. Овечкин Е. И. Анализ причин вибрации газоперекачивающих агрегатов. - Транспорт и хранение газа, 1980, N 2, с. 11-17.

105. Патент РФ N 2036383. Кашапов P.C., Максимов Д.А., Ахме-тов Р. Ф., Редькин A.A., Исламов P.M., Тухбатуллин Ф. Г. Горелочное устройство. - Опубл. в Б. И., 1995, N 15.

106. Петров В. П., Лавров В. В., Лось В. А. Расчет на вибрацию многопролетных роторов турбоагрегатов. - Энергомашиностроение, 1977, N 5, с. 19-21.

107. Поршаков Б. П., Матвеев A.B., Лопатин A.C., Рябченко A.C. Методика определения состояния и технических показателей ГПА с применением параметрической диагностики. - М. : Тр. МИНХ и ГП, 1982, вып. 116, с. 155-164.

108. Поршаков Б. П., Грачев В. В., Иванов И. А. Оптимальное планирование ремонтов газоперекачивающих агрегатов на магистральных газопроводах. - В кн.: Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики. - Баку: 1980, вып.21, с.4-12.

109. Позняк Э. Л. Автоколебания роторов со многими степенями свободы. - Механика твердого тела, 1977, N 2, с. 50-56.

110. Посягин Б. С. Проблемы надежности газотранспортных систем. Диагностика трубопроводов. - М. : ИРЦ Газпром, том 1, 1995. -с. 7-10.

111. Правила технической эксплуатации магистральных газопроводов. - М. : Недра, 1989. - 139 с.

112. РД 51-164-92. Временная инструкция по проведению контрольных измерений вредных выбросов газотурбинных установок на компрессорных станциях. - М. : ВНИИГАЗ, 1992. - 16 с.

113. РД 51-165-92. Временная инструкция по учету валовых выбросов оксидов азота и углерода на газотурбинных компрессорных станциях по измеренным параметрам работы ГПА. - М.: ВНИИГАЗ, 1992. - 27 с.

114. РД 51-162-92. Каталог удельных выбросов загрязняющих веществ газотурбинных установок газоперекачивающих агрегатов.

М. : ВНИИГАЗ, 1992. - 49 с.

115. Римский-Корсаков A.B.- Шум лопаточного колеса, вызываемый случайными неоднородностями набегающего потока. - Акусти-ко-аэродинамические исследования: - М.: Наука, 1975. - с.72-77.

116. Рогачев В.М., Рощин Н.Д. Идентификация и контроль качества турбомашин. - Энергомашиностроение, 1981, N 4, с. 16-17.

117. Рогачев В.М., Рощин Н.Д. Экспериментальное исследование сложных видов колебаний роторов турбокомпрессоров. - Вестник машиностроения, 1978, N 11, с. 13-16.

118. Рябец Б.А., Виноградов В. В. Опыт диагностирования газовпускного клапана газомоторного компрессора виброакустическим методом. - Транспорт и хранение газа, 1983, N 7, с. 2-4.

119. Руденко Ю.Н., Ушаков И. А. Надежность систем энергетики. - М. : Наука, 1986. - 252 с.

120. Скучик Е. Основы акустики. - М. : Мир, 1976. - 486 с.

121. Стасенко Л. Ф. 0 методах обработки вибросигналов при функциональной диагностике цилиндро-поршневой группы ГМК. Транспорт и хранение газа, 1983, N 7, с. 24-26.

122. Стопский С.Б. Акустическая спектрометрия. - Л.: Энергия, 1972. - 136 с.

123. Симоновский В.И., Шевченко В.А. Об устойчивости многомассовых роторов с щелевыми уплотнениями. - Энергомашиностроение, 1979, N 6, с. 7-9.

124. Сударев A.B., Антоновский В. И. Камеры сгорания ГТУ. Теплообмен. - Л. : Машиностроение, 1985. - 272 с.

125. Сударев A.B., Маев В.А. Камеры сгорания газотурбинных установок. Интенсификация горения. - Л. : Недра, 1990. - 274 с.

126. Секундов А.Н. Распространение турбулентных струй во встречном потоке. - Исследование турбулентных струй воздуха, плазмы и реального газа. - М.: Машиностроение, 1967.

127. Секундов А.Н. Феноменологическая модель и экспериментальное исследование турбулентности при наличии пульсаций плотности. - Турбулентные течения. - М.: Наука, 1977.

128. Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива. - Л.: Недра, 1977. - 296 с.

129. Сторожук Я.П. Камеры сгорания стационарных газотурбинных и парогазовых установок. - Л. : Машиностроение, 1976. - 230 с.

130. Спиридович Е. А., Пыстина Н. Б., Ульянова Л. А. Оценка влияния выбросов компрессорных станций на уровень загрязнения атмосферного воздуха. Сб.: 50 лет газопроводу Саратов-Москва. -М. : ИРЦ Газпром, 1996, т. 4, с. 62-72.

131. Спиридович Е.А., Пыстина Н.Б., Беккер В. Г. Обследование выбросов ГПА компрессорной станции г.Ухта на содержание полициклических ароматических углеводородов. - Сб.: 50 лет газопроводу Саратов-Москва. - М. : ИРЦ Газпром, 1996, т. 4, с. 73-81.

132. Светозарова Г. И., Козловский A.B., Сигитов Е. В. Современные методы программирования в примерах и задачах. - М.: Наука. Физматлит, 1995. - 427 с.

133. Сухарев М.Г. Надежность систем энергетики и их оборудования. Справочник. Надежность систем газо- и нефтеснабжения.

М. : Недра, том 1, 1994. - 414 с.

134. Темпель Ф.Г., Маслов В. М. Оптимальные параметры технологического процесса транспорта газа для эксплуатирующейся трубопроводной системы. - Л. : Недра, 1970. - 127 с.

135. Терехов А.Л. Шум нагнетателей газотурбинных установок и его снижение в источнике возникновения. - Транспорт и хранение

газа, 1980, N 8, с. 1-7.

136. Терентьев А.Н., Седых З.С., Дубинский В. Г. Надежность газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. - М.: Недра, 1979. - 207 с.

137. Тейлор Дж. Введение в теорию ошибок. - М.: Мир, 1985. -272 с.

138. Туф Дж. Л. Модель расчета выбросов воздушных, быстрых и топливных окислов азота из газотурбинных установок. - Энергетические машины и установки, 1986, т. 107, N 1, с. 32-38.

139. Тухбатуллин Ф.Г., Федоров Е. И. Математическое моделирование технического обслуживания в виде управляемых полумарковских процессов (часть 1). - В кн. : Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. -М. : ЦОНиК ГАНГ, 1996, N3, с. 29-36.

140. Тухбатуллин Ф.Г., Федоров Е. И. Математическое моделирование технического обслуживания в виде управляемых полумарковских процессов (часть 2). - В кн. : Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. -М. : ЦОНиК ГАНГ, 1996, N4, с. 21-28.

141. Тухбатуллин Ф.Г. Оптимизация показателей эффективности технического обслуживания технологического оборудования компрессорных станций. - Экономика, организация и управление производством в газовой промышленности. - М. : ИРЦ Газпром, 1997, N 7, с. 18-22.

142. Тухбатуллин Ф.Г. Акустические характеристики запорной арматуры компрессорных станций магистральных газопроводов при наличии перетечек. - Диагностика оборудования и трубопроводов.

М. : ИРЦ Газпром, 1997, N3, с. 47-53.

143. Тухбатуллин Ф.Г. Определение собственных частот акустического канала магистрального газопровода при истечении газа в щели запорного оборудования. - В кн.: Магистральные и промысловые

трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М. : ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 4, с. 14-21.

144. Тухбатуллин Ф.Г. К расчету собственных частот магистрального газопровода и запорной арматуры. - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М. : ЦОНиК ГАНГ, 1996, N3, с. 36-41.

145. Тухбатуллин Ф.Г. Виброакустические характеристики технологического оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов. - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М.: ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 1, с. 61-69.

146. Тухбатуллин Ф.Г. Особенности использования спектрального анализа для оценки текущего состояния технологического оборудования компрессорных станций. - Диагностика оборудования и трубопроводов. - М. : ИРЦ Газпром, 1997, N 4, с. 17-20.

147. Тухбатуллин Ф.Г. Экспериментальные исследования герметичности запорной арматуры компрессорных станций магистральных газопроводов. - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М. : ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 4, с. 8-13.

148. Тухбатуллин Ф.Г. Диагностирование утечек газа через запорную арматуру компрессорных станций по данным виброакустических измерений. - В кн. : Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М.: ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 2, с. 47-53.

149. Тухбатуллин Ф.Г. Определение коэффициента технического состояния центробежных нагнетателей газотурбинных агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов. - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М.: ЦОНиК ГАНГ, 1996, N2, с.34-41.

150. Тухбатуллин Ф.Г. Прогнозирование отказов технологичес-

кого оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов. - Транспорт и подземное хранение газа. - М. : ИРЦ Газпром, 1997, N 3, с. 3-7.

3 51. Тухбатуллин Ф.Г. Особенности образования окислов азота при эксплуатации газотурбинных установок на магистральных газопроводах. - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М.: ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 1, с. 22-33.

3 52. Тухбатуллин Ф.Г. , Максимов Д.А. К вопросу о влияние турбулентности на интенсивность образования окиси азота в газотурбинных установках компрессорных станций. - В кн. : Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М. : ЦОНиК ГАНГ, 3996, N2, с. 25-33.

153. Тухбатуллин Ф.Г., Максимов Д. А. Исследование влияния турбулентных пульсаций на уровень концентрации окислов азота в условиях работы камеры сгорания ГТК-10-4. - В кн. : Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М. : ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 3, с. 20-29.

154. Тухбатуллин Ф.Г. Анализ конструктивных решений камер сгорания газотурбинных установок для обеспечения снижения выбросов окиси азота. - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М.: ЦОНиК ГАНГ, 1996, N1,0. 48-61.

155. Тухбатуллин Ф.Г., Максимов Д. А. Основные принципы моделирования процесса горения в камере сгорания ГТК-10-4. - Транспорт и подземное хранение газа. - М.: ИРЦ Газпром, 1997, N 4, с. 51-60.

156. Тухбатуллин Ф.Г., Максимов Д. А. Экспериментальный комплекс для модельных исследований образования окислов азота при горении подготовленных метано-воздушных смесей. - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительст-

во, эксплуатация, ремонт. - М. : ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 4, с. 4-8.

157. Тухбатуллин Ф. Г., Максимов Д. А. Экспериментальное исследование процессов горения однородной метано-воздушной смеси.

В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М.: ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 3, с. 41-47.

158. Тухбатуллин Ф.Г. Разработка методов применения горелоч-ных устройств с предварительным смешением топлива в промышленных газотурбинных установках ГТК-10-4. - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М. : ЦОНиК ГАНГ, 1996, N2, с. 42-47.

159. Тухбатуллин Ф.Г. Методы обеспечения равномерности поля концентраций топлива при эксплуатации ГПА. - Газовая промышленность, 1997, N 10, с. 38-41.

160. Тухбатуллин Ф.Г. Экологически безопасная работа горе-лочного устройства на компрессорных станциях газопроводов. - Газовая промышленность, 1997, N 6 , с.59-60.

161. Тухбатуллин Ф.Г., Максимов Д.А. Промышленные испытания горелочных устройств с предварительным смешением топлива на компрессорных станциях магистральных газопроводов. - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М. : ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 1, с. 34-48.

162. Тухбатуллин Ф.Г. Комплексная диагностиьса на компрессорных станциях. - Газовая промышленность, 1987, N 6, с.30-31.

163. Тухбатуллин Ф.Г., Игуменцев Е.А. Виброакустический метод определения перетечек газа в запорной арматуре. - Газовая промышленность, 1988, N 7, с. 30-31.

164. Тухбатуллин Ф.Г., Игуменцев Е.А. Определение утечек газа в запорной арматуре по регистрации виброакустического сигнала. - Транспорт и подземное хранение газа, 1988, N 9, с.10-14.

165. Тухбатуллин Ф.Г. Обеспечение экологической безопасности

и эксплуатационной надежности работы компрессорных станций магистральных газопроводов. - М. : Нефтяник, 1996. - 252 с.

166. Тухбатуллин Ф. Г., Аминев Ф.М. Определение негерметичности запорной арматуры. - Газовая промышленность, 1989, N 1, с. 51.

167. Тухбатуллин Ф. Г., Кашапов P.C., Максимов Д. А., Ахметов Р. Ф. Особенности кинетики окисления азота в процессе горения газообразных топлив. - Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей. - Уфа: УГАТУ, 1994, N 16, с. 104-108.

168. Тухбатуллин Ф.Г., Кашапов P.C., Максимов Д. А., Ахметов Р. Ф. Образование окислов азота в турбулентном диффузионном пламени. - Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей. - Уфа: УГАТУ, 1994, N 16, с. 112-124.

169. Тухбатуллин Ф. Г., Кашапов P.C., Максимов Д. А., Ахметов Р. Ф. Аналитическое изучение путей снижения эмиссии окислов азота в условиях работы газоперекачивающих агрегатов ГТК-10-4. - Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей. - Уфа: УГАТУ, 1994, N 16, с. 139-151.

170. Тухбатуллин Ф. Г., Кашапов P.C. Малотоксичные горелочные устройства газотурбинных установок. - Уфа: Институт проблем прикладной экологии и природопользования, 1994. - 138 с.

171. Тухбатуллин Ф. Г., Исламов P.M., Кашапов P.C., Максимов Д.А. Промышленные испытания камеры сгорания ГПА ГТК-10-4 с предварительной подготовкой рабочей смеси. - Транспорт и подземное хранение газа, 1994, N 4, с. 14-20.

172. Тухбатуллин Ф.Г. Новое горелочное устройство Баштранс-газа с предварительным смешиванием топлива ПСТ-70/30-20. Exploration and Production Technology International, 1995, N 7, p.274.

173. Тухбатуллин Ф.Г., Максимов Д. A., Кашапов P.C. и др. Аналитическая оценка интенсивностей теплового излучения пламени керосина и природного газа в камере сгорания газотурбинных двига-

телей. - Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей. - Уфа: УГАТУ, 1995, N 17, с. 33-39.

174. Тухбатуллин Ф. Г., Максимов Д. А., Кашапов P.C. и др. Огневое моделирование эмиссионных характеристик газогорелочного устройства. - Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей. - Уфа: УГАТУ, 1995, N 17, с. 93-102.

175. Тухбатуллин Ф. Г., Ахметов Р. Ф., Байков А.З. и др. Некоторые результаты опытно-промышленных испытаний горелочного устройства ПСТ ГПА ГТК-10-4. - Уфа: УГАТУ, 1995, N 17, с. 127-134.

176. Тухбатуллин Ф.Г., Игуменцев Е.А. Виброакустическая диагностика перемычек в запорной арматуре. - Доклады и сообщения на 4-ой международной деловой встрече "Диагностика-94" - М.: Газпром, 1994, с. 175-178.

177. Тухбатуллин Ф. Г. Снижение экологической опасности работы газоперекачивающих агрегатов на магистральных газопроводах. Тезисы докладов научно-технического семинара "Передовые методы и средства защиты трубопроводных систем от коррозии" - М. : ВИМИ, 1996, с. 64.

178. Тухбатуллин Ф.Г., Короленок A.M., Колотилов Ю. В., Федоров Е.И. Методические основы обоснования нормативных расчетов газопроводов с позиций теоретического аппарата экспертных систем. -Тезисы докладов 2-й научно-технической конференции "Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России" -М. : ГАНГ, 1997, с. 32-33.

179. Тухбатуллин Ф.Г., Игуменцев Е.А. Автоматизированные виброакустические диагностические приборы и системы газоперекачивающих агрегатов. - Доклады и сообщения на 3-ей международной деловой встрече "Диагностика-93" - М. : Газпром, 1993, с. 171-173.

180. Тухбатуллин Ф.Г., Игуменцев Е. А. Автоматизированная система вибродиагностики ГПА-10. - Тезисы докладов на 13-ом тематическом семинаре ГП "Оргзнергогаз". - Одесса: РАО Газпром, 1993,

с. 8.

181. Уэйт M., Прата С., Мартин Д. Язык Си. Руководство для начинающих. - М. : Мир, 1988. - 512 с.

182. Химмельблау Д. Обнаружение и диагностика неполадок в химических и нефтехимических процессах. - Л.: Химия, 1983. - 351 с.

183. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами. - М. : Мир, 1973. - 957 с.

184. Химмельблау Д. Нелинейное программирование. - М.: Мир, 1975. - 534 с.

185. Христич В.А., Тумановский А. Г. Газотурбинные двигатели и защита окружающей среды. - Киев: Техника, 1983. - 144 с.

186. Цегельников Л.С. Исследование эксплуатационных показателей газоперекачивающих агрегатов КС магистральных газопроводов вероятностно-статистическими методами. - Автореферат кандидатской диссертации - М. : 1977. - 36 с.

187. Чернин M.X. Расчет вынужденных колебаний несимметричного гибкого ротора на многоклиновых опорах скольжения. - Энергомашиностроение, 1977, N 3, с. 13-15.

188. Шебалин О.Д. Физические основы механики и акустики. М. : Высшая школа, 1981. - 261 с.

189. Щетинков Е. С. Физика горения газов. - М. : Наука, 1965. - 704 с.

190. Юренев В.М., Лебедев П.Д. и др. Теплотехнический справочник. - М. : Энергия, 1976. - 313 с.

191. Яковлев Е. И., Иванов В. А., Шибнев A.B. и др. Модели технического обслуживания и ремонта систем трубопроводного транспорта. - М. : ВНИИОЭНГ, 1993. - 276 с.

192. Blauwens J., Smets В., Peeters J. Mechanism of "promt" N0 formation in hydrogen flames. - 16-th Symp.(Int.) on Combustion. The Combustion Inst., 1976, p. 1055-1062.

O /1 o

JUU

193. Bildger R.W. The prediction of turbulent diffusion flame fields and nitric oxide formation. - 16-th Symp. (Int.) on Combustion. The Combustion Inst., 1976, p.1643-1654.

194. Bildger R.W. Perturbation analysis of turbulent nonpre-mixed combustion. - Comb.Sci. and Techn., 1980, N 22, p. 251-261.

195. Engelman V.S., Bartok W., Longwell J.P. Experimental and theore i/1 C a 1 studies of for '[nation in a jetstirred combus-tor. - 14-th Symp.(Int.) on Combustion. The Combustion Inst., 1973, p. 756-763.

196. Fenimore C.P. Formation of nitric oxide in premixed hydrocarbon flames. - 1

3-th Symp.(Int. ) on Combustion. The Combustion Inst., 1971, p.373-380.

197. Jensen D.E., Jones G. A. Reaction rate coefficients for flame calculations. - Combustion and Flame, 1978, N

32, p. 1 -34.

198. MalteP.C., Schmidt S.C., Pratt D. T. Hydroxil radical and atomic oxyden concentrations in high-intensity combustion. 16-th Symp. (Int.) on Combustion. The Combustion Inst., 1976, p. 145-154.