CC BY
22
УДК 622.691
Жарiков В.М.
Украгнський науково-дослгдний шститут природных газгв (УкрНДгаз)
СУЧАСНИЙ СТАН ПИТАННЯ ОПТИМ1ЗАЦП РЕЖИМ1В
РОБОТИ ГАЗОТУРБ1ННИХ ГАЗОПЕРЕКАЧУВАЛЬНИХ
АГРЕГАТ1В
Проведено огляд та анализ ведомых на даний час методов оптим^зацИ режимов роботи компресорних цех1в I станцш 1з р^зномаштними схемами включення газоперекачувалъних агрегат1в. Виявлено загалъш недолки та сформулъовано напрямки долдженъ з розробки нових та удосконалення Iснуючих методов оптим^зацИ режимов роботи газотурбтних газоперекачувалъних агрегатов.
Компресорний цех, компресорна станцш, газоперекачувальний агрегат, газотурбшна установка, вгдцентровий нагнтач, зведет характеристики, оптимизация режимгв, розподл навантаження м1ж агрегатами
Вступ
У поточний час в загальному обсяз1 вироб-ництва первинних енергоресуров природний газ складае бшьше 50% 1 вважаеться основним енер-гетичним ресурсом Украши. Щдвищення ринко-во! цши природного газу обумовлюе необхщтсть докоршного удосконалення виробництва, транс-портування 1 споживання природного газу. Сис-теми трубопроводного транспорту газу е досить великими споживачами газу за рахунок власних потреб, технолопчних 1 випадкових витрат.
Газотранспортна система (ГТС) Укра!ни е другою в бврот та одн1ею з найбшьших у св1т1, 11 загальна протяжность складае 37,6 тис. км. Бона нал1чуе у своему склада 81 компресорну стан-ц1ю (КС) з 765 газоперекачувальними агрегатами (ГПА) загальною потужн1стю 5,6 млн. кБт. Газотурбшт ГПА нал1чують 455 одиниць, а це понад 82% в1д загального парку ГПА на компресорних станщях Укра!ни [1 ].
Досввд експлуатаци компресорних станций показуе, що витрати газу на власш потреби на компресорних станц1ях газотранспортно1 системи Укра1ни за р1зними оц1нками становлять до 3% в1д обсягу прокачаного газу. У зв'язку з тим, що сьогодт особлива увага приддляеться ресурсоз-бертгаючим технолопям на об'ектах газово! про-мисловосп, важливим питанням е дослвдження оптим1зац11 режим1в роботи газотурб1нних газо-перекачувальних агрегатв (ГГПА), що дозволить зменшити витрати газу на власш потреби 1 пвдви-щити енергоефективтсть компресорних станцш. Зменшення цих витрат е важливим напрямом енергозбереження та мае суттевий економчний ефект. При цьому врахування фактичного техн1-чного стану кожного окремого газоперекачуваль-ного агрегату е необх1дною умовою оптим1заци режиму роботи компресорно1 станц11.
© Жарiков В.М., 2010
1. Схеми сполучення газоперекачувальних агрега™
Зазвичай на КС використовують одноступе-нев1 з повнонап1рними компресорами 1 двохсту-пенев1 з неповнонап1рними компресорами схеми компримування газу. На дожимних компресорних станщях (ДКС) можлив1 схеми з трьохсту-пеневим стисненням.
За типами обв'язки КС розр1зняють три схеми включення агрегатов [2]:
— паралельна, в якш компримування газу здшснюеться в один ступень;
— паралельно-послвдовна, в якш паралельн1 групи агрегат1в зд1йснюють багатоступеневе ком-примування;
— колекторна, в якш одна група паралельно працюючих агрегатов нагн1тае газ у вх1дний ко-лектор друго1 групи.
Особлив1стю колекторно! обв'язки е викори-стання трьох колектор1в. Перший колектор — всмоктувальний, для групи компресор1в першо-го ступеню, другий колектор — промтжний, який е нагн1тальним для першо! групи 1 одночасно всмоктувальним для друго! групи, третей колектор — нагштальний, для групи компресор1в ос-таннього ступеню. При цьому компримований газ може охолоджуватися м1ж ступенями стиснення у апаратах пов1тряного охолодження (АПО) газу.
За оцшками фамвщв, за рахунок вибору оп-тимальних режим1в роботи обладнання з ураху-ванням його техничного стану можна в нормаль-них умовах роботи зменшити споживання палив-ного газу майже на 5%. Отже, задача вибору оптимального режиму роботи агрегат1в комп-ресорного цеху (КЦ) е надзвичайно актуальною. Це п1дтверджуеться публжашями багатьох фах1вц1в з р1зних кра!н, що займаються вир1-шенням цього питання.
Анашз ocтaннix дослщжень 1 публжацш, при-свячених методам оптишзаци роботи КЦ, сввдчить про р1зномаштшсть щдход1в до розв'я-зання ще! задач!.
2. Методи оптимвацп розподш навантаження м1ж агрегатами
У робот! [3] задача оптишзаци розглядаеться для л!н!йних компресорних станц!й маг!страль-них газопроводов з паралельно працюючим агрегатами. Вказуеться на важлив1сть зв'язку задач1 оптишзаци з д1агностуванням режишв роботи ГПА. Проведений анал1з впливу умов роботи паралельно працюючих ГПА на точн1сть визначен-ня параметр!в нагн1тача за його характеристиками. Встановлено, що в цехах з паралельною схемою роботи ГПА може спостер!гатися неконтро-льованш зсув параметр!в роботи агрегатв, при цьому зниження пол1тропного к.к.д. нагн!тач!в може досягати 10%.
Показано, що неузгодження характеристик нагн!тача зумовлено вщмшою к.к.д газотурб!н-но! установки (ГТУ), тому для регулювання па-раметр!в роботи ГПА потр1бний постшний контроль енергетичного к.к.д ГТУ вс1х працюючих агрегат!в. Для цього автор пропонуе ун!ф!кова-ну методику визначення к.к.д. ГТУ, що не ви-користовуе паспортних характеристик ГТУ, на основ! вим!р!в параметр!в робочого тша за силовою турб!ною. Але недол1ком ц!е! методики е те, що вона не може бути застосована для оперативного контролю енергетично! ефективност1 ГТУ, тому що для цього необх!дна установка стац!онарних засоб1в контролю вм1сту кисню у вихлопних газах, а це досить велик1 ф!нансов! затрати.
Для оптим!зац!! компресорних цех1в побудо-вана залежн1сть питомо! витрати паливного газу в!д ступеня п1двищення тиску на КС. Залежтсть побудована на основ1 статистичних досл!джень з використанням алгоритму самооргатзаци. Вис-новком е те, що оптимальн! параметри роботи КЦ в!дпов!дають ном!нальним режимам експлу-атаци обладнання. Однак, цей результат отрима-ний без урахування фактичного поточного стану обладнання. Не розглянут! питання оптишзаци режишв при багатоступенев!й схем1 комприму-вання.
У робот! [4] задача оптишзаци режиму роботи цеху розглядаеться як задача перерозподшу навантажень м1ж агрегатами з метою м!н!м!зацц сумарно! споживано! потужност! на перекачуван-ня газу при виконанн! планового завдання з пе-рекачування газу на цех. 1ндив1дуальш характеристики та обмеження на параметри роботи ГТУ в модел! не враховуються.
У робот! [5] розглянуто задачу оптим!зац!! роботи системи транспорту газу за м!н!мумом
енерговитрат, до складу яко! входять як елект-роприводн!, так 1 газотурб!нн! КС. Модель системи транспорту газу представлена пдравлчною моделлю течи газу в трубопровод1 (р1вняннями стац!онарно! не!зотерм1чно! течи газу) та моделлю компресорно! станци (зведеними характеристиками в!дцентрових нагн!тач!в газу, апрокси-мованими сплайном п'ятого порядку). Техно-лог!чн! та режимн! обмеження задаються для максимального вих1дного тиску та температури КС, зведено! продуктивност1 та максимально! потужност! нага!тач!в, об'ему поставок газу. 1нди-в!дуальн! характеристики та обмеження на параметри роботи ГТУ в модел! не враховуються. Ап-роксимован характеристики без проведення !ден-тифжаци не в!дпов!дають фактичному техн!ч-ному стану нага!тач!в. Задача розглядаеться тшьки для паралельно! схеми включення ГПА.
У робот! [6] розглядаеться задача вибору оптимального режиму роботи компресорного цеху. Задача вир!шуеться перерозпод1лом поток!в газу через ГПА за умови, що ефективний сумар-ний к.к.д. групи паралельно включених агрегат!в мае максимально можливе значения. Визначення оптимальних режишв ГПА проводиться чи-сельним методом. Для цього використовуються зведен! характеристики нагн1тача у вигляд1 полшом!в другого 1 третього ступен1в.
Технолопчт обмеження задаються м!н!маль-ними та максимальними значеннями сумарно! продуктивност1 ГПА, ступеня стиснення нагн1тача. З боку ГТУ враховуються обмеження максимально! температури за турбшою низького тиску. Тех-н!чний стан ГПА визначаеться за результатами д1агностування та зняття нап1рно-витратних характеристик для нагн1тача та витратно-потужно-стних характеристик для ГТУ. Авторами зазна-чаеться, що з огляду на те, що зм!на характеристик ГПА в1дбуваеться досить пов!льно, тому повторна щешифжащя характеристик може про-водитися з 1нтервалами в к1лька м1сяц1в. Методика використовуеться для паралельно! схеми включення ГПА. Можлив1сть застосування наведено! методики для !нших схем включення не розглядаеться.
У робот1 [7] задача оптишзаци режиму роботи компресорного цеху розглядаеться як задача перерозподшу поток!в газу мтж агрегатами компресорного цеху з метою м!н!м!зац!! витрат паливного газу, який споживаеться агрегатами з газотурб!нним приводом. При цьому забезпечу-ються умови виконання планового завдання на перекачування певно! к!лькост! газу при заданих тисках на вход1 та виход1 компресорного цеху та задан!й вх!дн!й температур1. При вир!шенн! задач! оптишзаци використовуються фактичн1 характеристики ВЦН, що одержан! шляхом проведення !дентиф!каци фактичного стану. Недо-
л1ком методу е те, що обмеження задаються т1льки на параметри нагн1тача та не задаються на параметри ГТУ. Також не анал1зуеться мож-лив1сть застосування методики для колектор-но! схеми включення агрегатш.
У робот1 [8] розглянуто задачу оптимального керування роботою багатоцехових КС з р1зни-ми типами приводв ГПА (газотурбшш установки 1 електроприводи) для забезпечення економ1! енергоресурав (паливного газу та електроенерги), як1 витрачаються на компримування природного газу. Для вир1шення ц1е! задача автором роз-роблений метод, який складаеться з двох етап1в — на першому з них визначаеться кшьюсть пра-цюючих агрегапв (структурна оптим1зац1я), а на другому - режим роботи агрегату (частота обер-тання ротора нагн1тача) з урахуванням обмежень на технолог1чн1 параметри (параметрична опти-м1залдя). Оптимальний розподл потокв газу м1ж групами паралельно працюючих агрегат1в (цех1в) здшснюеться виходячи 1з мтмальних витрат на компримування природного газу 1 обмежень на технолог1чн1 параметри, як1 вит1кають 1з режиму роботи багатоцехово! КС. Основою алгоритм1в розрахунку техн1ко - економ1чних показник1в роботи ГПА е апроксимацшн1 залежност1 зведе-них характеристик ГПА, що отримаш на основа нейромережевого щдходу. Хдентифхкаидя моделей ГПА проводилася на баз1 даних, отриманих в процесс !х експлуатаци. Недолжом методу е те, що модель ГПА базуеться тшьки на характеристиках нагштача 1 не враховуе техн1чний стан приводу. Також, осыльки на КС немае щдив1-дуальних вим1р1в компримованого та паливного газу, то при створенн1 математичних моделей нагн1тач1в робилося припущення, що статичн1 характеристики однотипних нагн1тач1в е 1ден-тичн1, тобто для групи нагштач1в визначалися усереднен1 значення як вх1дних так 1 вих1дних величин. Задача розглядаються тшьки для пара-лельно! схеми включення ГПА.
У робот1 [9] розроблено метод розподшу на-вантаження м1ж паралельно працюючими ГПА компресорного цеху, в якому застосована модель вдентифжаци припустимих меж роботи ус-таткування, що у режима реального часу враховуе поточш параметри приводу 1 нагн1тача ГПА та взаемний вплив нагн1тач1в, включених у еди-ний г1дравл1чний режим цеху. На основ1 модел1 розраховуеться поле припустимих ршень розпо-дшу навантаження, у якому допускаеться пере-бування рхшення з використанням множини технологично можливих стратегий керування КЦ.
Автором пропонуеться математична модель енергетично! взаемоди привод — навантаження ГПА, що сама налаштовуеться 1 працюе в ре-жим1 реального часу, в як1й враховувався енер-гетичний баланс у турб1н1, а розрахунок енерг1й
спираеться на вим1рюван1 1 розрахован1 в сис-тем1 автоматичного керування (САК) параметри. Алгоритм оптим1заци застосовуе методи не-лшшного програмування при пошуку оптималь-них ршень для ршення задач1 розподлу навантаження м1ж ГПА компресорного цеху з вико-ристанням модел1 енергетичного балансу та контролю допустимих меж р1зност1 навантаження ГПА.
Параметри нагн1тача розраховуються зг1дно методики розрахунку нагн1тача, що прийнята у ТОБ "Мострансгаз" [10].
Для розрахунку модел1 енергетичного балансу ГПА автор використовуе метод автоматичного розрахунку нел1н1йних залежностей статичних режимв обертв ТБТ, температури за ТНТ, тис-ку на виход1 нагн1тача, витрати нагн1тача та су-марно! енерг1! механ1чних втрат в ТНТ та на-гн1тач1 в1д змши обертв ТНТ. Аналог1чно по ек-сплуатац1йним даним розраховуються залежност1 газодинам1чних параметр1в ТБТ в1д зм1ни оберт1в ТНТ. Пропонован1 залежност1 дозволяють забез-печувати ввдповвдн1сть модел1 ГПА його фактичному стану в кожен момент часу, на в1дм1ну в1д метод1в, що потребують в1дновлення зведених робочих характеристик.
Автором в достатнш м1р1 не розкрите питан-ня, яким чином враховуеться забезпечення в1дпо-в1дност1 модел1 реальному техн1чному стану ГПА при змш1 зовщшнж атмосферних умов.
Застосування методу для паралельно-по-сл1довного та колекторного включення агрегат1в автором не анал1зуеться.
У робот1 [11] вир1шуеться задача оптим1заци оперативного керування роботою компресорно! станци з газотурбшними ГПА, що працюють паралельно. При завданому плановому об'ем газу, що потр1бно перекачати, визначаеться, яы аг-регати та на яких режимах повинн1 працювати за умови м1н1м1зац1! сумарно! споживано! потуж-ност1. Авторами робиться припущення, що вит-рата паливного газу л1н1йно залежить в1д потуж-ност1 нагн1тач1в 1 тому виршення ц1е! задач1 дозволить мшмЬувати також 1 витрату паливного газу ГТУ. Не зрозумшо, яким чином автори от-римують фактичн1 характеристики ГПА, що ви-користовують у сво!й модел1 в якост1 табличних значень. Б пропонован1й оптим1зац1йн1й модел1 компресорно! станц1! обмеження задаються т1льки для планово! продуктивност1 КС, можливо! к1лькост1 агрегат1в та 1ндив1дуально! продуктив-ност1 ГПА 1 тяк не враховуються обмеження на параметри ГТУ. Задача розглядаеться т1льки для паралельно! схеми включення ГПА.
У робот1 [12] розроблено метод оптим1заци режиму роботи КС з газотурб1нними приводами. Автором запропоновано виршення задач1 опти-м1зац1! шляхом вибору таких параметр1в режиму
роботи агрегатв, що забезпечують оптимальний ступ1нь стиснення для КС. Оптимальний режим роботи станци розглянутий за умови однакового зaвaитaжения агрегапв на р1зних ступенях пщви-щення тиску. При цьому автором не врахову-ються технолог1чн1 обмеження на роботу обладнання.
У робот1 [13] розроблено метод пошуку опти-мальних режим1в маг1стральних газопровод1в (МГ) та !х систем при нестац1онарн1й течи за критер1ем мшмальних витрат на транспортуван-ня газу при виконант умов техиoлoгiчнocтi. Тех-нолог1чн1сть досягаеться виконанням обмежень, зумовлених cпецифiкoю основного обладнання (трубопровода та ГПА) та додаткових умов. Метод розглядався стосовно КС з ГПА з газотурб!-нним приводом. Для опису роботи ГПА у метода використаш альбомш зведенi характеристики нaгнiтaчa. Реальн характеристики ГПА були от-римаш шляхом розрахунку aдaптaцiйних ко-ефiцieитiв для компресорних цех]в газотранспор-тно! системи, як! е показниками техшчнoгo стану силового обладнання. В якост! формального критерiю була прийнята робота, що використо-вуеться для стискання газу за певний перюд часу, або вадповадн! вaртicнi витрати. Дана методика враховуе загальноцеховий техн!чний стан ГПА, не розглядаються питання oптимiзaцi! режимiв ГПА в межах цеху.
У робота [14] розглянуто щдходи до оптим!-заци енергозатрат на компресорних стащях МГ з огляду оптишзаци упрaвлiния геoекoлoгiчними ризиками в зонах д^ цих КС. Задачею оптиш-зaдi! е формування оптимального керування режимами вс!х КС з метою сумарно! мш!м!заци енергозатрат на перекачування газу як газотурб-шними так ! електроприводними установками. В якост! характеристик ГПА використовуються апроксимован! характеристики нагн!тач!в. Для газопроводу будуеться адитивна функц!я ц1л1. Граничними умовами е тиск ! витрата газу на вход! та тиск газу на вихода газопроводу. Завдан-ня зводиться до пошуку такого розподалу тиск!в на вход! кожно! КС, який забезпечуе сумарне мш!мальне споживання енерги на перекачуван-ня газу. Автором не розглядаються питання оп-тишзаци режишв ГПА в межах цеху, не враховуються щдиввдуальш технолопчш обмеження на роботу обладнання.
У робот! [15] розроблено систему формування оптимальних режишв роботи КС. Модель тех-нолопчно! схеми КС включае характеристики двигушв та нагштач!в, залежшсть м1ж заванта-женням нагттача ! частотою обертання силово! турбши (СТ), тобто залежшсть змши номшаль-но! продуктивност! при змш частоти обертв СТ для р!зних значень частоти обертання ротора газогенератора, враховуе гiдрoдинaмiчнi характе-
ристики технолопчного обладнання та стан зап-!рно! арматури. Оптимальним режимом роботи КС вважаеться режим, що при завданому обсягу газу та фжсованих граничних умовах (тиску на входа/вихода, температури на вход! та газово! стало!) та завданих техиoлoгiчних обмеженнях, забезпечуе мшмум енергетичних витрат по КС.
У робот! [16] розроблено метод оперативного плaиувaния режишв роботи автоматизовано! га-зотранспортно! системи в умовах невизначеност! газоспоживання. В рамках цього методу розглянут! питання оптишзаци режишв роботи газо-перекачувальних агрегапв, компресорного цеху ! багатониткових лшшних далянок мапстрально-го газопроводу. Модель КЦ розроблена для N паралельно включених повнонатрних ГПА, яка також враховуе змшу напору ! тиску газу на допом!жному обладнанн! та трубопров!дн!й об-в'язц! цеху. Розроблено методику побудови об-ласт! гарантовано допустимих режишв роботи ГПА з урахуванням апрюрно! невизначеност! параметр!в потокв на вход! та вихода нагапача. В якост критер!ю ефективност! режиму роботи КС обрано сумарну витрату паливного газу у грошовому еквiвaлешi. В рамках проведених дослщ-жень автором робиться висновок, що для КЦ, як! м!стять однотипн! ГПА, що мають розб!ж-ност! енергетичних характеристик не бшьше н1ж 10%, достатньо використати рiвнoмiрне розпод-шення навантаження м!ж ГПА замтсть оптимального виршення задач! рoзпoдiления навантажен-ня.
У робот! [17] розроблено комплекс алгорит-мчного забезпечення оптимального завантажен-ня ГПА для реал!зацц оптимально! роботи КЦ. В якост! критер!ю оптишзаци використовуеться мгамум енергетичних витрат, тобто мгамум вит-рат паливного газу. Модель компримування вра-ховуе паралельну та послщовно-паралельну схеми включення нaгштaчiв.
Виршення завдання оптишзаци завантажен-ня ГПА КЦ описуеться у вигляд! посл!довност! oперaдiй керування, математичних дай, лопчних та технолопчних умов. Ршення за мшмумом витрат паливного газу агрегатами КЦ отримуетъся в результат! екстремального вибору з вар!анпв послвдовного перебору для завданого режиму кoмпримувaиия, що реaлiзoвaиi на ЕОМ. Розра-хунок режиму компримування за вaрiaитaми ре-ал!зац!й виконуеться послвдовно для кожного працюючого ГПА з перев!рками на iндивiдуaльнi обмеження за наявною потужтстю ГТУ, максимальною та мшмальною об'емною витратою та частотою обертання ротора нагнпача.
Авторами пiдкреcлюeтъcя важливють враху-вання при вирiшеннi задач! оптишзаци фактичного техн!чного стану ГТУ та вщцентрового на-гнгтача. Для цього використовуються вщповщш
метода визначення фактичного техтчного стану обладнання в умовах експлуатаци.
У роботах [18, 19] авторами пропонуеться концепЦя техшчно! реал1зацц лопстично! гнфор-мацшно! системи (Л1С) в умовах газотранспортного щдприемства. Для цього пропонуеться використання математичного методу визначення екстремуму функци для виргшення лопстичних завдань газових компанш. На основ! запропоно-ваного методу обробки шформаци створена Система Екстремально Економного Регулювання (SEER&C). Використовуючи математичш залеж-носп, система перерозподшяе навантаження м1ж з'еднаними як послщовно, так i паралельно об-'ектами регулювання (дшянками газопроводов, КС, КЦ, ГПА, АВО газу та шшими елементами системами газопостачання), з метою зменшення сумарних витрат на транспортування.
Особлив!стю методу пошуку екстремуму е перетворення сукупност параметргв, що збира-ються з кожного об'екта регулювання, в один узагальнюючий параметр. Фгзичним сенсом уза-гальнюючого параметру е об'еднання характеристик усього обладнання, що мгститься в об'екп регулювання, в одну характеристику. Кожна точка ще! характеристики ввдповщае мгймалъним вит-ратам в гснуючих умовах експлуатаци об'екта. При розрахунку узагальнюючого параметру врахову-ються змгни ситуацп на об'екп регулювання: знос обладнання, кшматичш параметри тощо.
Недолжом методу е те, що розрахунок опти-мальних режишв здшснюеться тшьки за параметрами лгншно! частини та компресоргв i не враховуе гидивадуальш характеристики та обмеження роботи приводов.
У роботах [20, 21] наводяться результати дос-лвдженъ ф!рми Compressor Control Corporation в галуз! створення систем керування та регулювання ГПА КЦ. Автори дають опис структури систем автоматичного керування та алгоритмв, що реатзоваш в цих системах. Зокрема розгляда-ються тдходи до забезпечення розподшу навантаження мгж паралельно працюючими ГПА ком-пресорного цеху при оптимальнш еконошчноста процесу компримування газу. ^стема керування та регулювання мае ргвень КЦ (САР КЦ) та р!венъ ГПА (САК i Р) до якого входить модуль протипомпажного регулювання. Модуль розподшу навантаження е невщ'емною частиною САР КЦ.
На р1вш КЦ забезпечуеться стабЫзащя на завданому р!вш одного з основних технолопч-них параметр1в зпдно з завданням диспетчерсь-ко! служби: ступеня стиснення, тиску на виход! або вход! КЦ, витрати КЦ одночасно з розпод!-лом цехового навантаження м!ж ГПА в завданому сшвввдношенш з урахуванням щдиввдуалъ-них характеристик ГПА. Для цього здшснюеться
кер!вна доя на завдання САК ! Р кожного ГПА по частот! обертання нагштач1в.
САК ! Р ГПА забезпечуе: шдтримку обертв нагн!тача зг!дно з завданням оператора, регулю-вання положення елементв змгнно! геометр!! (у раз! !х наявносп), протипомпажне регулювання та захист нагн!тач!в, адаптац!ю параметр!в сис-теми в залежносп в!д доючих зовтшшх збурень, протипомпажне регулювання та захист повгтря-ного компресора, регулювання подач! палива в малоем!с!йн! камери згоряння, граничне регу-лювання (обмеження) температури продукпв згоряння, частот обертання вал!в, що не регу-люються, тиску повгтря за компресором, швид-кост змгни потужносп, тиск!в газу на вход! та виход! нагн!тача.
В якост критерж розподшу навантаження використовуеться критергй вщдаленосп в!д лгни помпажу або критергй екв1валентно1 потужносп, що затрачуеться на привод нагттача.
Однак не зрозумшо, яким чином врахову-ються !ндив!дуальн! фактичн! характеристики ГПА, як робиться !х повторна iдентифiкацiя ! з якою перюдичшстю. Вадсутня можлив!сть розподшу навантаження за критер!ем мгшмуму енер-госпоживання та можливгстъ розрахунку прогноз-них режим1в роботи компресорного цеху.
Висновки
Огже, як показав проведений огляд лгтерату-ри, питанню оптимального керування технолог-!чним процесом перекачування газу в поточний час придшяетъся дуже велика увага, що свщчитъ про актуалън!стъ i важлив!стъ ще! проблеми. Особливо питання оптим!заци стосуються режим1в роботи основного обладнання на компресорних станц1ях, оскшъки саме вони е енергоактивни-ми ланками на газопровод!.
Анал!з методов оптимТзаци розподшу навантаження м1ж ГПА компресорного цеху дозво-ляе визначити загалъш недолжи методов:
— методи розроблялись переважно для опти-м!заци ГПА, що працюютъ за паралельною схемою в один ступшь стиснення або за паралелъ-но-послвдовною схемою без м!жступеневого охо-лодження;
— методи розрахован на застосування в умо-вах л!н!йних компресорних станц!й ! не врахову-ютъ особливостей технолопчного режиму ДКС;
— бшъш!стъ методов не враховуе енергетич-но! взаемоди привод — навантаження ГПА;
— на р1вш КС розрахунок режиму здшснюеться здебшьш за параметрами лгншно! частини та нагштач1в, без урахування в повному обсяз! па-раметр!в приводу;
— не завжди враховуетъся поточнш техшч-ний стан обладнання;
— не формал!зоваш умови, за яких необхвдно
проведення обов'язково! повторно! щентифжаци моделей обладнання;
- в багатьох випадках не враховуються шдив-iдуaльнi тсхнолог1чн1 обмеження параметр!в роботи ГТУ, що використовуе САК при регулю-ванн! режишв роботи ГПА в умовах експлуа-таци;
- при вибор! схеми та кшькост! працюючих aгрегaтiБ не враховуються терм!™ вичерпання !х ресурсу;
- методи використовують р!зн! критери оп-тимальност! (ступ!нь стиснення в нагн!тач!, екв-iБaлеитнa пoтужнicтъ ГПА, вщдалешсть ввд лши помпажу нагнтача, тиск на виходд станци, тощо), хоча у бшьшосп випадыв прюритетним було б використання варпсного кригерiю оптимальносп, а саме витрати паливного газу або електроенерги, з урахуванням шших критерив;
Тому лог!чним продовженням подальшого напрямку дослвджень з розробки нових та удос-коналення !снуючих метод!в оптим!зац!! режим!в газотурбшних ГПА компресорного цеху е саме врахування цих недол!к!в.
Перелж посилань
1. Патон Б. Кoнцепцiя (проект) державно! нау-ково-техн!чно! програми «створення промислових газотурб!нних двигун!в нового покол!ння для га-зово! промисловост! та енергетики» [Текст] / Б. Патон, А. Халатов, Д. Костенко, Б. Бшека,О. Пись-менний, А. Боцула, В. Парафшник, В. Коняхш // В!сн. НАН Украши. - 2008. - № 4. - С. 3-9.
2. Ставровский Е.Р. Методы расчета надежности магистральных газопроводов [Текст] / Е.Р. Ставровский, М.Г. Сухарев, А.М. Карасевич.-Новосибирск: Наука, 1982. - 125 с.
3. Юкин Г.А Диагностирование, оперативный контроль и оптимизация режимов работы ГПА: автореф. дис. на соискание научн. степени канд. техн. наук : спец. 25.00.19 / Г.А. Юкин. - Уфа, 2003. - 23 с.
4. Прищепо О.О. Удосконалення режишв роботи ГПА на основ! !х фактичних характеристик: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: спец. 05.14.06 / О.О. Прищепо. - Х., 2001. - 18 с.
5. Лесковец В.В. Планирование режимов работы региональной газотранспортной системы с учетом оптимизации по минимуму энергопотребления [Текст] / В.В. Лесковец, В.Л. Ганжа, М.А. Брич // Тепломассообмен - ММФ - 2000. -Тепломассообмен в энергетических устройствах.
- Минск, 2000. - Т. 10. - С. 260-265.
6. Беккер М.В. Визначення оптимального режиму роботи компресорного цеху при паралель-ному включенн! ГПА [Текст] / М.В. Беккер , В.В. Гул!чев , В.1. Мелешко, А.О. Стр!лець , Д.В. Артеменко // Нафтова ! газова промисловгсть
- 2005. - № 2. - С. 45-48.
7. Лещенко 1.4. Оптишзащя режишв роботи компресорних цех!в як заиб пiдвищения енерге-тично! ефективност! маг!стрального транспорту-вання газу [Текст] / 1.4. Лещенко // Проблеми загально! енергетики. - 2007. - №15. - С. 82-88.
8. Ковал!в 6.О. Оптимальне керування робо-тою багатоцехових компресорних станц!й з р!зни-ми типами привод!в: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : спец. 05.13.07 / 6.О. Ковал!в. - iвaиo-ФрaнкiБcьк, 2005. - 20 с.
9. Слободчиков К.Ю. Методи та модел! розпо-д!лу навантаження м!ж газоперекачувальними агрегатами компресорного цеху [Електронний ресурс] / К.Ю. Слободчиков // Науковий в!сник iвaнo-Фрaнкiвcькoгo нaдioнaльнoгo техн!чного ун!верситету нафти ! газу. - 2008. - №2. - Режим доступу: www.URL: Ийр: //www.nbuv.gov.ua/ ройаУпа^гаУ^Ц/ 2008 2708skvakc.pdf
10. Слободчиков К.Ю. Решение оптимизационной задачи в системе управления режимом компрессорного цеха газоперекачивающих агрегатов [Электронный ресурс] - Режим доступа: www.URL:http://model.exponenta.гu/ slob_02.html
- 16.01.2005
11. Прилуцкий М.Х. Оптимизационные задачи оперативного управления работой компрессорной станцией [Электронный ресурс] / М.Х. Прилуцкий , И.Р. Бухвалова , Л.Г. Афрай-мович , Н.В. Старостин, А.В. Филимонов // Электронный журнал «Исследовано в России», 2008.
- Режим доступа: www. URL: http:// zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2008/032.pdf-26.03.2008 г.
12. Сулейманов А.М. Энергосбережение в технологических процессах трубопроводного транспорта газа: автореф. дис. на соискание научн. степени канд. техн. наук : спец. 25.00.19 / А.М. Сулейманов. - Уфа, 2005. - 22 с.
13. Сухарев М.Г. Эффективные алгоритмы поиска оптимальных режимов магистральных газопроводов и их систем [Электронный ресурс] / М.Г. Сухарев, Р.В. Самойлов // Материалы 1-й Международной научно-технической конференции БКСОМ 2002. - Режим доступа: www. URL: http://discom2002.gubkin.ru/zip/22_Suharev.zip -24.11.2002г.
14. Самсонов Р.О. Управление геоэкологическими рисками: оптимизация работы КС на магистральных газопроводах [Электронный ресурс] / Р.О. Самсонов // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело», 2007. - Режим доступа: www. URL: http://www.ogbus.ru/authors/SamsonovRO/ SamsonovRO 2.pdf - 13.03.2007 г.
15. Притула М.Г. Моделирование и оптимизация режимов работы компрессорных станций. Разработка, внедрение и эксплуатация [Электронный ресурс] / М.Г. Сухарев, Р.В. Самойлов / / Материалы 1-й Международной научно-тех-
HHqecKOH KOH^epeHUHH DISCOM 2002. — PexHM AOCTyna: www. URL: http://discom2002.gubkin.ru/ zip/ 22 Suharev.zip - 24.11.2002 r.
16. TeBameBa O.A. OnepamBHe rnaHyBaHHa pe-xhmîb poôoTH aBTOMaTH3OBaHOï ra3OTpaHcnopTHOï chctcmh b yMOBax HeBH3Ha^eHOcTi ra3OcnoœHBaH-Ha: AâTOpeô. flèc. Ha 3flo6yTTa HayK. cTyneHa KaHfl. TexH. HayK : cne^ 05.13.07 / O.A. TeBameBa. — X., 2004. - 20 c.
17. BeprenoB A.r. AnropmMHqecKoe o6ecne^e-HHe OnTHMaëbHOH çarpyçKH rnA [TeKCT] / A.r. BepTenOB, C.n. 3ap^KHH, H.H. ËeùeHKO, H.K. Ëннeцкнн // raçOBaa npoMbimëeHHOcxb. -2009. - №4. - C. 57-60.
18. MaiBeeB B.B. PeaëH3auèa ëomcrHqecKHx npHH-цнпoв ynpaBëeHHa ra3OBOH KOMnaHHeô b CèCTeMe 3KCTpeMaëtHO 3kohomhoio PeryëèpoBaHHa h Yn-paBëeHHa KpynHOMacmTa6HbiMH ceTaMè ra3onpoBO-flOB (SEER&C). [QëeKrpoHHHH peCypC] / B.B. MaT-BeeB // MarepHanbi 1-é MexflyHapoflHoft Hay^HO-TexHèqeCKOH KOH^epeHUHH DISCOM 2002. — Pe-xhm flOCTyna: www. URL: http://discom2002.gubkin.ru/ zip/13 Matv.zip - 24.11.2002 r.
19. Bopo6teB A.B. nporpaMMHoe o6ecneqeHèe CèCTeMM 3KCTpeManbHO 3kohomhoio Peryëèpo-BaHèa h YnpaBëeHèa KpynHOMacmTa6HbiMH ceTa-mh ra3onpoBOflOB (SEER&C) [3ëeKTpoHHMH peCypC] / A.B. Bopo6teB // MaTepèanH 1-é Meœfly-HapoflHOH HayHHO-TexHH^eCKOH кoнôepeнцнн DISCOM 2002. — PeœèM flocryna: www. URL: http:/ /discom2002.gubkin.ru/zip/ 37_Vorobiev.zip -24.11.2002 r.
20. Eyfl3yëaK E.B. chctcmm aBTOMaTmecKoro ynpaBëeHèa h peryëèpoBaHHa ôhpmm Compressor Controls Corporation [TeKCT] / E.B. Eyfl3yëaK, A.M. EOHKO, A.3. 0aâxyTflHHOB, A.,3,. ÏpoflOBH-
KOB, H. CTapoceëtcKHH, Ë. ÙapaHCKHH, Ë. mhh^
A. Py6èHOBHq // ra3OBaa npoMbirnëeHHOcTb. - 2002. - №3. - C. 31-35.
21. Py6èHOBèq A. O pacnpefleëeHèè Harpy3Kè Meœfly napanëeëtHO pa6oTarom;HMH rnA KOMnpec-copHoro ^xa MarèCTpantHoro ra3onpoBOfla [TeKCT] / A.Py6èHOBèq, B CâeqHHCKHH // ra3OTyp6èHHbie TexHOëorèH. - 2008. - №4. - C. 22-26.
Hafliômëa flo peflaêujï 14.07.2010 p.
V.N. Zharikov
CURRENT STATE A QUESTION TO OPTIMIZATION OF MODES OF GASTURBINE GASCOMPRESSOR UNITS
IIpoeedeH o63op u cihmu3 U3eecmrnix e Hacmonwee epeMn Memodoe onmuMU3au,uu pewuMoe pa6omu KoMnpeccopHbix u,exoe u cmaHu^uu cpa3Hoo6pa3HUMU cxeMaMU eKnmneHun za3onepeKa-nueamwux azpezamoe. BuneneHU o6wue HedocmamKU u c^opmynupoeaHU HanpaeneHun uccne-doeaHuU no pa3pa6omKe Hoeux u ycoeepmemmeoeaHun cywecmeymwux Memodoe onmuM№au,uu pewuMoepa6omu za3omyp6uHHbix za3onepeKanueamw^ux azpezamoe.
KoMnpeccopmiu uiex, KOMnpeccopnan cmanuiUH, zwonepeKaHwam^uu aepeeam, ea3omyp-Guhhoh ycmanoeKa, ueenmpoSewHuu naenemameab, npueedenmie xapaKmepucmuKU, onmuMU-janun pernuMoe, pacnpedeaenue naepy3KU Mewdy aepeeamaMU
A review and analysis of the currently known methods of optimization modes of compressor stations and plants with a variety of schemes connections gas pumping units. Found general weaknesses and formulate directions of research to develop new and improve existing methods for optimization of modes of gas-turbine gas pumping units.
Compressor plant, compressor station, gas compressor unit, gas turbine unit, centrifugal supercharger, adapted the characteristics, optimization of modes, load sharing between units
