CC BY
17
V. O. Klimenko
Highly porous permeable cellular materials as the filtering element in particulate filters of automobile engines
Material received on 14.03.13.
Мацалда колж моторларынан шыгатын цатты myrnfmeKmepdi азайту мацсатында куйе сузгштертде сузгш элгмент реттде вттзгштт жогары материалдарды цолдану мумктдш талданган
The article assesses the ability of porous permeable cellular materialsas the filtering element in particulate filters to reduce emissions ofparticulate matter from the exhaust gases of the vehicle internal combustion engines.
УДК 622.692.4.053
С. Ж. АДАМЖАНОВА, Ж. Б. КАБДРАШИТ, Ж. Е. АХМЕТОВ, А. Е. КУНДАКПАЕВА
ОПТИМИЗАЦИЯ ПЕРЕКАЧКИ НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОГО СЫРЬЯ ПО МАГИСТРАЛЬНЫМ ТРУБОПРОВОДАМ
В данной статье предлагается два способа оптимизации перекачки, а именно, регулированием перепада давления с помощью регулируемых насосов и выбором необходимых параметров устанавливаемых насосов.
Задача оптимизации перекачки нефтегазоконденсатного сырья по магистральным трубопроводам можно решить несколькими способами. В данной статье предлагается решение данных проблем двумя этапами. На первом этапе все насосы каждой из НПС представляют за единичный агрегат и с учетом ограничений для каждой НПС определяются перепады давлений, требуемые для обеспечения максимальной (или заранее заданной) производительности нефтепродуктопровода при известных уровнях в резервуарах резервуарных парков. На втором этапе по полученным перепадам давления выполняется оптимизация схем включения или расходно-напорных характеристик фактического числа насосов (с учетом регулирования частоты вращения) на каждой НПС. На первом этапе за критерий оптимизации принимается условие максимальной производительности трубопровода при соблюдении ограничений по давлениям, а за варьируемые параметры - характеристики насосных станций. На втором этапе производится оптимизация по критерию минимума энергозатрат. Используется метод сопряженных градиентов в программном пакете Mathcad.
В статье [1] при оптимизации по минимуму потребляемой электроэнергии учтены ограничения по минимальным подпорам и максимальным напорам, а также ограничения на нижний и верхний пределы частоты вращения МН. Ограничение на нижний предел частоты вращения получено, исходя из условия допустимого снижения КПД при снижении скорости вращения. Верхний предел ограничивается техническими возможностями насосов и электродвигателей и принят на 10 % выше
номинальной скорости. Оптимизация выполнена методом перебора, что требует значительного машинного времени и большого числа итераций.
При отсутствии дросселирования экономический эффект при частотном регулировании получают за счет повышения КПД насосов и электродвигателей по сравнению с режимами без регулирования. Поэтому для оценки энергетической эффективности, при сравнении различных способов регулирования режимов между собой, достаточно определить КПД насосов и электродвигателей или найти потери мощности в них. При этом для сравнения различных способов регулирования режимов перекачки удобно использовать непосредственно сами значения
КПД насосов, электродвигателей и преобразователей частоты без определения потребляемой мощности или потерь мощности. Сравнение режимов перекачки при этом удобно производить по величине эквивалентного КПД перекачки [2].
Эквивалентный КПД при частотном регулировании описывается выражением
где Нт р - потери напора в трубопроводе;
N - число нерегулируемых насосов;
Н — напор, развиваемый нерегулируемым насосом;
N2 — число регулируемых МН;
Нр — напор, развиваемый регулируемым насосом.
Вторая группа включает в себя критерии надежности (увеличение межремонтного периода и остаточного ресурса оборудования) и эксплуатационные критерии, целевая функция в составе которых представляет собой зависимость эксплуатационных расходов от скорости вращения МН. Назначение оптимизации при критериях второй группы — повышение надежности и снижение затрат на техническое обслуживание и ремонт объектов магистрального трубопровода. Обычно критерии второй группы используются в сочетании с критериями первой группы. При этом помимо затрат на техническое обслуживание, амортизацию и ремонт объектов магистрального трубопровода учитываются также и затраты на электроэнергию [3, 4, 5]. В качестве такого комбинированного критерия оптимизации при часто изменяющихся режимах работы нефтепровода в [3] предложен минимум эксплуатационных расходов
min Sn=min[San(/) + Sa+ Sобс.(/)+ Sрем(/)] (2)
где / — возможные варианты режима работы нефтепровода;
SM(/), Sa, Sd5c , S^) —зависящие от числа / текущие затраты соответственно на электроэнергию, амортизацию, техническое обслуживание и ремонт объектов магистрального трубопровода.
Рассмотренные критерии оптимизации режима перекачки с регулируемыми МН содержат в своем составе производительность трубопровода Q. Эта производительность в свою очередь также должна быть оптимальной. Для определения оптимальной производительности нефтепровода применяются методы потокового программирования. В [6, 7, 8] в качестве критериев оптимизации рассматриваются максимум прибыли от потока и минимум затрат на транспортировку продукта
по сети. Оптимизация потокораспределения с учетом качества нефти рассмотрена в [9]. На основе заявок грузоотправителей на перекачку партий по узлам приема и потребления, данных о пропускных способностях участков сети и о тарифах на транспортировку вычисляются значения мощностей в узлах трубопровода и ставится задача о минимизации тарифной стоимости перекачки нефти.
В результате решения получают оптимальный коммерческий поток. В общем случае, задача оптимизации потокораспределения и задача оптимизации режимов перекачки должны рассматриваться как единая задача оптимизации технологического процесса перекачки по системе трубопроводов с единым критерием оптимальности - минимум стоимости перекачки. Однако применение такого обобщенного критерия потребует расширения числа управляемых переменных и резко усложнит процедуру поиска оптимальных скоростей вращения МН. Поэтому на этапе оптимизации режимов перекачки в пространстве переменных скоростей вращения МН целесообразно использовать фиксированное значение производительности нефтепровода, заданное в исходных данных.
Выводы
1. Приведена классификация критериев оптимизации режимов перекачки при частотно-регулируемом электроприводе МН. Рассмотрены энергетические критерии, целевая функция которых представляет собой зависимость энергоза трат от скорости вращения магистральных насосов. Приведены критерии, в которых помимо затрат на электроэнергию учитываются также затраты на техническое обслуживание и ремонт объектов магистрального трубопровода.
2. Несмотря на большое количество публикаций в области оптимизации частотно-регулируемых МН, пока мало освещены методы оптимизации по критерию надежности и увеличению остаточного ресурса силового оборудования, не учитывается влияние частотного привода МН на снижение волн давления.
3. Актуальной является проблема разработки обобщенных оптимизационных алгоритмов, которые сочетали бы как энергетические критерии, так и критерии, использующие влияние частотного регулирования на эксплуатационные расходы и надежность силового оборудования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Туманский, А. П. Оптимизация режимов перекачки по магистральным трубопроводам с перекачивающими станциями, оборудованными частотно-регулируемым приводом // Транспорт и хранение нефтепродуктов. 2005. № 8. С. 11 - 14.
2 Шабанов, В. А., Кабаргина, О. В., Павлова З. Х. Оценка эффективности частотного регулирования магистральных насосов по эквивалентному коэффициенту полезного действия // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2011. № 6. С. 24 - 29. URL: http://www.ogbus.ru/authors/Shabanov/Shabanov_8.pdf
3 Гумеров, А. Г., Борисов, К. А., Козловский, А. Ю. Внедрение энергосберегащих технологий в трубопроводном транспорте нефти и нефтепродуктов // Нефтяное хозяйство. 2007. № 3. С. 85 - 88.
4 Щербань, А. И., Борисов, К. А., Ахияртдинов, Э. М. К вопросу разработки технологии транспорта нефтепродуктов на основе регулирования частоты вращения перекачивающих насосных агрегатов // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2007. № 6. С. 7 - 10.
5 Гумеров, А. Г., Павлова, З. Х, Григорьева, Н. В., Азметов, Х. А. Экономия ресурсов на перекачку нефти в условиях недогрузки магистральных нефтепроводов // Материалы IV конгресса нефтепромышленников России. Уфа, 2003.
6 Евлахов, С. К. Методические предпосылки исследования задач оптимального управления потоками в сети магистральных нефтепроводов // Нефть, газ и бизнес. 2007. № 1 - 2. С. 28 - 30.
7 Велиев, М. М. Некоторые задачи оптимизации распределения грузопотоков по сети магистральных нефтепроводов // Азербайджанское нефтяное хозяйство. 1999. № 2. С. 49 - 53.
8 Сенкевич, И. В., Тамразьянц, Л. П. Информационно-аналитическое сопровождение планирования грузопотоков в системе нефтепродуктопроводного транспорта // Транспорт и хранение нефтепродуктов. № 9. 2005. С. 7 - 9.
9 Евлахов, С. К., Козобкова, Н. А. Модели и методы расчета оптимального потокораспределения в сети магистрального транспорта с учетом качества нефти // Нефть, газ и бизнес. 2006. № 12. С. 66 - 68.
Павлодарский государственный университет имени С. Торайгырова, г. Павлодар.
Материал поступил в редакцию 14.03.13.
С. Ж. Адамжанова, Ж. Б. Кабдрашит, Ж. Е. Ахметов, А. Е. Кундакпаева
Мунайгазконденсат шик1затын тасымалдауга арналган ^убырлардыц жумысын оцтайландыру
С. ТораЙFыров атындаFы Павлодар мемлекетлк университет^ Павлодар к.
Материал 14.03.13. баспаFа тYстi.
S. G. Adamjanova, G. B. Kabdrashit, G. E.Ahmetov, А. Е. Kundakpaeva
Optimization of transfer of the raw oil-gas condensate materials through the main pipelines
Pavlodar State University after S. Toraigyrov, Pavlodar.
Material received on 14.03.13.
Мацалада мунайгазконденсат шиюзатын тасымалдауга арналган цубырлардыц жумысын оцтайландыру царастырылган. Нацтылап айтцанда, цуаты реттелетт сораптардыц квмегiмен цысымныц взгерут цадагалау жэне цажеттi сораптарды сипаттамаларына орай тацдап орнату.
Two methods of optimization of pumping over are offered in this article, namely,by adjusting pressuredifference with the helpof the managed pumps andchoosing necessary parameters of the set pumps.
