Спосіб виявлення втрат газу в газопроводі

Спосіб виявлення втрат газу в газопроводі шляхом вимірювання часових рядів приходу і розподілу та обчислення середньої різниці D між приходом і розподілом, який відрізняється тим, що обчислюють коефіцієнт кореляції К(Хi, Yi) між часовими рядами приходу (Хі) і розподілу (Yі) зі співвідношення 2 3 тиску на його вході частина газу може проходити через лічильник і оставатись невиміряною. Це призводить до виникнення прихованих дисбалансів газу. Крім того, недоліком лічильників є нерівномірність переміщення газу в межах одного оберту і, як наслідок цього, виникнення пульсацій витрати та тиску. Є відомим більш досконалий спосіб діагностування газового тракту [див. Зарицкий С.П. Диагностика газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. - М.: Надра, 1987. -197с. – прототип]. Ідентифікація характерних несправностей газового тракту (ерозія або виток) показує, що адіабатичний КПД є діагностичною ознакою стану тракту в цілому, адіабатичний напір - ознакою ерозії, а повний напір - ознакою витоки. Спосіб забезпечує більш високу точність та є у меншій мірі залежним від вимірювальних приладів витрати газу. Його перевагою в порівнянні з аналогами є можливість ідентифікації несправності газового тракту. Однак, зазначені методи не дозволяють визначати приховані несправності на вході та виході системи. Крім того, розглянутий спосіб вимагає додаткового вимірювання тиску і температури на вході та виході газопроводу. Задача даної корисної моделі - розробити спосіб визначення прихованих втрат газу на вході або виході газопроводу. Поставлена задача вирішується обчисленням коефіцієнту кореляції K(Xі,Yi) між часовими рядами приходу Хі і розподілу Yі та порівнянням його з еталонним значенням Ке. Якщо еталонне значення коефіцієнту перевищує значення коефіцієнту кореляції, який обчислюється за формулою 27541 2 K (X i , Yi ) = 1 - h x h y / 2, де h x = s D / s x ; h y = sD / s y , s 2 , s 2 , s D x y - дисперсії приходу, розподілу та їхньої різниці, то факт прихованих втрат газу є виявленим. Для визначення еталонного значення коефіцієнта кореляції було проведено теоретичні експериментальні дослідження статистичного аналізу випадкових часових рядів добового вимірювання приходу і розподілу газу. Представимо різницю добової витрати Di між приходом Xi і розподілом Yi в i-ті сутки вимірювань у такому вигляді: Di =Xi -Yi; (i=1,2,...,n), де n - число суток вимірів часового ряду приходу і розподілу. Зміна запасів газу a i , яка пов'язана з коливаннями тиску і температури, що є в газотранспортній системі, дозволяє визначити значення дисбалансу b i між приходом і розподілом: b i =Di- a i ; (i=1,2,...,n); a i =Zi–Zi-1, де Zi, Zi-1 - запас газу в i-тиї та і-1 сутки вимірювань. Нескладно показати, що середня зміна запасу газу a дорівнює: a =(Z n–Z1)/n 0, а для обчислення середнього значення дисбалансу при досить довгих часових рядах ( n ® ¥ ) необхідно розрахувати середню різницю D . При цьому значення дисперсії різниці 4 дорівнює s2 = s 2 + s 2 , де s2 i s2 - дисперсії b a b a D дисбалансу і зміни запасу газу. Статистичний аналіз Di шляхом обробки великого числа гістограм за допомогою різних критеріїв згоди показав, що закон розподілу Di без порушення умов вимірювання є Гаусовим з математичним очікуванням D і дисперсією s2 . D Коефіцієнт Yi: K (C i= , Yi ) кореляції n å (C i між Хi і - C )(Yi - Y ) / ns x s y , i = 1 де C, Y, s 2 , s 2 x y — середні та дисперсії приходу і розподілу, дорівнює: K (Ci , Yi ) = æ s x / s y + s y / s x - s 2 / s x s y ö / 2. ç ÷ D è ø s s При малих відхиленнях значень x і y друг від друга коефіцієнт кореляції наближено може бути визначений, як: K (Xi , Yi ) = 1 - h x h y / 2, (3) h x = sD / s x ; h y = s D / s y . Статистичний аналіз часових рядів приходу і розподілу газу по УМГ «Київтрансгаз» з подальшим обчисленням К(Хi, Yi) по формулі (3) показав, що при коректному вимірюванні виконується умова: K(Xi, Yi) ³ 0,96, h x = h y 6 - метод найменших квадратів [5]. Оскільки дані статистичної звітності не враховують заниження середніх значень приходу 6 C і розподілу U , то загальний дисбаланс витрати газу b 0 дорівнює: середній ìD + D x , якщо D x > D y ; ï b0 = í (6) ï D + D y , якщо D y > D x . î Покажемо використання даної методики для визначення розбалансу b0 по УМГ «Київтрансгаз». Вимірювання Хi і Yi проводилися протягом п'яти років роздільно по київській системі та експортному газопроводу. Витрати Х i i Yi мають сезонну нерівномірність, тому обчислення b наведене роздільно для літнього і зимового періодів. Встановлено, що по експортному газопроводу в зимовий і літній періоди K(Xi,Yi)=0.998 і величина розбалансу b =0.21%. Гаусовский закон розподілу Dі є непорушеним, а розбаланс характеризує природні втрати газу. По київській системі Гаусовский закон розподілу Dі є порушеним та в зимовий і літній періоди значення параметрів відповідно b =0.44% та дорівнюють K(Xi,Yi)=0.835; K(Xi,Yi)=0.96; b = -0.24%. Обчислення занижених значень приходу і розподілу показало, що D x > D y та у зимовий і літній періоди відповідно дорівнюють D x =1,42% і D x =0,86%. Таким чином, загальні середні розбаланси b 0 в зимовий і літній періоди відповідно дорівнюють: b 0 =1.85% і b 0 =0.62%. Визначені втрати у вигляді дисбалансу газу по київській системі УМГ «Київтрансгаз» не перевищують погрішності вимірювальних приладів [1], однак, дають додаткові середні значення дисбалансу і порушують Гаусовий закон розподілу часових рядів Di. Некоректні вимірювання витрат, які обумовлені заниженням приходу і розподілу, знаходяться в межах систематичної погрішності вимірювальних приладів, а у статистичних даних звітності є деякі помилки. Джерела інформації: 1. Тюлькин Л.В., Попов В.Ф. Определение стабильности метрологических характеристик средств перепада давления на многониточных пунктах замера расхода газа. - М.: Газовая промышленность. Вып.2, 1987. -С.1-3. 2. Андріїшин М.П. та інш. Вимірювання витрати та кількості газу. - Івано-Франківськ: ПП. "Сімик", 2004. -160с. 3. Зарицкий С.П. Диагностика газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. - М.: Недра. 1987. -197с. 7 27541 8