Спосіб контролю магістрального газопроводу

Спосіб контролю магістрального газопроводу, що включає вимір тиску газу на початку і наприкінці контрольованої дільниці магістрального газопроводу, що відрізняє ться тим, що додатково вимірюють температуру газ у на вході і виході дільниці, визначають розхід газу на вході і виході дільниці і абсолютну щільність газу, обчислюють газову постійну і середнє та приведене значення тиску і температури на дільниці і розраховують втрати газу по дільниці за формулою: Qвтр = Q1 – Q2 + Q пр - dW де Q1 - розхід газу на вході дільниці магістрального газопроводу; Q2 - розхід газу на виході дільниці магістрального газопроводу; Qпр - розхід газу по припливах (доборам) на дільниці магістрального газопроводу; dW - збільшення запасу газу порівняноз моментом попереднього визначення запасу газу на дільниці, 34178 газопроводу, що заявляється, включає визначення (вимір) розходу газ у на вході і на виході дільниці. Однак відсутність виміру тиску і температури газу на вході і на виході дільниці, визначення абсолютної щільності газу й обчислення запасу газу в трубі не дозволяє визначати відносно невеликі відпливи через те, що розходи газу наприкінці дільниці будуть змінюватися незначно за рахунок зміни запасу газу в тр убі дільниці. Відомий спосіб визначення місцезнаходження витоку в трубопроводі (патент Японії № 56-17614, кл. G01М3/02, 04.08.73), що включає розбивку трубопроводу, за яким подається рідина або газ на ряд секцій L1-Ln, визначення для кожної із секцій зниження градієнту тиску рідини або газу, порівняння отриманого зниження градієнту зі зниженням градієнту в сусідніх секціях, за результатами якого встановлюється секція з витоком, обчислення, виходячи з відстані Ln до секції трубопроводу з витоком, падіння Рn градієнту тиску в цій секції і падінь градієнтів тиску в сусідніх секціях Р n-1, Рn+1 і координати Lx - місця витоку в даній секції за формулою: Lx = Ln втрат газу, оскільки вони можуть бути як через витоки, так і з інших причин, наприклад, через продування окремих дільниць газопроводу, стравлювання газу при проведенні ремонтних робіт і аналогічних причин. В основу передбачуваного винаходу поставлена задача удосконалення способу контролю магістрального газопроводу шляхом розширення функціональних можливостей способу за рахунок кількісного визначення усіх втрат газу на дільниці магістрального газопроводу як за рахунок витоків, так і за рахунок інших причин, у тому числі і разових втрат. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі контролю магістрального газопроводу, що включає вимір тиску на початку і наприкінці контрольованої дільниці магістрального газопроводу, відповідно до винаходу, додатково вимірюють температур у газу на вході і виході дільниці, визначають розхід газу на вході і ви ході дільниці й абсолютну щільність газу, обчислюють газову постійну і середні і приведені значення тиску і температури на дільниці, і розраховують втрати газу по дільниці за формулою: Qвтр = Q1 – Q2 + Q пр - dW де Q1 - розхід газу на вході дільниці магістрального газопроводу; Q2 - розхід газу на виході дільниці магістрального газопроводу; Qпр - розхід газу за припливами (доборами) на дільниці магістрального газопроводу; dW - збільшення запасу газу порівняно з моментом попереднього визначення запасу газу на дільниці, Pn - Pn+1 Pn-1 - Pn+1 Даний спосіб визначення місця розташування витоку в тр убопроводі так само, як і спосіб контролю магістрального газопроводу, що заявляється, включає вимір тиску на вході і виході дільниці. Однак відсутність виміру температури газу на вході і на виході дільниці, визначення розходу газ у на вході і на ви ході дільниці й абсолютної щільності газу і обчислення запасу газу в тр убі дільниці не забезпечує доста тню точність визначення моменту виникнення витоку газу, особливо щодо невеликих витоків, через те, що при виникненні витоку буде змінюватися, в першу чергу, запас газу в трубі дільниці, і внаслідок цього відбудеться затримка визначення моменту виникнення витоку. Найбільш близьким за технічною сутністю є спосіб виявлення витоку в тр убопроводі для подачі рідини (патент Японії № 4-51719, кл. F17D 5/02, G 01M3 /28, ВКС, вип. 71, № 5, 1994), що включає вимір тиску телеметричними датчиками в точках, розташованих на установленій відстані по довжині трубопроводу, періодично з установленим періодом, прогнозування після кожного виміру в поточний момент часу - t для кожної точки величини тиску, що буде в момент часу t+dt, а після виміру тиску в момент часу t+dt порівняння його значення з прогнозованим значенням і, за результатами порівняння, виявлення виникнення витоку. Даний спосіб виявлення витоку в трубопроводі для подачі рідини так само, як і спосіб контролю магістрального газопроводу, що заявляється, включає вимір тиску, зокрема, на початку і наприкінці дільниці. Однак відсутність виміру температури газу на вході і на виході дільниці, визначення розходу газу на вході і на виході дільниці й абсолютної щільності газу й обчислення запасу газу в трубі дільниці обмежує функціональні можливості способу, тому що, з одного боку, не забезпечує виявлення відносно невеликих витоків через те, що при виникненні витоку буде змінюватися, у першу чергу, запас газу в трубі дільниці, а, з іншого боку, не дозволяє визначити кількісне значення dW = Wi - Wi-1 Dt де Wi, Wi-1 - запас газу в тр убі дільниці в i-ий і (i1)-ий моменти визначення запасу газу; Dt - інтервал часу між i-м i (i-1)-им розрахунком запасу газу; W= 293,2 Pср fl 1,033Tср Z де Рср - середнє значення тиску газу на дільниці магістрального газопроводу, кгс/м; Тср - середнє значення температури газу на дільниці магістрального газопроводу, К; f - площа поперечного перетину тр уби, м 2; l - довжина контрольованої дільниці магістрального газопроводу, м; Z - коефіцієнт стискальності газу: 0,04 Pпр + 0,41 Z = 1 - Pпр Tпр 2 - 0,61 Tпр де Рпр - приведене значення тиску газу; Тпр - приведене значення температури газу, які запам'ятовують і порівнюють з встановленою величиною втрат газу для даної дільниці магістрального газопроводу, і сигналізують про виникнення нерегламентованих втрат на дільниці, якщо розраховане значення втрат газу перевищує встановлену величину. 2 34178 Введення виміру температури газу на вході і виході дільниці, визначення розходу газу на вході і виході дільниці й абсолютної щільності газу, обчислення газової постійної і середнього і приведеного значень тиску і температури на дільниці, розрахунок втрат газу по дільниці за вищенаведеними формулами і запам’ятовування їхніх значень, порівняння розрахованих втрат із установленою величиною для даної дільниці магістрального газопроводу і сигналізація про виникнення нерегламентованих втрат на дільниці, якщо розраховане значення втрат газу перевищує встановлене значення, істотно розширює функціональні можливості способу контролю магістрального газопроводу, тому що дозволяють визначати кількісне значення усі х втрат газу по дільниці і сигналізувати у випадку перевищення ними встановленої величини. На кресленні наведена схема алгоритму реалізації запропонованого способу контролю магістрального газопроводу (фіг. 1). Спосіб контролю магістрального газопроводу реалізується у такий спосіб. Контроль стану магістрального газопроводу здійснюють через інтервали часу, встановлені регламентом збору оперативної інформації для диспетчерського керування. Для цього в кожному циклі збору оперативної інформації для диспетчерського керування вимірюють тиск і температур у газу на початку і наприкінці контрольованої дільниці і визначають масову витрату транспортованого газу на вході і на виході дільниці магістрального газопроводу і його абсолютної щільності. Визначення масового розходу й абсолютної щільності газу роблять або шляхом виміру за наявності відповідних технічних засобів, або шляхом розрахунку, при цьому масовий розхід розраховують у кожному циклі збору оперативної інформації з результатів виміру тиску і температури на вході і на виході компресорних цехів або окремих компресорних агрегатів або за іншою інформацією, а абсолютну щільність газу, що транспортується, розраховують на підставі лабораторного аналізу складу газу або при зміні джерел газу, що транспортується, або з установленим періодом, наприклад, один раз на добу, за інформацією про абсолютну щільність і кількість газу кожного джерела, і вводять у систему контролю магістрального газопроводу. Розрахунок втрат газу здійснюється за формулами, виведеними із рівнянь руху і нерозривності газодинаміки і рівняння стана газу (Трубопровідний транспорт нафти і газу. П/ред. проф. В. А. Юфина. - М.: Надра, 1978. – С. 199 - 222.). Розрахунок роблять окремо по кожній дільниці або по кожній нитці, якщо газопровід багатониточний. Попередньо визначають значення газової постійної, середнє і приведене значення тиску і початкове значення середньої температури на дільниці за формулами: 2 Pн2 Pср = ( Pн + ) 3 Pн + Рк Pпр = Т ср. 0 = Рср Ркр Tвх. м акс + Т гр 2 , де d - відносна щільність газу по повітрю; R - газова постійна, кгс м/(кг К); Ркр - псевдокритичний тиск газу, кг/см 2; Ткр - псевдокритична температура газу, К; Тср.0 - початкове значеннясередньої температури газу на дільниці магістрального газопроводу, К; r - абсолютна щільність газу, кг/м; Рн - тиск газу на початку дільниці магістрального газопроводу, кгс/м; Рк - тиск газу наприкінці дільниці магістрального газопроводу, кгс/м, Твх.макс - максимально можлива температура газу на початку дільниці магістрального газопроводу, К, Тгр - середньостатистична температура грунту на дільниці магістрального газопроводу, К. Далі шляхом ітеративного розрахунку визначають значення середньої температури на дільниці, розрахунок виконується доти, доки значення розрахованих у послідовних циклах середніх температур будуть відрізнятися за значенням, меншим за встановлене, що береться рівним за 0,01, при цьому останнє обчислене значення вважається рівним середній температурі газу, що транспортується на ділянці магістрального газопроводу. Ітеративний розрахунок виконується за формулами: Ср=1,528+1,01*10-2Рср-7,56*10-3Тср.0+3*10-6Р2ср+ +1,4*10 -5 Т2ср.0-2,8*10-5РсрТср.0; Dl=1,335+0,707*102Рср-0,29*102Тср.0-0,609*104РсрТср.0+0,112*102РсрТ2с р.0-0,106*107Р2 срТ 2 ср.0; g = T = T + (T - Т ) ср гр н гр pDlk t C pQ2 g 1- e - D (P 2 - P 2 ) l н к g 1 - e- g g 2P g ср 1 де Ср - питома теплоємність, Дж/(кгК); Dl - значення коефіцієнта Джоуля-Томпсона, Ксм 2/кгс; g - проміжна перемінна (іноді її називають коефіцієнтом Шухова); p - число пі; D - діаметр магістрального газопроводу на контрольованій ділянці, м; l - довжина контрольованої ділянки магістрального газопроводу, м; d = r/11,205 R = 29,4/d Pкр 47,9 - d Tкр = 162,8 (0,613 + d) 3 34178 kt - коефіцієнт теплопередачі від трубопроводі до грунту, Дж/(м 2сК). Після цього розраховують значення втрат газу по дільниці газопроводу (або його окремої нитки) за формулами: Тпр = Тс р/Ткр ; 0,04 Pпр + 0,41 Z = 1 - Pпр W= Wi - Wi-1 ; Dt 293,2 Pср fl 1,033Tср Z 2 Tпр - 0,61 . Отриману величину втрат газу порівнюють із установленим значенням і, якщо розрахована величина перевищує встановлене значення, то видаватиметься повідомлення про виникнення нерегламентованих втрат газу. При цьому розхід газу - Qпр по припливах береться зі знаком плюс, а по доборах - із знаком мінус. Qвтр = Q1 – Q2 + Q пр – dW; dW = Tпр - запас газу; 4 34178 Фіг. 5 34178 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 6