Skip navigation
Please use this identifier to cite or link to this item:
Title: Прогнозування нестаціонарних процесів у складних газотранспортних системах великої протяжності
Other Titles: Prediction of unsteady processes in large-scale complex gas transmission pipeline systems
Authors: Волинський, Дмитро Андрійович
Keywords: газотранспортна система
нестаціонарні процеси
кінцево-різницева схема
агрегативно-імітаційний метод
нелроектні режими
gas transmission pipeline system
unsteady processes* fmite-difference scheme
non-project modes
Issue Date: 2016
Publisher: Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу
Citation: Волинський Дмитро Андрійович, Прогнозування нестаціонарних процесів у складних газотранспортних системах великої протяжності:автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : спец. 05.15.13 "Трубопровідний транспорт, нафтогазосховища"/Івано-Франків. нац. техн. ун-т нафти і газу.– Івано-Франківськ, 2016.– 20 с.– 17
Abstract: Дисертацію присвячено дослідженню неусталених газодинамічних процесів у складних газотранспортних системах великої протяжності при різних режимах її роботи на основі математичного моделювання. В праці запропоновано для розв'язку гіперболічної моделі диференцінних рівнянь із частковими похідними, шо описують неустшіений рух газу, п'ятиточкову явну кінцево-різннцеву схему зменшення повної варіації другого порядку, яка допомагає видалити фронтальні коливання та нечіткості, характерні іншим методам. На основі даної схеми розроблено алгоритм і методику розрахунку режимів роботи ГТС за нештатних ситуацій, реалізовані в програмі для моделювання роботи ГТС на основі агрегативно-імітаційного методу. При імітації роботи гіпотетичного газопроводу виявлені закономірності поширення хвилі тиску та наслідки, до яких вони призводять за аварійної зупинки лінійної ділянки газопроводу. Проведено експериментальне дослідження режимів роботи складної системи газопроводів при виникненні різних нештатних ситуацій на діючих газопроводах "Прогрес" та "Уренгой-Помари-Ужгород" на основі розробленої методики і підтверджено її ефективність та адекватність прогнозування з середнім відносним відхиленням 2-2,5% від реальних диспетчерських даних.
This thesis is referred to research of unsteady gas dynamic processes in large-scale complex gas transmission pipeline systems with various operation modes based on mathematical modeling. After having analyzed jnany articles, papers and other sorts of literature, related to this subject, it was stated that the gas transportation system is almost always operates with unsteady movement of natural gas. Thus, the emergence of fast and slow transients in the pipelines is being observed constantly. In general, slow transients are caused by pressure fluctuations and cyclic changes in gas consumption during the day. Fast transients, on the other hand, are generated mainly by rapid valves shutdown, unexpected failure of gas compressor unit or whole compressor stations, pipeline ruptures. Therefore, while simulating of complex large-scale gas transmission systems, aiming to prevent gas flow modes that can lead to emergencies, as well as using the obtained results for optimal operation management, one should consider all abovementioned factors. Analysis of laws of gas flow in the pipeline systems was performed and mathematical equations that describe transient non-isothermal processes of natural gas transportation, including both hydraulic and thermodynamic equations were stated. It is proposed to use an explicit 5-point second-order-accurate total variation diminishing scheme for solving hyperbolic model of differential equations with partial derivatives describing unstable gas flow. It helps to eliminate frontal oscillations and smearing whilst treating various boundary condition in comparison with other methods. The principle of aggregation-simulation method was presented, using which it is possible to build models of complex pipeline systems, simulate various technological situations that arise during pipeline operation and to determine deviations from the mode. The concept of a systematic approach to the study of complex modes of gas transport systems was shown that helps to take into account many different operational factors, determine important ones among others and manage them. Analysis of non-project operating modes was carried out. It was found that propagation of pressure wave is much slower after pipeline restarting comparing with its velocity right after valve shut down in case of emergency. As a result, it leads to a slow 'setting of the mass balance before and after the accident at the opposite ends of pipeline. It was also analyzed that the regular devices can detect the emergency gas leak from the pipeline or an unauthorized diversion twice as fast if a leak is closer to the end of the line segment. In addition, it can be stated that there is a limit between the values of the outflows that can be found and those, which cannot. The algorithm for mathematical model of gas flow during emergencies was introduced together with the method of calculation of unsteady isothermal processes. In order to prove its efficiency the experimental research was carried out with the help of developed software basing on the field data of emergency on two operating pipelines «Progress» and «Urengoy-Pomary-Uzhgorod». The developed software allows to forecast and estimate various hypothetical emergencies that may occur in the pipeline, and to assess their impact as well as to develop a set of measures to ease the elimination of negative factors impact on the operation of the gas transmission pipeline system. The results of modeling shown that the average relative deviation between the results obtained by mathematical model and experimental data is 2-2,5 %. Therefore, it is concluded that dispatchers should consider hypothetical accidents or non-project modes that may occur in the pipelines, foresee their consequences, and develop a set of measures to eliminate factors with negative impact on operation of gas transmission system as soon as possible using such kind of software.
Appears in Collections:Автореферати та дисертації

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
an2577.pdf980.27 kBAdobe PDFView/Open
Show full item record   Google Scholar

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.