автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Моделирование динамики трубопроводных систем нефтехимических производств

На правах рукописи

Смирнов Михаил Евгеньевич

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы

программ.

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 6 ИЮН 2011

Санкт-Петербург 2011

4850342

На правах рукописи

Смирнов Михаил Евгеньевич

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы

программ.

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2011

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский Государственный технологический институт (технический университет)»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Веригин Александр Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор кандидат технических наук, Ведущая организация:

Доманский Игорь Васильевич Никифоров Аркадий Олегович ОАО «ВНИИнефтехим»

Защита диссертации состоится 30.06.2011 г. в 1300 час., ауд. 61 на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.230.03 при Санкт-Петербургском Государственном технологическом институте (техническом университете).

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке института.

Отзывы на автореферат в одном экземпляре, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 190013, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 26, Санкт-Петербургский Государственный технологический институт (технический университет), Ученый Совет, тел. (812) 494-93-75, факс (812) 712-77-91, егпаП:сШ50Уе1@1есЬп0^.edu.ru.

Автореферат разослан 35 мая 2011 г. Ученый секретарь диссертационного совета, д.т.н.,

профессор

Халимон Виктория Ивановна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Широкое распространение систем трубопроводного транспорта газа, нефти, нефтепродуктов, химических продуктов, низкотемпературных жидкостей и газов вызвало необходимость разработки надежных методов моделирования нестационарных тепловых режимов трубопроводных систем. От этого зависит улучшение экономических характеристик, надежность и безопасность эксплуатации таких систем при неустановившихся режимах.

Неустановившиеся режимы работы неизотермических трубопроводов могут быть вызваны следующими причинами:

- годовыми изменениями температуры окружающей среды;

- остановками и включениями насосных агрегатов и теплообменников; они могут быть плановыми или аварийными из-за отказов оборудования, линейной части, отключения электроэнергии и т. д.;

- пуском трубопровода в эксплуатацию после строительства или продолжительных остановок;

- включением и отключением путевых сбросов и подкачек транспортируемой среды по длине трубопровода;

- последовательным перекачиванием жидкостей с различными свойствами;

- изменением коэффициента теплопроводности грунта вследствие сильных дождей, интенсивного таяния снега и т. д.

Во многих случаях указанные причины отрицательно влияют на температурный режим перекачивания и, следовательно, на гидравлическое сопротивление и потери напора. В таких условиях для надежного функционирования и оптимального управления перекачиванием нефтехимического сырья требуется оперативно прогнозировать тепло-гидравлический режим. Существующие методы моделирования работы трубопроводного транспорта продуктов нефтепереработки не учитывают влияния гидродинамических и теплообменных процессов на характеристики их эксплуатации.

Цель работы. Разработка надежных методов моделирования неустановившихся режимов работы сложных трубопроводных систем нефтехимических производств для снижения затрат на их эксплуатацию.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

- разработана математическая модель течения продуктов нефтепереработки в трубопроводных коммуникациях при наличии теплообмена с внешней средой;

- предложена методика моделирования динамики тепловых режимов в трубопроводных коммуникациях с учетом теплообмена с окружающей средой и изменения теплофизических характеристик продуктов нефтепереработки и коэффициента теплоотдачи, вызванных различием температур перекачиваемой среды и стенки трубопровода;

- разработан алгоритм имитационного моделирования позволяющий увеличить пропускную способность трубопроводов сложной конфигурации, повысить надежность и снизить затраты на эксплуатацию.

Научной новизной работы является

- математическая модель течения продуктов нефтепереработки в трубопроводной системе при наличии теплообмена с внешней средой;

- методика расчета динамики тепловых режимов в трубопроводных коммуникациях с учетом теплообмена с окружающей средой и изменения теплофизи-ческих характеристик продуктов нефтепереработки и коэффициента теплоотдачи, вызванных различием температур перекачиваемой среды и стенки трубопровода;

- алгоритм имитационного моделирования динамики трубопроводов сложной конфигурации;

- методика позволяющая увеличить пропускную способность трубопроводов сложной конфигурации, повысить надежность, снизить затраты на эксплуатацию.

Практическая ценность. Разработаны методика и алгоритм расчета трубопроводов, позволяющие рассчитать теплогидравлический режим перекачивания, при котором устанавливается максимальное давление на выходе из насосной станции и минимально допустимое давление в конце системы, при условии соблюдения технологических ограничений и возможных оперативных вмешательствах, что позволяет повысить надежность трубопроводной системы и снизить затраты на ее эксплуатацию.

Разработанная методика была использована ОАО «НИПИ газпереработка» при проектировании трубопроводных систем сложной конфигурации на предприятии ООО «Газпром добыча Астрахань».

Основные положения, выносимые на защиту:

математическая модель нестационарного и неизотермического течения продуктов нефтепереработки в трубопроводной системе: внешняя среда - стенка трубопровода - перекачиваемая среда;

методика моделирования тепловых и гидродинамических режимов в трубопроводных коммуникациях на основе разработанной модели;

алгоритм имитационного моделирования трубопроводных систем сложной конфигурации.

Достоверность научных положений, результатов, выводов, приведенных_в диссертационной работе, достигнута за счет: сочетания формальных и неформальных методов исследования; использования методов, адекватных природе изучавшихся процессов и явлений; обобщения накопленного опыта работы по процессам теплообмена в трубопроводных системах; верификации отдельных результатов в рамках известных теоретических конструкций, широко используемых в теории переноса количества движения и тепла и методов математического моделирования; непротиворечивости и воспроизводимости результатов, полученных теоретическим путем, а также проведения оценки адекватности разработанной модели.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научных семинарах кафедры «Машины и аппараты химических производств» Санкт-Петербургского государственного технологического института техниче-

ского университета), и на международных научных конференциях ММТТ-22, 2009г и ММТТ-23 2010г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе одна работа в журнале рекомендуемом ВАК.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, иллюстрирована 24 рисунками. Библиография включает 134 наименований, в том числе 3 иностранных источника.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен сравнительный анализ известных методов моделирования процессов переноса тепла и количества движения при течении нефтепродуктов в трубопроводных системах. Требуется более обоснованный подход с использованием современных методов моделирования. С целью повышения надежности и точности расчетов трубопроводных систем, в диссертации необходимо разработать:

- математическую модель нестационарного и неизотермического течения продуктов нефтепереработки с учетом теплообмена в системе: внешняя среда -стенка трубопровода - перекачиваемая среда;

- методику моделирования тепловых и гидродинамических режимов в трубопроводных коммуникациях с учетом изменения температуры перекачиваемой среды и стенки трубопровода;

- алгоритм имитационного моделирования трубопроводных систем сложной конфигурации.

Вторая глава. Теоретический анализ нестационарных турбулентных течений осложняется ввиду отсутствия данных о характере изменения параметров потока. Для таких течений до настоящего времени не удалось получить строгую, с точки зрения теоретической физики, замкнутую систему уравнений даже при использовании полуэмпирических теорий турбулентности.

В большинстве практических задач теплообмен в трубопроводных коммуникациях (рисунок 1 рассматривают в рамках одномерной пространственной модели. Изменение термодинамических параметров перекачиваемой среды учитывают вдоль одной пространственной координаты, совпадающей с направлением движения среды. При одномерной формулировке задач, теплообмена и гидродинамики используют феноменологические выражения теплового потока у стенки и силы трения через коэффициенты теплоотдачи и сопротивления. Связь между среднемассовой температурой потока тж, удельным тепловым потоком через единицу поверхности стенки цст и температурой стенки тст устанавливается соотношением

Ясг=а(Тст-Тж) = аЛТ.

Коэффициент теплоотдачи а учитывает влияние реальных процессов, происходящих в трехмерном течении, на теплообмен со стенкой при одномерном описании этих процессов.

Внешняя среда

Стенка трубы ТстО^

Жидкость----

Теплтподяция

Рисунок -1. Общая характеристика трубопровода

Применение одномерных уравнений коэффициента теплоотдачи и граничных условий третьего рода в инженерной практике позволило сделать вывод о возможности их использования при решении нестационарных задач.

Принято допущение о правомерности использования переменного локального коэффициента теплоотдачи а, который в каждый момент времени по длине трубопровода рассчитывают с помощью известных критериальных зависимостей.

=0,023

Ш

где срж(Тж), ХЖ(ГЖ), уж(Тж), рЖ(ТЖ) - функции изменения температуры перекачиваемой среды.

Для расчета неустановившегося неизотермического режима перекачивания среды по трубопроводам необходимо предварительно определить начальные распределения температур, давления, плотности и массового расхода. При этом необходимо учесть начальные и граничные условия для конкретной рассматриваемой задачи. Начальные условия определяют параметры среды в начальный момент времени т = 0: У0=У(х,0); р^ = р„(х,0); Р0 = Р(х,0). Граничные условия могут быть различными для каждого конкретного случая. В общем виде граничные условия должны содержать зависимости для * = 0: V = У(0,т); рж = раг(0,х); Р = Р(Од). При этом, необходимо знать изменение во времени давления, расхода и температуры среды на входе в трубопровод.

В разработанной нами математической модели используется уравнение движения (1), неразрывности потока (2), энергии (3) и теплового баланса для стенки (4) с учетом изменения параметров:

ЭР(х,х) _ дМ(х,х)

Эх

Эдг

Э-с

Эх

дх

Эх

э ГеГ(х,х) Эх

: а8 (х, х, Тж )Тж (х, х) + а9 (х, х, Тж )ТсТ (х, х) + а, 6

Эх

Э %т(х,т) дх1 '

(1)

ЭМ(х,х) . _ дМ(х,х) дР(х, х) , „„„ . ,оч — '- = ах(х,х,Тж) ;; + —+ аъ (х, X, Тж )М(х, т), (2)

ЪТЛХЛ) = а, (х, X, )ГсГ (х, X) + а6 (х, X, Г, (х, X) + а7 (х, X, Л/) , (3)

где

<ФлТж) = У(Тж)\ а2 = -F; a,(x,x,TJ = ^,V(TJ/2D; at=-c2/F;

Начальные условия

А/(дс,0) = 0; А/(0,т) = Л/о(дг,0); Р(х,0) = .Ро; />(/,!) = ЯА,; Тх(х,0) = ГжО; Г,(0,т) = 7-„; ГсТ(х,0) = ГсТО'

(5)

и граничные условия 37-,

= -Ф,(ГсГ -Тж); = -Ф2(ГсГ -Г,).

(6)

" Эх

Третья глава. Здесь предложена методика моделирования динамики тепловых режимов в трубопроводных коммуникациях. Модель учитывает теплообмен с окружающей средой, изменение теплофизических характеристик перекачиваемой среды и коэффициента теплоотдачи. Эти изменения вызваны различием температур перекачиваемой среды и стенки трубопровода.

Исходную систему уравнений (1-4)) можно разделить на две группы уравнений: первые два уравнения системы с граничными условиями (5), описывающие гидродинамические процессы в трубопроводе, и последние два уравнения системы с граничными условиями (6), описывающие динамику теплообмена в трубопроводе. Так как эти пары уравнений связаны между собой через параметры а1(*,т,Гаг), аг(х,х,Тж), а7(х,г,Л/), то решать их независимо друг от друга нельзя. Получение решения возможно, если решать систему итеративно, т. е. на каждом шаге по х решать независимо гидравлические и тепловые уравнения относительно переменных, входящих в них под знаком производной, а переменную, связывающую данную систему с другой, рассматривать как параметр. Блок-схема расчета неустановившихся неизотермических режимов дана на рисунке 2.

Практические расчеты проведены для трубопровода длиной I = 300 м и диаметром D = 325x8 мм, изолированного слоем минеральной ваты толщиной 8„ = 200 мм, по которому перекачивается пропан в сжиженном состоянии.

Рисунок - 2. Блок-схема расчета неустановившихся неизотермических режимов

Для случая переходных гидродинамических процессов в неизотермических трубопроводах целесообразно использовать стационарные зависимости для оценки перепада давления по длине трубопровода. Поскольку время стабилизации процессов динамики теплообмена на порядок больше времени переходного гидродинамического процесса. Уравнение гидравлики для несжимаемой жидкости

дР 1(Т )У

~ = к(Г)М, где к(П = ^-^г ох 2иг

,М = рж(Тж)УР.

При этом давление на входе в трубопровод равно Ря, в конце трубопровода Рк. К этому уравнению добавляют уравнение насосного агрегата в виде

Л/„,±|М( хук

М^ - первоначальная масса хранимого в резервуаре продукта; - площадь хранилища; Р - давление хранимого в изотермическом хранилище продукта

(Рр„ = 1,05-105, Па); |м(т)сЛ: - количество поступающего или отобранного про-

о

дукта за время Т.

Расчеты показывают, что для трубопровода с / = 300 м, О = 325x8 мм при массовом расходе М= 64,4 кг/с постоянная времени гидродинамических процессов составляет порядка долей секунды. Для теплообмена постоянная времени порядка 100-120 с. Несмотря на то, что гидродинамические процессы достаточно быстро стабилизируются, происходит изменение перепадов давления в трубопроводе во времени вследствие влияния процессов теплообмена. Кривые на рисунке 3 показывают, что пренебрежение гидродинамическими процессами при анализе теплообмена в трубопроводе может давать ошибку, составляющую 15-18%.

Рисунок - 3. Изменение температуры среды Тж во времени в разных его сечениях: 1 — х =60 ; 2 — х = 150м; 3 — х = 300 м; сплошные линии - расчет по формулам (1-4); пунктирные — расчет без учета гидродинамических процессов.

Предложенный подход был апробирован на экспериментальных данных. Расчеты проводили для трубки диаметром Э = 42,8 мм, толщиной стенки 5сГ = 0,6 мм, длиной /= 30,08 м, по которой перекачивался подогретый воздух. Расчетные значения во времени приняты для т = 2; 4; 6; 8; 10; 15; 20; 25; 30 с. По длине вывод расчетных данных производился при хЮ = 3,5; 32,8; 61,6.

Начальные условия приняты следующие: ТсГ(х,0) = 7\^(х,0) = 30(Ж; М(х,0) = 0. Граничные условия имеют вид:

г. О, х) = ГсГ (*, т) = 300 +150(1 - «Г2' М(х, т) = 520(1 - е-*) г/с. Сравнение расчетных и экспериментальных данных по изменению температуры стенки и перекачиваемой жидкости во времени проведено на рисунке 4. Получено достаточно хорошее совпадение для трубки диаметром О = 44,0, толщиной стенки 6сГ = 0,3 мм, длиной /= 3,6 м, по которой перекачивали газообраз-

ный гелий (максимальная ошибка до 4,5%). Разница температур для одного и того же момента времени находится в пределах 5-10 °К.

Подход, примененный в настоящей главе, может быть распространен на расчеты неустановившихся неизотермических режимов в трубопроводах для перекачки вязких подогретой нефти или нефтепродуктов.

Рисунок -4. Изменение во времени температуры среды Тж (а) и стенки ТсТ (б) трубопровода при различных отношениях хЮ-.1 — 3,5; 2 — 32,8; 3 - 61,5; точки - экспериментальные данные из литературы; кривые — расчет по формулам (1-6).

В качестве исходной математической модели для описания неустановившегося неизотермического процесса перекачки нефти по трубопроводу была принята система уравнений (1-6)

Изменения температуры стенки трубопровода отстают от соответствующих температур потока, что свидетельствует о тепловой емкости металла трубопровода. Достаточно медленное уменьшение плотности нефти при пуске горячего

трубопровода приводит к увеличению перепада давления на участках трубопровода.

Четвертая глава. Технологический трубопровод произвольной конфигурации рассматривается как динамическая система, состоящая из большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих элементов. За отдельный элемент принята: линейная часть трубопровода, перекачивающие агрегаты, а также отборы и подкачки. Внешняя среда также рассматривается как отдельный элемент системы.

Агрегат трубопроводной системы определяется множествами т,х,У,г и операторами переходов н и выходов о. Здесь т - множество рассматриваемых моментов времени х, хег; X - множество входных сигналов х(х), х(х)еХ\ У -множество выходных сигналов у(х), у(т)еу; г - пространство состояний г(х), г(т)ег.

Множество состояний кусочно-линейного агрегата представляет собой конечный набор непересекающихся подмножеств. Состояние ;е 2 представляют в виде г = (у,гу), где у(х) - дискретная составляющая или номер интервала времени; - вектор дополнительных координат. Аналогично описывают входные и выходные сигналы агрегата у = (кух)> где ц, и X ~ дискретные состав-

ляющие входного и выходного сигналов; хц, - векторы дополнительных координат.

В начальный момент времени х=т0 агрегат находится в состоянии :0 где :м - внутренняя точка многогранника. При х>х0 точка гу0(х) пе-

ремещается внутри многогранника гу0 до тех пор, пока не выйдет на границу в точку в момент времени х *. Состояние внутри многогранника меняется по линейному закону и описывается соотношениями

у(х) = соп51; г„(х) = г° +а-(х-ту0), 1=1,2,...,л(у); аи = а„1,а1,2)...,аИ1=соп51. (7)

После того, как состояние кусочно-линейного агрегата вышло на границу в точку (у,г *„) при 1 = х *, совершается скачок из одного состояния в другое. Дискретная составляющая у переходит в у' (скачок в новый многогранник), а вектор дополнительных координат г„. - в вектор г„,, характеризующий внутреннюю начальную точку нового многогранника г",. Время выхода координаты гА на границу гу вычисляют по соотношению г*=г° +.

Новое состояние системы описывается как: г(у',гу1); = .....где

у'=у + 1 - дискретная составляющая сигнала; - вектор дополнительных координат. Остальные координаты вектора пространства состояний определяют по зависимости ги = г°| + аи(т:*-хС1), 1 = 2 + 4ЛГ,+4.

В момент поступления входного сигнала кусочно-линейный агрегат выдает выходной сигнал у = (Ку,.)■ Дискретная составляющая этого сигнала имеет вид: Х = л(у,у',ги). При получении агрегатом входного сигнала х в момент времени х=х перемещение точки г„(х) внутри многогранника прекращается, и состояние

агрегата г, (г) скачком переходит из точки 0,г„) в новую внутреннюю точку -"=("",<), где у'=у, .....4,..)'

В качестве математической модели линейного участка применяют совместную систему дифференциальных уравнений гидродинамики и теплообмена (1), режимы работы перекачивающего агрегата (насосной станции) определяют алгебраическими уравнениями. Состояние агрегата «линейный участок» г=(у,гу); гу = {ги,г,2,...,гу4ДГ1+4}, где V - номер интервала длины А; гу1=х - время, оставшееся до истечения интервала; гЛ+1 - давление в /-том узле сетки; / = 1+^; гй+Л, +1 = М( - массовый расход в ¿-том узле сетки; г-+2ЛГ<+, =7; - температура продукта в /-том узле сетки; 2„+ЗЛ>+1 = Гст, - температура стенки трубопровода в /-том узле сетки. Для сопряжения агрегатов необходимо знать температуру в начале следующего агрегата и длину его разбиения по оси х. Обозначим такой агрегат 0+1); тогда для у-того агрегата г„4Л,1+2 - температура продукта во втором узле сетки (/+1)-го агрегата; гу1У-+4 - температура трубопровода в (А'х+2)-м узле сетки 0'+1)-го агрегата; - шаг интегрирования по длине для (/'+1)-го агрегата.

Выходные сигналы агрегата у = (Кух); Ух={Ух1,Ухг,-,Ум} ■ При этом имеем номер интервала времени X = у(т), в конце которого выдается выходной сигнал. Давление в конце линейного участка трубопровода уи = Ры_. Температура стенки трубопровода в конце линейного участка уа = ж+1 = Т^^. Массовый расход в начале участка уи = = А/,. Температура во втором узле участка У>.5 = = тг • Температура стенки трубопровода в (Л^+2)-м узле Уи = = Т^ ^. шаг интегрирования по длине Ук1 =Дх.

Сигналы, принимаемые агрегатом как входные, поступают с предыдущего в технологической схеме (/-1)-го агрегата (давление, температура) и с последующего по той же схеме (/'+1)-го агрегата (массовый расход).

Функционирование агрегата «линейный участок» определяется поведением системы при поступлении входного сигнала, формировании выходного сигнала и перемещения в многограннике состояний.

Если сигнал поступает на вход агрегата с (/-1)-го агрегата (что в модели определяется неравенством р>у), то система переходит в состояние г"-.

Остальные дополнительные координаты состояния остаются прежними: гу. = (/ - указанные ранее номера).

Если входной сигнал поступает с (/+1)-го агрегата (что в модели определяется равенством ц = у), то состояние агрегата х" формируется так:

гУ-«лг1+э=*цб; =Дх = ^7; у' = у; гу.4ЛГ_+2 = *ц5; гЛлг,+1 =МЫш = *„«. (9)

Остальные дополнительные координаты состояния г„ остаются прежними. Координаты вектора меняются по соответствующим законам, описываемым дифференциальными уравнениями:

Координата времени г„ убывает с единичной скоростью, т. е. «V, = -1. Давление и температура потока продукта, температура стенки трубопровода в начале его за интервал времени А не меняются и определяются соответствующими входными сигналами. При этом / = 2; т-2 = 0; = 0. Аналогично массовый расход жидкости в конце трубопровода задается по входному сигналу (т2к +1 =0 )• Остальные значения определяют для узловых точек, лежащих внутри многогранника состояний, из системы уравнений движения жидкости по трубопроводам:

Для каждого интервала времени с шагом А к[ = /(х,г); к'г =/(т±л/2;г+^Л/2).

Чтобы найти вторые производные в системе (11), пользуются значениями соответствующих температур и шага интегрирования по длине. Эти значения являются состояниями у-того агрегата где /=4^+2 + 4/^+4; т>,=о. Найденные значения а», позволяют описать движение точки V,, в пространстве состояний.

Уравнением границы пространства состояний является соотношение :„,=(), обусловленное технологическими ограничениями. При выходе агрегата на границу формируется новое состояние :' = . Состояние г' агрегата определяется следующим образом: дискретная составляющая у'=у+1; вектор дополнительных координат Время выхода координаты г„, на границу г„ определяется из соотношения х*=х° где х°, - начальные время и состояние агрегата.

Шаг интегрирования по времени А для различных агрегатов может быть разным. Остальные координаты вектора пространства состояний определяются из соотношения (10) при т = т*, / = 2 +4ЫХ + 4.

После формирования нового состояния г'0 = у';г„ =г„,) выдается выходной сигнал у. При выдаче сигнала агрегат скачком переходит в новое состояние (во избежание зацикливания выходной сигнал выдается с запаздыванием). В результате определяется набор характеристик агрегата «линейный участок».

Независимо от конструкции реальных агрегатов системы удобно считать, что вход агрегата С, суть набор входных контактов [А'/]'. Контакт X' предназначен для приема элементарных сигналов х'9 е х{, /,...,гу. Аналогично рассматриваются

СЕ

<к

(П)

где / = 1 + ЛГх; z>,ы =М,- < = 1+ЛГх; =7]; 1 = 1-^; = 1+ЛГ,;

/,(х,г) = /2№(т,г) = /г№+1(Т,2) = /.^(т.г) = 0;

выходные сигналы: л № = Ьи (т), (т),..., (т)}; где Уиг(т) - элементарные

сигналы.

Выход элемента с, является набором элементарных выходных контактов [У/]". Контакт предназначен для выдачи элементарных сигналов >•{ е г/, / = 1,2,...,г,. Элементарные сигналы, входящие в состав входных и выходных сигналов, передаются в сложной системе независимо друг от друга, по идеальным каналам. Эти каналы соединяют выходные контакты одного элемента с входными контактами другого. Каждый элементарный канал, подключенный к выходу агрегата С/ способен передавать элементарные сигналы, принадлежащие только одному из множеств у/.

Множество всех входных и выходных контактов всех агрегатов системы с учетом влияния внешней среды можно записать в виде уравнений:

7>1 7-1 7-1 7-1

Задача построения схемы сопряжения сводится к определению оператора Я, реализующего отображение:

[ХУ\ -»[Г/]„ или Г* = .

Совокупность множеств [А'/]" и [Г/]" для всех агрегатов системы и внешней среды вместе с оператором Я называют схемой сопряжения, а оператор Я - оператором сопряжения.

На рисунке 5 представлены схемы технологических трубопроводов и схемы сопряжения их агрегатов. Расход продукта задается в конце участка трубопровода, а температура и давление - в начале его, поэтому по каналам связи, указывающим взаимодействие агрегатов системы, слева направо передаются значения давления и температуры, а справа налево - значения массового расхода (см. рисунок 5).

Рисунок - 5. Технологические схемы (вверху) и схемы сопряжений (внизу) элементов трубопровода: 1,2,3,4,5,6,7 — элементы трубопроводной системы(смотри таблицу); I, II-

Элемент Номер на схеме Длина линейных участков, км

Насосная станция 1 -

Линейные участки 2, 4,5,7 100

Лупинг№1 3 15

Лупинг №2 6 16

При разработке схем и операторов сопряжения целесообразно разбить входные и выходные сигналы на две группы. Тогда для линейной части: входные сигналы первой и второй групп х^ = х^, выходные сигналы первой и второй групп Уи ={>')Л,>Л2,Л;,}; уш ={уи.....л,}.

Для насосных станций можно записать: входные сигналы первой и второй группы V =(^1,^2); V =д>з ! выходные сигналы первой и второй группы

У и Уы =Л)-

Имитационная модель строится на основе схемы формализации моделируемого объекта, применяемой для описания реальных элементов системы и общих схем для имитации ее функционирования. Основными операциями при моделировании сложной системы являются: ввод и формирование массива исходных данных; преобразование элементов системы и схемы сопряжения к стандартному виду; имитации модуля и взаимодействие элементов системы; обработка и анализ результатов моделирования.

В качестве исходных данных вводят характеристики элементов, в том числе свойства перекачиваемой среды, и схему сопряжения элементов. Программа имитации создается для стандартной формы описания моделируемой трубопроводной системы. Математическая модель элементов системы транспорта представляется конечно-разностными схемами, а связь между элементами одноуровневой схемой сопряжения. Поэтому необходимо предусмотреть преобразование математической модели системы, заданной конечно-разностными схемами, в стандартную форму - форму модуля, а одноуровневой схемы сопряжения в каноническом виде - в натуральную форму. В качестве модуля выбирают кусочно-линейный агрегат. Алгоритм имитации агрегата представляют в виде дерева, вершинами которого служат операторы различных уровней. Операторы высших уровней (перемещение, скачок, сигнал) расшифровываются через операторы промежуточных уровней (формирование а„, скачок V, скачок г,), а те- через операторы низших уровней (определение т*, выбор у', линейное преобразование и т. д.). Операторы низших уровней определяются соответствующим набором параметров.

Преобразование разработанной схемы сопряжения обусловливает переход от схемы сопряжения в канонической форме (каждому выходному контакту передающего элемента соответствует входной контакт принимающего элемента) к схеме сопряжения в натуральной форме (входные и выходные сигналы разбиты на группы). Исходными данными для алгоритма, реализующего этот переход, являются элементы таблицы, представляющей оператор сопряжения Я. В качестве результата получают таблицу штекеров и таблицу оператора р. Затем последовательно просматривают по столбцам содержимое клеток таблицы оператора р, проверяют условия, которым должны удовлетворять номер элемента и номер контакта. Результаты записывают в соответствующую таблицу. Каждому сопряжению, имеющемуся в таблице оператора Я, соответствуют записи в таблицах входных и выходных штекеров и таблице оператора р.

Следующей задачей, решаемой при разработке алгоритма имитации, является описание функционирования системы. Имитация этого процесса сводится к на-

стройке модели на данный элемент системы и реализации модели элемента на ЭВМ. Настройка осуществляется путем считывания в оперативную память строки архива элементов, являющейся информационной моделью кусочно-линейного агрегата, описывающего данный элемент системы.

Начало

X

Ввод первой группы данных. (Физические свойства перекачиваемой среды)

Ввод схемы сопряжения элементов (выражение (12)), времени изменения технологической схемы трубопровода Т

Ввод второй группы данных. Состояние внешней среды. Выражения (13)—(15)

Расчет стационарного состояния элементов трубопроводной системы. Р(о,х)=/>,; т(0,1)=т„ -,

М(0,х)=М,

Определение номера элемента, подлежащего расчету и времени т*. Выражение (7)

Перечень всех элементов, подлежащих расчету к моменту времени т*. Выражения (8)-(10)

Расчет г ■ того элемента и перерасчет всех элементов, связанных с ним. Выражение (11)

Рисунок - 6. Алгоритм имитационного моделирования сложных систем технологических

трубопроводов.

Далее определяют время выхода на грань многогранника координаты г„ для всех агрегатов и у'-того агрегата, для которого т*у ->шт = т*. Если

х* = Т, производится имитация поступления входного сигнала и определяется очередной опорный момент времени. Модель элемента реализуется на ЭВМ путем определения момента выхода на границу пространства состояний и формирования скачка состояния в момент выхода на границу или в момент поступления входного сигнала. Имитация взаимодействия между элементами сводится к

определению адреса и содержания сигнала и передаче его в соответствии с этим адресом.

События, происходящие при функционировании системы, имеют строгую последовательность. Модуль настраивается на тот элемент системы, у которого очередной опорный момент функционирования наиболее близок к рассматриваемому моменту модельного времени. В опорные моменты времени фиксируются координаты состояний элементов системы и выходные сигналы, характеризующие работу трубопроводной системы.

На основе разработанной методики имитационного моделирования был построен алгоритм моделирования (рисунок 6).

Этот комплекс желательно применять непосредственно при расчетах технологических режимов трубопроводных систем, что позволяет получать более точные результаты.

Рассмотрим примеры тепло и гидравлических расчетов конкретных неизотермических трубопроводных систем с использованием имитационных моделей. Трубопровод (см. рисунок 5) представляет собой сложную динамическую систему, состоящую из линейных участков различной длины и диаметров, лупингов и насосных станций.

Краевые условия задавали с учетом технологических ограничений. Максимальное давление Pmll[ обусловлено прочностью трубопроводов (Рш = 5,0 МПа), минимальное давление в конце трубопроводов- возможностью слива продукта в резервуары (Рпш= 0,15 МПа), минимальное давление перед насосными станциями- необходимостью создания противокавитационного подпора (РтЛ = 0,4 МПа). Максимальную температуру продуктов выбирали в зависимости от температуры их кипения.

При расчетах, эксплуатационных режимов рассматриваемого трубопровода граничные условия задавали моделью внешней среды. Для описания состояния внешней среды необходимо прогнозирование температуры, давления и массового расхода продукта во времени. Для аппроксимации временного ряда этих параметров использовали уравнения регрессии. В качестве примера ниже приведены результаты прогнозирования изменений Р давления (Па), Г температуры (°К) и М массового расхода продукта (кг/с) по данным эксплуатации трубопровода. Получены следующие регрессионные модели и коэффициенты корреляции: для давления на входе в насосную станцию

Pt{l) = 3,910s -9,1610' cos[0,284(t + 96)] +1,33 103 sin[0,248(t +96)]; (13) для массового расхода среды

М,(t) = 212Д-ll,4(t + 20)-87,4cos[0,l40(t+20)] + 8,01 • 10sin[0,H0(t+20)]; (14) для температуры среды на выходе из насосной станции

Т(х) = 311,8+0,83cos[0,278(t + 98)] + 0,801 sin[0,278(x + 98)], т) = 0,994. (15) Прогнозирование давления и температуры продукта на выходе из насосной станции позволяет получить граничные условия на входе линейного участка трубопровода.

Кроме граничных условий необходимо знать начальные, определяющие закон распределения давления, температуры и массового расхода в трубопроводах в момент времени т=о:

р(0,х)=р,; тф,х)=та; л/(о,дг)=л/1.

Результаты расчетов технологических режимов работы трубопроводов представлены на рисунке 7.

Рисунок - 7. Изменение давления (сплошные линии) и температуры (пунктирная линия) по длине трубопровода в различные моменты времени при температуре Тос= 283 К: 1 —1=0 с; 2 -1=600 с; 3 -1=1200 с; 4 -1=1800 с; 5 -1=2400 с.

ВЫВОДЫ

1. Изучение известных подходов к расчету неизотермических и нестационарных потоков в трубопроводных системах показало, что:

- они являются приближенными даже для инженерной практики;

- для решения данной задачи требуется научно обоснованный подход с использованием современных методов математического моделирования;

- модель должна быть апробирована, и построена так, чтобы она могла быть использована при моделировании сложных трубопроводных систем.

2. На основании анализа течения среды выявлена возможность введения в исходную систему уравнений математической модели ряда упрощающих предположений. Упрощение математической формулировки нестационарных задач теплопроводности достигнуто в результате:

- сокращения числа рассматриваемых переменных,

- уменьшения числа уравнений в одной системе,

- исключения некоторых связей в отдельных уравнениях,

- сокращения числа пространственных координат и линеаризации уравнений.

В модель трубопроводных систем включены тепловые процессы, как в перекачиваемой среде, так и в контактирующей с ней стенке трубопровода, на внешнюю поверхность которого поступает тепло окружающей среды. При получении расчетных зависимостей использовалась гипотеза постоянства геометрических характеристик трубопровода (площади сечения, толщины стенки).

3. Результаты моделирования трубопроводных систем показывают:

- использование постоянных параметров для моделирования неустановившихся неизотермических режимов трубопроводных систем при подаче «холодной» или «горячей» среды приводит к недопустимым ошибкам (15-18%) в определении температуры потока и стенки трубопровода;

- ввиду переменности свойств перекачиваемой среды наблюдаются местные ускорения и замедления потока, связанные с изменением плотности потока при изменении температуры вдоль трубопровода;

- инерционность процессов теплообмена в стенке трубопровода прямо пропорциональна массе металла трубопровода;

- температурный перепад по толщине стенки трубопровода существенно меньше перепада между стенкой и перекачиваемой средой и перепада по толщине изоляции;

- изменение температуры стенки трубопровода во времени аналогично изменению среднемассовой температуры перекачиваемой среды.

Сопоставление результатов моделирования с экспериментальными данными показало, что применительно к решаемой нами задачи достаточно ограничиться одномерным уравнением переноса энергии с введением граничных условий конвективного теплообмена для средней массовой температуры перекачиваемой среды.

4. На основании учета особенностей динамики трубопроводных систем предложена имитационная модель, расчеты, проведенные с использованием модели:

- показывают, что применение данной методики позволяет предусмотреть необходимость вмешательства в оперативное управление трубопроводной системой;

- позволяют увеличить ее пропускную способность, повысить надежность, снизить затраты на эксплуатацию. Для этого целесообразно заранее определить типовые режимы работы технологических трубопроводов. Можно смоделировать такой тепло-гидравлический режим перекачивания, при котором устанавливается максимальное давление на выходе из насосной станции и минимально допустимое давление в конце, при условии соблюдения технологических ограничений и возможных оперативных вмешательствах.

5. Данная методика нашла применение при проектировании ОАО «НИПИ газпереработка» трубопроводных систем на предприятии ООО «Газпром добыча Астрахань».

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Смирнов М.Е., Веригин А.Н.,. Незамаев H.A. Расчет гидродинамического режима технологических коммуникаций нефтехимических производств.

Деп. В ВИНИТИ 06.04.09., № 191-В2009, 8 с.

2. Смирнов М.Е., Веригин А.Н., Незамаев Н.А.Итеративный метод расчета динамики теплообмена, сб. трудов XXII Междунар. науч. конф.: в 11 т. Т. 11: Летняя Школа молодых ученых / под общ. ред. д.т.н., проф. В. С. Балакирева; Иваново: изд-во Ивановского гос. хим.-технол. ун-та, 2009, с. 10-11

3. Смирнов М.Е., Веригин А.Н., Незамаев H.A. Моделирование времени охлаждения (нагрева) технологических трубопроводов. / Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-23 : сб. трудов XXIII Междунар. науч. конф.: в 12 т. / под общ. ред. B.C. Балакирева. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. - Т.

3.-С. 28-30.

4. Веригин А.Н., Смирнов М.Е, Незамаев H.A. Расчет тепловых режимов в трубопроводных коммуникациях нефтехимических производств. ЖПХ, 2010. т.83, вып. 10, с. 1683-1687.

5. Смирнов М.Е, Веригин А.Н., Незамаев H.A. Расчет неустановившихся режимов трубопроводных систем. Химическая промышленность т.87, №1, 2010, с.37 -43.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

а - коэффициент температуропроводности; с, ср, cv - теплоемкость, теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме соответственно; D - диаметр трубопровода; F — площадь сечения трубопровода; g - ускорение свободного падения; h, Н - напор; / - энтальпия; К - коэффициент теплопередачи; / -длина; М- массовый расход; Р - давление; q - плотность теплового потока; Q -объемный расход; г, R — радиус трубопровода; Т - температура потока; V- скорость потока; а - коэффициент теплоотдачи; ß - коэффициент объемного расширения; 6 - толщина стенки трубопровода; X - коэффициент теплопроводности; Е, - коэффициент гидравлического сопротивления; ц - динамическая вязкость; V - кинематическая вязкость; р - плотность; т - время. Индексы: ж -жидкость; cm - стенка; из - изоляция; н - наружная поверхность; вн - внутренняя поверхность; гр - грунт; ос - окружающая среда; нп - начало кристаллизации парафина; ср - среднее значение параметра; кр - критические параметры; 0 - начальное значение параметра; вх - параметр на входе в трубопровод; s - квазистационарный.

Отпечатано с оригинал-макета. Формат 60x901Лб Печ. л. 1,25. Тираж 75 экз. Зак. №99 от 25.05.11

Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)»

190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26 Типография издательства СП6ГТИ(ТУ), тел. 49-49-365

ВВЕДЕНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ

1.1. Общая структура модели

1.2. Моделирования процессов переноса при течении в трубах

1.3. Модели неизотермических стационарных процессов переноса

1.4. Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НЕСТАЦИОНАРНЫХ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ТРУБОПРОВОДАХ

2.1. Общая математическая постановка задачи

2.2. Осесимметричное приближение

2.3. Одномерная модель

ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕУСТАНОВИВШИХСЯ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ТРУБОПРОВОДАХ

3.1. Моделирование динамики тепловых режимов

3.2. Моделирование динамики гидродинамического режима

3.3. Моделирование неустановившихся неизотермических режимов

ГЛАВА 4. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ТРУ

БОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ

4.1. Модели элементов технологических трубопроводов

4.2. Модель сопряжения агрегатов системы трубопроводов 89 4 1' 4'.3. Имитационная модель перекачивания нефтепродукта

ВЫВОДЫ

Широкое распространение систем трубопроводного транспорта газа, нефти, нефтепродуктов, химических продуктов, низкотемпературных жидкостей и газов вызвало необходимость разработки достаточно простых и надежных моделей нестационарных тепловых режимов трубопроводов [2, 35]. Большее значение приобретают повышение качества моделирования трубопроводных систем транспорта нефтепродуктов, полное и глубокое научно-техническое обоснование проектных решений и работы на рациональных режимах эксплуатации, так как от этого зависит улучшение параметров, экономических характеристик, надежность и безопасность работы трубопроводных систем.

Для обеспечения безаварийной работы технологических установок на действующих и вновь создаваемых нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях большое значение имеют межцеховые технологические трубопроводы, которые эксплуатируются в разнообразных условиях при больших давлениях и высоких температурах, при периодическом нагреве и охлаждении.

При решении задач перекачивания нефти и нефтепродуктов в условиях теплообмена технологического трубопровода с окружающей средой исполь-зуютч экстремальные V или усредненные значения исходных данных и выбор основных конструктивных решений и технологических параметров ведут исходя из стационарных условий эксплуатации трубопроводов. Затем проводят исследования в условиях эксплуатации трубопроводов с целью выдачи рекомендаций по управлению их работой при неустановившихся режимах, заданий на объем поставки сырья и т. д.

Неустановившиеся режимы работы неизотермических трубопроводов могут быть вызваны следующими причинами:

- годовыми изменениями температуры окружающей среды; остановками и включениями насосных агрегатов и теплообменников; они могут быть плановыми или аварийными из-за отказов оборудования, линейной части, отключения электроэнергии и т. д.; пуском трубопровода в эксплуатацию после строительства или продолжительных остановок; включением и отключением путевых сбросов и подкачек транспортируемой среды по длине трубопровода; последовательным перекачиванием жидкостей с различными свойствами; изменением коэффициента теплопроводности грунта вследствие сильных дождей, интенсивного таяния снега и т. д.

Во многих случаях указанные причины отрицательно влияют на температурный режим перекачивания и, следовательно, на гидравлическое сопротивление и потери напора. В таких условиях для надежного функционирования и оптимального управления перекачиванием нефтехимического сырья требуется оперативно прогнозировать теплогидравлический режим. Однако, существующие методы моделирования процессов трубопроводного транспорта продуктов нефтепереработки не в полной мере учитывают влияния, гидродинамических и теплообменных процессов на характеристики трубопроводных коммуникаций.

Поэтому с целью дальнейшего совершенствования процесса моделирования динамики трубопроводных систем разработана модель, по которой: физические параметры перекачиваемого сырья рассчитывают с учетом изменения температуры; гидравлический расчет тесно связан с тепловым и проводится с учетом сопряжений теплообмена между потоком нефти и окружающей средой.

Цель работы. Разработка более точных методов моделирования неустановившихся режимов работы трубопроводных систем нефтехимических производств для снижения затрат на их эксплуатацию.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

- разработана математическая модель течения продуктов нефтепереработки в трубопроводных коммуникациях при наличии теплообмена с внешней средой;

- предложена методика моделирования динамики тепловых режимов в трубопроводных коммуникациях с учетом теплообмена с окружающей средой и изменения теплофизических характеристик продуктов нефтепереработки и коэффициента теплоотдачи, вызванных различием температур перекачиваемой среды и стенки трубопровода;

- разработан алгоритм имитационного моделирования, позволяющий увеличить загрузку трубопроводов с разветвленной конфигурацией, повысить надежность и снизить затраты на эксплуатацию.

Основные положения, выносимые на защиту:

- математическая модель нестационарного и неизотермического течения продуктов нефтепереработки в трубопроводной системе: внешняя среда -стенка трубопровода - перекачиваемая среда;

- методика моделирования тепловых и гидродинамических режимов в трубопроводных коммуникациях на основе разработанной модели;

- алгоритм имитационного моделирования трубопроводных систем с разветвленной конфигурацией.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научных семинарах кафедры «Машины и аппараты химических производств» Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета), и на международных научных конференциях ММТТ-22 в 2009 г. и ММТТ-23 в 2010 г.

Разработанная методика была использована ОАО «НИПИгазпереработка» при проектировании трубопроводных систем сложной конфигурации на предприятии ООО «Газпром добыча Астрахань».

V; '5 '"'I !! " ■ И •• 1 • I - ',,;>• 11 I т ц ■

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе одна работа в журнале рекомендуемом ВАК.

Первая глава диссертации посвящена первому этапу математического моделирования, а именно: описанию смысловой стороны модели динамики трубопроводной системы как химико-технологического агрегата (ХТА). В этой связи рассмотрены проблемы, возникающие при моделировании (описании) нестационарного и неизотермического процесса теплообмена в системе перекачиваемая среда — стенка трубопровода — внешняя среда, что позволило, сформулировать задачу настоящего исследования.

109 ВЫВОДЫ

1. Изучение известных подходов к расчету неизотермических и нестационарных потоков в трубопроводных системах показало, что:

- они являются приближенными даже для инженерной практики;

- для решения данной задачи требуется научно обоснованный подход с использованием современных методов математического моделирования;

- модель должна быть апробирована, и построена так, чтобы она могла быть использована при моделировании сложных трубопроводных систем.

2. На основании анализа течения среды выявлена возможность введения в исходную систему уравнений математической модели ряда упрощающих предположений. Упрощение математической формулировки нестационарных задач теплопроводности достигнуто в результате:

- сокращения числа рассматриваемых переменных;

- уменьшения числа уравнений в одной системе;

- исключения некоторых связей в отдельных уравнениях;

- сокращения числа-пространственных1 координат и линеаризации уравнений.

В модель трубопроводных систем включены тепловые процессы, как в перекачиваемой среде, так и в контактирующей с ней стенке трубопровода, на внешнюю поверхность которого поступает тепло окружающей среды. При получении расчетных зависимостей использовалась гипотеза постоянства геометрических характеристик трубопровода (площади сечения, толщины стенки).

3. Результаты моделирования трубопроводных систем показывают:

- использование, постоянных, параметров для моделирования неустановившихся неизотермических режимов трубопроводных систем при подаче «холодной» или «горячей» среды приводит к недопустимым ошибкам (15-18%) в определении температуры потока и стенки трубопровода;

- ввиду переменности свойств перекачиваемой среды наблюдаются местные ускорения и замедления потока, связанные с изменением плотности потока при изменении температуры вдоль трубопровода; температурный перепад по толщине стенки трубопровода существенно меньше перепада между стенкой и перекачиваемой средой и перепада по толщине изоляции.

Сопоставление результатов моделирования с экспериментальными данными показало, что применительно к решаемой задаче достаточно ограничиться одномерным уравнением переноса энергии с введением граничных условий конвективного теплообмена для средней массовой температуры перекачиваемой среды.

4. На основании учета особенностей динамики трубопроводных систем предложена имитационная модель, расчеты, проведенные с использованием модели: показывают, что применение данной методики позволяет предусмотреть необходимость вмешательства в оперативное управление трубопроводной системой; позволяют увеличить ее загрузку, повысить надежность, снизить затраты на эксплуатацию. Для этого целесообразно заранее определить типовые режимы работы технологических трубопроводов. Можно смоделировать такой тепло-гидравлический режим перекачивания, при котором устанавливается максимальное давление на выходе из насосной станции и минимально допустимое давление в конце, при условии соблюдения технологических ограничений и возможных оперативных вмешательствах.

5. Данная методика нашла применение при проектировании ОАО «НИПИ газпереработка» трубопроводных систем на предприятии ООО «Газпром добыча Астрахань».

1. Агапкин В. М. Трубопроводы для транспортировки высоковязкой и застывающей нефти. М.: Информнефтегазстрой, 1982.- 34 с.

2. Агапкин В. М., Кривошеий В. Л., Юфин В. А. Тепловой и гидравлический расчеты трубопроводов для нефти и нефтепродуктов. М.: Недра, 1981.-256с.

3. Алиев P.A., Немудров А.Г. и др. Трубопроводный транспорт нефти и газа: Учебник для вузов. М.: Недра, 1988.- 285с.

4. Аверьянов A.A., Лебедев Н.М. Газоперекачивающие агрегаты с приводом авиационного типа. М.: Недра, 1983. 70 с.

5. Андреев В. А'. Теплообменные аппараты для вязких жидкостей. Л.: Энергия, 1971.-152 с.

6. Антонова Е.О., Г.В. Бахмат, И.А. Иванов, O.A. Степанов Теплообмен при трубопроводном транспорте нефти и газа: Санкт-Петербург: Издательство Недра, 1999.-228с.

7. Апостолов A.A., Бикчентай Р.Н., Бойко A.M., Дашунин Н.В., Козаченко А.Н., Лопатин А.С, Никишин В.И., Поршаков Б.П. Энергосбережение в трубопроводном транспорте газа. — М.:ГУП Изд-во «Нефть и газ», РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2000. 176с.

8. Арматура-2000. Номенклатурный каталог-справочник> по трубопроводной арматуре, выпускаемой в СНГ. М.: ОАО «МосЦКБА», 2000. - 658 с.

9. Атавин A.A., Карасевич A.M., Сухарев М.Г. Трубопроводные системы энергетики: Модели, приложения, информационные технологии. М.: ГУЛ Издательство «Нефть и газ», 2000. - 320 с.

10. Бабе Г. Д., Бондарев Э. А., Воеводин А. Ф., Каниболотский М. А. Идентификация'моделей гидравлики. Новосибирск: Наука, 1980. -160 с.

11. Басниев К.С. Добыча и транспорт газа. М.: Недра, 1984. - 246с.

12. Бахмат Г.В., Еремин Н.В., Степанов O.A. Аппараты воздушного охлаждения на компрессорных станциях.,СПб.,.Недра, 199.4. -101с. . .

13. Белоконь Н.И. Термодинамика. М.:ГЭИ, 1954. - 416с.

14. Бережковский М. И. Трубопроводный транспорт химических продуктов. Л.: Химия, 1979.- 238 с.

15. Бережковский М. И. Хранение и транспортирование химических продуктов. Л.: Химия, 1982,- 256 с.

16. Бикчентай Р.Н., Шпотаковский М.М., Козаченко А.Н. Оптимизация тепловых режимов газопроводов и установок охлаждения газа. Юбилейный сборник научных трудов «50 лет газопроводу Саратов - Москва», т.З. - М.: ИРЦ Газпром, 1996. - с. 113 - 118.

17. Бикчентай Р.Н., Шпотаковский М.М., Панкратов В.С. Оптимизационные , расчеты установок воздушного охлаждения газа в АРМ диспетчера КС.

18. Обз. инф. Серия: Автоматизация, телемеханизация и связь в газовой промышленности. М . : ИРЦ Газпром, 1993.-35 с.

19. Бикчентай Р.Н., Шпотаковский М.М., Третьяков В.В. Оптимизация рабо1 ты, установок воздушного охлаждения природного газа //Газовая промышленность 2002 - №5 с. 80 - 82.

20. Бобрицкий Н.В. Сооружение насосных и компрессорных станций. М.: Недра, 1985.-301с.

21. Бойко А.М., Будзуляк Б.В., Поршаков Б.П. Состояние и перспективы развития газотранспортной системы страны //Известия вузов. Нефть и газ. №1.-1997.-с.64-74.

22. Борисов З.Н., Даточный В.В. Гидравлический расчет газопроводов. М.: Недра, 1972.- 109с.

23. Бородавкин П.ЩЦерезин-В.П. Сооружение магистральных трубопроводов:,- М.: Недра, 1987. 253с.

24. Брусиловскнй А. И. Справочное пособие по расчету фазового состояния и свойств газоконденсатных смесей. М.: Недра, 1984,- 264 с.

25. Васильев Ю.Н., Смерека Б.М. Повышение эффективности эксплуатации компрессорных станций. М.: Недра, 1998. - 342с.

26. Веригин А.Н., Малютин С.А., Шашихин Е.Ю. Химико-технологические агрегаты. Системный анализ при проектировании. — М.: Химия, 1996. -255с.

27. Веригин А.Н., Смирнов М.Е, Незамаев H.A. Расчет тепловых режимов в трубопроводных коммуникациях нефтехимических производств. ЖПХ. -2010, т. 82, вып. 4.- с. 608-701

28. Волков М.М., Михеев A.JL, Конев К.А. Справочник работника газовой промышленности. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1989. - 286с.

29. Вольский Э.Л., Константинова И.М. Режим работы магистрального газопровода. Д., Недра, 1970. 168с.

30. Вольский Э.Л., Сухарев М.Г. Определение коэффициентов гидравлического сопротивления при неустановившемся движении газа по магистральному газопроводу. //Изв. Высшей школы.' Нефть и газ.- 1972, №6,- с. 79-84. .п

31. Гайдук И. К новому качеству нефтепереработки // Нефтегазовая Вертикаль.- 2000. №12.-с.32-40.

32. Гайсин Р. Лидер российской нефтепереработки // Нефть России.- 2004. №11- с.85-91.

33. Галиуллин З.Т., Леонтьев Е.В. Интенсификация магистрального транспорта газа. М.: Недра, 1991. 185с.

34. Гельперин Н. И. Основные процессы и аппараты химической технологии, Л::1Химия; 1981;-т360\с.- Нип. ■ < шк i iч о,"

35. Горнев В.Ф. Проблемы и технология комплексной автоматизации // Автоматизация проектирования.-1998. №4.- с. 156-162.

36. Громов В.В., Козловский В.И. Оператор магистральных газопроводов. М.: Недра, 1981.-300с.

37. Губин В. Е., Губин В. В. Трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. М.: Недра, 1982. 296 с.

38. Гуревич Г. Р., Брусиловский А.И. Справочное пособие по расчету фазового состаяния и свойств газоконденсатных смесей. М.: Недра, 1984.-264 с.

39. Гусейнаде М.А. О характере изменения основных параметров течения жидкости и газа в сложной трубопроводной системе М.: Нефть газ, 2005.-120с.

40. Гусейнзаде М. А., Юфин В. А. Неустановившееся движение нефти и газа в магистральных трубопроводах. М.,: Недра, 1981.- 232 с.

41. ГОСТ 2.784-96 ЕСКД. Обозначения условные графические. Элементы трубопроводов. М.: Издательство стандартов, 1998. - 9 с.

42. Деточенко A.B., Михеев А.Д., Волков М.М. Спутник газовика. Справочник. М.: Недра, 1978.-311 с.

43. Драбкин А. Е., Рудин М. Г. Краткий справочник нефтепереработчика. Д.: Химия, 1980. -328 с.

44. Друзякин И.Г. Управление агрегатным состоянием жидкой углекислоты в технологических трубопроводах. Дис. канд. техн. наук: 05.13.06. Пермь, 2004. -138 с.

45. Дубенецкий Я.Н. Технологическое состояние и перспективы российской экономики //Проблемы прогнозирования. -2003. №3 -с. 43-49.

46. Дэвид А. Марка и Клемент МакГоуэн. Методология структурного анализа и проектирования SDAT. М.: Метатехнология, 1993. - 243 с.

47. Егоров A.B. Савицская Т.В. Управление безопасностью химических производств на основе новых информационных технологий. М.: Химия, КолосС, 2004.-416 с.

48. Еремин Н.В., Степанов O.A., Яковлев Е.И. Компрессорные станции магистральных газопроводов. СПб., Недра, 1995. 335с.

49. Жукаускас А. А. Конвективный перенос в теплообменниках. М.: Наука, 1982.-472,с.

50. Завальный П.Н. Оптимизация работы сложной газотранспортной системы //Газовая промышленность, 2002 №9. - с. 56 - 59.

51. Завальный П.Н. Оптимизация совместной работы системы «газопровод — нагнетатель ГТУ» // Газотурбинные технологии, 2001, №2. - с. 34- 35.

52. Завальный П.Н., Ревзин Б.С. Повышение эффективности использования центробежных нагнетателей ГПА в газотранспортных системах. Екатеринбург: УГТУ, 1999. -105с.

53. Зверева Т.В., Челинцев П., Яковлев Е.И. Моделирование трубопроводного транспорта нефтехимических производств. М.: Химия, 1987.-176с.

54. Зверьков Б.В. и др. Расчет и конструирование трубопроводов. JL: Машиностроение, 1979. - 246 с.

55. Иванов A.B., Фоменко В.В. Анализ воздействия частотно регулируемых приводов нового поколения на питающую сеть //Газовая промышленность 2007. - №3. - с. 74 - 77,

56. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Гос-энергоиздат, i960.- 464 с.

57. Калинин А.Ф. «Оптимизация и регулирование режима работы систем охлаждения природного газа на компрессорных станциях». //Научно-технический сборник «Отраслевая энергетика и проблемы энергосбережения» М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2004г - №2.- с 33 - 41.

58. Калинин Э. К., Дрейцер.Г. А.,,Костюк В. JB., Берлин И. И. Методы расчета сопряженных задач теплообмена. М.: Машиностроение, 1983.- 232 с.

59. Карпов СВ., Тунгель Г.В., Максимов И.И. ABO газа: эффективность использования. М., Газовая промышленность, №4.- 1989.

60. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1977.- 588 с.

61. Кафаров В. В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М.: Химия, 1976.- 464 с.

62. Кафаров В. В., Дорохов И. Н. Системный анализ процессов химической технологии. Основы стратегии. М.; Наука, 1976.- 496 с.

63. Кафаров В.В. Мешалкин В.П. Проектирование и расчет оптимальных систем технологических трубопроводов. М.: Химия, 1991. - 368 с.

64. Кашников О.Ю., Круглов Ю.В., Гришко СВ., Мостовой A.B., Хасанов Р.Н. Информационно экспертная система эксплуатации участка магистрального газопровода. // Газовая промышленность, №9, 2002. - с.76-78.

65. Киреев Д.М. Обеспечение безопасной эксплуатации разветвленной сети подземных технологических трубопроводов. Дис. канд. техн. наук: 05.26.03.-Уфа, 2002-136 с

66. Козаченко А.Н. Эксплуатация компрессорных станций магистральных газопроводов. М.: Нефть и газ. — 1993.- 463с.

67. Козаченко А.Н., Никишин В.И., Поршаков Б.П. Энергетика трубопроводного транспорта газов. М.: ГУН Издат-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2001. - 400с.

68. Колчин A.B., Овсянников М.В., Стрекалов А.Ф., Сумароков СВ. Управ• ление жизненным циклом продукции. М.: Анахарис, 2002. - 304 с.

69. Комплекс моделирования и оптимизации режимов работы ГТС: обзорная информация газовой' промышленности; сер. Автоматизация, телемехани* зация и связь в газовой промышленности. М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2002. 507с.

70. Коршак A.A., Нечваль A.M. Трубопроводный транспорт нефти, нефтепродуктов и газа: Учебное пособие для системы дополнительного профессионального образования. Уфа: ДизайнПолиграфСервиз,-2005 — 516с.

71. Кошкин В. К., Калинин Э. К. Теплообменные аппараты и теплоносители. М.: Машиностроение, 1971.-200 с.

72. Кривошеий Б.Л., Новаковский В.Н. Метод термогазодинамического расчета магистральных.газопроводов! с учетом теплового взаимодействия их с окружающей средой. Изд. АН СССР. Сер. «Энергетика и транспорт», 1971, №5, 114-123.-С.114-123.

73. Кропачев И.И. Классификация компьютерных систем управления предприятием//PC WEEK. 1998. №44.-с.20-25.l,i . ¡> '

74. Крылов Г.В., Полетыкина Т.П., Степанов O.A. Тепловые режимы газопроводов, проложенных в условиях Западной Сибири. М., ВНИИЭГаз-пром. Оьбзорн, информ. Сер. Транспорт и хранение газа, 1990.- 36с.

75. Крюков Н.П. Аппараты воздушного охлаждения. М.: Химия, 1983-168 с.

76. Кряжевских Д. Единое информационное пространство: новый взгляд на цели, задачи, решения. // itech-журнал информационных технологий. 2006. №3. с.16-19.

77. Кудрина Л.В., Бидулина Л.М. Определение оптимальных технических решений системы линейных магистральных газопроводов при стационарном режиме течения газа. Экономика, организация и управление в газовой промышленности, 1968, №4.- с.З- 12 с.

78. Кудряшов Б.Б, Литвиненко B.C., Сердюков Г. Вопросы достоверности тепловых расчётов магистрального газопровода // Журнал технической физики, том 72, выпуск 4, 2002. 27с.

79. Кузнецов А. А., Судаков К. Н. Расчеты основных процессов и аппаратов переработки углеводородных газов. М.: Химия, 1983.- 224 с.

80. Кузнецова И.А., Колтунов В.В. Информационная поддержка систем качества: проблемы и перспективы // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2004. № 11. с. 32-35.

81. Кутепов А. М.,Стерман Л. С, Стюшин Н. Г. Гидравлика и теплообмен при парообразовании. М.: Высшая школа, 1983.- 448 с.

82. Ларина Т. От чего зависит прочность и ¡долговечность трубопроводов // САПР и графика. 2007. №8. с.24-26.

83. Леонов Д.Г. Объектно-ориентированная технология разработки систем поддержки принятия диспетчерских решений в транспорте газа. Дис. канд. техн. наук: 05.13.06. М., 2000. -.143 с. .

84. Лим В.Г. Разработка автоматизированной системы принятия решений в задачах управления техническим надзором за развитием систем магистрального газопроводного транспорта. Автореферат диссертации: 05.13.06. М, 2000. -24 с.

85. Л I .1 !ПП! Ч','! ' "','!'<"* '¡'ilüfr:'!' I !>->( 11111, -, . II ц • ; I j; i / ; ■ ■ :in<\>.<' ii; '

86. Литвин И.Е., Аликин В.Н. Оценка показателей надежности магистральных трубопроводов. -М . : ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. 167 с.

87. Лурье М.В. Математическое моделирование процессов трубопроводного транспорта, транспорта нефти, нефтепродуктов и газа: Учебное пособие. -М.: ФГУП Издательство «Нефть и газ», 2003. 336 с.

88. Лыков А.Г. Интегрированная информационно-управляющая система газовых промыслов предприятий крайнего севера. Дис. канд. техн. наук: 05.13.06.-М., 2003.-246 с.

89. Магалиф В.Я., Якобсон Л.С. Расчеты трубопроводов на вычислительных машинах. М.: «Энергия», 1969. - 297с.

90. Методика вероятностной оценки остаточного ресурса технологических1 стальных трубопроводов. М.: НПО "Трубопровод", 1995. - 40 с.

91. Мигунов В.В. TechnoCAD GlassX отечественная САПР реконструкции предприятия//САПР и графика, 2004, № 4.- с.78-86.

92. Миркин А.З., Усинын В.В. Трубопроводные системы: Расчет и автоматизированное проектирование. Справ, изд. М.: Химия, 1991. - 256 с.

93. Мукосей В. И., Соколинский Ю. А., Галицкий А. Я., Ягнятинский Б. В. Автоматизация проектирования трубопроводных систем химических производств. М.: Химия, 1986. - 104с.

94. Мырзин Г.С, Мошев Е.Р., Мухин О.И, Рябчиков Н.М. Автоматизация построения изометрических схем и ведения паспортной документации по технологическим трубопроводам // Промышленная и экологическая -2000.-№4.- с.54-61

95. Мырзин Г.С, Мошев Е.Р., Рябчиков Н.М. Алгоритм управления ремонтами технологических трубопроводов крупного предприятия с учетом оценки технического состояния // Промышленная безопасность и экология. -2007. №11.-с. 62-64.

96. Мырзин Г.С. Информационная поддержка управления трубопроводами в программном комплексе AGOД «Трубопровод»)//III научно техническаяконференция молодых ученых и специалистов ООО «ЛУКОИЛ-Пермнефтеоргсинтез»: Тез. докл. Пермь, 2006. - с.103-104.

97. Нефте- и газоперерабатывающая промышленность РФ. Бюллетень за IVквартал 2005 года. М.: ИНФОЛайн, 2005. - 240 с. САПР и графика. -2004.-№12.-с. 14-21.

98. Обновленский П. А., Соколов Г. А. Тепловые системы контроля параметров процессов химической технологии. Л.: Химия, 1982. -174 с.

99. Пасконов В. М., Полежаев В. И., Чудов П. А. Численное моделирование процессов тепла и массообмена. М.: Наука, 1984. -288 с.

100. Берлин М.А., Гореченков В.Г., Волков Н.П. Переработка нефтяных и природных газов. М.: Химия, 1981.- 472 с.

101. Поляков Г.Н., Яковлев Е.И., Пиотровский А.Г. Моделирование и управление газотранспортными системами. СПб.: Недра, 1992: - 256 сг '

102. Протодьяконов И. О., Сыщиков Ю. В. Турбулентность в процессах химической технологии. Л.: Наука, 1983.- 320с.

103. Р 50.1.028 2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования. - М.: Издательство стандартов, 2001. - 49 с.

104. Романков П. Г., Курочкина М. И. Гидромеханические процессы химической технологии. Л.: Химия, 1982. 288 с.

105. Роуч П. Дж. Вычислительная гидродинамика. Пер. с англ. М.:Мир,1980.61 6| С. 1 >. > . »I > П1.|М VII, ь М1 И.Ч1ИЛ111 • 1 м ' . 1V I ; ч '. . ' I .

106. РУА-93. Руководящие указания по эксплуатации и ремонту сосудов и аппаратов, работающих под давлением ниже 0.07 МПа (0.7 кгс/см ) и вакуумом. М.: ВНИКТИнефтехимоборудование. - 71 с.

107. Самойлов Р.В. Математическое и программное обеспечение задач оптимального управления функционированием и развитием газопроводных се: г тей и систем; Дис. канд. техн. наук: 05.13.11. М., 2005 - 210 с.

108. Селезнев В.Е., Алешин В.В., Прялов Н. Математическое моделирование трубопроводных сетей и систем каналов: методы, модели и алгоритмы. -М.: МАКС Пресс, 2007. 695 с.

109. Сигал И.Х., Иванова А.П. Введение в прикладное дискретное программирование: Учебное пособие. М.: «ФИЗМАТЛИТ», 2002. - 240 с.

110. Сковородников Ю. А., Сазонов О. В., Скрипников Ю. В. Новый способ применения депрессорных присадок при перекачке высокопарафинистых нефтей. //РНТС Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. ВНИИО-ЭНГ. М.: -1977.- № 3.- с. 9-10.

111. Смирнов М.Е, Веригин А.Н., Незамаев H.A. Расчет неустановившихся режимов трубопроводных систем. //Химическая промышленность,- 2010.-т.87, №1.- с:37 — 43.

112. Смирнов М.Е., Веригин А.Н., Незамаев H.A. Расчет гидродинамического режима технологических коммуникаций нефтехимических производств. ДепиВ ВИНИТИ 06.04.09., № 191-В2009.Т 8 с. лч .

113. ИЗ.СНиП 2.04.14-88. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов/Госстрой России. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1998. - 28 с.

114. Соломенцев Ю.М., Митрофанов В.Г., Прохоров А.Ф. и др.; Под общ. ред;. Соломенцева"Ю.М.у Митрофанова'В^Г;. Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении. М.: Машиностроение, 1986.-256 с.

115. Справочник по физико-техническим основам криогеники / Под. ред. М. П. Малкова. М.: Энергия, 1973.- 392 с.

116. Сюняев 3. И. Физико-химическая механика нефтей и основы интенсификации процессов их переработки. М.: МИНХ и ГП им. Губкина, 1979.96 с.

117. Таганов И. Н. Моделирование процессов массо и энергопереноса. Д.: Химия, 1979.-204 с.

118. Теплопередача при низких температурах. Пер. с англ. /Под ред. У. Фро-ста. М.: Мир, 1977.-392 с.

119. Терлецкий М.Ю., Шапиро И.Я. Проблемы создания интегрированных систем управления //ГГ^решения в нефтегазовой отрасли. 2002. №6.

120. Техническое обслуживание и ремонт оборудования. Описание функций , РМ системы R/3. SAP AG, 1998. - 68 с.

121. Толмасская И.И., Терлецкий М.Ю. Информационная система производства для металлургов: задачи и перспективы // Автоматизация в промышленности. 2003. №3. с. 96-99

122. Трубы металлические и соединительные части к ним. Ч.З. Трубы сварные. Трубы профильные. М.: ИПК Издательство стандартов, 2001 .-120 с.125; Уонг X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров.

123. Пер. с англ.'М.: Атомиздат, 1979. 212 с. •

124. Флореа О., Смигельский О. Расчеты по процессам и аппаратам химической технологии. М.: Химия, 1971.- 448 с.

125. Химмельблау Д. Обнаружение и диагностика неполадок в химических и нефтехимических процессах. JL: Химия, 1983.- 352 с.

126. Шабанов И.А. Программы и модели по принятию решений в задачах управления реконструкцией и развитием систем магистральных трубопроводов. Автореферат диссертации: 05.13.06. Изд-во РГУ нефти и газа, 1999. - 18 с.

127. Шаммазов, A.M.; Хайдаров, Ф.Р.; Шайдаков, В.В. Физико-химическое воздействие на перекачиваемые жидкости . Уфа: 2003.-188с.

128. Энглин Б. А. Применение жидких топлив при низких температурах. М.: Химия, 1980.- 208 с.

129. ASME В 16.5-1996. Pipe flanges and flanged fittings. The American society1 of mechanical engineers. p. 175.

130. ASME В 16.9-1993. Factory-made wrought steel buttwelding fittings. The American society of mechanical engineers. - p.56.

131. PTM 38.001-94. Указания по расчету на прочность и вибрацию технологических стальных трубопроводов. ВНИПИнефть, 1995. - 120 с.

132. Trouvay, Cauvin. Materiel petrole / Piping equipment. Trouvay & Cauvin Ltd, 1993.-p. 694.1 1 \ N ' ' 1 ' ' ' ' <У> П Ц 1 1 i ! 11. ЛП 123