автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Повышение энергоэффективности стационарных режимов работы установок охлаждения газа с частотно - регулируемым электроприводом

На правах рукописи

АЛИМОВ Сергей Викторович

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ СТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ УСТАНОВОК ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗА С ЧАСТОТНО - РЕГУЛИРУЕМЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

4849260

Специальность 05.09.03 -Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

4849260

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Самарский государственный технический университет» на кафедре «Электромеханика и автомобильное электрооборудование».

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Абакумов Александр Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кузнецов Павел Константинович

кандидат технических наук, доцент Масляницын Александр Петрович

Ведущая организация ГОУ ВПО «Самарский государственный

аэрокосмический университет»

Защита состоится 28 июня 2011 года в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д212.217.04 ГОУВПО «Самарский государственный технический университет» по адресу: Россия, 443010, г. Самара, ул. Первомайская, д. 18, корп. 1, ауд. №4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарского государственного технического университета по адресу: Россия, 443010, г.Самара, ул. Первомайская, д. 18, а с авторефератом диссертации - на официальном сайте: http://postgrad.samgtu.ru.

Отзывы на автореферат просим высылать (в двух экземплярах) по адресу: Россия, 443010, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, Самарский государственный технический университет, главный корпус, ученому секретарю диссертационного совета Д212.217.04; тел.: (846) 278-44-96, факс (846) 278-44-00; E-mail: krotkov@samgtu.ru.

Автореферат разослан мая 2011 года.

Ученый секретарь Диссертационного совета Д212.217.04 доктор технических наук, доцент

A.A. Базаров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В условиях роста цен на электроэнергию важное место в повышении экономической эффективности предприятий Газпрома занимают мероприятия по энергосбережению на всех стадиях транспортировки газа.

Современная технология транспортировки газа по магистральным трубопроводам требует его охлаждения до определенной температуры. Необходимость охлаждения газа продиктована требованиями повышения пропускной способности магистральных трубопроводных систем, обеспечения качества подготовки товарной продукции, надежности и эффективности эксплуатации газопромыслового оборудования, снижения эксплуатационных расходов в системе транспортировки, С этой целью на газотранспортных предприятиях - на установках комплексной подготовки газа, на компрессорных станциях (КС) магистральных газопроводов, дожимных компрессорных станциях, станциях подземного хранения газа и других объектах широкое применение нашли аппараты воздушного охлаждения (ABO) газа.

Температура газа на линейном участке газопровода не должна превышать максимальную температуру, которую способно выдержать изоляционное покрытие трубопровода, а так же должна быть выше температуры точки росы для транспортируемого газа во избежание образования гидратов. Задача регулирования температуры газа на выходе установки охлаждения газа (УОГ) может быть решена несколькими способами: отключением одной или нескольких секций, отключением вентиляторов у части работающих ABO газа, изменением угла установки лопастей вентиляторов, с помощью жалюзи, изменением скорости вращения вентиляторов.

На КС с. газотурбинным приводом на долю ABO приходится до 70% электроэнергии, потребляемой на транспорт газа. В связи с этим задача повышения энергоэффективности ABO является весьма актуальной. Несмотря на значительное количество исследований в этой области, среди которых можно отметить работы Б.Г. Меньшова, М.С. Ершова, В.А. Шпилевого, Г.Р. Шварца, А.Д. Яризова, и других ученых, ряд вопросов требует дальнейших исследований.

Одним из направлений работ по снижению эксплуатационных издержек за счёт уменьшения энергетической составляющей является оптимизация распределения нагрузки между аппаратами воздушного охлаждения. Решение задачи оптимизации требует разработки адекватной математической модели процессов теплопередачи в аппаратах воздушного охлаждения газа, учитывающей пространственную распределенность объекта.

Для выбора эффективного алгоритма управления частотой вращения электродвигателей вентиляторов ABO газа, обеспечивающего поддержание заданной температуры газа на выходе УОГ при минимальных энергозатратах, необходимо решить ряд задач, включающих математическое моделирование процессов теплообмена в аппаратах воздушного охлаждения, определение характеристик объекта и синтез на основе полученных результатов системы автоматического управления.

Целью исследования является повышение эффективности использования электроэнергии электроприводами вентиляторов аппаратов воздушного охлаждения газа компрессорных станций на базе разработки математических моделей установки охлаждения газа и оптимизации алгоритмов управления.

Задачи исследования.

1 Разработать математические модели аэродинамических и тепловых процессов в системе «электропривод - вентилятор - теплообменный аппарат с поперечным потоком воздуха».

2 Выполнить экспериментальное исследование и параметрическую идентификацию математической модели теплообменного аппарата.

3 Разработать методики расчета оптимальных и квазиоптимальных алгоритмов управления ABO в стационарных режимах по критерию минимума расхода электроэнергии электроприводами вентиляторов.

4 Реализовать разработанные алгоритмы и разработать систему автоматического управления режимами работы ABO газа.

Основные методы научных исследований. Для решения поставленных задач использованы методы электромеханики, математического анализа, теории теплопроводности, оптимизации, теории автоматического управления, экспериментальные методы исследования объектов и систем управления.

Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие основные научные результаты.

1 Математическая модель взаимосвязанных электромеханических, аэродинамических и тепловых процессов, функционально ориентированная на решение задачи оптимизации режимов работы ABO газа.

2 Методика и вычислительный алгоритм решения задачи оптимизации режимов работы установки охлаждения газа.

3 Алгоритмы оптимального и квазиоптимального управления режимами работы установки охлаждения газа.

4 Структура системы автоматического управления режимами работы установки охлаждения газа, реализующая разработанные алгоритмы.

Практическая полезность работы заключается в следующем.

1 На основе разработанных математических моделей и методики решения оптимизационной задачи сформированы энергосберегающие алгоритмы управления электроприводами УОГ.

2 Результаты, полученные при решении оптимизационной задачи, позволяют обоснованно подходить к выбору количества и мощности частотных преобразователей для электроприводов вентиляторов.

3 Разработана структура системы автоматического управления, обеспечивающая повышение энергоэффективности УОГ.

Реализация результатов работы. Поставленные в диссертационной работе задачи решены в рамках основных направлений, указанных в Концепции энергосбережения ОАО «Газпром» в 2001 - 2010 г.г. и в Концепции энергосбережения и повышения энергоэффективности ОАО «Газпром» на период 2011 -2020 г.г. Разработанные в диссертации методики, положения и

выводы внедрены в учебный процесс Самарского государственного технического университета, а также используются при переподготовке специалистов предприятий ОАО «Газпром» в Сервис центре САМГТУ МИЭИ».

Основные положения, выносимые на защиту.

1 Математическая модель взаимосвязанных электромеханических, аэродинамических и тепловых процессов, функционально ориентированная на решение задачи оптимизации режимов работы ABO газа.

2 Методика и вычислительный алгоритм решения задачи оптимизации стационарных режимов работы установки охлаждения газа по критерию минимума расхода электроэнергии электродвигателями вентиляторов.

3 Алгоритмы оптимального и квазиоптимального управления режимами работы установки охлаждения газа.

4 Структура системы автоматического управления режимами работы установки охлаждения газа, реализующая разработанные алгоритмы.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Н-й Международной научной заочной конференции «Актуальные вопросы современной техники и технологии», г. Липецк, Северозападный государственный заочный технический университет, 2010; Девятой международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности», Санкт-Петербург, 2010; Седьмой Всероссийской научной конференции с международным участием. Математическое моделирование и краевые задачи, Самара, 2010; Международной научно-технической конференции «Безопасность, надежность, эффективность в энергетике и электропотребляющих установках», Санкт-Петербург, 2010; Международной конференции «Проблемы повышения энергоэффективности и надежности электрических сетей и систем электроснабжения предприятий нефти и газа», Самара; Совещании «Применение частотного регулирования вентиляторов ABO газа на компрессорных станциях магистральных газопроводов», Донецк, 2006; Научно-техническом совете ООО «Тюментрансгаз» «Технико-экономическое обоснование целесообразности применения частотно - регулируемых приводов на основном и вспомогательном оборудовании КС», Югорск, 2010; Заседании комиссии по проведению приемочных испытаний системы частотного регулирования АВОм разработки и изготовления ООО «АТРИ» для ГПА-Ц-16 Ивдельского ЛПУ МГ ООО «Газпром трансгаз Югорск», Югорск, 2010; Заседании комиссии по проведению межведомственных испытаний системы ХПВ с частотно - регулируемым приводом разработки и изготовления ООО «АТРИ» для ГКС Ново-Комсомольская Комсомольского ЛПУ МГ ООО «Газпром трансгаз Югорск», Югорск, 2009; расширенных заседаниях НТС кафедры «Электромеханика и автомобильное электрооборудование» Самарского государственного технического университета (г. Самара, 2008 -2010 г.г.).

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ, в том числе, 4 работы в изданиях, определенных перечнем

ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 121 наименований. Основной текст диссертации изложен на 114 страницах, диссертация содержит 37 рисунков, 6 таблиц, библиографический список на 9 страницах.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложены актуальность исследования, цель и задачи исследования. Показана научная новизна и практическая полезность работы, приводятся основные положения, выносимые на защиту, сведения об апробации и внедрении результатов работы.

В первой главе содержатся аналитический обзор работ по рассматриваемой проблеме, моделированию и оптимизации технологических процессов в установках охлаждения газа; постановка задачи исследования; рассматриваются характеристики объекта управления.

Во второй главе разработано математическое описание технологического процесса охлаждения газа в ABO. Для разработки математической модели, ориентированной на оптимизацию алгоритмов управления ABO, проведена декомпозиция объекта управления с выделением взаимосвязанных процессов теплообмена, аэродинамических процессов и электромеханических процессов в электроприводах вентиляторов.

Схема ABO представлена в виде двух последовательно включенных секций (частей теплообменника) 1 и 2 (рисунок 1) с возможностью независимого регулирования частоты вращения n¡ и л2 вентиляторов В1 и В2, приводимых в движение электроприводами ЭШ и ЭП2.

Тт Q V2 Т„в Q Г,

Рисунок 1 - Расчетная схема ABO

При постоянном угле атаки лопастей / мощность на валу вентилятора зависит от относительной скорости в третьей степени

Pc-P,J—}, О)

\пиом )

где tiH0M - номинальная частота вращения, Рс ипм - номинальная мощность на валу вентилятора при номинальной частоте вращения.

Экспериментальные исследования, выполненные для аппаратов воздушного охлаждения газа типа 2АВГ-75, оборудованных двумя вентиляторами, приводимыми в движение электродвигателями типа ВАСО-16-14-24, подтверждают справедливость соотношения (1).

Управление аэродинамическими процессами осуществляется за счет изменения частоты вращения п вентиляторов с помощью частотно -регулируемого привода. Результаты экспериментального исследования аэродинамических характеристик свидетельствуют о возможности представления взаимосвязи скорости потока охлаждающего воздуха V от частоты вращения п (или частоты/напряжения на двигателе) в виде линейной зависимости

V¡ = кт щ, V¡ = k„ff¡, /=1,2, (2)

где к6П, ке/ - коэффициенты передачи вентилятора по частоте вращения двигателя и частоте напряжения на статоре.

При исследовании тепловых процессов поведение температуры газа в каждой секции ABO может быть описано уравнением теплового баланса

«Xb0=^.(r(x,fb7.(xt0) 0<x<i <>0

ct Вх С'у-R (3)

mt)=g(,t),

где T(x,t) - распределение температуры потока газа по длине теплообменника, T\{x,í) - распределение температуры трубы по длине, К» -скорость потока газа, а - коэффициент поверхностного теплообмена между внутренней стенкой трубы и газом, с - теплоёмкость газа, у - плотность газа.

В стационарном режиме = о и уравнение (3) принимает вид

8t

V^ = ^{TliX)-nX))> °<X<L> = ^ (4>

Для элементарного объёма трубы в стационарном режиме соблюдается равенство потоков тепла от газа к трубе и от трубы к воздуху. Считая температуру трубы в любой точке сечения одинаковой, можно записать:

aB.S5-(r1(x)-r„e(x))=a-S-(r(x)-r1W), (5)

где S и Sb - площади соприкосновения газа с внутренней стенкой трубы и воздуха с оребрением трубы соответственно, ав - коэффициент поверхностного теплообмена между оребрением трубы и воздухом, ТтО) - температура наружного воздуха.

Анализ приведенных соотношений показывает, что в стационарном режиме перепад температуры в частях теплообменника является нелинейной функцией следующих параметров: температуры газа Т>а на входе, температуры наружного воздуха Тнв, расхода газа Q, расхода или скорости потока V¡ охлаждающего воздуха /-й секции теплообменника, скорости потока воздуха смежной секции. Последнее объясняется тем обстоятельством, что во вторую

часть теплообменника поступает газ, частично охлажденный в первой части теплообменника. В результате эффективность охлаждения газа во второй секции снижается. Таким образом, перепад температуры газа на первой и второй части теплообменника можно записать в виде

АГ, = Т„-Твш1 = f\{VbQJm,Tm,V2); (6)

АТ2 = Т«х2~Твых = f2(V2>Q>T№c2>THe,V ), при Твх2 = Твых1.

Общий перепад температуры на ABO

гаг-т;ыг=дг1+дг2=дг. (7)

При экспериментальных исследованиях тепловых процессов с учетом линейного характера зависимости скорости охлаждающего воздуха от частоты вращения и частоты / напряжения на статоре двигателя рассмотрены обобщенные характеристики ABO, устанавливающие взаимосвязь между регулирующим воздействием - частотой/и выходной переменной - перепадом температуры ДГна ABO.

С целью выявления влияния частоты вращения отдельных вентиляторов (первого и второго по ходу газа) на результирующий температурный перепад проведены эксперименты при регулировании частоты вращения и включении/отключении отдельных вентиляторов (в работах принимал участие к.т.н. Маланичев В.А.).

Установлено, что в рабочем диапазоне изменения переменных полученные экспериментальные данные могут быть аппроксимированы линейной зависимостью

bTannp=C + kff, (8)

где ДТа„„р - перепад температуры на ABO по аппроксимирующей зависимости, "С; С - начальное значение перепада температуры при отключенных двигателях вентиляторов, °С; kf - коэффициент аппроксимации -коэффициент передачи ABO по регулирующему воздействию в виде изменения частоты напряжения на двигателе вентилятора, °С/Гц.

При обработке экспериментальных данных значения С и kf определялись по стандартному методу наименьших квадратов.

Результаты исследования рассматриваемых характеристик для одного из ABO представлены в обобщенном виде на рисунке 2.

Анализ полученных характеристик показывает, что коэффициенты передачи по перепаду температуры для случая отключения первого и второго вентилятора отличаются примерно на 10%, причем результирующий коэффициент передачи ABO при двух включенных вентиляторах оказывается ниже, чем сумма коэффициентов при отключении одного из вентиляторов. Уменьшение результирующего коэффициента можно объяснить тем, что во вторую часть теплообменника поступает газ, охлажденный в первой части теплообменника. При этом эффективность охлаждения газа второй частью теплообменника снижается вследствие уменьшения коэффициента теплообмена.

Д Т, град

♦ экспериментальные значения для случая отключения первого по ходу газа вентилятора;

аппроксимирующая прямая для случая отключения первого по ходу газа вентилятора ^-=0,106; С=1,4;

а экспериментальные значения для случая отключения второго по ходу газа вентилятора;

—— аппроксимирующая прямая для случая отключения второго по ходу газа вентилятора ^г=0,095; 01,2;

• экспериментальные значения для случая двух включенных вентиляторов;

- — аппроксимирующая прямая для двух включенных вентиляторов £/=0,175; СИ,7.

Рисунок 2 - Температурный перепад на ABO в функции частоты напряжения, подаваемого на двигатель, при двух включенных вентиляторах и отключении одного из вентиляторов

Показано, что для общего случая независимого регулирования частоты вращения каждого вентилятора и последующего решения задачи оптимизации управления математическая модель объекта управления может быть представлена в виде

д т =

С +k'fJb при /2= 0; ДГ = -1 (9)

С + kfJx+kf2f2, при /2> О

где - коэффициент передачи ABO по частоте напряжения, подаваемого на электродвигатель первого вентилятора, при отключенном втором, °С/Гц; kfX - коэффициент передачи ABO по частоте напряжения, подаваемого на электродвигатель первого вентилятора при совместной работе двух вентиляторов, °С/Гц; kf 2- коэффициент передачи ABO по частоте напряжения, подаваемого на второй вентилятор, °С/Гц.

Учитывая линейную зависимость между частотой напряжения /на статоре двигателя и частотой его вращения п, а также линейную взаимосвязь между скоростью V воздуха и частотой вращения и, разработанная модель может быть представлена в аналогичном виде для управляющих воздействий п и V:

С при п2=0;

(10)

С + кп1щ + кп2п2, при п2 >0. ÍC при V2 = 0;

АГ= (11)

[С +kvlVi+kv2V2, при К2>0.

Целесообразность использования той или иной формы представления модели определяется в основном удобством вычисления соответствующих коэффициентов.

В работе дополнительно проведены экспериментальные исследования температурных перепадов на ABO при различных расходах газа. Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что при изменении расхода газа через аппарат от Qe~6065 нм3/сут. до Q¿= 11205 нм3/сут. коэффициенты к аппроксимирующей зависимости уменьшаются на 5...8%, а значенияС снижаются на 33...45%.

В третьей главе разработана математическая модель, функционально ориентированная на решение задачи оптимизации режимов работы установки охлаждения газа в стационарном режиме по критерию минимума потребляемой мощности электродвигателей вентиляторов.

В общем случае УОГ может содержать / параллельно включенных ABO с m секциями (г'=1,2,..., l;j~\, 2,..., m) (рисунок 3).

На вход первых по ходу газа секций теплообменника поступает газ, имеющий температуру Твх. На выходе последних по ходу газа секциях температура равна Твьш. Расход газа по каждому из параллельно включенных ABO составляет Qe¡, а перепад температуры газа

ÁT¡ — Теых1~

С учетом уравнения теплового баланса перепад температуры на УОГ можно представить в виде

a . (12)

Уг Уг ,=1

Перепад температуры для каждого ABO при условии V¡j>0 в соответствии с выражением (11) можно записать в виде

I

+ i»)

}=i

По требованиям технологии перепад температуры на УОГ с учетом некоторой погрешности Одолжен быть равен заданному значению ДT3¿

ЛГ±£ = Д Тэд. (14)

Мощность Ру на валу электродвигателя соответствующего вентилятора

р.. = р.. IJ 1 IJ ном

' V.. ^ У

V-

У IJ НОМ у

(15)

где Рцном - номинальная мощность электродвигателя вентилятора у; Уф,ом - номинальная скорость потока воздуха, создаваемого вентилятором.

вг 1

1.1 1еых 11 1.2 * вых 12

Тех 12

Твх Твых 21 Твых 22

2.1 2.2

Тех 22

l.m *вых 1

2 m Твых2

тбых /) Твых 12

п 1.2

l.m

ТвЫХ I

Рисунок 3 - Расчетная схема УОГ С учетом пропорциональной связи скорости Уу с частотой вращения пу

р.. ~ р.. Aij * IJ ном

\^¡Jhom у

(16)

При этом на частоту вращения и, соответственно, скорость потока воздуха наложены ограничения

О = "у = пунам > 0 = Ку = Ууном. (17)

Суммарная мощность электродвигателей вентиляторов

I т

Р = ИТРи. (18)

«=1/=1

С учетом этих условий задача оптимизации может быть сформулирована следующим образом. Требуется найти значения управляющих воздействий пу, обеспечивающих минимум целевой функции (18) при выполнении требований технологического задания (14), уравнений связи (12), (13), (16) в условиях ограничений (17).

В типовом УОГ содержится / параллельно включенных ABO, каждый из которых имеет два вентилятора. При этом соотношение (13) трансформируется к виду

A Ti=Ci + kmVñ + kmVn. (19)

При допущении равномерного распределения потока газа по отдельным ABO поток газа через каждый ABO равен

О -Я^.

Mu i ,

а температурный перепад на УОГ

Д Т = -> Ы; (20)

i i ' ¡=1

При допущении однородности тепловых характеристик параллельно включенных ABO общий температурный перепад на УОГ по выражению (20) совпадает с температурным перепадом на отдельном аппарате воздушного охлаждения

ДГ = ДГ;. (21)

В общем случае при решении оптимизационной задачи в качестве целевой функции принимается мощность, потребляемая электродвигателем из сети. Она является нелинейной функцией частоты вращения, что связано с изменением КПД и коэффициента мощности. Рассмотрен случай, когда изменением КПД и коэффициента мощности можно пренебречь и считать, что потребляемая из сети электрическая мощность пропорциональна мощности на валу вентилятора.

С учетом изложенного задача оптимизации стационарного режима работы УОГ может быть сформулирована как задача минимизации целевой функции

/■ г лЗ

р - р "М

ч fhmM 1 ,

При определенных значениях параметров Твх, Тнв, Qe и номинальных значениях частоты вращения вентиляторов nHOMi и, соответственно, номинальных значениях скорости потока воздуха VH0M¡ УОГ обеспечивает некоторое максимальное значение перепада температуры

&T\imx + Д Т^тах = С + К\ Кюм 1 + Kl К,ом7 = А Ущах- (23)

С учетом соотношения (15) мощность на валу вентиляторов

\пнаи2 )

+ Р«ом2 —— ->min. (22)

Рц - Рцом\

13

лЗ

V Уном\ )

+р,.

иом2

нам! )

(24)

где У„ом\, К„0„2 - скорости потока воздуха первого и второго вентиляторов при номинальной частоте вращения соответствующего вентилятора.

Кроме того, как показывает практика, в типовой УОГ номинальные мощности двигателей и номинальные значения скорости воздуха для обоих вентиляторов можно считать одинаковыми

Рном\ Рном2'

Уиол/] Уи/ум? У/

ном2'

(25)

Для получения обобщенных результатов в работе использовалась система относительных единиц. За базовые значения приняты: максимальное значение перепада температуры мощность Ршш и скорость воздуха Уном.

Параметры и переменные в относительных единицах представлены в

следующем виде Дг =-

АТ

д тт„

д тт

кх

дг

к2 = —

/ = —• и=-50'

/ = п = V.

В относительных единицах соотношения (13), (14), (17), (23), (24) записаны в виде

Д т = с + + к2У2;

Дт = Дг„р±£ ^пшн^^тах1' с + к, + кг -1;

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

При этом задача оптимизации стационарного режима работы УОГ может быть сформулирована как задача минимизации целевой функции (30) при выполнении требований технологического задания (27), уравнений связи (26), (29) и ограничений (28).

Получено аналитическое решение поставленной задачи. Рассмотрен общий случай у,>0, У2>0.

Из соотношения (27) при ¿=0 с учетом выражения (26) следует

у2 =

¿Гтр ~с

Используя обозначение

Дг,

а — -

тр

¿1

-тЧ. к2

ь-Ь

выражение (31) можно представить в виде

(31)

(32)

(33)

После подстановки выражения для в соотношение для целевой функции

(30) и преобразований получено

Ръ = v,3 + v' = vf + (о - bv, )3 = vf (1 - б3 )а3 - 3a2fev, + 3tó2 v,J. (34)

С использованием классического метода отыскания экстремума найдены выражения для оптимальных значений переменных

а(Ъг-4ь) ,

V\onm =-"i—--i v2опт = а ~ bv\onm ■ (35)

Ь —1

Соотношения (35) справедливы для ЬФ 1. Значение 6=1 соответствует частному случаю, когда к\ = к2. В этом случае

v\onm =v2onm (36)

Из изложенного следует, что в случае к\ i- оптимальное решение, соответствующее минимуму мощности ропт, достигается при неравных значениях управляющих воздействий. Анализ показывает, что при уменьшении отношения к\ / кг <1 оптимальное значение \\опт уменьшается, a v2onm возрастает.

В четвертой главе на основе разработанной методики рассмотрены оптимальные алгоритмы управления частотой вращения электродвигателей вентиляторов для различных технологических условий охлаждения газа.

На КС для поддержания заданной температуры газа на выходе УОГ широко используется дискретный способ регулирования, заключающийся во включении / отключении двигателей вентиляторов. На ряде КС для управления температурой газа используется частотно - регулируемый привод вентиляторов. При этом частота вращения всех вентиляторов регулируется синхронно (в установившихся режимах частоты вращения этих вентиляторов равны). Такое управление называется далее рациональным в отличие от оптимального, при котором частоты вращения первых и вторых по ходу газа вентиляторов различны.

Для оценки эффективности оптимальных решений значение мощности двигателей вентиляторов ABO при рациональном управлении р0 сравнивалось с мощностью ропт при оптимальном управлении, и вычислялось соответствующее процентное отклонение

Á = -Po~Po4m\00%. (37)

Ропт

В качестве примера на рисунке 4 приведена зависимость Д% в функции b = k\/ki при Дгт/,=0,75. Значение Д нелинейно зависит от соотношения коэффициентов к\ / кг.

При экспериментальном исследовании характеристик ABO в главе 2 установлено, что характерное значение b=k\lki=Q,6...0,65. Как следует из приведенной кривой, при таких значениях b уменьшение мощности за счет оптимального управления составляет около 3.. .5%.

Таким образом, при отличающихся значениях коэффициентов передачи кi и къ что принципиально присуще ABO газа с последовательно включенными

частями теплообменника, целесообразно использовать оптимальные алгоритмы управления частотой вращения вентиляторов. Полученная зависимость носит достаточно универсальный характер: изменение Дттр, как показывают расчеты, несущественно влияет на ее вид.

Рисунок 4 - Зависимость экономии мощности Д от отношения коэффициентов к\/к2

Оценена эффективность оптимального управления для одного ABO.

В ситуации, когда требуемый температурный перепад в принципе может быть обеспечен за счет включения только одного вентилятора, возможны следующие варианты управления.

Вариант 1. Дискретное регулирование. Включен один (второй по ходу газа) вентилятор, и он работает с номинальной частотой вращения (Уг=1). При этом мощность на валу с учетом принятых относительных единицр2~\.

Вариант 2. Рациональное управление. Включен один вентилятор, например второй, и его частота вращения может регулироваться. Оптимальное регулирование в этом случае невозможно, так как оно предполагает включение двух вентиляторов.

Вариант 3. Включены 2 вентилятора и их частота вращения регулируется с использованием рационального алгоритма управления.

Вариант 4. Включены 2 вентилятора и их частота вращения регулируется с использованием оптимального алгоритма управления. Для расчета оптимального значения скорости использована ранее рассмотренная методика расчета.

Кривые зависимости мощности р в относительных единицах от относительного значения Аттр для различных вариантов управления приведены на рисунке 5. Там же показана шкала мощности в абсолютных единицах для ABO с двумя вентиляторами мощностью по 37 кВт. Для принятых в примере значений параметров требуемый температурный перепад может быть обеспечен

за счет включения одного вентилятора в диапазоне 0,1< АГтр=0,55.

Как следует из графиков при использовании варианта 2 при Дгтр=0,55 требуемое значение мощности равно 1 и совпадает с вариантом 1. При уменьшении &Гтр требуемая мощность для варианта 2 по сравнению с вариантом 1 значительно снижается. Например, при &Ттр=0А5 она составляет 0,47 от мощности одного вентилятора.

Однако значительно больший эффект дает использование варианта 3. При использовании рационального алгоритма управления и АТтр=0,45 потребная мощность составляет только 0,12 от мощности одного вентилятора. Кроме того, использование варианта 3 с регулированием скорости обоих вентиляторов позволяет снизить и значение мощности при граничном значении Жтр=0,55. Здесь относительное значение мощности составляет 0,25.

Р, Р,

отн. ед. кВт

Рисунок 5 - Зависимость мощности р в относительных единицах и Р в кВт электродвигателей ABO от требуемого относительного перепада температуры ДГтр

При использовании оптимального алгоритма управления по сравнению с рациональным достигается дополнительное снижение мощности примерно на 4%.

Следовательно, в случае, когда требуемый температурный перепад может быть обеспечен включением только одного вентилятора, оптимальным по минимуму мощности является управление частотой вращения обоих

вентиляторов.

В ситуации, когда требования по перепаду температуры на ABO могут быть выполнены только с использованием двух вентиляторов, возможны следующие варианты регулирования температуры:

Вариант 1. Комбинированное управление. Электродвигатель первого вентилятора подключен к сети и работает с номинальной частотой (vi=l), двигатель второго вентилятора подключен к частотному преобразователю, и его частота вращения может регулироваться.

Вариант 2. Рациональный алгоритм управления. Электродвигатели обоих вентиляторов подключены к частотному преобразователю, и их частота вращения может регулироваться.

Вариант 3. Оптимальный алгоритм управления. Для расчета оптимального значения скорости использована ранее рассмотренная методика расчета.

Как следует из приведенных расчетов (рисунок 5) при значениях АТтр>0,9 значение требуемой мощности в различных вариантах отличаются незначительно, и при Дт^,р=1 требуемая мощность равна удвоенной мощности одного вентилятора. При снижении tSTmp использование второго варианта (рациональное ре!улирование частоты вращения обоих вентиляторов) обеспечивает существенное снижение мощности. Например, при Д7^,=0,7 требуемая мощность по первому варианту составляет 1,04, а по второму - 0,60, то есть обеспечивается снижение мощности примерно на 40%.

Использование оптимального алгоритма по сравнению с рациональным дает дополнительное снижение мощности примерно на 4%. Таким образом, наилучшим вариантом с точки зрения минимизации мощности является вариант регулирования частоты вращения обоих вентиляторов по оптимальному алгоритму.

Следует отметить, что при оптимальном управлении и значениях Ьзгтр, близких к 1, вступают в силу ограничения по регулирующему воздействию -частоте вращения вентиляторов и оптимальное управление вырождается в рациональное.

На основе проведенного анализа эффективности получены зависимости экономии мощности при использовании рационального и оптимального алгоритмов управления по сравнению с дискретным регулированием.

По аналогичной методике проведен анализ эффективности различных алгоритмов управления для типовой установки охлаждения газа, содержащей I параллельно включенных ABO.

Установка охлаждения газа должна выполнять достаточно жесткие требования по обеспечению заданной температуры газа на выходе. В условиях действия на объект управления разнообразных возмущений для качественного решения задачи управления система должна быть выполнена в виде замкнутой системы автоматического управления (САУ).

Общая функциональная схема замкнутой САУ температурой газа на выходе УОГ приведена на рисунке 6. Типовая установка охлаждения газа

содержит / параллельно включенных ABO. Соответственно система управления содержит I параллельных каналов управления. Каждый канал включает обобщенный объект управления (ОУ), в котором выделены два звена: аэродинамические процессы и процессы теплообмена. С помощью электроприводов ЭП1 и ЭП2 создаются регулирующие воздействия на первые и вторые части теплообменников. С помощью датчика температуры газа измеряется температура в выходном коллекторе УОГ. Сигнал датчика температуры в виде сигнала отрицательной обратной связи поступает на вход регулятора температуры, где сравнивается с сигналом задания. Сигнал рассогласования через регулятор температуры поступает на каждый из параллельных каналов САУ.

Регулирующим воздействием на ОУ является частота вращения электропривода п, определяющая скорость потока воздуха V„ и пропорциональный ей расход воздуха Qe. Основными возмущающими воздействиями на объект управления являются температура наружного воздуха Тт и расход газа Q,.

Рисунок 6 - Функциональная схема САУ температурой газа на выходе УОГ Как показано в главе 3, в предположении равномерного распределения

потока газа по отдельным ABO для анализа режима работы УОГ может рассматриваться один из параллельно включенных аппаратов воздушного охлаждения газа и, соответственно, система управления одним ABO. Алгоритмическая схема системы управления температурой на выходе ABO показана на рисунке 7. Динамические свойства отдельных элементов системы на схеме отражены соответствующими коэффициентами передачи и передаточными функциями.

Передаточные функции Щ\(р) и Wfiip) на алгоритмической схеме отражают инерционность изменения температуры на выходе ABO при изменении частота вращения (скорости охлаждающего воздуха) первого и второго вентиляторов. Эквивалентные передаточные функции Wjmip) и Щт{р) характеризуют динамические свойства электроприводов первого и второго вентиляторов. Датчик температуры газа принят в виде пропорционального звена с коэффициентом передачи кщ.

Как показано в главе 2, оптимальные значения скорости воздуха и соответственно частоты вращения первого и второго по ходу газа вентилятора отличаются друг от друга. Причем оптимальное значение скорости первого вентилятора меньше, чем второго. Как показал анализ, значения коэффициентов передачи и к^, входящих в передаточные функции Щ](р) и №-п(р)> ПРИ изменении температуры наружного воздуха меняются. Соответственно меняются оптимальные значения скоростей первого и второго вентиляторов, при этом соотношение оптимальных скоростей остается примерно постоянным.

Поэтому для обеспечения различных скоростей первого и второго вентиляторов предлагается использовать в канале управления первым

вентилятором делитель с коэффициентом передачи кд\ = ХттХ .

В настоящее время при разработке систем автоматического регулирования широко используется принцип подчиненного регулирования координат, обеспечивается близкое к предельному быстродействие системы. Это достигается так называемой компенсацией «больших» постоянных времени и соответствующей форсировкой регулирующих воздействий на объект управления. Применительно к системе управления УОГ быстрая ликвидация

отклонения температуры газа на выходе достигается форсированным изменением частоты вращения вентиляторов. Причем, как показал анализ, частота вращения вентиляторов изменяется с большим ускорением по колебательному закону. Такой характер изменения частоты вращения приводит к повышенным динамическим нагрузкам на механическую часть привода. В результате утрачивается одно из важнейших преимуществ регулируемого электропривода - возможность плавного разгона двигателя с заданным ускорением. Кроме того, кратковременные отклонения температуры газа на выходе УОГ с учетом большой аккумулирующей способности последующей линейной части являются вполне допустимыми.

С учетом изложенного синтез системы управления температурой газа представляется целесообразным вести исходя из следующих требований. САУ при наиболее неблагоприятном скачкообразном изменении основного возмущения (температуры наружного воздуха) должна обеспечить апериодический процесс изменения частоты вращения вентиляторов с ограничением максимального ускорения. Такой же процесс изменения частоты вращения должен обеспечиваться при скачкообразном изменении сигнала задатчика температуры. В результате синтеза САУ с учетом указанных требований показана целесообразность использования пропорционально-интегрального регулятора с передаточной функцией

причем, за счет выбора значения Тг можно обеспечить требуемое максимальное ускорение электропривода.

Требуемый апериодический характер переходного процесса изменения частоты вращения вентиляторов при скачке сигнала задатчика температуры обеспечивается установкой на входе системы задатчика интенсивности -фильтра с передаточной функцией

(39)

Требуемый темп разгона привода в этом переходном процессе может задаваться выбором постоянной времени фильтра Тф.

Исследование динамических характеристик разработанной САУ путем моделирования на ЭВМ показало, что система автоматического управления температурой на выходе УОГ, реализующая разработанные алгоритмы, обеспечивает требуемое качество переходных процессов и экономию электроэнергии, потребляемой электродвигателями вентиляторов аппаратов воздушного охлаждения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1В результате теоретических и экспериментальных исследований стационарных режимов работы ABO газа подтверждена возможность линейной аппроксимации зависимости скорости (расхода) воздуха через теплообменник ABO от частоты вращения вентилятора ABO и зависимость мощности на валу

от относительной скорости в третьей степени.

2 Впервые получены математические модели, устанавливающие взаимосвязь перепада температуры на ABO от управляющих воздействий в виде частоты вращения вентиляторов, частоты напряжения, подаваемого на электродвигатели вентиляторов, скорости потока воздуха через теплообменник ABO.

3 Разработана общая постановка задачи оптимизации режимов работы установки охлаждения газа в стационарных режимах по критерию минимума мощности электродвигателей вентиляторов. Поставлена частная задача оптимизации режимов работы типовой установки охлаждения газа и разработана методика ее решения при ряде упрощающих допущений.

4 Получены выражения для расчета оптимальных значений управляющих воздействий. Показано, что при отличающихся тепловых характеристиках отдельных частей теплообменника для достижения оптимального по критерию минимума потребляемой мощности режима работы ABO необходимо на первый и второй вентиляторы подавать отличающиеся по величине управляющие воздействия.

5 Установлено, что в условиях, когда требования технологического задания по температурному перепаду на ABO могут быть выполнены включением только одного из вентиляторов, оптимальным является алгоритм одновременного управления частотой вращения обоих вентиляторов. Показано что в условиях, когда требования технологического задания по температурному перепаду могут быть выполнены включением одного из вентиляторов на номинальную частоту вращения и регулированием частоты вращения второго вентилятора, оптимальным является алгоритм одновременного управления частотой вращения обоих вентиляторов.

6 Проанализирована энергетическая эффективность использования оптимальных алгоритмов управления частотой вращения вентиляторов для установки охлаждения газа.

7 Предложена структура системы автоматического управления температурой на выходе УОГ, реализующая оптимальные алгоритмы управления. На основе моделирования показано, что САУ с синтезированным регулятором обеспечивает высокое качество управления температурой на выходе ABO в условиях действия основного возмущения.

Основные положения и результаты диссертации опубликованы в следующих работах.

В изданиях по списку ВАК:

1 Алимов C.B. Аппараты воздушного охлаждения газа: опыт эксплуатации и пути совершенствования / C.B. Алимов, В.А. Лифанов, O.JI. Миатов // Газовая промышленность. - 2006 - № 6. - С. 54-57.

2 Алимов C.B. Модернизация вентиляторов ABO газа при реконструкции КС МГ / C.B. Алимов, А.О. Прокопец, C.B. Кубаров и др.// Газовая промышленность. - 2009- № 4. - С. 54-56.

3 Алимов C.B. Моделирование установившихся процессов теплообмена в

аппаратах воздушного охлаждения газа / C.B. Алимов, И.А. Данилушкин,

B.Н. Мосин // Вестник Самарского Государственного технического университета. Серия «Технические науки». -2010 - № 2 (26). - С. 178-186.

4 Абакумов A.M. Аналитическое и экспериментальное исследование стационарных режимов работы установок охлаждения газа компрессорных станций магистральных газопроводов / A.M. Абакумов, C.B. Алимов, Л.А. Мигачева // Вестник Самарского Государственного технического университета. Серия «Технические науки». - 2010 - № 6(28). - С. 113-117.

В прочих изданиях:

5 Применение современного электропривода переменного тока в технологиях газовой и нефтяной промышленности. Книга 3 / A.M. Абакумов,

C.B. Алимов, В. Зипман, Л.А. Мигачева, Г.Р. Шварц. - М.: Машиностроение-1, 2009.-132 с.

6 Данилушкин А.И. Исследование динамических свойств аппарата воздушного охлаждения газа как объекта управления / А.И. Данилушкин, Л.А. Мигачева, C.B. Алимов, В.Г. Крайнов // Труды II Международной научной заочной конференции «Актуальные вопросы современной техники и технологии. - Липецк: Северо-Западный государственный заочный технический университет. - 2010. - С. 131-135.

7 Данилушкин И.А. Математическое моделирование установившихся режимов работы аппаратов воздушного охлаждения газа / И.А. Данилушкин, C.B. Алимов, В.Н. Мосин // Сборник трудов девятой международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности», Санкт-Петербург, 22-23.04.2010. Т.1. Высокие технологии, исследования, промышленность. - СПб.: Изд-во Политехнического университета, 2010. - С. 137-139.

8 Алимов C.B. Модель теплообмена в аппаратах воздушного охлаждения. Стационарный режим. / С.В.Алимов, И.А.Данилушкин, В.Н,Мосин // Математическое моделирование и краевые задачи. Труды седьмой Всероссийской научной конференции с международным участием. Ч. II. Моделирование и оптимизация динамических систем и систем с распределенными параметрами. - Самара: СамГТУ, 2010. - С.13-16.

Личный вклад автора. Все основные положения диссертации разработаны автором лично. В работах, написанных в соавторстве, автору принадлежат: [1], И - анализ эксплуатационных данных, рекомендации по модернизации; [3] - постановка задачи исследования и обобщение результатов; [4] - разработка методики решения оптимизационной задачи, проведения экспериментальных исследований и обработки данных; [5] - анализ различных способов регулирования производительности нагнетателей; [6], [7], [8] -постановка задачи моделирования, анализ результатов.

Разрешено к печати диссертационным советом Д 212.217.04. Протокол № от 17.05.2011.

Заказ № 588. Формат 60x84 1/16. Бумага тип. №1. Печать офсетная. Уч.-изд. Л. 1,0. Тираж 100 экз.

Самарский государственный технический университет. Типография СамГТУ. 443100, г. Самара, Молодогвардейская ул. 244, Главный корпус.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Современное состояние проблемы.

1.2 Краткий обзор работ по моделированию и оптимизации процессов охлаждения газа.

1.3 Характеристика объекта управления.

Выводы по главе

Глава 2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ОБЪЕКТА

УПРАВЛЕНИЯ.

2.1 Характеристики электропривода.

2.2 Аэродинамические процессы.

2.3 Процессы теплообмена.

2.3.1 Теоретический анализ процессов теплообмена в аппаратах воздушного охлаждения газа.

2.3.2 Экспериментальное исследование тепловых характеристик ABO

Выводы по главе 2.

Глава 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И МЕТОДИКА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИЯ СТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ

3.1 Общая постановка задачи оптимизации режимов работы УОГ.

3.2 Постановка задачи оптимизации для типового УОГ.

3.3 Аналитическое решение задачи.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ ABO ГАЗА.

4.1 Анализ влияния вариаций тепловых характеристик ABO на оптимальное решение.

4.2 Анализ эффективности оптимальных алгоритмов управления.

4.3 Реализация оптимальных алгоритмов управления.

4.4 Синтез регулятора температуры САУ ABO газа.

Выводы по главе 4.

Диссертация посвящена разработке математических моделей и оптимизации алгоритмов управления установками охлаждения газа компрессорных станций магистральных газопроводов и повышению на этой основе эффективности использования энергии частотно — регулируемыми электроприводами вентиляторов аппаратов воздушного охлаждения газа.

Актуальность темы

В условиях роста цен на электроэнергию важное место в повышении экономической эффективности предприятий Газпрома занимают мероприятия по энергосбережению на всех стадиях транспортировки газа.

Современная технология транспортировки газа по магистральным трубопроводам требует его охлаждения до определенной температуры. Необходимость охлаждения газа продиктована требованиями повышения пропускной способности магистральных трубопроводных систем, обеспечения качества подготовки товарной продукции, надежности и эффективности эксплуатации газового оборудования, снижения эксплуатационных расходов в системе транспортировки. С этой целью на газотранспортных предприятиях - на компрессорных станциях (КС) магистральных газопроводов, станциях подземного хранения газа и других объектах широкое применение нашли аппараты воздушного охлаждения (ABO) газа.

Температура газа на линейном участке газопровода не должна превышать максимальную температуру, которую способно выдержать изоляционное покрытие трубопровода, а так же должна быть выше температуры точки росы для транспортируемого газа во избежание образования гидратов. Задача регулирования температуры газа на выходе установки охлаждения газа (УОГ) может быть решена несколькими способами: отключением одной или нескольких секций, отключением вентиляторов у части работающих ABO газа, изменением угла установки лопастей вентиляторов, с помощью жалюзи, изменением скорости вращения вентиляторов.

На КС с газотурбинным приводом на долю ABO приходится до 70% электроэнергии, потребляемой на транспорт газа. В связи с этим задача повышения энергоэффективности ABO является весьма актуальной. Несмотря на значительное количество исследований в этой области, среди которых можно отметить работы Б.Г. Меньшова, М.С. Ершова, В.А. Шпилевого, Г.Р. Шварца, А.Д. Яризова, и других ученых, ряд вопросов требует дальнейших исследований.

Одним из направлений работ по снижению эксплуатационных издержек за счёт уменьшения энергетической составляющей является оптимизация алгоритмов управления аппаратами воздушного охлаждения. Решение задачи оптимизации требует разработки адекватной математической модели процессов теплопередачи в аппаратах воздушного охлаждения газа, учитывающей пространственную распределенность объекта.

Для выбора эффективного алгоритма управления частотой вращения электродвигателей вентиляторов ABO газа, обеспечивающего поддержание заданной температуры газа на выходе УОГ при минимальных энергозатратах, необходимо решить ряд задач, включающих математическое моделирование процессов теплообмена в аппаратах воздушного охлаждения, определение характеристик объекта и синтез на основе полученных результатов системы автоматического управления.

Целью исследования является повышение эффективности использования электроэнергии электроприводами вентиляторов аппаратов воздушного охлаждения газа компрессорных станций на базе разработки математических моделей установки охлаждения газа и оптимизации алгоритмов управления.

Задачи исследования

1 Разработать математические модели аэродинамических и тепловых процессов в системе «электропривод — вентилятор - теплообменный аппарат с поперечным потоком воздуха».

2 Выполнить экспериментальное исследование и параметрическую идентификацию математической модели теплообменного аппарата.

3 Разработать методики расчета оптимальных и квазиоптимальных алгоритмов управления ABO в стационарных режимах по критерию минимума расхода электроэнергии электроприводами вентиляторов.

4 Реализовать разработанные алгоритмы и разработать систему автоматического управления режимами работы ABO газа.

Основные методы научных исследований. Для решения поставленных , задач использованы методы электромеханики, математического анализа, теории теплопроводности, оптимизации, теории автоматического управления, экспериментальные методы исследования объектов и систем управления.

Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие основные научные результаты.

1 Математическая модель взаимосвязанных электромеханических, аэродинамических и тепловых процессов, функционально ориентированная на решение задачи оптимизации режимов работы ABO газа.

2 Методика и вычислительный алгоритм решения задачи оптимизации режимов работы установки охлаждения газа.

3 Алгоритмы оптимального и квазиоптимального управления режимами работы установки охлаждения газа.

4 Структура системы автоматического управления режимами работы установки охлаждения газа, реализующая разработанные алгоритмы.

Практическая полезность работы заключается в следующем.

1 На основе разработанных математических моделей и методики решения оптимизационной задачи сформированы энергосберегающие алгоритмы управления электроприводами УОГ.

2 Результаты, полученные при решении оптимизационной задачи, позволяют обоснованно подходить к выбору количества и мощности частотных преобразователей для электроприводов вентиляторов.

3 Разработана структура системы автоматического f управления, обеспечивающая повышение энергоэффективности УОГ.

Реализация результатов работы. Поставленные в диссертационной работе задачи решены в рамках основных направлений, указанных в Концепции энергосбережения ОАО «Газпром» в 2001 - 2010 г.г. и в Концепции энергосбережения и повышения энергоэффективности ОАО «Газпром» на период 2011-2020 г.г. Разработанные в диссертации методики, положения и выводы внедрены в учебный процесс Самарского государственного технического университета, а также используются при повышении квалификации специалистов предприятий ОАО «Газпром» в Сервис центре САМГТУ МИЭИ.

Основные положения, выносимые на защиту

1 Математическая модель взаимосвязанных электромеханических, аэродинамических и тепловых процессов, функционально ориентированная на решение задачи оптимизации режимов работы ABO газа.

2 Методика и вычислительный алгоритм решения задачи оптимизации стационарных режимов работы установки охлаждения газа по критерию минимума расхода электроэнергии электродвигателями вентиляторов. i

3 Алгоритмы оптимального и квазиоптимального управления , режимами работы установки охлаждения газа.

4 Структура системы автоматического управления режимами работы установки охлаждения газа, реализующая разработанные алгоритмы.

Апробация работы

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на И-й Международной научной заочной конференции «Актуальные вопросы современной техники и технологии», г. Липецк, Северо-западный i i i

• 8 государственный заочный технический университет, 2010; Девятой международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности», Санкт-Петербург, 2010; Седьмой Всероссийской научной конференции с международным участием; Математическое моделирование и краевые задачи, Самара, 2010; Международной научно-технической конференции «Безопасность, надежность, эффективность в энергетике и электропотребляющих установках», Санкт-Петербург, 2010; Международной конференции «Проблемы повышения энергоэффективности и надежности электрических сетей и систем электроснабжения предприятий нефти и газа», Самара, 2010; Совещании «Применение частотного регулирования вентиляторов ABO газа на компрессорных станциях магистральных газопроводов», Донецк, 2006; Научно-техническом совете ООО «Тюментрансгаз» «Технико-экономическое обоснование целесообразности применения частотно - регулируемых приводов на основном и вспомогательном оборудовании КС», Югорск, 2010; Заседании комиссии по проведению приемочных испытаний системы частотного регулирования АВОм разработки и изготовления ООО «АТРИ» для ГПА-Ц-16 Ивдельского ЛПУ МГ ООО «Газпром трансгаз Югорск», Югорск, 2010; Заседании комиссии по проведению межведомственных испытаний системы ХПВ с частотно — регулируемым приводом разработки и изготовления ООО «АТРИ» для ГКС Ново-Комсомольская Комсомольского ЛПУ МГ ООО «Газпром трансгаз Югорск», Югорск, 2009; расширенных заседаниях НТС. кафедры «Электромеханика и автомобильное электрооборудование» Самарского государственного технического университета (г. Самара; 2008 -2010 г.г.).

Публикации: По результатам диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ, в том числе, 4 работы в изданиях, определенных перечнем ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 121 наименований. Основной текст диссертации изложен на 114 страницах, диссертация содержит 37 рисунков, 6 таблиц, библиографический список на 9 страницах.

В первой главе работы содержатся аналитический обзор работ по рассматриваемой проблеме, моделированию и оптимизации технологических процессов в установках охлаждения газа; постановка задачи исследования; рассматриваются характеристики объекта управления.

Во второй главе разработано математическое описание технологического процесса охлаждения газа в ABO, ориентированное на оптимизацию алгоритмов управления ABOi Проведена декомпозиция, и объект управления* представлен в виде взаимосвязанных подсистем: процессов теплообмена, аэродинамических процессов и электромеханических процессов в электроприводах вентиляторов.

В результате теоретических и экспериментальных исследований стационарных режимов работы ABO газа подтверждена возможность линейной аппроксимации зависимости скорости (расхода) воздуха через теплообменник ABO' от частоты вращения (частоты напряжения, подаваемого на электродвигатель) вентилятора ABO; подтверждено, что момент на валу вентилятора (статический момент) при постоянном угле атаки лопастей зависит от квадрата частоты вращения п вентилятора, а мощность на валу зависит от относительной скорости в третьей степени; впервые получены математические модели, устанавливающие взаимосвязь перепада температуры на ABO от управляющих воздействий в виде частоты вращения, вентиляторов, частоты напряжения, подаваемого на электродвигатели вентиляторов, скорости потока воздуха через теплообменник ABO.

В третьей главе разработана математическая модель, функционально ориентированная на решение задачи оптимизации режимов работы установки охлаждения, газа в стационарном режиме по критерию минимума потребляемой мощности электродвигателей вентиляторов. Разработана общая постановка задачи оптимизации режимов работы ABO газа в стационарных режимах по критерию минимума потребляемой мощности электродвигателей вентиляторов. Поставлена частная задача оптимизации режимов работы типовой установки охлаждения газа в стационарных режимах и разработана методика ее решения при ряде упрощающих допущений. Показано, что при отличающихся тепловых характеристиках отдельных частей теплообменника, что принципиально присуще ABO, для достижения режима работы ABO, оптимального по критерию минимума потребляемой мощности, необходимо на первый и второй вентиляторы подавать отличающиеся по величине управляющие воздействия. Получены выражения для расчета оптимальных значений управляющих воздействий, обеспечивающих требуемый температурный перепад на ABO при минимуме потребляемой мощности.

В четвертой главе на основе разработанной методики рассмотрены оптимальные алгоритмы управления частотой вращения электродвигателей вентиляторов для различных технологических ситуаций. Показано, что при отличающихся значениях коэффициентов передачи первой и второй части теплообменника, что принципиально присуще аппаратам воздушного охлаждения газа, оптимальные значения управляющих воздействий на первый и второй вентиляторы должны быть различны. Установлено, что в условиях, когда требования технологического задания по температурному перепаду могут быть выполнены включением только одного из вентиляторов, оптимальным является алгоритм одновременного управления частотой вращения обоих вентиляторов. Показано что в условиях, когда требования технологического задания по температурному перепаду могут быть выполнены включением одного из вентиляторов на номинальную частоту вращения и регулированием частоты вращения второго вентилятора, оптимальным является алгоритм- одновременного управления частотой вращения обоих вентиляторов. Предложена структура системы автоматического управления температурой на выходе ABO, реализующая оптимальные алгоритмы управления. На основе моделирования показано, что САУ с синтезированным регулятором обеспечивает высокое качество управления температурой на выходе ABO в условиях действия основных возмущений.

Выводы по главе 4

1 На основе разработанной в предыдущем разделе методики оптимизации показано, что при отличающихся значениях коэффициентов передачи первой и второй части теплообменника, что принципиально присуще аппаратам воздушного охлаждения газа, оптимальные значения управляющих воздействий на первый и второй вентиляторы должны быть различны.

2 Установлено, что в условиях, когда требования технологического задания по температурному перепаду могут быть выполнены включением только одного из вентиляторов, оптимальным является алгоритм одновременного управления частотой вращения обоих вентиляторов.

3 Показано что в условиях, когда требования технологического задания по температурному перепаду могут быть выполнены включением одного из вентиляторов на номинальную частоту вращения и регулированием частоты вращения второго вентилятора, оптимальным является алгоритм одновременного управления частотой вращения обоих вентиляторов.

4 Предложена структура системы автоматического управления температурой на выходе ABO, реализующая оптимальные алгоритмы управления. На основе моделирования показано, что САУ с синтезированным регулятором обеспечивает высокое качество управления температурой на выходе ABO в условиях действия различных возмущений и вариациях параметров объекта управления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований получены следующие основные результаты.

1 Подтверждена возможность линейной аппроксимации зависимости скорости (расхода) воздуха через теплообменник ABO от частоты вращения (частоты напряжения, подаваемого на электродвигатель) вентилятора ABO.

2 Подтверждено, что момент на валу вентилятора (статический момент) при постоянном угле атаки лопастей зависит от частоты вращения п вентилятора во второй степени, а мощность на валу зависит от относительной скорости в третьей степени.

3 Впервые получены математические модели, устанавливающие взаимосвязь перепада температуры на ABO от управляющих воздействий в виде частоты вращения вентиляторов, частоты напряжения, подаваемого на электродвигатели вентиляторов, скорости потока воздуха через теплообменник ABO.

4 Разработана общая постановка задачи оптимизации режимов работы УОГ в стационарных режимах по критерию минимума потребляемой мощности электродвигателей вентиляторов.

5 Поставлена частная задача оптимизации режимов работы типовой установки охлаждения газа в стационарных режимах и разработана методика ее решения при ряде упрощающих допущений.

6 Показано, что при отличающихся тепловых характеристиках отдельных частей теплообменника, что принципиально присуще ABO газа, для достижения оптимального по критерию минимума потребляемой мощности режима работы ABO необходимо на первый и второй вентиляторы подавать отличающиеся по величине управляющие воздействия.

7 Получены выражения для расчета оптимальных значений управляющих воздействий, обеспечивающих требуемый температурный перепад на ABO при минимуме потребляемой мощности электродвигателей.

8 На основе разработанной методики оптимизации показано, что при отличающихся значениях коэффициентов передачи первой и второй части теплообменника, что принципиально присуще аппаратам воздушного охлаждения газа, оптимальные значения управляющих воздействий на первый и второй вентиляторы должны быть различны.

9 Установлено, что в условиях, когда требования технологического задания по температурному перепаду могут быть выполнены включением только одного из вентиляторов, оптимальным является алгоритм одновременного управления частотой вращения обоих вентиляторов.

10 Показано что в условиях, когда требования технологического задания по температурному перепаду могут быть выполнены включением одного из вентиляторов на номинальную частоту вращения и регулированием частоты вращения второго вентилятора, оптимальным является алгоритм одновременного управления частотой вращения обоих вентиляторов.

11 Проанализирована эффективность различных алгоритмов управления частотой вращения- электродвигателей вентиляторов типовой установки охлаждения газа.

12 Предложена структура системы автоматического управления температурой газа на выходе УОГ, реализующая оптимальные алгоритмы управления. На основе моделирования показано, что САУ с синтезированным регулятором обеспечивает высокое качество управления температурой на выходе УОГ в условиях действия различных возмущений.

1. Абакумов, A.M. Оптимизация управления возбуждением синхронных двигателей газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций / А. М. Абакумов, П. К. Кузнецов, Г. Р. Шварц // Вестн. Самар. гос. техн. ун-та. -1998,-№5.-С. 5-12.

2. Абакумов, A.M. Оценка качества решений при проектировании систем электроснабжения компрессорных станций магистральных газопроводов / A.M. Абакумов, C.B. Голубев, Г.Р. Шварц // Вестник Самар. гос. техн. ун-та. Технические науки. 2005. - № 3. - С. 85-88.

3. Алиев, P.A. Трубопроводный транспорт нефти и газа / P.A. Алиев, В.Д. Белоусов, А.Г. Немудров и др. 2-ое изд. - М.: Недра, 1988. - 368 с.

4. Алимов, С. В. Аппараты воздушного охлаждения газа: опыт эксплуатации и пути совершенствования / С. В. Алимов, В. А. Лифанов, О. Л. Миатов // Газовая промышленность. 2006 - № 6. - С. 54-57.

5. Алимов, C.B. Моделирование установившихся процессов теплообмена в аппаратах воздушного охлаждения газа / С. В. Алимов, И. А. Данилушкин, В. Н. Мосин // Вестник Самар. гос. техн. ун-та. Сер. «Технические науки». 2010 - № 2 (26). - С. 178-186.

6. Алимов, C.B. Модернизация вентиляторов ABO газа при реконструкции КС МГ / С. В. Алимов, А. О. Прокопец, С. В. Кубаров и др. // Газовая промышленность. 2009. - № 4. - С. 54-56.

7. Алимов, C.B. Экономический подход к охлаждению природного газа на КС МГ / С. В. Алимов, Е. Г. Зайцев, С. В. Кубаров // Газовая промышленность. 2009 - № 3. - С. 46-47.

8. Альбокринов, B.C. и др. Перенапряжения и защита от них в электроустановках нефтяной промышленности / В .С . Альбокринов, В .Г Гольдштейн, Ф.Х .Халилов. Самара: Изд-во "Самар.ун-т", 1997. - 323 с.

9. Артюхов, И.И. Энергосберегающий электропривод на объектах магистрального транспорта и хранения газа / И. И. Артюхов, И. П. Крылов, А. В. Короткое, Н. В. Погодин // Энергосбережение в Саратов, обл. 2002. — N4.-С. 32-34.

10. Аршакян, И.И. Повышение эффективности электротехнических комплексов установок охлаждения газа: автореф. дис. . канд. техн. наук / И.И. Аршакян. Саратов, 2004. - 22 с.

11. Бахмат, В.Г. Аппарат воздушного охлаждения на компрессорных станциях / В.Г. Бахмат, Н.В. Еремин, O.A. Степанов. СПб: Недра, 1994. — 102 с.

12. Бекиров, Т.М. Первичная переработка природных газов. / Т. М. Бекиров. М.: Химия, 1987. - 256 с.

13. Белоусенко, И.В. Энергетика и электрификация газовых промыслов и месторождений / И. В. Белоусенко, Г. Р. Шварц, В. А. Шпилевой. -Тюмень: Изд-во «Тюмень», 2000. 274 с.

14. Бикчентай, Р.Н. Влияние температуры транспортируемого газа на топливно-энергетические затраты КС. / Р.Н. Бикчентай, А.Н. Козаченко, Б.П. Поршаков // Газовая промышленность. 1991. - № 2. — С. 19-21.

15. Булатова, Д.А. Оптимизация комбинированных систем охлаждения газоперерабатывающих и нефтеперерабатывающих производств: автореф. дис. канд. техн. наук / Д.А. Булатова. Саратов, 2004. — 21 с.

16. Бутковский, А. Г. Методы управления системами с распределенными параметрами / А. Г. Бутковский. М.: Наука, 1975. - 588 с.

17. Варгафтик, Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей Н.Б. Варгафтик. — М.: Наука, 1972. 720 с.

18. Волков, A.A. Элементы линейного программирования / А.А.Волков. -М. Просвещение. 1975. 143 с.

19. Волков, Е.А. Численные методы / Е.А. Волков. М.: Наука, 1982. -254 с.

20. Володин, В.И. Оптимизация теплообменников воздушного охлаждения / В.И. Володин // Теплоэнергетика 1994 - № 8. - С. 43-47.

21. Временные методические указания по проведению анализа эффективности использования энергоресурсов ОАО «Газпром» на 2001-^2003 г.г.

22. Гилл, Ф. Практическая оптимизация / Ф. Гилл, У. Мюррей, М. Райт. М.: Мир, 1985.- 509 с.

23. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

24. ГОСТ 30583-98. Энергосбережение. Методика определения полной энергоемкости продукции, работ, услуг.

25. Давидовский, Г.А. Электроэнергетика Западно-Сибирского нефтегазового комплекса / Г. А. Давидовский, В. П. Росляков, В. А. Фомин; под ред. Л. И. Мардера. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 164 с.

26. Т.1. Высокие технологии, исследования, промышленность. — СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2010. С. 137-139.

27. Девятов, Б.Н. Теория и методы анализа управляемых распределённых процессов / Б.Н. Девятов, Н.Д. Демиденко. Новосибирск: Наука, 1983.-272 с.

28. Диксон, Дж. Проектирование систем / Дж. Диксон. М. Мир. 1969. -440 с.

29. Долотовская, Н.В. Оптимизация структуры систем комбинированного охлаждения установок транспорта природного газа. / Н.В. Долотовская, Д.А. Булатова // Электро- и теплотехнические процессы и установки: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2003. - С. 299-303.

30. Евенко, В.И. Влияние структуры эксплуатационных затрат на эффективность теплообменных аппаратов / В.И. Евенко // Химическое и нефтяное машиностроение. 1997. - № 3. - С.17-19.

31. Евенко, В.И. Оптимизация энергетического показателя теплообменного аппарата / В.И. Евенко // Химическое и нефтяное машиностроение. 1995. - № 1. - С. 7-12.

32. Егоров, А.И. Оптимальное управление тепловыми и диффузионными процессами / А.И. Егоров. М.: Наука, 1978. - 464 с.

33. Завальный, П.Н. Оптимизация работы сложной газотранспортной системы. /П.Н. Завальный // Газовая промышленность. 2002. - № 9. — С. 5659.

34. Истомин, В.А. Газовые гидраты в природных условиях / В.А. Истомин, B.C. Якушев. М.: Недра, 1992. - 236 с.

35. Камалетдинов, И.М. Энергосбережение при эксплуатации аппаратов воздушного охлаждения на магистральных газопроводах: автореф. дис. . канд. техн. наук / И.М. Камалетдинов. Уфа: Уфим. гос. нефт. техн. ун-т, 2002.-24 с.

36. Камалетдинов, И.М. Коэффициенты теплопередачи аппаратов воздушного охлаждения (ABO) газовой промышленности/ И.М. Камалетдинов, Ф.Ф. Абузова // Проблемы энергетики. 2002. - № 3-4. - С. 20-23.

37. Каменских, И.А. Энергосберегающая технология транспорта газа / И.

38. A. Каменских // Научные проблемы Западно-Сибирского нефтегазового региона: гуманитарные, естественные и технические аспекты: тезисы докл. научно-технической конференции, Тюмень, 14-17 дек., 1999. Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ. - 1999. - С. 307-308.

39. Кафаров, В.В. Математические основы автоматизированного проектирования химических производств / В. В. Кафаров, В. П. Мешалкин,

40. B. Л. Перов. М.: Химия, 1979. - 320 с.

41. Кафаров, В.В. Оптимизация теплообменных аппаратов и систем. / В.В. Кафаров, В.П. Мешалкин, Л.В. Гурьева М.: Энергоатомиздат, 1988. -192 с.

42. Кафаров, B.B. Основы автоматизированного проектирования химических производств / В.В. Кафаров, В.Н. Ветохин. М.: Наука, 1987. -624 с.

43. Корн, Г. Справочник по математике / Г. Корн, Т. Корн. — М., 1968. -720 с.

44. Коршак, A.A. Основы нефтегазового дела: учебник для ВУЗов / A.A. Коршак, A.M. Шаммазов. Уфа.: ООО «ДизайнНолиграфСервис», 2001. -544 с.

45. Котенев, В;И. Моделирование и управление температурными полями подвижных объектов в электротермических установках с конвективным теплообменом: автореф. дис. докт. техн. наук / В.И. Котенев. Самара, 1999.-35 с.

46. Кочергин, В.И. Расчет процессов охлаждения в условиях газовой промышленности и газонефтепереработки / В.И. Кочергин. М.: МИНГ им. И.М. Губкина,.1988. - 78 с.

47. Кошляков, Н.С. Уравнения в частных производных математической физики / Н.С. Кошляков;. Э.Б. Глинер, 'М!М1 Смирнов. — М.: Высшая школа, 1970.-710 с.

48. Крейт, Ф. Основы теплопередачи / Ф. Крейт, У. Блэк; пер. с англ. -М.: Мир, 1983.-512 с.

49. Крылов^ Г.В. Эксплуатация газопроводов Западной Сибири / Г.ВЛСрылов, А.В: Матвеев, O.A. Степанов, Е.И, Яковлев. -М.: Недра, 1985. -288 с.

50. Крюков, Н.П. Аппараты воздушного охлаждения / Н.П. Крюков. -М.: Химия, 1983. — 168с. .

51. Кудрин, Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий / Б.И. Кудрин. М.: Энергоатом издат, 1995.

52. Ларин, Е.А. Энергетическая эффективность систем воздушного охлаждения- и аппаратов воздушного охлаждения: инструктивно-методические указания к расчету / Е.А. Ларин, Н.В. Долотовская, Д.А. Булатова. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2002. — 45 с. ; . ■

53. Лежнев, М.В. Структурное моделирование1 и автоматическое управление температурой абсорбента в теплообменном аппарате установки комплексной подготовки газа. : автореф. дис. . канд. техн. наук / М.В. Лежнев. Самара, 2008. — 23 с.

54. Лыков, A.B. Тепломассообмен: справочник / A.B. Лыков. М.: Энергия, 1978.-480 с.

55. Маликов, Ю.К. Численный метод решения задач теплопроводности для двумерных тел сложной формы / Ю.К. Маликов, В.Г. Лисиенко // Инженерно-физический журнал. 1981. - № 3. - С.503-509.

56. Меньшов, Б.Г. Электротехнические установки и комплексы в нефтегазовой промышленности: учеб; / Б.Г. Меньшов, М.С. Ершов, А.Д. Яризов.-М.: Недра, 2000. 487 с.

57. Методика теплового и аэродинамического расчета аппаратов воздушного охлаждения. М.: ВНИИнефтемаш, 1974. - 101 с.

58. Микаэлян, Э.А. Топливно-энергетические затраты в магистральном транспорте газа / Э. А. Микаэлян// Газовая промышленность. 2002. — № 5. -С. 82-85.

59. Мигай, В.К., Фирсова, Э.В. Теплообмен и гидравлическое сопротивление пучков труб. — Ленинград: Наука, 1986. 195с.

60. Мушик, Э. Методы принятия технических решений / Э. Мушик, П. Мюллер. М. Мир. 1990. - 208 с.

61. Новые технологии и современное оборудование в электроэнергетике газовой промышленности / И.В. Белоусенко, Г.Р. Шварц, С.Н. Великий и др. М.: Недра, 2002. - 300 с.

62. Поршаков, Б.П. Пути и способы развития энергосберегающих технологий в трубопроводном транспорте газов / Б. П. Поршаков, А.Н. Козаченко, В.И. Никишин // Изв. вузов. Нефть и газ. — 2000. —№ 3. С. 57-63.

63. Правила устройства электроустановок. — М.: Деан, 2000. 71 с.

64. Приборы и методы температурных измерений / Б.Н. Олейник, С.Н. Лаздина, В.П. Лаздин, О.М. Жагулло. М.: Недра, Изд-во стандартов, 1987. -296 с.

65. Применение современного электропривода переменного тока в технологиях газовой и нефтяной промышленности. Книга 3 / А.М.Абакумов, С. В. Алимов, В. Зипман, Л. А. Мигачева, Г. Р. Шварц. М.: Машиностроение-1, 2009. - 132 с.

66. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: справочник / под общ. ред. В.А. Зорина. 2-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 588 с.

67. Пупин, В. М. Экономия электроэнергии на компрессорных станциях магистральных газопроводов / В. М. Пупин, М. В. Луханин, В. П. Тунейкин, И. В. Пупина // Электроснабж. и автоматиз. пром. предприятий. — Чебоксары: Чуваш, гос. ун-т, 1997. С. 73-83.

68. Райбман, Н.С. Построение моделей процессов производства / Н.С. Райбман, В.М.Чадеев. М.: Энергия, 1975. - 304 с.л- 112

69. Рапопорт Э.Я. Системы подчиненного регулирования электроприводов постоянного тока: конспект лекций / Э.Я. Рапопорт. -Куйбышев, 1985. 56 с.

70. Растригин, JI.А. Введение в идентификацию объектов управления / JI.A. Растригин, Н.Е. Маджаров. М.: Энергия, 1977. - 215 с.

71. РД 153-39.0-112-2001. Методика определения норм расхода и нормативной потребности в природном газе на собственные технологические нужды магистрального транспорта газа.

72. Рей, У. Методы управления.технологическими процессами / У. Рей; пер с англ. М.: Мир, 1983. - 368 с.

73. Россеев, H.H. Создание энергоэффективной системы автоматического управления аппаратами воздушного охлаждения масла на основе частотно-регулируемого электропривода: автореф. дис. . канд. техн. наук / H.H. Россеев. Самара, 2006: - 19 с.

74. Рыбин, А.И. Экономия электроэнергии при эксплуатации воздушных компрессорных установок / А.И. Рыбин, Д.Г. Закиров. М.: Энергоатомиздат, 1988.— 72 с.

75. Саати, Т. Аналитическое планирование. Организация систем / Т. Саати, К. Керне. М. Радио и связь, 1991. - 224 с.

76. Сборник методических материалов для проведения энергетических обследований. Управление <<Самарагосэнергонадзор>>. Самара, 2001.

77. Сборник нормативно-методических материалов по проведению энергетических обследований и энергетического аудита предприятий и организаций ОАО «Газпром». — Москва, 2001.

78. Себиси, Т. Конвективный теплообмен. Физические основы и вычислительные методы / Т. Себиси, II. Брэдшоу; пер. с англ. М.: Мир, 1987.-592с.

79. Седых, А.Д. Справочник по автоматизации в газовой промышленности / А. Д. Седых, М. М. Майоров, В. В. Дубровский и др. — М.: Недра, 1990.-372 с.

80. Серебряков, A.M. Электронная исполнительная документация как инновационный фактор проектов магистральных газопроводов / А. М. Серебряков, С. В. Алимов, А. М. Блинков // Газовая промышленность. 2010 - № 9.-С. 45-47.

81. Скобло, А.И. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии / А.И. Скобло, Ю.К. Молоканов, А.И. Владимиров, В.А. Щелкунов. М.: Недра, 2000. - 378 с.

82. Соболь, И.М. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями / И.М. Соболь, Р.Б. Статников. М.: Наука, 1981.

83. Справочник по проектированию электроэнергетических систем / под ред. С.С. Рокотяна, И.М. Шапиро. М.: Энергоатомиздат. - 1985.

84. Справочник по теплообменным аппаратам / П.И. Бажан, Г.Е. Канавец, В.М. Селиверстов. М.: Машиностроение, 1989. - 368 с.

85. Стандартизированные аппараты воздушного охлаждения общего назначения. М.: ЩШТИхимнефтемаш, 1973. - 39 с.

86. Степанов, O.A. Охлаждение масла и газа на компрессорных станциях / O.A. Степанов, В.А. Иванов. Л.: Недра, 1982. - 143 с.

87. Теплотехнический справочник / Под общ.ред. В.Н. Юренева. -Т.2. М.: Энергия, 1976. - 896 с.

88. Теплофизические свойства жидкостей и газов: сб. статей. -Махачкала: Б.и., 1979. 127 с.

89. Фрер, Ф. Введение в электронную технику регулирования / Ф. Фрер, Ф. Ортенбургер. -М.: Энергия, 1973. 423 с.

90. Хабибуллин, М. Г. Энергосберегающие технологии, реализуемые ОАО "Казанское МПО" по заказу ОАО "Газпром" / М. Г. Хабибуллин // Энерг. политика. 2000. - N 3. - С. 38-40.

91. Химмельблау, Д. Прикладное нелинейное программирование / Д. Химмельблау; пер. с англ.; под ред. М. Л. Быховского. М.: Мир, 1975. - 534 с.

92. Чистяков, B.C. Краткий справочник по теплотехническим измерениям / B.C. Чистяков. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 320 с.

93. Шашков, А.Г. Системно — структурный анализ процесса теплообмена и его применение / А.Г. Шашков. М.: Энергоатомиздат. 1983.- 280 с.

94. Шпилевой, В.А. Современные проблемы энергоснабжения и энергосбережения нефтегазового комплекса / В. А. Шпилевой // Науч.-техн. пробл. Зап.-Сиб. нефтегаз. комплекса. 1995. - № 1. — С. 162-165.

95. Шпилевой, В.А. Энергетика, экономика и энергосбережение нефтегазового комплекса / В. А. Шпилевой // Изв. вузов. Нефть и газ. 1998. -№ 1.-С. 107-112.

96. Шпилевой, В.А. Энергетические проблемы добычи и транспорта нефти и газа / В. А. Шпилевой // Изв. вузов. Нефть и газ. 1997. - № 1. - С. 100-106.

97. Шпотаковский, М.М. Энергосбережение при трубопроводном транспорте природного газа / М. М. Шпотаковский // Газовая промышленность. 1998. — N 11. —С. 19-21.

98. Шпотаковский, М.М. Энергосбережение при трубопроводном транспорте природного газа / М. М. Шпотаковский // Газовая промышленность. 2001. - № 3. - С. 28-30.

99. Шпотаковский, М.М. Энергосбережение при эксплуатации газопровода большого диаметра / М. М. Шпотаковский // Газовая промышленность. 2004. - N 3. - С. 49-51.

100. Шпотаковский, М.М. Энергосбережение при эксплуатации КС / М. М. Шпотаковский // Газовая промышленность. 2002. - N 5. - С. 80-82.

101. Эйккофф, П. Основы идентификации систем управления / П. Эйккофф. М.: Мир, 1975. - 680 с.

102. Энергетическая стратегия России на период до 2020года. М.: Нефть и газ, 2000. - 442 с.

103. Энергоаудит и нормирование расхода энергоресурсов: сборник методических материалов НГТУ, НИЦЭ. Н. Новгород, 1998. - 260 с.

104. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха: справочник: справ. Пособие / Л.Д. Богуславский, В.И. Ливчак, В.П. Титов и др.; под ред. Л.Д. Богуславского, В.И. Ливчака- М.: Стройиздат, 1990 624 с.

105. Язик, A.B. Системы и средства охлаждения природного газа / A.B. Язик. М.: Недра, 1986. - 200 с.

106. Linde, R. Advantage of pipelining gas at low temperatures/ R. Linde // Pipe Line Industry. 1984. - vol. 55, No.3. - P. 49-56.