автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.13, диссертация на тему:Система поддержки решений по обеспечению эксплуатационной надежности и экологической безопасности работы технологического оборудования магистральных газопроводов

ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ НЕФТИ й ГАЗА ИМ. И.М.ГУБКИНА

г о О Д На правах РУКОПИСИ

УДК 622.691.4.07.(252.6)

I

ТУХБАТУЛЛИН ФАРИТ ГАРИФОВИЧ

СИСТЕМА ПОДДЕРИЙ РЕШЕНИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕШОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

Специальность 05.15.13 - "Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание

ученой степени доктора технических наук

Москва 1998 г.

Работа выполнена в Государственной академии нефти и газа им. И.М.Губкина и АО "Баштрансгаз" РАО "Газпром"

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

3. Т. Галиуллин,

доктор технических наук, профессор В. И. Марон,

доктор технических наук, профессор Л. И. Быков

Ведущая организация - АО "Самаратрансгаз"

Защита состоится 199з г в часов в ау-

дитории ■¿'(Р^. на заседании диссертационного совета Д. 053.27.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.13 "Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ" при Государственной академии нефти и газа им. И.М.Губкина по адресу: 117917, г.Москва, ГСП-1, Ленинский пр-т, 65

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГАНГ им. И. М. Губкин; Автореферат разослан " /¿Г "¿зу?^>е?-г^1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

В. В. ОРЕХОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации.

Газовая промышленность России представляет собой одну из важнейших составных частей топливно-энергетического комплекса. В связи с тем, что газодобывающие районы расположены далеко от центров потребления газа, возникает настоятельная потребность в увеличении единичной мощности силовых агрегатов. Такие проблемы как контроль технического состояния технологического оборудования газотранспортных систем, поддержание оптимальных режимов работы компрессорных станций (КС) и линейной части магистральных газопроводов, рациональная загрузка газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и своевременное качественное выполнение графиков планово-предупредительных ремонтов технологического оборудования являются важнейшими средствами повышения эффективности использования оборудования КС и повышения надежности работы газотранспортных систем.

Для повышения надежности силового и технологического оборудования на КС применяются различные методы диагностики. Широкое применение диагностирования силового оборудования позволяет перейти от планово-предупредительной системы обслуживания к обслуживанию по фактическому состоянию. Это в свою очередь приводит к сокращению вынужденного простоя силового оборудования вследствие аварийных отказов и дополнительных ремонтов, уменьшению зремени ремонтов и, как следствие, к повышению его надежности. Диагностирование силового оборудования позволяет прогнозировать состояние агрегатов, правильно выбирать сроки межремонтного обслуживания. На основании диагностирования силового и технологического оборудования можно проводить расчеты количества запасных частей, необходимых для своевременного обслуживания оборудования КС, и качества ремонтных работ с целью уменьшения времени нахождения оборудования КС в ремонте.

Разработка методов диагностики, исследование возможносте: использования различных видов диагностики, выбор наиболее рацио нальных методов являются важной и актуальной задачей.

Существующая в России мощная система магистрального транс порта газа оборудована большим числом газоперекачивающих arpera тов. В силу специфических особенностей горения в камере сгорани: ГПА, вместе с продуктами полного окисления природного газа произ водится выброс в окружающую среду и вредных веществ. Это углево дороды, окислы азота и окись углерода. Практика экологическо; экспертизы выхлопных газов ГПА в компрессорных станциях магист ральных газопроводов показывает, что основными компонентами вред ных выбросов являются окислы азота. Реальная опасность окисш азота в тех концентрациях, в которых они обнаруживаются в атмос фере района расположения КС связаны с их активностью в фотохими ческих реакциях, оказывающих прямое негативное влияние на челове ка и растительность. Таким образом, основное внимание при расе мотрении мероприятий по увеличению экологической безопасности ра боты КС должно быть обращено на снижение выбросов окислов азота.

Особенности развития газопроводного транспорта обусловил высокую концентрацию мощных ГПА на небольших площадях, что допол нительно осложняет экологическую обстановку в районах расположе ния КС магистральных газопроводов. Эта ситуация настоятельно дик тует развитие методов и разработку путей снижения эмиссии окис лов азота. Следует подчеркнуть, что решение этой проблемы приоб ретает все большее экономическое значение.

В первую очередь это связано с ужесточением требований ¡ уровню вредных выбросов и, как следствие, ростом штрафных санкци: к нарушителям экологических норм. Во-вторых, в настоящее время н КС эксплуатируются в основном энергетические установки, разрабо танные еще в период, когда должного внимания образованию окисло: азота в процессе горения углеводородного топлива не уделялось

Замена этих установок новыми, зачастую далекими от совершенства, требует значительных материальных затрат.

Поэтому наиболее рациональным (в силу сложившихся обстоятельств ввода в эксплуатацию нового оборудования) является проведение изысканий, связанных с изменением условий горения в камере сгорания эксплуатируемых агрегатов с целью значительного снижения концентраций окислов азота в продуктах сгорания природного газа, т.е. обеспечения экологической безопасности работы КС магистральных газопроводов.

Выполненные исследования являются актуальными, так как связаны с реализацией задач по обеспечению высоконадежного трубопро-зодного транспорта. Работа выполнялась в соответствии с комплексными научно-техническими программами Минвуза РСФСР "Нефть и газ Западной Сибири" на 1986-1990 гг. и РАО "Газпром": "Высоконадежный трубопроводный транспорт" на 1990-1995 гг.; "Программа по ог-эаничению и сокращению выбросов окислов азота на компрессорных станциях" на 1991-1995 гг. и до 2000 г.

Цель диссертационной работы - разработка научных основ технического обслуживания и диагностики технологического, силового зборудования компрессорных станций и запорной арматуры магистральных газопроводов для обеспечения экологической безопасности и эксплуатационной надежности КС магистральных газопроводов.

Основные задачи исследований. В соответствии с поставленной ^елью в диссертационной работе решены следующие задачи:

1. Исследование процессов проведения технического обслуживания технологического и силового оборудования КС, а также выполнения ремонтно-восстановительных работ с учетом их представления в зиде управляемых полумарковских процессов.

2. Исследование и разработка методов виброакустического диагностирования технического состояния технологического и силового зборудования компрессорных станций магистральных газопроводов.

3. Исследование физических механизмов образования вредны; веществ при использовании природного газа в газотурбинных установках компрессорных станций в условиях работы камеры сгоранш ГТК-10-4.

4. Модельные и экспериментальные исследования образованш окислов азота при горении предварительно подготовленной мета-но-воздушной смеси применительно к условиям работы промышленные газотурбинных установок.

5. Исследование и разработка методов обеспечения экологической безопасности и эксплуатационной надежности компрессорного I технологического оборудования магистральных газопроводов.

Научная новизна.

Представленная работа является научньм обобщением по проблеме обеспечения эксплуатационной надежности и экологической безопасности технологического и силового оборудования компрессорны; станций магистральных газопроводов.

Использование разработанных автором математических моделе] прогнозирования эффективного технического обслуживания и выполнения ремонтно-восстановительных работ при эксплуатации технологического и силового оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов с учетом показателей автоматизированных средст: сбора информации об отказах, а также разработанных алгоритма] численного поиска эффективных решений системы уравнений, описывающих формирование показателя эффективности обслуживания при экс плуатации, позволило выявить особенности обеспечения рациональности основных характеристик технического обслуживания, периодич ности контрольных проверок, периодичности ремонтов и уровня запасов резервных элементов.

Изучены закономерности виброакустического диагностировали: технического состояния технологического и силового оборудовани; компрессорных станций магистральных газопроводов. Выполненный ве-

роятностно-статистичсский анализ натурных экспериментальных данных о состоянии технологического оборудования магистральных газопроводов дал возможность разработать методику определения перетечек газа в запорной арматуре технологической обвязки газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций. Предложена вероятностная модель оценки надежности газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов.

На основе современных представлений о турбулентном течении реагирующих газов обоснована концепция внедрения предварительной подготовки топливо-воздушной смеси в рабочий цикл камер сгорания газотурбинных установок компрессорных станций.

Изучен механизм образования окислов азота при сжигании предварительно подготовленной рабочей смеси бедного состава, установлено существенное влияние неравновесности реакций окисления природного газа на уровень эмиссии окиси азота и углерода.

Разработана принципиально новая схема организации горения в камере сгорания газоперекачивающего агрегата ГТК-10-4, обеспечивающая эмиссию окислов азота на уровне лучших мировых образцов (И0Х не более 25.0 ррт при 15% содержания 02).

Разработана методика расчета образования окислов азота применительно к условиям работы камеры сгорания отечественных газоперекачивающих агрегатов типа ГТК-10-4, ГТ-750-6.

Практическая ценность научных исследований и реализация работы в промышленности. Промышленное внедрение результатов работы в направлении улучшения экологических характеристик камеры сгорания позволило впервые в отечественной практике эксплуатировать цеха компрессорных станций "Москово", "Поляна", "Шаран" АО "Башт-рансгаз" (всего 38 агрегатов) с уровнем выбросов окислов азота не более 50 мг/м3 (при 15% 02), что снизило валовый выброс окислов азота более чем на один порядок.

Результаты работы позволили создать нормативно-технические

документы для обоснования организационных и технологических решений при эксплуатации компрессорных станций магистральных газопроводов. Использование руководящих документов при организации и проведении работ по техническому обслуживанию, ремонтно-восстано-вительным операциям и переоснащении компрессорных станций современным силовым оборудованием способствует обеспечению высоконадежного трубопроводного транспорта, а также сокращению стоимости и продолжительности выполнения работ.

Результаты исследований включены в следующие научно-технические разработки:

Система паспортизации запорной арматуры, ПО "Баштрансгаз", 1986 (утверждена Мингазпромом 16.03.86г.);

Виброакустический метод определения негерметичности запорной арматуры, Башкирское УМГ, 1988 (утверждена Башкирским Управлением магистральных газопроводов 28.11.88г.);

Методика оптимизации режимов работы центробежных нагнетателей компрессорных станций, УНИ, ПО "Баштрансгаз", 1988;

Система организационно-технических мероприятий по повышению надежности объектов и улучшению экологической ситуации в регионе, АО "Баштрансгаз", 1996 (утверждена АО "Баштрансгаз" 10.02.96г.).

Указанные методические материалы и результаты исследований использованы для обоснования:

системы планово-предупредительных ремонтов технологического и силового оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов по их техническому состоянию, позволившей резко снизить расход средств на капитальный ремонт без снижения общего уровня надежности;

природоохранного мониторинга предприятия и автоматизации измерений;

реконструкции камер сгорания газотурбинных агрегатоЕ ГТК-10-4В с установкой малотоксичных горелочных устройстЕ

ПСТ-70/30-20.

Предложенные в работе решения, методики и рекомендации были использованы при эксплуатации объектов магистрального трубопроводного транспорта РАО "Газпром", в частности при реконструкции компрессорных станций "Шаран" (8 агрегатов), "Москово" (24 агрегата), "Полянская" (8 агрегатов) и СПХГ "Канчуринская", что позволило получить экономический эффект в размере: 0.503 млн. рублей (в ценах 1988 г. без учета инфляционных коэффициентов); 498.9 млн. рублей (в ценах 1996 г.) и 523.85 млн.рублей (в ценах 1997 г.).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

Всесоюзной конференции "Проблемы трубопроводного транспорта нефти и газа" (г. Ивано-Франковск, 1985);

Всесоюзном совещании работников Мингазпрома "Организация ре-монтно-технического обслуживания запорной арматуры на предприятиях отрасли" (г. Ухта, 1988);

заседании технического совета производственного предприятия "Оргтехдиагностика" Мингазпрома (г. Харьков, 1988);

заседании технического совета Башкирского Управления магистральных газопроводов ПО "Уралтрансгаз" (г. Уфа, 1988);

3-ей международной деловой встрече "Диагностика-93" (г. Москва, 1993);

13-ом тематическом семинаре ГП "Оргэнергогаз" (г. Одесса, 1993);

международной конференции "Горение и внутрикамерные процессы" (г. Москва, 1993);

4-ой международной деловой встрече "Диагностика-94" (г. Москва, 1994);

научно-технической конференции "Физико-химические проблемы экологии энергоустановок на углеводородных топливах" (г. Москва,

1995);

научно-техническом семинаре "Передовые методы и средства защиты трубопроводных систем от коррозии" (г. Кострома, 1996);

2-й научно-технической конференции "Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России" (г. Москва,

1996).

Публикации. По материалам диссертационного исследования опубликовано 46 работ, в том числе 1 обзор и 2 монографии.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов, приложения и списка литературы из 198 наименований. Содержание изложено на 342 страницах, 99 рисунках и 3 таблицах.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы исследований, направленной на изучение; проблемы обнаружения и диагностики дефектов в технологическом оборудовании компрессорных станций; методов расчета технологических параметров эффективного технического обслуживания технологического и силового оборудования компрессорных станций; проблемы снижения выбросов окиси азота камерами сгорания газовых турбин компрессорных станций магистральных газопроводов. Отражена научная новизна и и практическая ценность выполненных исследований, а также их связь с общегосударственными задачами.

В первой главе выполнен анализ современных требований к обнаружению и диагностике дефектов в технологическом и силовом оборудовании компрессорных станций магистральных газопроводов.

В настоящее время предприятия магистрального транспорта газа характеризуются: сложными технологическими процессами; большой мощностью установленного оборудования; сложными технологическими цепочками; высокой производительностью оборудования; сложными

устройствами контроля и управления технологическими процессами: опасными последствиями аварий. Эти особенности приводят к высокой стоимости простоя оборудования. Достижение эксплуатационной надежности требует дорогостоящих программ технического обслуживания, а также надежного, а следовательно, и более дорогого оборудования. Любая система или методика обнаружения неполадок, которая позволяет использовать менее дорогое оборудование, увеличивающее работоспособность компрессорных станций магистральных газопроводов и снижение эксплуатационных расходов, заслуживает самого пристального внимания. Таким образом, диагностика и обнаружение неполадок технологического оборудования магистрального транспорта газа на ранней стадии имеет весьма существенное экономическое значение как при проектировании, так и во время эксплуатации магистрального газопровода.

Анализ литературных источников показал, что среди существующих методов технической диагностики - термическая индикация, ароматическая диагностика, рентгенография, виброакустическая диагностика, радиоволновое диагностирование, интроскопия, диагностика по структурному анализу масла и выпускных газов, радиоактивных изотопов - для технологического и силового оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов наиболее эффективна виброакустическая диагностика. Тем не менее, имеющиеся акустические методы и средства измерения не нашли еще достаточно широкого распространения в технологии магистрального транспорта газа, главным образом из-за отсутствия единых рекомендаций по интерпретации спектров акустических измерений производственных шумов используемого оборудования.

Практика разработки, создания и эксплуатации камер сгорания для газотурбинных установок позволяет выделить наиболее существенные факторы, обуславливающие образование окислов азота в процессе горения топлива. Прежде всего, это режимные параметры. При

форсировании рабочего цикла происходит повышение давления, температуры воздуха и продуктов сгорания, обогащение состава смеси. Изменение этих параметров по существу меняет условия выгорания топлива и как следствие повышается скорость образования !\ЮХ. Анализ особенностей процесса образования окислов азота при горении метана, показал, что условия протекания процесса смешения, состав рабочей смеси и его изменение в зоне активного горения, а также температура воздуха определяют интенсивность образования N0* в камере сгорания. Уточнение механизма влияния режимных параметров на образование окислов азота необходимо при выборе конструктивного воздействия на условия горения топлива и образования окислов азота. Очевидно, что конструктивные мероприятия должны быть направлены на совершенствование камеры сгорания газоперекачивающего агрегата, обеспечивающей качество процессов смешения и горения.

Таким образом, были рассмотрены наиболее перспективные и широко используемые принципы организации рабочего процесса в камерах сгорания газовых турбин, направленных на снижение эмиссии окислов азота. Приведенный анализ свидетельствует о том, что наиболее приемлемым средством, обеспечивающим низкий уровень токсичности выхлопных газов при работе камеры сгорания на природном газе, является внедрение предварительной подготовки рабочей смеси. Это требует решения целого комплекса теоретических и экспериментальных задач, включающих также трудоемкий доводочный цикл в реальных промышленных условиях.

Анализ опубликованных работ послужил основанием для постановки основных задач исследования проблемы обеспечения экологической безопасности и поддержания эксплуатационной надежности технологического и силового оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов.

Вторая глава посвящена вопросам математического моделирования технического обслуживания систем технологического и силового

оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов.

Одной из важнейших проблем надежности является проблема организации профилактических мероприятий. Своевременные и экономически обоснованные по глубине и объему профилактические работы позволяют улучшать показатели надежности и сокращать эксплуатационные расходы. В настоящее время задача технического обслуживания КС на основе полумарковских управляемых процессов исследована недостаточно полно. Применение этого теоретического аппарата представляет значительные трудности в виду сложности и разнообразии составляющих системы.

При математическом моделировании технического обслуживания, оборудование компрессорной станции представляется как композиция двух систем. Первая система структурированная - это дублированная система газоперекачивающих агрегатов (ГПА); вторая неструктурированная - это совокупность запорной арматуры (ЗА).

Процессы перехода КС из состояния в состояние Н^ отображены графами переходов, которые показывают стратегию обслуживания, необходимую для формирования системы эффективного обслуживания и ремонта КС. В качестве стратегии восстановления используется строго периодическое восстановление: система восстанавливается после отказа. Если она проработала без отказов заданный интервал времени %. то проводится профилактический ремонт. Восстановления, которые производятся после отказов - аварийные. Как профилактические, так и аварийные ремонты являются полными.

В качестве показателя эффективности использовался коэффициент готовности системы. При этом случайный процесс в системе ГПА определялся следующим образом: Х(0 = е0 - если в момент I все ГПА новые или полностью восстановленные; Х(0 = е, - если в момент I ровно 1 ГПА находится в неработоспособном состоянии (I = 0,1,2.... ш, ш - общее число агрегатов в системе ГПА вместе с резервными); ХШ = еш+1 - если в момент г в системе проводится

плановая предупредительная профилактика (ППП); X(t) = em+2 - если в момент t в системе проводится внеплановый аварийно-профилактический ремонт (ВАПР). Аналогичным образом определялся случайный процесс в системе запорной арматуры.

Существенным моментом является то, что в работе не предполагается экспоненциальных распределений для времен перехода системы ГПА или ЗА из одного состояния в другое (марковский процесс), а рассматривается вложенная марковская цепь, для которой является существенным только сам факт перехода, но не вид распределения времени этого перехода. Разработан алгоритм и пакет прикладных программ для определения коэффициента готовности системы в случае, когда время безотказной работы одного элемента системы распределено по закону Вейбулла-Гнеденко F(t) = 1 - exp[-(t/a)b], где а - параметр масштаба; b - параметр формы.

Реализация предложенной в работе методики осуществляется по следующему алгоритму для системы ГПА:

1. Вычисление функции безотказности РШ при задании функции распределения времени безотказной работы одного агрегата в системе ГПА F(t);

2. Вычисление определенных интегралов от 0 до t - для интеграла I = I PCt) dt и накопленной интенсивности отказов L(t) =

= S X(s) ds, а также вероятности i отказов р4 (t) = (kVi!)x xtLU)]1 expI-kL(t)];

3. Вычисление коэффициента готовности агрегатов в системе ГПА R(i) при задании величины интервала между двумя профилактическими проверками t;

4. Определение оптимальной величины интервала между двумя профилактическими проверками т0ПТ и соответствующего значения коэффициента готовности агрегатов в системе ГПА R(t0[tT).

В общем случае случайный полумарковский процесс X(t), характеризующий состояние компрессорной станции в произвольный момент

времени t, является двумерным случайным процессом X(t) = { Xt (t), X2(t)>, где Xi Ct) - случайный полумарковский процесс, описывающий параллельную зарезервированную систему ГПА; X2(t) - случайный полумарковский процесс, описывающий систему запорной арматуры (ЗА).

При моделировании процесса технического обслуживания КС принято, что случайный процесс X(t) может находиться в следующих состояниях: (е0,Е0) - состояние, в котором оборудование компрессорной станции новое или полностью отремонтированное, т.е. работоспособны все агрегаты в системе ГПА и все краны в системе ЗА; Cet,Е3) - состояние, в котором к моменту проведения плановой предупредительной профилактики (ППП) оказалось i агрегатов в неработоспособном состоянии и j кранов, требующих ремонта; (ej,Е3) -состояния, принимаемые за аварийные, если либо i = m для любого j, либо 'j = п для любого 1, т.е. отказ или ш агрегатов или п кранов.

В работе получены соотношения для расчетов функции безотказности P(t) технологического и силового оборудования КС P(t) = = Ei<m £i<n PÎKj (t)=i,Kg(t)=j), где P(Kt (t)=i>=pi (t) - число отказавших агрегатов Kt (t) за время t в системе ГПА и Р(Кг (t)=j}=q-j (t) - число отказавших кранов K2(t) за время t в системе ЗА.

Оптимизация показателей эффективности системы технологического и силового оборудования КС путем проведения планово-предупредительных осмотров осуществляется путем вычисления максимального значения коэффициента готовности обеих систем R(t) (ГПА и ЗА) с соответствующим оптимальным периодом осмотра t0„T.

Третья глава посвящена исследованию виброакустических характеристик технологического и силового оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов.

Газовые струи являются наиболее распространенными источниками возбуждения шума запорной арматуры компрессорных станций. При-

чем, если перепад давления на запорном кране выше критического, то истечение газа может происходить в режиме недорасширения, и струя является интенсивным источником шума. Для запорной арматуры обвязки нагнетателей природного газа источником звукового излучения являются возбудители аэродинамического происхождения, генерируемые рабочим колесом нагнетателя.

Спектры виброакустических характеристик запорной арматуры магистральных газопроводов, имеющей те или иные дефекты, будут различаться по сравнению со спектрами исправного оборудования. Наличие аномальных пиков в виброакустическом диапазоне колебаний, характеризующем работу запорной арматуры магистральных газопроводов, может свидетельствовать о наличии той или иной неисправности. Однако, при этом необходима знание собственных частот колебаний технологического оборудования компрессорных станций, являющихся источником акустических и вибрационных колебаний.

В работе показано, что в магистральном газопроводе существуют области акустической непроходимости звуковых каналов при достаточно медленном изменении возмущения на входе звукового канала - так называемая критическая частота. Критические частоты при утечке в кранах являются одновременно собственными частотами акустического канала щели, либо канала истечения газа из трубопровода в щели запорной арматуры. Поэтому определение этих критических частот является насущной задачей технологии трубопроводного транспорта газа.

В результате многократного отражения звуковых волн от границ щели запорной арматуры в ней возникает замкнутое трехмерное волновое поле. Объем щели представляет собой колебательную систему со спектром собственных частот, при этом каждой собственной частоте соответствует свой декремент затухания.

В работе на основе допущений, принятых в теории виброакустики, получено детерминированное выражение, позволяющее определять

критические частоты запарной арматуры, имеющей неплотности прокладок и критические частоты трубопровода. При этом учитываются конкретные технологические параметры эксплуатируемого трубопровода. Эти исследования послужили основой для разработки методики, позволяющей определять наличие неплотностей в системах уплотнений запорной арматуры. В работе приведены примеры расчета щели шарового крана "Суперблок" при разрушении кольцевой прокладки. Расчеты проводились для всех волновых чисел и до пятой моды включительно. Кроме того, приводятся расчеты собственных частот акустических колебаний щели при повреждении прокладки в кране "Borsig". Представлены результаты апробации расчетов критических частот для оборудования АО "Баштрансгаз".

По предложенному в работе алгоритму был разработан пакет программ для автоматизированного расчета собственных частот щелей запорной арматуры на ЭВМ и проведены соответствующие расчеты щели шарового крана при разрушении кольцевой прокладки системы уплотнения. Проведенные исследования показали хорошее согласование теоретических выводов с практическими результата*ш, полученными на компрессорных станциях АО "Баштрансгаз".

Выполненные в работе расчетно-экспериментальные исследования позволили получить алгоритмы определения характерных частот звуковых колебаний, возбуждаемых неисправной запорной арматурой.

Особое внимание следует обратить на результаты экспериментальных исследований и теоретических обоснований применения методов теории виброакустики для определения степени герметичности запорной арматуры компрессорных станций. В работе дано обоснование целесообразности использования спектрального анализа для расшифровки сложных вибрационных сигналов по частотным составляющим. Подробно описаны схемы экспериментов и применяемой аппаратуры.

Измерение спектрального состава шума проводилось шумомером фирмы "Брюль и Кьер" в комплексе с магнитографом. Эксперименты

проводились на двух кранах, установленных на участке трубопровода. В качестве рабочей среды использовался воздух. Для моделирования различных степеней негерметичности применялась заслонка. Расход воздуха определялся с помощью мерной шайбы. Датчики вибрации устанавливались непосредственно на корпусе крана и на расстоянии одного метра от него.

Результаты продувок показали, что в потоке возбуждается тур-булизированная струя с определенной частотой, на которую накладывается собственная частота механических колебаний корпуса крана. Аналогичные результаты получены при регистрации шума, измеренного шумомером. Обнаружено, что в спектре шума присутствуют частоты турбулизированной струи потока и собственные частоты колебаний трубы.

Виброакустическое обследование запорной арматуры технологической обвязки компрессорных станций проводилось во всех линейно-производственных управлениях АО "Баштрансгаз". Из опыта эксплуатации компрессорных станций установлено, что наиболее часто перетечки газа наблюдаются на кранах N1, N2 и ИЗ(бис) обвязки нагнетателей и на режимных кранах обвязки компрессорного цеха. Ранее наличие перетечек газа через запорную арматуру определялось лишь при производстве огневых и газоопасных работ при вскрытии нагнетателей.

Для определения перетечек газа через запорную арматуру производились специальные замеры уровня шума при продувке газа через свечу на различных режимах.

Измеренные виброакустические спектры каждого исследуемого крана сопоставлялись со спектром шума и вибрации эталонного герметичного крана. В работе представлены типичные спектры вибрации и шума герметичного крана и крана, имеющего утечку через неплотности системы уплотнения. Результаты сопоставления позволяют сделать вывод о том, что спектры вибрации герметичного крана имеют

вид плавно убывающей экспоненты без резких всплесков. Анализ спектра шума герметичных кранов показывает, что если относительная интенсивность звукового давления ниже « = 60 дБ, то кран герметичен. Превышение же порогового уровня может служить индикатором появления перетечек газа через неплотности уплотнений. Анализ спектров вибрации и шума на кранах со слабыми утечками ¡до 1000 м3/ч или 0.15% от пропускной способности крана) позволяет сделать заключение о том, что на спектрах вибрации в этом случае появляются резкие пульсации с наибольшими амплитудами в частотном диапазоне 10+20 кГц. На спектре шума при этом появляются всплески сигнала, превышающие пороговый уровень в том же самом частотном диапазоне, что и на спектре вибрации. Величина и может служить основой для количественного определения величины перетечки.

Экспериментальные спектры вибрации и шума запорных кранов обвязки нагнетателей компрессорных станций магистральных газопроводов, имеющих сильную перетечку (свыше 7000 м3/ч или 1% от пропускной способности крана), позволили установить, что для сильных перетечек газа характерным является частотный диапазон 5+10 кГц на спектре вибрации. Значение и на спектре шума при этом составляет (в зависимости от вида и конфигурации неплотностей) величину 100+120 дБ.

В результате анализа экспериментальных исследований проведенных как на опытно-промышленном стенде, так и непосредственно на действующих магистральных газопроводах установлено, что частотный диапазон от 0 до 800 Гц не несет какой-либо диагностической информации о наличии перетечек газа. В этом диапазоне происходит наложение вибрационных и шумовых сигналов, излучаемых вспомогательным оборудованием компрессорной станции.

Для количественной оценки величины перетечек на спектрах шума и вибрации следует рассматривать три частотных диапазона: 5+30 кГц - сильная перетечка; 10+20 кГц - средняя перетечка; свыше 20

кГц - микроперетечка. Расчетным путем проводилась количественная оценка перетечек газа через неустраняемые неплотности запорной арматуры в реальных условиях эксплуатации магистральных газопроводов. На основании экспериментальных исследований в АО "Баштрансгаз" оформлены технические заключения и предложены рекомендации по проведению профилактических и ремонтных работ. По результатам исследований было установлено, что 39 кранов Ду-1000 и Ру-80 подлежат замене, как непригодные для дальнейшей эксплуатации вследствие наличия значительных перетечек газа через неплотности систем уплотнения. По результатам выполненных в работе исследований при плановых остановках компрессорных станций АО "Баштрансгаз" было заменено 7 кранов Ду-1000 и Ру-80, 24 обратных клапанов Ду-1000 и Ру-80, 18 обратных клапанов Ду-700 и Ру-80. Комиссионное расследование состояния систем уплотнений замененных кранов и обратных клапанов подтвердило правильность заключений о необходимости замены кранов и обратных клапанов по результатам виброакустических исследований.

Одним из важнейших технологических параметров, характеризующих работу центробежных нагнетателей (ЦБН), эксплуатирующихся на компрессорных станциях магистральных газопроводов, является коэффициент технического состояния по мощности, который позволяет наиболее достоверно производить контроль текущего технического состояния ЦБН. В настоящее время наиболее широкое распространение получил способ определения коэффициента технического состояния ЦБН по замерам температуры и давления на входе и выходе нагнетателя. Основными недостатками такого способа оценки технического состояния нагнетателя являются высокие требования к точности производимых измерений. Другим способом определения коэффициента технического состояния может служить применение индикатора угловых ускорений развиваемой мощности. Недостатком этого способа является необходимость измерения угловых ускорений и развиваемых

при этом крутящих моментов в режиме свободного разгона двигателей, что невозможно использовать для ЦБН природного газа.

Поэтому представляется весьма желательным повышение точности и расширение диапазона применения способа измерения коэффициента технического состояния ЦБН непосредственно в условиях эксплуатации. Для этого в работе предлагается производить регистрацию мгновенной угловой скорости вращения ротора в месте установки антивибратора колебаний, резонансно настроенного на частоту, равную произведению числа лопаток на частоту вращения ротора. За величину сигнала, пропорционального мощности нагнетателя, предлагается принимать выделенную следящим полосовым фильтром из общего регистрируемого сигнала величину амплитуды гармоники, кратную числу лопаток ступени ЦБН. В работе рассмотрена конкретная блок-схема устройства с указанием необходимых параметров, позволяющих непосредственно эксплуатировать ее на компрессорных станциях магистральных газопроводов. Рассмотрен натурный пример определения коэффициента технического состояния газоперекачивающего агрегата ГТ-750-6, предназначенного для привода центробежного нагнетателя типа 370-18-1.

Показано, что применение разработанного способа в условиях промышленной эксплуатации компрессорной станции магистрального газопровода может принести значительный экономический эффект за счет предотвращения возможных поломок нагнетателя и продления срока его эксплуатации путем регулярного определения фактического технического состояния ЦБН.

Стоимость простоя технологического оборудования компрессорных станциях магистральных газопроводов, в частности, газоперекачивающих агрегатов, неуклонно возрастает в соответствии с увеличением удельной мощности ГПА. Поэтому чрезвычайно важным представляется вопрос достоверного прогнозирования различного рода отказов центробежных нагнетателей КС магистральных газопроводов.

Увеличение достоверности прогноза отказов газоперекачивающих агрегатов КС магистральных газопроводов позволит уменьшить возможность внезапных, подрывающих нормальный ход технологического процесса, остановок ГПА и повреждения оборудования, создает предпосылки для оптимального резервирования запасных частей.

В работе, на основании анализа неисправностей ГПА нескольких конкретных магистральных газопроводов, предложена вероятностно-статистическая модель, позволяющая прогнозировать возможность наступления отказов ГПА с учетом фактических условий их эксплуатации.

Разработанная модель позволяет учитывать влияние на надежность ГПА не только условий их эксплуатации, но и их модификацию и вид исполнения ГПА. Достоинством предлагаемой модели является возможность учета в ней изменений параметров технического состояния ГПА во времени. Для проверки адекватности предложенной математической модели обрабатывались натурные данные эксплуатации КС магистральных газопроводов Уренгой-Петровск, Челябинск-Петровск и Уренгой-Новопсков. В качестве критерия адекватности модельных и фактических наблюдений использовалась величина минимума дисперсии адекватности. В результате проведенных исследований получены конкретные величины коэффициентов, используемых в разработанной модели для указанных выше газопроводов. Анализ расчетных коэффициентов модели позволяет оценивать конкретные условия эксплуатации ГПА на натурных газопроводах. В частности, анализ фактических расчетных коэффициентов разработанной модели позволяет сделать вывод о том, что величина времени наработки на отказ отнесенная к его математическому ожиданию для ГПА одного и того же типа не зависит от того, на каком газопроводе они эксплуатируются.

В четвертой главе диссертации представлены результаты аналитического изучения образования окислов азота Ш0К) в турбулентном пламени природного газа, используемого в качестве топлива в газо-

турбинных установках компрессорных станций магистральных газопроводов.

Применительно к условиям работы камеры сгорания газоперекачивающих агрегатов основным источником окислов азота является "термическая N0" - результат окисления атмосферного азота в пос-лепламенной зоне. Поэтому в качестве базовой модели образования окиси азота использовался расширенный механизм Я. Б. Зельдовича.

С учетом этой модели окисления азота для условий горения метана была изучена возможность применения известных кинетических уравнений для расчета скорости образования окиси азота и практическая значимость влияния точности стандартных методов равновесного расчета горения углеводородного топлива на результаты аналитической оценки интенсивности образования N0. При этом был использован модернизированный вариант алгоритма расчета равновесных концентраций атомарного кислорода и температуры.

Результаты численного анализа показали, что для идеализированных условий горения метана (однородность топливо-воздушной смеси по составу, отсутствие потерь тепла из зоны горения) имеет место существенная разница в уровне концентрации N0, полученных по модели равновесия, и результатов измерений в области d > 1.9 (ü - коэффициент избытка воздуха).

С целью объяснения этих расхождений, на первом этапе, было проведено детальное изучение влияния турбулентности на протекание процессов окисления метана и атмосферного азота. Аналитическое изучение этого вопроса базировалось на современных представлениях о диссипации энергии турбулентности и скалярной диссипации в концентрационных неоднородностях. Были использованы наиболее перспективные методы описания турбулентности с помощью ЭВМ (статистический метод функции плотности вероятности - ФПВ, метод консервативной скалярной величины).

Метод консервативной скалярной величины как известно, осно-

вам на предположении, что характеристики взаимодействия двух реагирующих газовых потоков могут быть описаны одной переменной, если скорости химических реакций бесконечно велики. Это предположение позволяет свести задачу описания горения к описанию поля некоторой консервативной (сохраняющейся в химических реакциях) скалярной величины. В работе в качестве этой величины была использована относительная концентрация топлива г = (1 + а Ь0), где Ьц -стехиометрический коэффициент.

В предположении локального химического равновесия, мгновенные значения термохимических переменных в некоторой точке потока являются однозначными функциями г: р1 = [р3(г)]е, Т3 = [Т3 (г)]в, р3 = Ср3 (г)]е и т.д.

При наличии пульсации концентрации топлива эти термохимические переменные в некоторой точке, в том числе например, концентрация атомарного кислорода и температура, изменяются с течением времени, поэтому и скорость окисления азота в этой фиксированной точке приобретает то высокие, то низкие значения. Отсюда возникает задача осреднения скорости образования окислов азота.

Эта проблема имеет несколько аспектов. В первую очередь следует выделить особенности реакции окисления азота. Поскольку реакции образования N0 слабо влияют на температуру сгорания топлива и концентрацию всех веществ, кроме окиси азота, а концентрация N0 обычно намного ниже равновесной, то скорость окисления азота очень слабо зависит от концентрации конечного продукта. Следовательно, можно принять = [Р/ц0(2)]е, что позволяет при фиксированных значениях г определить скорость образования N0 по данным равновесного расчета окисления топлива с помощью зависимости МН0Ы]е = 2 кио г0 Гц г Р*10~6 ехр[-ЕМ0/Ш0 ТГ)]/№ТГ), где ¡}0 -универсальная газовая постоянная; И - газовая постоянная для смеси; Ец0 ~ энергия активации реакции окисления азота; кц0 - пре-дэкспонентный множитель в законе Аррениуса; Р - полное давление;

Тг = [Тг(г)Зв - равновесная температура продуктов сгорания; г0 = = [г0(г)](з - равновесная концентрация 0 в объемных долях; гК2 -концентрация в объемных долях.

Во-вторых, процедура осреднения скорости образования окиси азота требует знаний о детальных характеристиках течения потока смеси. Эта задача сводится к отысканию распределения концентрации топлива, т.е. ФПВ переменной г. Применительно к рассматриваемым в работе условиям смешения системы газовых струй ФПВ была выбрана следующего вида: р(г) = (1-У)б + Ур^г); У = 1.25<г>2/[<г>г + б2]; рь(г) 1.023 (2яГ1/г ехрЫг - <г>)2 (2бг )-1]; <г\ = <г>/К.

Для оценки интенсивности пульсации концентрации топлива (б/<г>) использовалась "к-е" модель турбулентности. Детальный анализ процесса смешения газовых струй в зоне предварительной подготовки рабочей смеси для условий экспериментальных исследований позволил уточнить область применения этой модели и обосновать методику расчета течения в приближении однородной турбулентности. Это позволило существенно упростить расчетную схему оценки изменения интенсивности пульсации концентрации топлива по длине камеры смешения.

Результаты численного анализа позволили установить существенную зависимость скорости образования N0 во всем исследуемом диапазоне изменения состава смеси {а = 1.5 ^ 2.2) от интенсивности пульсации концентрации топлива (б/<г>). Это соответствует и опытным данным, за исключением области а > 1.9 . В этом интервале изменения коэффициента избытка воздуха уровни эмиссии окиси азота, полученные из опыта не прогнозируются предложенной методикой расчета осредненной скорости образования И0. Таким образом, как при наличии пульсации концентрации топлива (б/<г> * 0), так и при обеспечении степени смешанности топлива и воздуха на молекулярном уровне (б/<г> = 0) в области а > 1.9 расчетные уровни концентрации N0 на один порядок меньше результатов измерений. Это подт-

верждает предположение о значительном влиянии неравновесности реакций окисления топлива на скорость образования N0 при горении предварительно подготовленных смесей бедного состава. С целью детализации механизма этого эффекта в работе было изучено влияние конечности скорости химических реакций в зоне горения на концентрацию атомарного кислорода. Возможность существования сверхравновесных концентраций атомарного кислорода обусловлена тем, что ряд важнейших химических реакций является медленным, без завершения которых термодинамическое равновесие не достигается. Анализ кинетической схемы, включающей быстрые двухмолекулярные реакции и медленные тримолекулярные реакции, позволил объяснить выявленную в опытах тенденцию к расхождению данных измерений и результатов расчета по модели равновесия. На основе этих исследований была разработана методика неравновесного расчета горения - квазиглобальная модель горения метана. Модель базируется на использовании метода частичного равновесия и брутто-реакции горения метана СН4 + 02 = (Бг - 1 )С02 + (2 - $г)С0 + 51 Н20 + (2 - БШг, где = [(Сог)о - 32С]/[2(ССИ4)0], (Сог)о и (Ссн4)0 - соответственно, массовые доли кислорода и метана в свежей смеси.

Результаты расчетов по этой модели показали, что при отклонении от точки равновесия температура может снизиться на сотни градусов, а концентрация атомарного кислорода возрастает при этом на несколько порядков. Результирующие воздействие этих противоположных факторов на процесс окисления азота проявляется в том, что при умеренных отклонениях от равновесия (Б1 2.0) действительная скорость образования окиси азота 1%0 всегда выше, чем У/ецо- определенная по модели равновесия. Максимальное отношение ЭД^о^ено увеличивается с обеднением состава смеси и может достигнуть двух порядков. Из полученных результатов видно, что существенное влияние на отношение скоростей №цо/Иецо оказывает давление, начальная температура воздуха и время пребывания топлива в камере сгорания.

Эти выводы были получены при следующем допущении - БШ=0) = Б10. Прежде всего следует отметить, что время прихода в равновесие вполне сопоставимо с характерным временем пребывания, поэтому неравновесность должна приводить к увеличению выбросов окислов азота во многих практически важных случаях.

На основании рассмотренной модели неравновесного расчета был предложен следующий алгоритм приближенной оценки концентрации окислов азота в процессе горения однородных смесей при следующих допущениях: все важные с точки зрения тепловыделения реакции завершаются во фронте пламени, толщина которого, включая тепловую зону, мала по сравнению с характерным размером; окись азота образуется исключительно в зоне догорания и по термическому механизму; времени пребывания 1=0 соответствует Б10.

Эти допущения позволяют значительно упростить задачу, исключив из рассмотрения структуру фронта пламени. Концентрация окислов азота при времени пребывания I будет определяться из следующих уравнений

3«

Дг = - 0.0625(ССН4>О У ЙБЬ ; = (1С/сИ = - Е Д!^ ; (1)

БЧ

СО? Сп Спи Си

М = - 0.0625(ССН4)0 X (Шс) ; С = - + — + —- + —, (25

зи 32 10 34 2

где ЛИ; - разность скоростей прямой и обратной тримолекулярных реакций окисления метана; Дг - приращение концентрации окислов азота при переходе из одного термодинамического состояния (Б^) к другому (Б^).

Несмотря на очевидные проблемы, применение изложенного в работе метода дает возможность получить результаты для весьма широкого диапазона варьирования режимных параметров газотурбинных установок компрессорных станций магистральных газопроводов. Предс-

тавленные экспериментальные и расчетные характеристики получены применительно к условиям эксплуатации ГТУ ГТК-10-4 (для цикла с регенерацией тепла и для безрегенеративного цикла). Сопоставление экспериментальных и теоретических данных приводит к выводу о возможности прогнозирования изменения характеристик при варьировании исходных данных. При этом установлено, что для рассматриваемых процессов кинетические факторы являются превалирующими.

Пятая глава посвящена модельным исследованиям образования окислов азота в турбулентном пламени предварительно подготовленной топливной смеси и рассмотрены вопросы создания условий горения природного газа с минимальным уровнем эмиссии окислов азота.

Анализ теоретических основ процесса образования окислов азота приводит к следующему выводу: наиболее эффективным средством снижения уровней эмиссии И0Х является предварительное смешение топлива с воздухом. Концепция предварительной подготовки смеси не нова, однако существует мало примеров ее удачного воплощения в камерах сгорания промышленных установок. Причина этого кроется в том, что работоспособная и экологически совершенная конструкция должна отвечать целому ряду противоречивых требований, среди которых важнейшими являются высокое качество подготовки топлив-но-воздушной смеси (отсутствие существенных крупномасштабных не-однородностей состава смеси, низкий уровень пульсаций концентрации топлива), устойчивость к срывам на режимах пониженной мощности, устойчивость к проскокам пламени, приемлемый диапазон регулирования по составу смеси.

При выборе принципиальной схемы горелочного устройства для камеры сгорания ГТК-10-4 преследовалась определенная цель - расширение диапазона устойчивой работы с минимальным ущербом для эмиссионных характеристик. Выбранная схема имела следующие особенности: топливо разделено на основное и дежурное; основное топливо поступает во внешний смеситель, отделенный от полости жаро-

вой трубы заверителем, через многочисленные отверстия в радиальных трубчатых пилонах, расположенные только в периферийной области кольцевого канала горелочного устройства; дежурное топливо поступает во внутренний смеситель, образованный за счет смещения завихрителя вверх по потоку от среза горелочного устройства, и равномерно распределяется в центральной области канала с помощью многочисленных отверстий; соотношение расходов дежурного и основного топлива регулируется с помощью автоматического клапана в зависимости от режима работы установки.

Таким образом, практическая задача, которую необходимо было решить, заключалась в создании конструкции горелочного устройства, обеспечивающего в условиях максимального режима ГТК-10-4 достижение уровня эмиссии окислов азота не более 60 мг/м3 (при 15% 02)_ В дальнейшем предельный уровень был снижен до 40 мг/м3^ Следует отметить, что уровень эмиссии Шх для одной из наиболее совершенных современных камер сгорания "БоЬоЩ;" с изменяемой геометрией, согласно данным рекламного проспекта, равен 87 мг/м

Поставленная задача решалась путем прямого физического моделирования рабочего процесса горелочного устройства, поскольку современные полуэмпирические модели турбулентности не позволяют рассчитывать процесс турбулентного смешения с точностью, необходимой для получения надежных оценок скорости окисления азота в реагирующем потоке с пульсациями концентрации, и даже при наличии точной модели турбулентности достоверность теоретического прогноза будет недостаточно высока из-за существенной неопределенности значений кинетических констант для реакций образования Шх по термическому механизму.

Для обеспечения равенства скоростей образования ГЮХ в натурных и модельных условиях необходимо было обеспечить систему определенных условий: геометрическое подобие натурного образца и модели; развитое турбулентное течение в образце и модели Ше >

R^p. где Re - число Рейнольдса); равенство кинетических комплексов (d P^M/W , где Р - давление, п - эффективный порядок реакции окисления топлива, d - характерный размер системы; W - характерная скорость; одинаковые топливо и окислитель; равенство температур и коэффициентов избытка окислителя для натурного образца и модели (Т = idem; а = idem); равенство относительных потерь тепла из зоны горения ( q0 = = idem). Математическая модель процесса дополнялась уравнением для скорости окисления азота. Кинетика окисления азота существенно зависит от давления, что приводит к необходимости замены третьего условия на два независимых: Р = idem и d/W = idem. Кроме того, использовалось равенство масштабов моделирования kd = kw , где kd = du/dH - линейный масштаб моделирования (dM и dH - размеры сходственных элементов модельного и натурного образцов), kw = Wu/W„ - кинематический масштаб моделирования (WM и - скорости в сходственных точках).

Модельные исследования образования окислов азота при горении подготовленных метано-воздушных смесей проводились на экспериментальном оборудовании. Разработанный для этих целей экспериментальный комплекс включал модельное горелочное устройство, реакционную камеру, теплообменный аппарат, воздушную и топливные системы, устройства для регулирования температуры воздуха и давления в камере сгорания, систему контроля и регулирования режимных параметров, систему измерений состава продуктов сгорания. Главной конструктивной особенностью комплекса является теплообменный аппарат рекуперативного типа, в котором осуществляется подогрев воздуха за счет тепла продуктов сгорания.

Регулирование температуры воздуха в широких пределах (от 250 до 600 °С независимо от а и р) производился путем изменения проходного сечения клапана перепуска при перемещении дроссельной иглы. Модельное горелочное устройство, размещенное в корпусе, было снабжено мелкоячеистым сотовым устройством с целью подавления на-

чальной крупномасштабной турбулентности воздушного потока. Для сведения к минимуму тепловых потерь из зоны горения, внутренняя поверхность цилиндрической реакционной камеры имела футеровку из тугоплавкой окиси алюминия. За счет изменения длины реакционной камеры достигалось изменение времени пребывания продуктов сгорания до мерного сечения. Мерный участок имел штуцер для установки перемещаемого в радиальном направлении Г-образного пробоотборного зонда. Перемещение зонда, так же как и дроссельных игл регуляторов температуры и давления, осуществлял с помощью электромеханизмов с дистанционным управлением. Пусковой воспламенитель, представляющий собой миниатюрную камеру сгорания, предназначен для надежного поджигания топливо-воздушной смеси. Он снабжен центробежной форсункой и электроискровой свечей поверхностного разряда.

В качестве пускового топлива применяется керосин ТС-1. Расходы газа и воздуха контролировались по значениям полного давления перед калиброванными дроссельными шайбами. Значение й уточнялось по результатам измерения состава продуктов сгорания, при этом отбор проб для газового анализа производился за теплообмен-ным аппаратом с помощью зонда. Газ и воздух подавались в модельное горелочное устройство раздельно, во всех опытах, за исключением экспериментов со сжиганием молекулярно-однородной смеси, которая готовилась в специальном выносном смесителе.

В результате модельных исследований было установлено, что при горении подготовленных метаио-воздушных смесей доминирующим является термический механизм окисления азота. Количественные расчеты выхода N0* по упрощенному механизму с использованием наиболее употребимых значений кинетических констант хорошо согласуются с экспериментальными данными лишь в ограниченном диапазоне коэффициентов избытка воздуха в области бедных смесей. С обеднением состава смеси возрастает превышение экспериментальных уровней концентрации 1ТОХ над расчетными. Наиболее вероятной причиной

этого эффекта является неравновесность химических реакций окисления топлива, приводящая к появлению сверхравновесных концентраций атомарного кислорода.

В пламени технически однородной смеси пульсации концентрации приводят к существенному увеличению скорости окисления азота. Уровни эмиссии Шх можно прогнозировать с помощью модели однородной турбулентности (при уточнении эмпирических коэффициентов) и неравновесной модели горения метана. Можно предположить, что использование микродиффузионных горелочных устройств в камерах сгорания с изменяемой геометрией позволит обеспечить снижение уровней эмиссии окислов азота до величины Сц0х < 60 мг/м3.

Применение горелочных устройств с предварительным смешением основной части топлива позволило организовать процесс, горения с низкими уровнями эмиссии вредных веществ, без ущерба для полноты сгорания и других эксплуатационных характеристик ГТУ. Результаты модельных исследований дали возможность обоснованно произвести выбор оптимальных параметров подобного горелочного устройства для условий эксплуатации агрегата ГТК-10-4. Показано, что применение экологически совершенного горелочного устройства в условиях камеры сгорания ГТК-10-4 может обеспечить содержание окислов азота в продуктах сгорания не более 60 мг/м3. Тем не менее следует отметить, что опыт применения горелочных устройств данного типа в промышленных ГТУ будет успешным только при соответствующей адаптации конструкции к натурным условиям.

Шестая глава посвящена исследованию возможности обеспечения экологической безопасности компрессорного оборудования магистральных газопроводов в реальных условиях эксплуатации газоперекачивающих агрегатов.

Опытно-промышленные испытания натурных горелочных устройств с предварительным смешением топлива (ПСТ) производились на двух агрегатах ГТК-10-4 компрессорной станции "Москово" АО "Баштранс-

газ". До модернизации камер сгорания выбранные агрегаты имели средние (близкие к паспортным) эксплуатационные характеристики. Концентрация окислов азота в выхлопных газах на максимальном режиме превышала 700 мг/м3 (при 10% содержании кислорода).

Испытывались различные варианты конструкций горелечных устройств. Конструкция периферийного горелочного устройства (основной вариант ПСТ-70/30-20) включала дефлектор для выравнивания поля скоростей и экран, защищающий обечайку от контакта с горячими продуктами сгорания. Лопаточный завихритель состоял из двадцати профилированных изогнутых лопаток. Основное топливо подавалось через отверстия в топливных пилонах, расположенных в два ряда. Дежурное топливо, относительный расход которого составляет 30% на номинальном режиме, перед поступлением в пилоны использовалось для охлаждения втулки горелочного устройства.

Было установлено, что вследствие специфических особенностей рабочего процесса горелочных устройств ПСТ (узкий диапазон устойчивой работы, резкая зависимость выбросов Шх и СО от температуры и состава топливо-воздушной смеси, потенциальная опасность проскока пламени) опыт их применения в промышленных установках может быть успешным только при условии точного соответствия режимных параметров их расчетным значениям. Поэтому в плане опытно-промышленных испытаний наряду с измерениями важнейших выходных характеристик модернизированных камер сгорания (концентрации токсичных компонентов в выхлопных газах, поля температур перед турбиной) предусматривался углубленный контроль определяющих режимных параметров.

Необходимое для оценки эмиссионных характеристик камеры сгорания значение среднемассовой температуры продуктов сгорания (Тг) определялось двумя косвенными методами: по паспортной диаграмме, связывающей Тг с температурой газов за турбиной низкого давления (ТТНд) и из теплового баланса. Расхождение между значениями Тг,

определенными тремя различными способами, не превышало 35 °К. Местные значения коэффициентов избытка воздуха (сО, коэффициентов разбавления сухих продуктов сгорания (с^с), приведенных концентраций токсичных компонентов рассчитывались по показаниям анализатора IMR-3000P в соответствии с формулами:

й = (21 - 0.1 гог)/(21 - г02); Олс = 21/(21 - rog): CNOx = 2.054* * гмох (йдС/3.5); Сс0 = 1.25 гсо (йдс/3.5), где гог - объемная концентрация кислорода (в %); rNOx и гсо - соответственно, объемная концентрация окислов азота и окиси углерода (в ч.н.м.) в сухой пробе продуктов сгорания.

Результаты измерений эмиссии окислов азота для трех вариантов исполнения горелочных устройств ПСТ позволили заключить, что в целом конструкция горелочного устройства ПСТ-70/30-20 решает поставленную задачу существенного снижения уровня эмиссии окислов азота. При этом распределение местных значений коэффициентов избытка воздуха отличается весьма незначительной неравномерностью: максимальное отклонение от среднего значения (с^) не превосходит 7%. Относительная доля воздуха, поступающего во фронтовое устройство («о/с!,,) = 0.27 близка к расчетному уровню, что освобождает от необходимости корректировать гидравлическое сопротивление камеры сгорания. Состав топливо-воздушной смеси в центральной области камеры несколько беднее среднего, что вполне закономерно, учитывая благоприятное расположение дежурной горелки на оси симметрии камеры сгорания.

Полученная благодаря внутрикамерным измерениям информация о средних значениях о^ во фронтовом устройстве позволяет сопоставить интегральные уровни эмиссии окислов азота, полученные в модельных условиях (СмКОх) с результатами испытаний натурного образца (CHNOx). Поскольку при модельных исследованиях температура и давление воздуха поддерживались постоянными (Тв = 400 °С, Рв = = 0.4343 МПа), а при испытаниях на агрегате ГТК-10-4 варьирова-

лись в пределах Тв = 370 - 400 °С, Рв = 0.3434 + 0.404 МПа, данные СнМОх были приведены к модельным условиям: (СвМОх)п = = Кт КР Сн110х : «т = (Т„/Т„)1/г ехр[Е(Тм- Тн)/Тм Тн)] : КР = (4. 3/РВ )1/г, где Кт, КР - факторы, учитывающие отличие температуры и давления в натурных условиях от модельных значений: Тм - равновесная температура продуктов сгорания в модельных условиях; Тк - равновесная температура в натурных условиях; Е - эффективная энергия активации брутто-реакции окисления азота; Р?0 -универсальная газовая постоянная.

Сопоставление уровней концентрации окислов азота для периферийного горелочного устройства ПСТ-70/30-20 в натурных условиях и данных модельных исследований, при которых однородность поля скоростей в смесителе горелки обеспечивалась за счет высоких потерь давления воздуха на спрямляющем устройстве показало, что расхождение между СиКох и (Снн0х)п не превышает 20%, что является свидетельством высокого аэродинамического совершенства конструкции опытно-промышленного образца горелочного устройства ПСТ-70/30-20. При этом выбросы окислов азота удалось снизить до 30 + 40 мг/м3. Достигнутый уровень эмиссии СО отвечал требованиям действующих нормативных ограничений (Ссо < 300 мг/м3) во всем нормируемом диапазоне эксплуатационных режимов (от 70% до 100% от номинальной нагрузки). Удлинение экрана, разделяющего зону химических реакций и воздушную струю, привело к снижению концентрации окиси углерода в выхлопных газах более чем в 2 раза без какого-либо увеличения концентрации окислов азота.

Надежность горелочного устройства ПСТ оценивалась по состоянию конструкции после отработки на максимально допустимых режимах. При работе ГПА под нагрузкой путем увеличения степени рециркуляции циклового воздуха температура газов перед турбиной была доведена до 830 °С, при этом суммарный коэффициент избытка воздуха был снижен до значения о^ = 6.0 , а температура воздуха перед

камерой сгорания достигла 420 °С. Тщательный визуальный контроль горелочных устройств и жаровой трубы, произведенный после остановки агрегата и разборки камеры сгорания, выявил отсутствие прогаров, короблений и трещин. Не были обнаружены какие-либо признаки горения в межлопаточных каналах. Цвета побежалости элементов, находящихся в непосредственном контакте с пламенем (экраны горелочных устройств, экран наружного завихрителя) соответствовали температуре металла около 700 °С, что вполне приемлемо для жаростойкого материала ЭИ435 с максимально допустимой рабочей температурой 1050 °С. После проведения ресурсных испытаний горелочных устройств при работе ГПА под нагрузкой в течение 15000 часов процедура визуального контроля повторилась и вновь не выявила неисправностей.

В настоящее время в различных предприятиях РАО "Газпром" эксплуатируется 27 модернизированных агрегатов ГТК-10-4 с тарелочными устройствами ПСТ. Наработка отдельных агрегатов превысила 15000 часов, накоплена обширная статистическая информация по замерам составов выхлопных газов. Все это дает возможность объективно оценить эксплуатационные и экологические характеристики горелочных устройств с предварительным смешением топлива.

Многократно проводилось измерение состава продуктов сгорания. Анализ результатов измерений показывают, что применение горелочных устройств типа ПСТ обеспечивает качественное изменение рабочего процесса камер сгорания ГПА по экологическому совершенству в лучшую сторону. По сравнению с наиболее удачной из ранее разработанных конструкций камер сгорания - микрофакельной камерой сгорания, выбросы окислов азота снижены более чем в 3 раза.

В то же время уровни выбросов вредных веществ для отдельных агрегатов не отличаются большой стабильностью: СНОх колеблется от

О о о

20 мг/м до 75 мг/м , а Ско - от 20 мг/м до 300 мг/м . Причина этого заключается в различном техническом состоянии агрегатов и

прежде всего в существенной нестабильности гидравлических характеристик камер сгорания.

В целом, результаты опытно-промышленных испытаний и промышленного внедрения подтвердили перспективность выбранного направления разработки малотоксичных горелочных устройств. В натурных условиях были успешно апробированы технические приемы по организации эффективного и безопасного сжигания предварительно подготовленной газовоздушной смеси. Созданы работоспособные образцы горелочных устройств ПСТ, экологические характеристики которых достаточно высоки. При этом положительный эффект был достигнут без ущерба эксплуатационным характеристикам, экономичности, надежности ГПА и при относительно низких затратах. Очевидно, что широкое внедрение горелочных устройств с предварительным смешением топлива позволит в перспективе решить острую экологическую проблему эксплуатации ГТУ на газообразном топливе.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основании проведенных теоретических исследований разработаны математические модели, которые описывают процесс технического обслуживания компрессорных станций. Предложены и реализованы алгоритмы прогнозирования необходимости технического обслуживания и выполнения ремонтно-восстановительных работ при эксплуатации технологического и силового оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов с учетом показателей автоматизированных средств сбора информации об отказах, а также разработанных алгоритмов численного поиска решений системы уравнений, описывающих формирование показателя эффективности обслуживания КС при эксплуатации магистральных газопроводов.

2. На основе анализа мероприятий по обеспечению эксплуатационной надежности технологического оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов показано, что при возрастающих требованиях к безопасности газотранспортных систем, а также опыта

конструктивно-технологического обеспечения безопасности на стадии проектирования можно считать перспективным создание методов виброакустического обнаружения и диагностики дефектов в оборудовании компрессорных станций в процессе эксплуатации. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработана и реализована в виде пакета прикладных программ для ЭВМ методика по определению собственных частот акустических колебаний, возбуждаемых неисправным технологическим оборудованием.

3. Предложена методика определения наличия и величины перетечек газа через неплотности запорной арматуры компрессорных станций. Показано, что вид и характерные особенности спектров виброакустических параметров технологического оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов являются диагностическими признаками конкретных видов неполадок оборудования. Предложена методика распознавания подобных неисправностей на основании сравнительного анализа эталонных и рабочих акустических спектров.

4. Изучены закономерности образования окислов азота при горении предварительно подготовленных смесей природного газа и воздуха для условий ТВ03духа > 400 °С, р = 0.4 * 0. 8 МПа; установлено существенное влияние на эмиссию N0* интенсивности пульсации концентрации топлива и в области а > 1.5 * 1.8 этот фактор является определяющим. В диапазоне изменения состава смеси й > 1.9 значительно влияние неравновесности реакции окисления топлива и этот эффект имеет важное значение в перспективе при создании камер сгорания с "супер-низким" уровнем выбросов окислов азота (не более 5 рри при 15% 0г).

5. Разработана методика расчета скорости образования окислов азота с учетом турбулентности и неравновесности реакций окисления топлива применительно к условиям горения предварительно подготовленной смеси.

6. Обоснована концепция внедрения предварительной подготовки рабочей смеси в рабочий цикл камер сгорания газотурбинных установок компрессорных станций магистральных газопроводов.

7. Предложена и разработана конструкция малотоксичного горелочного устройства ПСТ-70/30-20, предназначенного для использования в газоперекачивающих агрегатах ПК-10-4 при эксплуатации магистральных газопроводов. Результаты опытно-промышленных испытаний этого устройства показывают, что по сравнению с наиболее удачной из ранее созданных отечественных камер сгорания, а именно: микрофакельной камеры сгорания, выбросы окислов азота снижены более чем в 3 раза.

8. Промышленные испытания предложенных горелочных устройств с предварительным смешением топлива в реальных условиях эксплуатации газоперекачивающих агрегатов на магистральных газопроводах позволили обосновать возможности расширения диапазона экологически безопасной работы компрессорных станций без снижения эксплуатационной надежности силового и технологического оборудования магистральных газопроводов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Тухбатуллин Ф. Г. Комплексная диагностика на компрессорных станциях. - Газовая промышленность, 1987, N 6, с. 30-31.

2. Тухбатуллин Ф. Г., Игуменцев Б. А. Виброакустический метод определения перетечек газа в запорной арматуре. - Газовая промышленность, 1988, N 7, с. 30-31.

3. Тухбатуллин Ф.Г., Игуменцев Е. А. Определение утечек газа в запорной арматуре по регистрации виброакустического сигнала. -Транспорт и подземное хранение газа, 1988, N 9, с.10-14.

4. Тухбатуллин Ф.Г., Аминев Ф.М. Определение негерметичности запорной арматуры. - Газовая промышленность, 1989, N 1, с. 51.

5. Байков И. Р., Бахтизин Р. Н., Тухбатуллин Ф. Г., Аминев Ф. М.

определение оптимальных параметров режимов работы КС. - Газовая промышленность, 3989, N 6, с. 49-51.

6. A.c. 1638595 (СССР). Устройство для определения технического состояния нагнетателя. Тухбатуллин Ф. Г. и др. - Опубл. в Б. И., 1990.

7. Тухбатуллин Ф. Г., Кашапов Р. С., Максимов Д. А., Ахметов Р.Ф. Особенности кинетики окисления азота в процессе горения газообразных топлив. - Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей. - Уфа: УГАТУ, 1994, N 36, с. 104-308.

8. Тухбатуллин Ф.Г., Кашапов Р.С., Максимов Д.А., Ахметов Р.Ф. Образование окислов азота в турбулентном диффузионном пламени. - Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей. - Уфа: УГАТУ, 1994, N 16, с.112-124.

9. Кашапов P.C., Максимов Д.А., Тухбатуллин Ф.Г. 0 влиянии переноса излучения на эмиссию азота в турбулентном пламени. Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей. -Уфа: УГАТУ, 1994, N 16, с. 125-132.

10. Тухбатуллин Ф. Г., Кашапов P.C., Максимов Д. А., Ахметов Р. Ф. Аналитическое изучение путей снижения эмиссии окислов азота в условиях работы газоперекачивающих агрегатов ГТК-10-4. - Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей. - Уфа: УГАТУ, 3994, N 36, с. 339-351.

11. Тухбатуллин Ф.Г., Кашапов P.C. Малотоксичные горелочные устройства газотурбинных установок. - Уфа: Институт проблем прикладной экологии и природопользования, 1994. - 138 с.

12. Тухбатуллин Ф.Г., Исламов P.M., Кашапов Р. С., Максимов Д.А. Промышленные испытания камеры сгорания ГПА ГТК-10-4 с предварительной подготовкой рабочей смеси. - Транспорт и подземное хранение газа, 1994, N 4, с. 14-20.

13. Тухбатуллин Ф. Г. Новое горелочное устройство Баштрансга-за с предварительным смешиванием топлива ПСТ-70/30-20. Explorâti-

on and Production Technology International, 1995, N 7, p.274.

14. Патент РФ N 2036383. Кашапов P.C., Максимов Д.А., Ахме-тов Р. Ф., Редькин A.A., Исламов P.M., Тухбатуллин Ф.Г. Горелочное устройство. - Опубл. в Б. И., 1995, N 15.

15. Кашапов P.C., Максимов Д.А., Тухбатуллин Ф.Г., Скиба Д. В., Гильманов А. Р. Экспериментальное исследование излучательных свойств пламени при двухстадийном сжигании керосиновоздушной смеси. - Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей. - Уфа: УГАТУ, 1995, N 17, с. 4-12.

16. Тухбатуллин Ф.Г., Максимов Д.А., Кашапов P.C., Скиба Д. В., Гильманов А. Р. Аналитическая оценка интенсивностей теплового излучения пламени керосина и природного газа в камере сгорания газотурбинных двигателей. - Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей. - Уфа: УГАТУ, 1995, N 17, с.33-39.

17. Кашапов P.C., Максимов Д. А., Тухбатуллин Ф.Г., Скиба Д.В., Гильманов А. Р. Влияние турбулентных пульсаций на интенсивность излучения частиц сажи в пламени углеводородного топлива. Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей. -Уфа: УГАТУ, 1995, N 17, с. 52-67.

18. Тухбатуллин Ф.Г., Максимов Д. А., Кашапов P.C., Ахметов Р.Ф., Скиба Д. В., Гильманов А.Р. Огневое моделирование эмиссионных характеристик газогорелочного устройства. - Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей. - Уфа: УГАТУ, 1995, N 17, с. 93-102.

19. Кашапов P.C., Максимов Д. А., Тухбатуллин Ф.Г., Скиба Д.В., Гильманов А.Р. Экспериментальное исследование излучательных свойств трехатомных газов при давлениях до 3. 7 МПа. - Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей. - Уфа: УГАТУ, 1995, N 17, с.121-126.

20. Тухбатуллин Ф.Г., Ахметов Р. Ф., Байков А.3., Кашапов Р.С., Максимов Д. А., Скиба Д.В., Гильманов А. Р. Некоторые резуль-

таты опытно-промышленных испытаний горелочного устройства ПСТ ГПА ГТК-10-4. - Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей. - Уфа: УГАТУ, 1995, N 17, с.127-134.

21. Короленок A.M., Посягин Б.С., Тухбатуллин Ф.Г., Халлыев Н.X., Ставровский Е.Р., Колотилов Ю.В. Оценка технического состояния магистральных трубопроводов методом анализа иерархий. - М.: ИРЦ Газпром, 1996. - 69 с.

22. Тухбатуллин Ф. Г. Особенности образования окислов азота при эксплуатации газотурбинных установок на магистральных газопроводах. - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М.: ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 1, с. 22-33.

23. Тухбатуллин Ф. Г., Максимов Д. А. Промышленные испытания горелочных устройств с предварительным смешением топлива на компрессорных станциях магистральных газопроводов. - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М.: ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 1, с. 34-48.

24. Тухбатуллин Ф. Г. Анализ конструктивных решений камер сгорания газотурбинных установок для обеспечения снижения выбросов окиси азота. - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М.: ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 1, с.48-61.

25. Тухбатуллин Ф. Г. Виброакустические характеристики технологического оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов. - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М.: ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 1, с. 61-69.

26. Тухбатуллин Ф.Г., Максимов Д.А. К вопросу о влияние турбулентности на интенсивность образования окиси азота в газотурбинных установках компрессорных станций. - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуа-

тация, ремонт. - М.: ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 2, с. 25-33.

27. Тухбатуллин Ф. Г. Определение коэффициента технического состояния центробежных нагнетателей газотурбинных агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов. - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М. : ЦОНиК ГАНГ, 1996, N2, с. 34-41.

28. Тухбатуллин Ф. Г. Разработка методов применения горелоч-ных устройств с предварительным смешением топлива в промышленных газотурбинных установках ГТК-10-4. - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М. : ЦОНиК ГАНГ, 1996, N2. с. 42-47.

29. Тухбатуллин Ф. Г. Диагностирование утечек газа через запорную арматуру компрессорных станций по данным виброакустических измерений. - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М.: ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 2, с. 47-53.

30. Тухбатуллин Ф. Г., Максимов Д.А. Исследование влияния турбулентных пульсаций на уровень концентрации окислов азота в условиях работы камеры сгорания ГТК-10-4. - В кн. : Магистральные и промысловые трубопроводы; проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М.: ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 3, с. 20-29.

31. Тухбатуллин Ф. Г., Федоров Е.И. Математическое моделирование технического обслуживания в виде управляемых полумарковских процессов (часть 1). - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. -М.: ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 3, с. 29-36.

32. Тухбатуллин Ф.Г. К расчету собственных частот магистрального газопровода и запорной арматуры. - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М.: ЦОНиК ГАНГ, 3 996, N3, с. 36-41.

33. Тухбатуллин Ф. Г., Максимов Д.А. Экспериментальное иссле-

дование процессов горения однородной метано-воздушной смеси. - В кн.: Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М.: ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 3, с.41-47.

34. Тухбатуллин Ф.Г., Максимов Д.А. Экспериментальный комплекс для модельных исследований образования окислов азота при горении подготовленных метано-воздушных смесей. - В кн. : Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М. : ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 4, с. 4-8.

35. Тухбатуллин Ф. Г. Экспериментальные исследования герметичности запорной арматуры компрессорных станций магистральных газопроводов. - В кн. : Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М. : ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 4. с. 8-13.

36. Тухбатуллин Ф.Г. Определение собственных частот акустического канала магистрального газопровода при истечении газа в щели запорного оборудования. - В кн. : Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. - М. : ЦОНиК ГАНГ, 1996, N4, с. 14-21.

37. Тухбатуллин Ф. Г., Федоров Е.И. Математическое моделирование технического обслуживания в виде управляемых полумарковских процессов (часть 2). - В кн. : Магистральные и промысловые трубопроводы: проектирование, строительство, эксплуатация, ремонт. -М. : ЦОНиК ГАНГ, 1996, N 4, с. 21-28.

38. Тухбатуллин Ф. Г. Обеспечение экологической безопасности и эксплуатационной надежности работы компрессорных станций магистральных газопроводов. - М.: Нефтяник, 1996. - 252 с.

39. Тухбатуллин Ф. Г., Кашапов Р.С. Малотоксичные горелочные устройства газотурбинных установок. - М. : Недра, 1997. - 155 с.

40. Тухбатуллин Ф.Г. Оптимизация показателей эффективности технического обслуживания технологического оборудования компрес-

сорных станций. - Экономика, организация и управление производством в газовой промышленности. - М.: ИРЦ Газпром. 1997. N 7. с. 18-22.

41. Тухбатуллин Ф.Г. Акустические характеристики запорной арматуры компрессорных станций магистральных газопроводов при наличии перетечек. - Диагностика оборудования и трубопроводов.

М.: ИРЦ Газпром, 1997, N 3, с. 47-53.

42. Тухбатуллин Ф. Г. Особенности использования спектрального анализа для оценки текущего состояния технологического оборудования компрессорных станций. - Диагностика оборудования и трубопроводов. - М.: ИРЦ Газпром, 1997, N 4, с.17-20.

43 Тухбатуллин Ф. Г. Прогнозирование отказов технологического оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов. Транспорт и подземное хранение газа. - М.: ИРЦ Газпром, 1997, N 3, с. 3-7.

44. Тухбатуллин Ф.Г., Максимов Д.А. Основные принципы моделирования процесса горения в камере сгорания ГТК-10-4. - Транспорт и подземное хранение газа. - М.: ИРЦ Газпром, 1997, N 4, с. 51-60.

45. Тухбатуллин Ф. Г. Экологически безопасная работа горелоч-ного устройства на компрессорных станциях газопроводов. - Газовая промышленность, 1997, N 6 , с. 59-60.

46. Тухбатуллин Ф.Г. Методы обеспечения равномерности поля концентраций топлива при эксплуатации ГПА. - Газовая промышленность, 1997. N 10, с. 38-41.

Соискатель

Тухбатуллин Ф.Г.