РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПО ОБОСНОВАНИЮ ВЕЛИЧИНЫ ПАДЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ НА ФИЛЬТРУЮЩЕМ ЭЛЕМЕНТЕ СЕТЧАТОГО ТИПА, ПРИ КОТОРОЙ ДОЛЖНА ПРОВОДИТЬСЯ ЕГО ОЧИСТКА ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

А. П. Усачев, А. Л. Шурайц, Д. В. Салин, З. М. Усуев

Аннотация


Введение В настоящее время в газорегуляторных пунктах получила распространение предварительная очистка газа с помощью фильтров с применением фильтрующей сетки, являющейся наиболее экономичной для этих целей. Цели и задачи Разработка математической модели по обоснованию величины падения давления на фильтрующем элементе сетчатого типа, при которой должна проводиться его очистка от механических загрязнений. Результаты В работе доказано противоположно направленное влияние величины падения давления на газовом фильтрующем элементе на основе фильтрующей сетки на капитальные вложения в фильтр, с одной стороны, и на эксплуатационные затраты, связанные с удалением твердых частиц, с другой. На этой основе разработана математическая модель технико-экономического обоснования величины максимально допустимого падения давления на фильтрующем элементе, обусловленного постепенным засорением фильтрующей сетки. Модель включает в себя структурную схему, целевую функцию интегральных затрат, уравнения баланса расходов и ограничения управляющего параметра. В качестве критерия при определении оптимума целевой функции математической модели принят минимум интегральных затрат в фильтр. Характерной особенностью принятой целевой функции является наличие дробных степеней, которое приводит к необходимости решения сложного трансцендентного уравнения, что представляет собой весьма трудоемкий процесс последовательных итераций. Поэтому для определения оптимального падения давления на фильтрующем элементе был использован численный метод решения задачи, когда, задаваясь рядом значений параметра перепада давления при известных геометрических параметрах фильтра, определяем интегральные затраты. Варианту с минимальными затратами соответствует оптимальное падение давления на фильтрующем элементе. Предложенная математическая модель позволяет определить оптимальное значение максимально допустимого падения давления на газовом фильтрующем элементе сетчатого типа.

Ключевые слова


природный газ;твердые частицы;максимально допустимое падение давления;газовый фильтр;сетчатый фильтрующий элемент;математическая модель;обоснование;natural gas;solid particles;maximum allowed pressure drop;gas filter;a net-type gas filter;mathematical model;substantiation;

Полный текст:

PDF (English) PDF

Литература


Усачев А.П., Шурайц А.Л., Густов С.В., Желанов В.П. Обоснование типа системы очистки природного газа, устанавливаемой перед регулирующей, предохранительной, защитной арматурой и узлами учета газорегуляторных пунктов // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. Уфа, 2011. Вып. 1 (83). С. 159-167. URL: http://ntj-oil.ru/article/view/2271

Усачев А.П., Шурайц А.Л., Густов С.В. Теоретические и прикладные основы повышения эффективности и безопасности эксплуатации установок грубой очистки природного газа от твердых частиц в системах газораспределения. Саратов: Саратовск. гос. техн. ун-т, 2013. 172 с.

Промышленное газовое оборудование: справочник. 5-е изд., перераб. и доп. Саратов: Газовик, 2010. 992 с.

Шур И.А. Газорегуляторные пункты и установки. Л.: Недра, 1985. 288 с.

Страус В. Промышленная очистка газов: Пер. с англ. М.: Химия, 1981. 616 с.

Биргер М.И., Вальдберг А.Ю., Мягков Б.И. и др. Справочник по пыле- и золоулавливанию. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1983. 312 с.

СТО 03321549-023-2013. Рекомендации по повышению эффективности установок грубой очистки природного газа от твердых частиц в системах газоснабжения / А.П. Усачев, А.Л. Шурайц, С.В. Густов, П.В. Шерстюк и др. Саратов: ОАО «Гипрониигаз», 2013.

Мазус М.Г., Мальгин А.Д., Моргулис М.Л. Фильтры для улавливания промышленных пылей. М.: Машиностроение, 1985. 240 с.

Зиганшин М.Г., Колесник А.А., Посохин В.Н. и др. Проектирование аппаратов пылегазоочистки. М.: Экопресс-ЗМ, 1998. 505 с.

Булатов В.П., Воропай Н.И., Гамм А.З. и др. Системные исследования в энергетике в новых социально-экономических условиях. Новосибирск: Наука, 1995. 189 с.

Усачев А.П., Шурайц А.Л., Гумеров А.Г. Математическая модель оптимизации системы комплексной защиты подземных резервуаров и трубопроводов сжиженного углеводородного газа путем заключения в футляр, заполненный азотом // Нефтегазовое дело. 2008. Т. 6. № 2. С. 38-46.

Усачев А.П., Шурайц А.Л., Густов С.В. Разработка математической модели для определения падения давления на фильтрующем элементе сетчатого типа в процессе засорения его твердыми частицами // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2012. Вып. 2 (88). С. 86-95. URL: http://ntj-oil.ru/article/view/2191

Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов / Утверждены Госкомитетом РФ по строительной, архитектурной и жилищной политике № ВК447 от 21.06.09. М., 1999. 201 с.

СТО 03321549-047-2016. Рекомендации по повышению эффективности и безопасности газовых цилиндрических фильтров с вертикальной компоновкой параллельно установленных фильтрующих элементов / А.П. Усачев, А.Л. Шурайц, Д.В. Салин, З.М. Усуев и др. Саратов: ОАО «Гипрониигаз», 2016. 52 с.

СП 42-101-2003. Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб / А.Л. Шурайц, В.С. Волков, В.Е. Удовенко и др. М.: ГУП ЦПП, 2003. 16 с.

СП 62.13330.2011. Газораспределительные системы. Актуализированная редакция СНиП 42-01-2002. М.: Минрегион России, 2010. 66 с.

ГОСТ Р52857.2-2007. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек. М.: Стандартинформ, 2009. 42 с.

ГОСТ 12815-80. Фланцы стальные плоские приварные на Ру от 0,1 до 2,5 МПа. М.: Изд-во стандартов, 1980. 28 с.

Боглаев Ю.П. Вычислительная математика и программирование. М.: Высшая школа, 1990. 544 с.

Петров А.В., Алексеев В.Е., Ваулин А.С. и др. Вычислительная техника и программирование / Под ред. А.В. Петрова. М.: Высшая школа, 1990. 479 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ntj-oil-2016-1-107-119

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2016 НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ «ПРОБЛЕМЫ СБОРА, ПОДГОТОВКИ И ТРАНСПОРТА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ»