Использование метода сверхзвукового безмашинного энергоразделения при редуцировании давления природного газа


Авторы

Попович С. С.*, Здитовец А. Г.*, Киселёв Н. А.*, Макарова М. С.**

НИИ механики МГУ имени М. В. Ломоносова, Мичуринский проспект, 1, Москва, 119192, Россия

*e-mail: pss@imec.msu.ru
**e-mail: mariia.makarova@gmail.com

Аннотация

Приводится описание метода сверхзвукового безмашинного энергоразделения и его использования для решения проблемы гидратообразования, возникающей при редуцировании давления природного газа на газораспределительных станциях. Приводится обзор существующих и перспективных способов решения проблемы гидратообразования, отмечены их преимущества и недостатки. Дано описание способа реализации безогневого подогрева газа при редуцировании его давления, отмечены основные параметры, влияющие на эффективность процесса.

Ключевые слова:

гидратообразование, дросселирование, газораспределительная станция, безмашинное энергоразделение, сверхзвуковой поток, адиабатная температура стенки, коэффициент восстановления температуры

Библиографический список

  1. Итоги VII Международной научно-практической конференции «Газораспределительные станции и системы газоснабжения» // Территория Нефтегаз. 2016. № 2. С. 28–31.

  2. Ионин А.А. Газоснабжение. М.: Стройиздат, 1989. 439 с.

  3. Carroll J. Natural Gas Hydrates. A Guide for Engineers. Gulf Professional Publishing, 2009. 288 p.

  4. Нормы технологического проектирования. Магистральные трубопроводы. Часть 1. Газопроводы. Раздел 5. Газораспределительные и газоизмерительные станции. СТО ГАЗПРОМ 2-3.5-051-2006. 196 c.

  5. Леонтьев А.И. Способ температурной стратификации газа и устройство для его осуществления (Труба Леонтьева) // Патент на изобретение РФ №2106581. Дата приоритета: 23.05.1996.

  6. Леонтьев А.И. Газодинамический метод энергоразделения газовых потоков // ТВТ. 1997. Т. 35. № 1. С. 157–159.

  7. Мусакаев Н.Г., Уразов Р.Р. Превентивные методы борьбы с гидратообразованием в трубопроводах // Нефть и газ. 2006. № 1. С. 50–56.

  8. Данилов А.А., Петров А.И. Газораспределительные станции. СПб.: Недра, 1997. 240 с.

  9. Данилов А.А. Автоматизированные газораспределительные станции: Справочник. СПб: ХИМИЗДАТ, 2004. 544 с.

  10. Добрянский В.Л. Способ предотвращения гидратообразования в природном газе и устройство для его осуществления // Патент РФ №2251644. Приоритет от 01.07.2003.

  11. Серазетдинов Б.Ф., Серазетдинов Ф.Ш., Тонконог В.Г. Технологический нагреватель // Патент РФ №2467260. Дата приоритета 11.01.2011.

  12. Котов Ю.И., Данилов А.Н. Устройство предотвращения гидратообразования // Патент РФ №2246701. Дата приоритета: 30.09.2002.

  13. Беляев А.Ю., Виленский Л.М. Система подачи метанола в трубопровод // Патент РФ №2413900. Дата приоритета 25.09.2009.

  14. Шпак В.Н. Газораспределительная станция с энергетической установкой // Патент РФ №2009389. Дата приоритета: 25.05.1992.

  15. Куличихин В.В. Опыт эксплуатации детандер-генераторных агрегатов на ТЭЦ Мосэнерго. Исторический обзор // Надежность и безопасность энергетики. 2017. Т. 10. № 2. С. 159–166.

  16. Степанец А.А., Горюнов И.Т., Гуськов Ю.Л. Энергосберегающие комплексы, основанные на использовании перепада давления на газопроводах // Теплоэнергетика. 1995. № 6. С. 33–35.

  17. Гафуров А.М. Способ работы газораспределительной станции // Патент РФ №2525041. Дата приоритета: 07.05.2013.

  18. Куличихин В.В., Лазарева О.О. Использование избыточного давления природного газа на промышленных предприятиях // Надежность и безопасность энергетики. 2010. № 2 (9). С. 48–54.

  19. Леонтьев А.И. Газодинамические методы температурной стратификации (обзор) // Изв. РАН. МЖГ. 2002. № 4. С. 6–26.

  20. Бурцев С.А., Леонтьев А.И. Исследование влияния диссипативных эффектов на температурную стратификацию в потоках газа (обзор) // ТВТ. 2014. Т. 52. № 2. С. 310–322.

  21. Пиралишвили Ш.А. Вихревой эффект (физическое явление, эксперимент, теоретическое моделирование). М.: ООО "Научтехлитиздат", 2012. 342 с.

  22. Eiamsa-ard S., Promvonge P. Review of Ranque–Hilsch effects in vortex tubes // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2008. V. 12. P. 1822–1842.

  23. Subudhi S., Sen M. Review of Ranque–Hilsch vortex tube experiments using air // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015. V. 52. P. 172–178.

  24. Борискин В.В., Данилов К.Л., Лаврик Н.Л., Максименко С.В., Тишечкин Н.Н., Фокин Г.А. Способ редуцирования давления природного газа // Патент РФ № 2413901. Дата приоритета: 24.03.2009.

  25. Борискин В.В., Лаврик Н.Л., Плаксин Л.Л., Фокин Г.А., Фурсенко С.А. Способ редуцирования давления природного газа // Патент РФ №2309322. Дата приоритета: 20.10.2005.

  26. Борискин В.В., Глазунов В.Д., Кабанюк А.Е., Логинов Д.Н., Нелень А.Н., Сердюков С.Г., Стрельцов Ю.М., Ходорков И.Л. Способ редуцирования давления природного газа // Патент РФ №2180420. Дата приоритета: 19.04.2000.

  27. Murugappan S., Gutmark E. Parametric study of the Hartmann Sprenger tube // Exp. Fluids. 2005. V. 38. Iss. 6. P. 813.

  28. Raman G., Srinivasan K. The powered resonance tube: From Hartmann’s discovery to current active flow control applications // Progress in Aerospace Sciences. 2009. V. 45. P. 97–123.

  29. Бухарицин П.И., Беззубиков Л.Г., Ветрова А.А. Способ редуцирования давления природного газа // Патент РФ №2472062. Дата приоритета: 19.07.2010.

  30. Бурцев С.А. Методика расчета устройств газодинамической температурной стратификации при течении реального газа // Тепловые процессы в технике. 2013. Т. 5. № 9. С. 386–390.

  31. Вигдорович И.И., Леонтьев А.И. К теории энергоразделения потока сжимаемого газа // Изв. РАН. МЖГ. 2010. № 3. С. 103–109.

  32. Azanov G.M., Osiptsov A.N. The efficiency of one method of machineless gasdynamic temperature stratification in a gas flow // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2017. V. 106. P. 1125–1133.

  33. Вигдорович И.И., Леонтьев А.И. Энергоразделение газов с малыми и большими числами Прандтля // Изв. РАН. МЖГ. 2013. № 6. С. 117–134.

  34. Здитовец А.Г., Титов А.А. Экспериментальное исследование газодинамического метода безмашинного энергоразделения воздушных потоков // Тепловые процессы в технике. 2013. Т. 5. № 9. С. 391–397.

  35. Здитовец А.Г., Виноградов Ю.А., Стронгин М.М. Экспериментальное исследование безмашинного энергоразделения воздушных потоков в трубе Леонтьева // Тепловые процессы в технике. 2015. Т. 7. № 9. С. 397–404.

  36. Попович С.С. Экспериментальное исследование влияния ударных волн на эффект безмашинного энергоразделения газовых потоков // Наука и образование (МГТУ им. Н.Э. Баумана). 2016. № 3. С. 64–80.

  37. Попович С.С. Влияние ударных волн на эффект безмашинного энергоразделения. Дисс…. канд. техн. наук. М.: ОИВТ РАН, 2016. 172 с.

  38. Leontiev A.I., Zditovets A.G., Vinogradov Y.A., Strongin M.M., Kiselev N.A. Experimental investigation of the machine-free method of temperature separation of air flows based on the energy separation effect in a compressible boundary layer // Experimental Thermal and Fluid Science. 2017. № 88. P. 202–219.

  39. Бурцев С.А., Визель Я.М., Леонтьев А.И., Чижиков Ю.В. Способ регулируемого бесподогревного редуцирования магистрального природного газа и устройство для его осуществления // Патент РФ №2162190. Дата приоритета: 18.06.1999.

  40. Eckert E.R.G. Energy separation in fluid streams // Int. Comm. Heat mass transfer. 1986. V. 13. P. 127–143.

  41. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М: Наука, 1974. 711 с.

  42. Волчков Э.П., Макаров М.С. Газодинамическая температурная стратификация в сверхзвуковом потоке // Изв. РАН. Энергетика, 2006. № 2. С. 19–31.

  43. Макаров М.С., Макарова С.Н. Эффективность энергоразделения при течении сжимаемого газа в плоском канале // Теплофизика и аэромеханика. 2013. Т. 20. № 6. С. 777–787.

  44. Бурцев С.А. Исследование путей повышения эффективности газодинамического энергоразделенеия // ТВТ. 2014. Т. 52. № 1. С. 14–21.

  45. Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Тепломассообмен и трение в турбулентном пограничном слое. М.: Энергоатомиздат, 1985. 320 с.

  46. Shapiro A.H. The dynamics and thermodynamics of compressible fluid flow. V. I. NewYork: RonaldPress, 1954. 647 p.

  47. Леонтьев А.И., Осипцов А.Н., Рыбдылова О.Д. Пограничный слой на плоской пластине в сверхзвуковом газокапельном потоке. Влияние испаряющихся капель на температуру адиабатической стенкии // Теплофизика высоких температур. 2015. Т. 53. № 6. С. 910–917.

  48. Азанов Г.М., Осипцов А.Н. Влияние мелких испаряющихся капель на температуру адиабатической стенки в сжимаемом двухфазном пограничном слое // Известия РАН. МЖГ. 2016. № 4. С. 62–71.

  49. Попович С.С. Экспериментальное исследование влияния падающего скачка уплотнения на адиабатную температуру стенки в сверхзвуковом потоке сжимаемого газа // Тепловые процессы в технике. 2014. Т. 6. № 3. С. 98–104.

  50. Попович С.С., Виноградов Ю.А., Стронгин М.М. Экспериментальное исследование возможности интенсификации теплообмена в устройстве безмашинного энергоразделения потоков // Вестник СГАУ. 2015. Т. 14. № 2. С. 159–169.

  51. Мушик Э., Мюллер П. Методы принятия технических решений. М.: Мир, 1990. 208 с.

  52. Орлов А.И. Теория принятия решений. М.: Издательство «Март», 2004. 656 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024