3.3 Оценка состояния внутренней полости участка

Несмотря на тщательную подготовку газа к дальнему транспорту, в трубопровод попадает значительное количество воды и конденсата. Кроме того, в газе содержатся продукты коррозии металла и масло из уплотнений нагнетателей. Посторонние примеси постепенно накапливаются во внутренней полости газопровода, увеличивая его гидравлическое сопротивление. Состояние внутренней полости участка газопровода характеризуется величиной коэффициента гидравлической эффективности Е, представляющего собой отношение фактической производительности участка к его пропускной способности при тех же параметрах работы:

(3.1)

Ч аще всего гидравлическая эффективность работы МГ определяется наличием жидкости в газе. При движении жидкости в потоке газа часть ее движется в виде пленки по стенкам труб. Толщина пристенного слоя зависит от содержания жидкости в газе и скорости движения газа в трубопроводе. Количество жидкости в пристенном слое не может превысить величину, определяемую соотношением этих факторов. Следовательно, каждому их сочетанию соответствует своя минимальная величина Е_тin :

(3.2)

где W_B – объемное содержание жидкости в газе; U – средняя скорость течения газа в участке, м/с.

Достигнув минимального значения, гидравлическая эффективность в дальнейшем меняется вслед за изменением производительности МГ и содержания жидкости в газе. Содержание жидкости при нормальной работе установок подготовки газа является величиной достаточно стабильной, и изменения Е происходят в основном за счет изменения производительности газопровода. При нарушении работы установок подготовки газа содержание жидкости меняется скачкообразно, что приводит к резкому снижению эффективности головных участков. Производительность газопровода меняется синусообразно в соответствии с сезонным изменением потребления газа, достигая максимума в холодный период и минимума в теплый.

Объем отложений в трубопроводе можно ориентировочно определить, исходя из равномерного их распределения по длине участка:

(3.3)

где V_OT – объем отложений в участке газопровода; V_TP – геометрический объем внутренней полости труб участка; а – постоянный для данного участка коэффициент, а =1,8—2,0.

Уравнение (3.3) позволяет решить обратную задачу, определить эффективность участка при известном объеме отложений. Объем жидкости, накопившийся в участке, можно оценить по разности содержания воды в газе на входе и выходе участка.

На практике значение Е определяется с использованием диспетчерских данных по работе МГ по формулам (3.1) и (2.34). Точность определения эффективности работы участка δЕ по одному режиму будет определяться точностью измерения производительности δQ и точностью определения пропускной способности δq участка:

(3.4)

В свою очередь, точность определения пропускной способности зависит от достоверности информации о длине и диаметре участка, свойствах транспортируемого газа, точности измерения давления и температуры и точности определения коэффициента гидравлического сопротивления. Принимая во внимание, что ошибка в определении длины и диаметра является систематической и может быть откорректирована по результатам расчетов, δq можно представить следующим образом:

(3.5)

где – точность измерения разности квадратов давления; δТ – точность определения средней температуры; δΔ – точность определения плотности газа; δλ – точность определения коэффициента гидравлического сопротивления участка.

О бработка одного режима работы участка не позволит определить Е с точностью выше 5% . Для получения результата с достаточной точностью, порядка (0,1-0,2)% , необходимо определять Е статистической обработкой серии из п режимов:

(3.6)

где δЕ₀ – требуемая точность определения Е.

Если производить обработку выбранных подряд режимов из периода стабильной работы МГ в течение 2-3 суток, то нужную точность обеспечат 15-20 режимов.