zinet home
home home
home ИНТЕЛЛЕКТ-ПОРТАЛ
home Стартовал прием материалов в сборник XХХIX-й научной конференции. Требования к публикациям - в разделе "Объявления".

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

РЕСУРСЫ ПОРТАЛА:

Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 28 мая 2016 г.)


Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)


Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)


Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24-27 ноября 2015 г.)


Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13-17 октября 2015 г.)


Тридцать третья научно-практическая конференция
(20-27 мая 2015 г.)


Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2-7 апреля 2015 г.)


Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)


Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)


Двадцать девятая международная научно-практическая конференция
(19-25 ноября 2014 г.)


Двадцать восьмая международная научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)


Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)


Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)


Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)


Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)


Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабя 2013 г.)


Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноябя 2013 г.)


Первая международная научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцать первая научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)


Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февряля - 3 марта 2013 г.)


Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)


Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)


Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)


Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01 - 07 марта 2012 г.)


Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)


Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)


Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)


Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля - 04 мая 2011 г.)


Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)


Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)


Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)


Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)


Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)


Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)


Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)


Третья научно-практическая конференция
(20-27 декабря 2008 г.)


Вторая научно-практическая конференция
(1-7 ноября 2008 г.)


Первая научно-практическая конференция
(10-15 мая 2008 г.)



НАШИ ПАРТНЕРЫ:

Студия веб-дизайна www.zinet.info



Студия ландшафтного дизайна Флора-МК


Уникальное предложение!



Сайт-визитка - теперь
всего за 200 грн!

подробнее>>>



ОСОБЛИВОСТІ ВИЗНАЧЕННЯ ФІЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ СТИСНУТОГО ПРИРОДНОГО ГАЗУ В МАГІСТРАЛЬНИХ ТРУБОПРОВОДАХ І СИСТЕМАХ CNG CУДНА

 

Волинський Д.А.

Україна, м. Івано-Франківськ

Івано-Франківський національний технічний

університет нафти і газу

 

The article refers to the question of calculating the density of natural gas, using AGA 8 equation of state of real gas while transporting it at pressures up to 25 MPa. Calculations of this parameter were carried out according to the algorithms of the American Gas Association (AGA 8). The article additionally indicates the advantages and disadvantages of the above mentioned algorithms in the course of their practical application. Furthermore, it is emphasized on the importance of taking into account the physical properties of all components while calculating the parameters of transportation of natural gas at high pressures. For practical application it is offered to use diagrams of the natural gas density at different pressures and temperatures.

Keywords: AGA 8, the coefficient of compressibility, equation of state, the physical properties of natural gas.

 

У сучасних умовах розвитку світової газової промисловості існує необхідність для умов ГТС України розробки одновимірної фізико-математичної моделі і алгоритму розрахунку параметрів однофазного потоку природного газу у магістральних газопроводах з робочим тиском до 25МПа.

На сьогодні вже офіційно введено в експлуатацію дві нитки газопроводу «Північний потік» між Росією та Німеччиною, тиск на вході якого складає 22 МПа. Даний газопровід складається з трьох секцій, кожній із яких відповідає значення робочого тиску 22 МПа, 20 МПа, 17,75 МПа із зменшенням в напрямку до кінцевого пункту призначення газу. Мінімально допустимий тиск в кінці «Північного потоку» не менший за 10 МПа. Поряд з трубопровідним транспортом набуває широкого застосування технологія транспортування стисненого природного газу в якості автомобільного палива замість бензину чи дизельного палива. Такий газ отримують шляхом стиснення (компримування) природного газу у компресорних установках. Його зберігання та транспортування відбувається у спеціальних накопичувачах під тиском 20-22 МПа. На сучасному етапі розвитку газової промисловості України все частіше постає питання розвитку технології перевезення газу у стисненому вигляді (CNG), що є найбільш актуальним варіантом у зонах підвищеної небезпеки руху. Основою цієї технології транспортування природного газу є спеціально обладнані судна. Науковцями світу запропонована технологія транспортування стисненого природного газу на суднах-контейнеровозах, обладнаних стандартними 20-ти або 40-ка футовими морськими контейнерами, що містять ємності для зберігання стисненого газу [1, 2].

Розрахований коефіцієнт стисливості має значний вплив на похибку результатів обчислення параметрів транспортування газу. На сьогодні існує велика кількість рівнянь стану для цього параметра, серед яких кубічні рівняння стану, багатоконстантні рівняння, віріальне рівняння тощо. Світовими центрами із дослідження фізичних властивостей розроблені стандарти ГОСТ 30319.2-96 [3], ДСТУ ISO12213-2,3:2009 [4, 5], ISO 20765-1:2005 [6], ISO 12213-2:2006 [7]. Вказані нормативні документи мають різні вимоги до формування вхідних даних для виконання розрахунку, різні алгоритми розрахунку, однак межі застосування багатьох із них є близькими.

На сьогоднішній день наявна велика кількість рівнянь стану, що володіють різними перевагами. Однак більшість з них коректно працюють тільки у деякій частині області побудови необхідної фізико-математичної моделі.

В даний час для розрахунку властивостей газу при його транспортуванні системою магістральних газопроводів у США і Європі широко застосовується рівняння стану Американської Газової Асоціації AGA 8, воно також застосоване в ДСТУ ISO 12213-2:2009 [4]. Для розрахунку коефіцієнта стисливості  використовується рівняння виду:

 ,                       (1)

де  і  – коефіцієнти рівняння стану,  – молярна густина, кмоль/м3. Константи  визначаються за таблицями. Приведену густину  визначають за формулою:

                                                          (2)

Параметр  і коефіцієнти рівняння (1) розраховуються за формулами:

,                                   (3)

,                               (4)

де N – кількість компонентів у природному газі. Константи  і характерні параметри компонентів  є табличними значеннями. Бінарні параметри  і параметри  розраховують зрівнянь:

,                                                       (5)

,                                                        (6)

,                                          (7)

,                                               (8)

,                                  (9)

,                                                                  (10)

,                                                                 (11)

де  – табличні параметри бінарної взаємодії.

Для розрахунку коефіцієнта стисливості, а також інших властивостей газу за допомогою рівняння AGA 8, необхідно визначити молярну густину при заданих тиску і температурі. Це роблять ітераційно за допомогою методу Ньютона.

Використання даного рівняння стану дає хорошу точність: згідно з даними [6] в області тисків до 30 МПа і температур від 250К до 350К похибка обчислень коефіцієнта стисливості для широкого спектру сумішей природного газу становить до 0,4%. Однак, використання цього рівняння при обчисленнях на практиці, в основному, пов’язано з необхідністю розрахунку властивостей складних багатокомпонентних газових сумішей з істотним вмістом різних компонентів, в тому числі, фракцій вуглеводнів С6+. Більше того, для проведення розрахунків за допомогою рівняння AGA 8 вкрай бажано знати максимально деталізований склад газу, при цьому точність розрахунків буде залежати від точності оцінки відсоткового вмісту кожного з компонентів газової суміші.

Для проведення розрахунків та аналізу меж застосування у роботі взято склад природного газу із відповідними молярними частками компонентів:

а) метан – 0,859, етан – 0,0845, пропан – 0,0234, бутан – 0,0069, н-пентан – 0,0012, н-гексан – 0,0002, н-гептан – 0,0001, н-октан – 0,0001, вуглекислий газ – 0,015, азот – 0,0096.

На рисунку 1 наведено результати розрахунку густини природного газу складу а), отримані за допомогою рівняння стану AGA 8 в діапазоні значень тиску від 5 МПа до 25 МПа та температур від 270 К до 330 К.

 

Рисунок 1 – Ізотерми залежності густини природного газу від тиску, отримані за рівнянням стану AGA 8

 

На рисунку 9 зображено графічні залежності ізотерми залежності густини природного газу з різним вмістом метану від тиску за температури 310 К за рівнянням стану AGA 8. З графіка на рисунку 9 можна зробити висновок, що за значень тиску вище 7 МПа для розрахунку фізичних властивостей та параметрів транспортування нехтувати компонентним складом газу, беручи до уваги тільки характеристики метану не можна, адже це може призвести до накопичення похибки і, відповідно, до небалансу газу у ГТС.

 

Рисунок 9 – Ізотерми залежності густини природного газу з різним вмістом метану від тиску за температури 310 К за рівнянням стану AGA 8

 

Запропоноване рівняння стану газу дає змогу визначати густину природного газу за умов високого тиску (до 25 МПа). Незважаючи на точність рівняння AGA 8, його використання обмежене у зв’язку із значною складністю алгоритму розрахунку, а тому для практичного використання пропонується графічні залежності густини природного газу за різних тисків та температур. Також досліджено, що за умов абсолютного тиску більше 7 МПа слід більш точно враховувати склад газу, особливо наявність важких вуглеводневих компонентів.

 

Список використаних джерел

1.     Крижанівський Є.І. Використання CNG технології для постачання газу до України. / Є.І. Крижанівський // Науковий вісник Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу. – 2012. – № 2(32). – С. 11-14.

2.     Сусак О.М. Особливості розрахунку режимів розвантаження CNG суден у існуючі газотранспортні системи / О.М. Сусак // Науковий вісник Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу. – 2012. – № 2(32). С. 24-31.

3.     Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение коэффициента сжимаемости : ГОСТ 30319.2–96. – М.: Изд–во стандартов, 1997. – 53 с.

4.     Природний газ. Обчислення фактора стисливості. Частина 2. Обчислення на основі молярного складу (ISO 12213–2:2006, IDT) : ДСТУ ISO 12213–2:2009. – [Чинний від 01.01.2011]. – К.: Держспоживстандарт України, 2009. – 32 с.– (Національний стандарт України).

5.     Природний газ. Обчислення фактора стисливості. Частина 3. Обчислення на основі фізичних властивостей (ISO 12213–3:2006, IDT) : ДСТУ ISO 12213–3:2009. –[Чинний від 01.01.2011]. – К.:Держспоживстандарт України, 2009. – 38 с.

6.     Natural gas – Calculation of thermodynamic properties. Part 1: Gas phase properties for transmission and distribution applications. ISO 20765–1:2005.

7.     Natural gas – Calculation of compression factor. Part 2: Calculation using molar-composition analysis. ISO 12213-2.



Первая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(10-15 мая 2008 г.)


(отчет)
Вторая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(1-7 ноября 2008 г.)
(отчет)
Третья научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(20-27 декабря 2008 г.)
(отчет)
Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)
(отчет)
Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)
(отчет)
Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)
(отчет)
Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)
(отчет)
Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)
(отчет)
Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)
(отчет)
Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)
(отчет)
Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля 04 мая 2011 г.)
(отчет)
Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)
(отчет)
Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)
(отчет)
Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)
(отчет)
Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01-07 марта 2012 г.)
(отчет)
Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)
(отчет)
Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)
(отчет)
Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)
(отчет)
Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февраля - 3 марта 2013 г.)
(отчет)
Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)
(отчет)
Двадцать первая научно-практическая конференция
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Первая международная научно-практическая конференция
"Перспективные направления отечественной науки - ХХI век"
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноября 2013 г.)
(отчет)
Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабря 2013 г.)
(отчет)
Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)
(отчет)
Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)
(отчет)
Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)
(отчет)
Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)
(отчет)
Двадцать восьмая научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)
(отчет)
Двадцать девятая научно-практическая конференция"
(19-25 ноября 2014 г.)
(отчет)
Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)
(отчет)
Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)
(отчет)
Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2 - 7 апреля 2015 г.)
(отчет)
Тридцать третья научно-практическая конференция
(20 - 27 мая 2015 г.)
(отчет)
Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13 - 17 октября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24 - 27 ноября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)
(отчет)
Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)
(отчет)
Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 25 мая 2016 г.)
(отчет)

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

Copyright © Zinet.info. Разработка и поддержка сайта - Студия веб-дизайна Zinet.info