В Политехе повышают энергоэффективность газотранспортного оборудования

Владислав Астапов много лет разрабатывает проекты для нефтегазовой отрасли

Потребность современного общества в больших объемах природного газа приводит к истощению его запасов. Поэтому происходит процесс активного освоения новых месторождений, все дальше уходящих на север и восток. Так, протяженность трубопроводов увеличивается и, соответственно, повышается стоимость энергоресурсов. Кроме этого, возросшие объемы добычи и освоение новых месторождений требует современного оборудования или модернизации действующего. В процессе реконструкции газодобывающей отрасли остро встают вопросы повышения энергоэффективности газотранспортного оборудования. Профессор кафедры «Автоматизация и управление технологическими процессами» Политеха Владислав Астапов разработал модель, позволяющую настроить режим газоперекачивающих агрегатов таким образом, чтобы они могли перемещать большее количество газа при минимальных энергозатратах.

Больше 80% мощности на газопроводах составляют газоперекачивающие агрегаты с газотурбинным приводом. Основной аргумент в пользу их использования на компрессорных станциях – относительно небольшой размер и отсутствие на месторождениях больших мощностей электроэнергии. Все это позволяет производить их в блочно-модульном исполнении, достаточно простом для установки на газоперекачивающих станциях и технического обслуживания.

– Для обеспечения рабочего режима газоперекачивающих агрегатов используется транспортируемый газ. В связи с этим компрессорные станции потребляют на собственные нужды значительное количество топливных газов. Таким образом, снижение собственных энергозатрат – актуальная задача в процессе транспортировки трубопроводного газа, – поясняет Астапов. – Кроме этого, перед газодобывающей отраслью стоит еще одна немаловажная задача – ужесточение требований к точности учета производственных ресурсов и экономичности использования установленного на компрессорной станции силового оборудования. Поэтому на основе статистических данных разработана регрессионная модель оценки эффективности режимов работы газоперекачивающих агрегатов. Она помогает рассчитывать расход топливного газа в реальном времени.

Таким образом, регулируя технологические параметры работы газоперекачивающих агрегатов, по разработанной модели можно определить наиболее эффективный, с точки зрения экономии расхода топливного газа, режим работы газоперекачивающих агрегатов, имеющих газотурбинный привод.

Это не первая разработка ученого Политеха для нефтегазовой отрасли. Так, в прошлом году он завоевал серебряную медаль Международного форума инноваторов IN HUB в номинации «Опытные изобретатели» за проект «Способ адаптивного управления процессом смешивания жидкостей». Методика, предложенная профессором Астаповым, позволяет повысить эффективность процесса смешивания товарных бензинов за счет экспрессного анализа качества исходных нефтепродуктов. Применение адаптивного программно-технического комплекса, разработанного изобретателем Политеха на основе математической модели (патент № 2133493) позволит с первого раза получить продукт с требуемым значением октанового числа. Это поможет существенно сэкономить финансовые и производственные ресурсы.

Кроме этого, в августе ученый выиграл бронзовую медаль I Чемпионата мира по науке в Дубае. Он представил жюри результаты исследования, посвященного созданию и анализу работы волоконно-оптических приборов измерения уровня бензинов и других пожароопасных жидкостей.

– Сегодня на любом нефтеперерабатывающем заводе и нефтебазах, где высокая пожароопасность, точный уровень бензина в емкостях измеряют рейкой. Дело в том, что существующие приборы не соответствуют метрологическим требованиям по точности и не удовлетворяют требованиям искро-пожаробезопасности, – поясняет Астапов.

Ученый разработал гидростатический оптоволоконный датчик уровня жидкости с позиционно-чувствительным детектором для непрерывного контроля уровня жидкости (патент РФ № 2707979). Информация об изменении уровня по оптоволокну в виде световых импульсов поступает в позиционно-чувствительный детектор, аналоговый сигнал с которого преобразуется микропроцессорным контроллером в цифру, характеризующую текущий уровень жидкости в реальном времени. Так как источник инфракрасного излучения и микропроцессорный контроллер находятся на расстоянии нескольких сотен метров от емкости с топливом, то обеспечена полная пожарная безопасность.