Wyniki 1-10 spośród 14 dla zapytania: authorDesc:"Andrzej J. Osiadacz"

Możliwości wykorzystania ciepła odpadowego w tłoczni gazu


  W artykule opisano możliwości wykorzystania ciepła odpadowego z chłodzenia gazu w tłoczni do wytwarzania energii elektrycznej i chłodu.POLSKA część systemu przesyłowego gazu Jamal - Europa Zachodnia wyposażona jest w pięć tłoczni o charakterystyce podanej w tabeli.Maszyny (sprężarki odśrodkowe z napędem turbiną gazową) w tłoczniach zainstalowane są w systemie równoległym, tzn. że pobierają gaz ze wspólnego kolektora ssącego i oddają sprężony gaz do wspólnego kolektora tłocznego. Stopień sprężania w poszczególnych tłoczniach wynosi od 1,2 do 1,5. Podczas procesu sprężania gazu w tłoczniach następuje znaczny wzrost temperatury gazu od około 5 0C na ssaniu do około 50 0C na tłoczeniu. Aby obniżyć koszty tłoczenia, gaz na wyjściu z tłoczni jest schładzany. Obniżanie temperatury gazu na tłoczeniu, odbywa się za pomocą wymienników ciepła chłodzonych powietrzem, tzw. chłodnic powietrznych. Każda tłocznia jest wyposażona w baterię chłodnic powietrznych z ośmioma wentylatorami, napędzanymi silnikami elektrycznymi (chłodzenie 10 CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA 42/1 (2011) peraturze 100 0C mogła być czynnikiem chłodniczym, należy wytworzyć w agregacie absorpcyjnym ciśnienie 800 Pa, odpowiadające temperaturze wrzenia wody +4 0C. Obecnie nie istnieje możliwość bezpośredniego wykorzystania spalin do napędzania absorpcyjnych urządzeń chłodniczych. W celu wykorzystania takiego źródła energii trzeba wprowadzić dodatkowy czynnik, który może zasilać układ absorpcyjny. Wprowadzając jako dodatkowy czynnik wodę, uproszczony schemat obiegu pokazano na rys. 1. Ochłodzenie gazu płynącego w gazociągu powoduje znaczny spadek temperatury. Pobór energii elektrycznej przez urządzenia absorpcyjne jest minimalny, ze względu na małą liczbę elementów zasilanych prądem. Przyjmuje się, że wynosi on około 1% mocy chłodniczej urządzenia. Jest to około 30 razy mniej w porównaniu z analogicznymi agregatami sprężarkowymi. Bardzo ważną zaletą chłodziarek[...]

Zjawisko uderzenia hydraulicznego w gazociągu


  Zjawisko uderzenia hydraulicznego powstaje w momencie gwałtownej zmiany parametrów przepływu płynu w przewodzie ciśnieniowym. Przyczyną zjawiska jest zgromadzona w płynącym strumieniu płynu energia kinetyczna, ulegająca zamianie na energię potencjalną ściśliwości cieczy i sprężystości rur. Skokowa zmiana wartości prędkości i strumienia masy przepływającego płynu powoduje miejscową zmianę udziałów energii kinetycznej i potencjalnej w energii całkowitej, co wyraża się wzrostem lub spadkiem ciśnienia. Wartość uderzenia zależy od szybkości przepływu płynu, różnicy ciśnienia, czasu przepływu fali powrotnej, materiału ścianki rury, oraz właściwości termodynamicznych płynu. Prędkość rozprzestrzeniania się fal zaburzeń zależy od właściwości płynu i przewodu. Ogólna zależność przedstawiająca prędkość dźwięku przedstawia poniższy wzór: (1) gdzie: c - prędkość fali ciśnienia, E - moduł Younga ścianki przewodu, D - średnica przewodu, e - grubość ścianki, ρ - gęstość płynu, K - moduł sprężystości objętościowej cieczy. Układ równań opisujący nieustalony przepływ gazu w gazociągu Do opisu szybkich zmian przepływu gazu w gazociągu najczęściej stosowany jest model hiperboliczny postaci: (2) gdzie: p - ciśnienie, t - czas, QN - strumień gazu, 2 1 c K D K e E ρ =  +      1 2 3 0 | | N N N N p Q t x Q p Q Q t x p α α α ∂ ∂ + = ∂ ∂ ∂ ∂ = + ∂ ∂ 2 1 2 3 2 N N c N A A f c DA ρ α α ρ ρ = = α = x - współrzędna, ρN - gęstość, c - prędkość dźwięku w gazie, f - współczynnik oporów hydraulicznych, D - średnica, A - pole przekroju. Przy tworzeniu powyższego modelu przyjęto następujące założenia:  przepływ gazu jest nieustalony - zarówno średnia prędkość w dowolnym przekroju rurociągu jak i ciśnienie są funkcjami czasu.  przepływ jednowymiarowy - długoś[...]

Metody pośrednie wykrywania nieszczelności


  Stale rozwijająca się gospodarka światowa wymaga ciągłych dostaw energii. Część zapotrzebowania na tę energię jest pokrywana przez gaz ziemny, rozprowadzany przez rozległe sieci gazociągów. Istotnym problemem związanym z przesyłaniem gazu na znaczne odległości, są nieszczelności w sieciach. W większości przypadków nieszczelności powstają na skutek przypadkowego uszkodzenia gazociągu (strona "trzecia") lub korozji ścianek gazociągu, bardzo często w miejscach łączenia elementów. Zdarzają się także przypadki nielegalnego podłączenia do sieci. Każdy wyciek gazu jest bardzo niebezpieczny, ponieważ przy odpowiedniej proporcji gazu i powietrza (od około 5-15% zawartości gazu w powietrzu) może powstać mieszanka wybuchowa. Szczególnie niebezpieczne mogą być wycieki w zimie. Zmarznięta ziemia nie przepuszcza gazu na zewnątrz, pozwala mu migrować na znaczne odległości gdzie niespodziewanie może dojść do wybuchu. Oprócz możliwości wybuchu gazu, nieszczelności niosą ze sobą również inne problemy. Wyciek gazu powoduje straty ekonomiczne. Kolejne straty ponoszone są na skutek przerwy w dostawie gazu związane z koniecznością naprawy uszkodzonego odcinka gazociągu. Koszty naprawy sieci oraz w niektórych przypadkach koszty rekultywacji terenów na których obszarze wystąpił wyciek są znaczne. Ogólnie, straty finansowe operatora zależeć będą od czasu wykrycia nieszczelności, zlokalizowania miejsca uchodzenia oraz szybkości naprawy uszkodzonego gazociągu. Metody stosowane do wykrywania nieszczelności muszą się charakteryzować dużą szybkością reakcji na wystąpienie wycieku oraz precyzją jego lokalizacji. Ogólnie metody wykrywania nieszczelności można podzielić na dwie grupy: ▲ metody zewnętrzne wykrywania nieszczelności (bezpośrednie), ▲ metody wewnętrzne wykrywania nieszczelności (pośrednie). Do metod zewnętrznych używa się wyspecjalizowanych czujników lub prowadzi się obserwację wizualną. Wykrycie nieszczelności za pomocą tych metod po[...]

Metody wykrywania nieszczelności w sieciach gazowych cz. II


  Metody oparte na wykorzystaniu modelu należą do tzw. zaawansowanych metod wykrywania nieszczelności w sieciach. Zasada tych metod jest stosunkowo prosta. Z jednej strony mamy dane otrzymane z pomiarów (bezpośrednio zmierzone lub obliczone z pomiarów) oraz, z drugiej strony mamy tego samego typu dane otrzymane z modelu lub estymatora modelu. Porównując odpowiednie wartości można wykryć nieszczelność, jeśli różnice między wartościami przekraczają pewien założony poziom. Porównując te metody łatwo stwierdzić, że wspólną ich cechą jest hierarchiczna struktura (rys. 1). Poziom pierwszy to poziom pomiarów oraz ich analiza z punktu widzenia przydatności do obliczeń. Poziom drugi to porównanie wyników pomiarów z wynikami modelu, a poziom trzeci to analiza wyników i wnioski dotyczące wykrytej nieszczelności. między wartościami zmierzonymi i uzyskanymi z komputerowej symulacji: e1q (t) = q1 (t) - q^ 1 (t) e2q (t) = q2 (t) - q^ 2 (t) (2) Wartości q^ 2 (t) oraz q^ 2 (t) są wynikami komputerowej symulacji modelu sieci. Dokładna analiza tych różnic pozwala na wykrycie istnienia nieszczelności w sieci, przybliżoną lokalizację miejsca wycieku z^ L oraz ilości utraconego gazu q^ wycieku. Informacja o nieszczelności Analiza błędów, ocena sygnałów poziom 3 poziom 2 poziom 1 Model przyczynowo skutkowy Prosty model statyczny Model procesu, filtr, obserwator Wstępne przetworzenie danych Dane pomiarowe (eliminacja błędów grubych) (deterministyczna, stochastyczna) Rys. 1. Schemat metod wykrywania nieszczelności opartych o model a) Model równoległy Podstawowa struktura funkcjonalna tych metod dla przypadku jednej rury jest przedstawiona na rys. 2. Zakłada się pomiar ciśnienia oraz przepływu na początku i na końcu rurociągu co zapisujemy następująco: p1 (t) = p (0,t), p2 (t) = p (L,t), q1 (t) = p (0,t), q2 (t) = p (L,t). (1) Model równoległy opisuje pracę rurociągu[...]

Komputerowa symulacja zjawiska uderzenia hydraulicznego w sieci ciepłowniczej DOI:

Czytaj za darmo! »

W artykule omówiono zjawisko uderzenia hydraulicznego występujące w sieciach ciepłowniczych. Przedstawiono dokładną analizę zjawiska wykorzystując model matematyczny nieustalonego przepływu wody w rurociągu ciepłowniczym.ZJAWISKO uderzenia hydraulicznego powstaje w momencie nagłej zmiany parametrów przepływu płynu w przewodzie ciśnieniowym. Przyczyną zjawiska jest zgromadzona w płynącym strumieniu płynu energia kinetyczna, ulegająca zamianie na energię potencjalną ściśliwości cieczy i sprężystości rur. Skokowa zmiana prędkości i strumienia masy przepływającego płynu powoduje miejscową zmianę udziałów energii kinetycznej i potencjalnej w energii całkowitej, co wyraża się wzrostem lub spadkiem ciśnienia. Wartość uderzenia zależy od prędkości przepływu płynu, różnicy ciśnienia, czasu przepływu fali powrotnej, materiału ścianki rury oraz właściwości termodynamicznych płynu. Prędkość rozprzestrzeniania się fal zaburzeń zależy od właściwości płynu i przewodu. Zjawisko uderzenia hydraulicznego jest spowodowane nagłym otwarciem lub zamknięciem zaworu, urządzenia regulującego przepływ, włączeniem lub wyłączeniem pompy itp. W przypadku gdy zmniejszenie prędkości wskutek zamknięcia, np. zaworu powoduje przyrost ciśnienia, uderzenie nazywamy dodatnim. Uderzenie hydrauliczne może mieć również miejsce przy szybkim otwarciu zaworu w przewodzie. Powoduje to znaczny spadek ciśnienia wskutek szybkiego zwiększania się prędkości przepływu. Uderzenie hydrauliczne charakteryzujące się nagłym zmniejszeniem ciśnienia nosi nazwę uderzenia ujemnego. 1. Dodatnie uderzenie hydrauliczne Rozważmy przepływ cieczy z prędkością w0 przez poziomy prostoliniowy przewód ciśnieniowy o długości L i średnicy d. Jeden koniec przyłączony jest do zbiornika zasilającego o stałym poziomie cieczy H = const, a drugi koniec zakończony jest zaworem. Wskutek zahamowania ruchu warstw cieczy spowodowanego zamknięciem zaworu, następuje podwyższenie ciśnienia o wielkość &#[...]

Metoda wykrywania nieszczelności w przesyłowych sieciach gazowych (cz. 1) DOI:10.15199/17.2015.12.1


  W artykule omówiono algorytm wykrywania nieszczelności w sieciach gazowych. Algorytm wykorzystuje symulator dynamiczny oparty o paraboliczny model opisujący nieustalony przepływ gazu w rurociągu. Scharakteryzowano zasady wykrywania nieszczelności opracowanym algorytmem oraz zdefiniowano kryteria ustalania wartości wycieku.1. Wstęp Bezpieczeństwo przesyłu oraz ciągłość dostaw do jedne z głównych kryteriów jakie powinny spełniać sieci gazowe. Pomimo dużej uwagi podczas układania oraz licznych kontroli podczas pracy sieci, na każdym gazociągu może dojść do niespodziewanej awarii. Według raportu EGIG (European Gas pipeline Incident data Group) z 2011 r. [1] za prawie połowę przypadków uszkodzenia gazowej sieci przesyłowej odpowiedzialna jest strona trzecia (48,4%). Pozostałe przyczyny powstawania nieszczelności to: wady konstrukcyjne i materiałowe (16,7%), korozja (16,1%), przemieszczenia gruntu (7,4%), usterki budowlane (4,8%) oraz inne (6,6%). Najpoważniejszym skutkiem takiej nieszczelności jest oczywiście możliwość wybuchu gazu. Do wybuchu gazu może dojść w przypadku zmieszania się metanu zawartego w przesyłanym gazie z powietrzem przy objętości gazu od ok. 5 do 15% oraz przy udziale iskry zapalającej. W Polsce ostatni tragiczny w skutkach wybuch gazu na sieci przesyłowej miał miejsce w Jankowie Przygodzkim w 2013 r. Nie wszystkie nieszczelności powstałe na sieci kończą się wybuchem ale wszystkie powinny być szybko wykryte i naprawione. Problemem z tym związanym zajmują się liczne metody wykrywania nieszczelności, które możemy podzielić na zewnętrzne (sprzętowe) [5] i wewnętrzne (programowe) [6]. Zewnętrzne metody wykorzystujące różne dodatkowe urządzenia montowane na sieci są drogie przez co nie pozwalają na opomiarowanie nimi całego gazociągu. Inne rodzaje metod zewnętrznych, które miejscowo bardzo dokładnie badają występowanie metanu (obchody sieci lub kontrola z powietrza) nie pozwalają na stałą kontrolę całej sieci [8]. [...]

Metoda wykrywania nieszczelności w przesyłowych sieciach gazowych (cz. 2) DOI:10.15199/17.2016.1.2


  W artykule omówiono wyniki badań algorytmu wykrywania nieszczelności w sieciach gazowych. Badania przeprowadzono dla pojedynczego odcinka gazociągu oraz dla sieci o strukturze drzewowej wykorzystując w tym celu dane rzeczywiste. Rezultaty badań potwierdziły poprawność działania algorytmu. Nieszczelności gazociągów były poprawnie lokalizowane a wartości wycieków dokładnie określane.1. Wyniki badań algorytmu dla przypadku pojedynczego gazociągu W celu przetestowania poprawności algorytmu wytypowano trzy gazociągi wysokiego ciśnienia w krajowym systemie przesyłowym, na których zostały wcześniej stwierdzone nieszczelności. Gazociągi różniły się pomiędzy sobą charakterystyką przepływu oraz zmianami ciśnienia w czasie. Każdy z gazociągów był odpowiednio opomiarowany, a dane z pomiarów zostały zarejestrowane w systemie SCADA z krokiem godzinowym. Weryfi kacja odbyła się na podstawie danych archiwalnych, które zawierały pomiary ciśnienia, przepływu oraz temperatury. Dla każdego gazociągu badania obejmowały okres około czterech dni. Początkowe trzy dni obejmowały okres przed wystąpieniem nieszczelności na każdym z gazociągów. Dane te posłużyły do identyfi kacji modelu i zostały przedstawione poniżej w formie wykresów. Kolejna doba zawierała dane dla gazociągów z zarejestrowanymi wyciekami do momentu naprawy uszkodzenia. Charakterystyki badanych gazociągów zostały przedstawione w tab. 1, natomiast zmiany przedstawiające obciążenia i pobory w czasie dla gazociągu pierwszego na rys. 1, 2. Wartości przepływu, ciśnienia oraz charakter tych zmian dla pozostałych dwóch gazociągów był odmienny jednak w celu redukcji objętości wykresów grafi cznie zostaną przedstawione jedynie wyniki dla pierwszego gazociągu. 1.2 Graniczne wartości niepewności przepływu oraz ciśnienia Symulację testowanych gazociągów wykonano z godzinowym krokiem czasowym, takim samym jak w przypadku zarejestrowanych danych z systemu SCADA. Każdy z gazociągów został podzielo[...]

Techniczne i ekonomiczne aspekty odzysku ciepła w tłoczniach gazu ziemnego DOI:10.15199/17.2016.6.2


  W artykule porównano z punktu widzenia technicznego I ekonomicznego wybrane systemy odzysku ciepła możliwe do zastosowania w tłoczniach gazu ziemnego wyposażone w sprężarki odśrodkowe napędzane turbinami gazowymi.Wstęp Tłocznie gazu ziemnego stanowią istotny element systemu przesyłu gazu. W nowoczesnych tłoczniach jako źródło napędu sprężarek najczęściej wykorzystuje się turbiny gazowe. Zwykle turbiny te pracują w tzw. obiegu otwartym. Oznacza to, że czynnik roboczy (spaliny) napędzający turbinę gazowa odprowadzany jest bezpośrednio do otoczenia. Wraz ze spalinami o wysokiej temperaturze do otoczenia trafi ają znaczne ilości energii, określanej mianem ciepła odpadowego. Celem niniejszego artykułu jest prezentacja i porównanie technicznych oraz ekonomicznych aspektów zastosowania wybranych systemów odzysku ciepła, możliwych do zastosowania w tłoczni gazu ziemnego. Turbiny gazowe wykorzystywane w tłoczni gazu W tłoczni gazu, będącej przedmiotem rozważań w niniejszym artykule, źródło napędu kompresorów gazu stanowią turbiny gazowe typu SGT600 fi rmy Siemens. Są to lekkie dwuwałowe turbiny typu przemysłowego, charakteryzujące się niską masą i niewielkimi wymiarami. Wybrane parametry omawianej turbiny gazowej przedstawiono w tab. 1. Temperatura spalin (w warunkach nominalnych - ISO) w przypadku omawianej turbiny gazowej wynosi 543. Ponieważ tylko niewielka ilość powietrza trafi ającego do turbiny gazowej jest wykorzystywana do spalania paliwa, można przyjąć, że spaliny pod względem składu chemicznego są zbliżone do powietrza atmosferycznego. Traktując spaliny jako gaz półdoskonały oraz przyjmując, że zostaną one schłodzone do temperatury otoczenia, można wyznaczyć ilość wielkość strumienia ciepła odprowadzanego ze spalinami do otoczenia:[...]

Rurociągowy transport CO2 na potrzeby geologicznej sekwestracji DOI:10.15199/17.2017.10.1


  Odnawialne źródła energii będą odgrywać coraz większą rolę w produkcji energii elektrycznej, ale osiągnięcie odpowiedniego stanu rozwoju technologii, infrastruktury i otoczenia regulacyjnego aby osiągnąć efekt skali dla tego segmentu energetyki będzie trwało co najmniej dekadę lub dłużej. Patrząc z tej perspektywy, procesy wychwytywania i składowania CO2 należy uznać za jedno z najpoważniejszych rozwiązań umożliwiających w przyszłości wytwarzanie czystej energii z paliw kopalnych. Rozwój tej technologii pozwoliłby paliwu węglowemu zachować dominującą rolę w strukturze wytwarzania energii w Polsce. Technologia sekwestracji dwutlenku węgla (CCS) stoi nadal jednak przed wieloma wyzwaniami, które obejmują planowanie, projektowanie i eksploatację infrastruktury do transportu CO2. Transport rurociągowy jest preferowanym rozwiązaniem w przypadku, gdy duże ilości wychwyconego CO2 mają być przechowywane w formacjach geologicznych w bliskiej i średniej odległości od miejsca wychwytu. Problemy techniczne, które należy rozwiązać w zakresie rurociągów i stacji przetłocznych, dotyczą m.in. zapewnienia bezpieczeństwa, ciągłości przepływu, minimalizacji kosztów transportu. Istnieje zgodna opinia, że duże ilości CO2 powinny być transportowane w fazie ciekłej lub w stanie nadkrytycznym. Stan nadkrytyczny zapewnia najlepsze warunki do transportu w rurociągach [13]. Stan ten charakteryzuje się lepkością płynu zbliżoną do lepkości gazu, jednocześnie gęstością bliską gęstości cieczy. Przesył w fazie gazowej nie jest ekonomicznie uzasadniony, podobnie jak to ma miejsce w przypadku przepływu dwufazowego, przy którym mogą wystąpić wysokie spadki ciśnienia, szczególnie w nieplanarnym terenie. Aktualnie, proces transportu CO2 realizowany jest głównie w Stanach Zjednoczonych i Kanadzie na potrzeby intensyfi kacji wydobycia ropy naftowej. Czysty dwutlenek węgla wydobywany jest z naturalnych złóż i przesyłany rurociągami do rejonów położenia złóż ropy n[...]

Pakiet oprogramowania do statycznej symulacji sieci ciepłowniczych


  W artykule omówiono doświadczenia zebrane podczas tworzenia pakietu oprogramowania do statycznej symulacji sieci ciepłowniczych oraz podczas wykonania aplikacji obliczeniowej dla rzeczywistego systemu ciepłowniczego.ROZDZIELENIE przedsiębiorstw "sieciowych" od wytwórców ciepła powoduje, że znacznie wzrasta funkcja procesów modelowania przepływu wody w sieciach ciepłowniczych. Operatorzy, odpowiedzialni za realizację usługi dystrybucji ciepła, powinni mieć pełną wiedzę o właściwościach cieplnych i hydraulicznych sieci, którą użytkują. Podczas jednoczesnej pracy takich elementów, jak ciepłownie, sieci rozprowadzające lub węzły cieplne, występuje ich wzajemne oddziaływanie hydrauliczne. W sposób analogiczny, jak w innych systemach płynowych występuje zależność pomiędzy wysokością ciśnienia w dowolnym punkcie układu, natężeniem przepływu wody w dowolnym elemencie sieci a parametrami pracy źródeł ciepła i wartościami obciążeń węzłów ciepłowniczych. Właściwa eksploatacja sieci, to przede wszystkim realizacja dostaw ciepła odbiorcom zgodnie z podpisanymi umowami, przy jednoczesnej minimalizacji szeroko rozumianych kosztów eksploatacji. Z kolei, prawidłowa rozbudowa sieci to wybór wariantu, który spełni warunki przyjętego kryterium kosztów eksploatacji oraz budowy. Zarówno prawidłowa eksploatacja istniejących systemów ciepłowniczych, jak również ich rozbudowa, nie może być realizowana bez pomocy programów obliczeniowych. Oprogramowanie, wykorzystujące modele matematyczne elementów sieci, powinno zatem stanowić podstawowe narzędzie pracy służb odpowiedzialnych za prowadzenie ruchu sieci. Pakiet oprogramowania w środowisku Windows, będący przedmiotem rozważań w niniejszym artykule, umożliwia obliczenia sieci ciepłowniczych o dowolnej konfiguracji, tzn. składających się z dowolnej liczby odcinków sieci kanałowej i preizolowanej, dowolnej liczby ciepłowni (źródeł) oraz dowolnej liczby innych elementów nierurowych: pompowni, reduktoró[...]

 Strona 1  Następna strona »