주가스관 온도자동제어 시스템 개발

Oct 14, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 3092(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

이 기사에서는 사례 연구 가스 파이프라인에서 냉각 요소를 사용한 수치 실험 결과와 온도장(가스용 냉각기) 분석을 제시합니다. 온도장 분석을 통해 온도장 형성에 대한 몇 가지 원리가 입증되었으며, 이는 가스 펌핑을 위한 상대 온도를 유지해야 한다는 필요성을 나타냅니다. 실험의 핵심은 가스 파이프라인에 냉각 요소를 무제한으로 설치하는 것이었습니다. 본 연구의 목적은 제어법칙의 종합과 최적의 위치결정 및 위치에 따른 제어오차의 평가에 관하여 최적의 가스 펌핑 방식을 위한 냉각요소의 설치가 가능한 거리를 결정하는 것이다. 냉각 요소. 개발된 기술을 통해 개발된 제어 시스템의 조절 오류를 평가할 수 있습니다.

빠르게 성장하는 경제에서는 소비자에게 필요한 수의 원자재를 제공하는 문제가 심각합니다. 주요 원자재 공급원 중 하나는 탄화수소, 천연가스, 석유입니다. 가공 과정에서 다양한 재료와 석유 제품이 지구 인구에게 필요한 생산 제품을 제공하는 것으로 보입니다. 극북(러시아) 지역의 개발로 인해 파라핀과 같은 다양한 화합물이 존재하는 상태에서 탄화수소 원료를 추출하고 장거리 운송하기 위한 기술을 모색할 필요가 있습니다. 이러한 유형의 원료를 추출하는 것은 다소 힘든 작업입니다. 또 다른 문제는 후속 운송입니다. 원자재는 현장에서 완전히 처리될 수 없습니다. 따라서 원유 제품이 현장 파이프라인으로 들어갑니다. 원제품에 불순물이 존재하면 파이프라인 운송의 내구성과 내마모성에 상당한 영향을 미칩니다.

극북 지역의 운송 과정에서 기상 조건이 중요한 역할을 한다는 점을 기억하는 것도 중요합니다. 연평균 온도가 섭씨 -50도에서 +40도까지 변할 수 있는 지역에서 파이프라인은 금속의 물리적 특성에 의해 추가로 영향을 받습니다. 금속의 물리적 특성은 파이프 벽의 일일 신장 및 압축으로 인해 전체 파이프라인이 변형 및 파괴될 수 있습니다. .

석유와 달리 문제의 탄화수소 공급원료가 천연가스이고 온도가 상승하면 가스가 점성을 띠게 되어 파이프라인을 통해 더 이상 수송하기 어렵게 됩니다.

한편으로는 이러한 문제를 해결하기 위해 파이프라인의 자동 가열(오일의 경우)과 미리 정해진 온도(가스의 경우)를 유지하는 기술이 개발되었습니다. 그러나 이러한 파이프라인 가열은 본질적으로 국지적입니다. 종종 가열 요소가 파이프라인의 특정 부분에 설치되어 높은 값으로 가열됩니다. 그런 다음 장거리에 걸쳐 재가열이 적용됩니다. 파이프라인을 가열하는 이 방법은 많은 에너지를 사용하기 때문에 비용 효율적이지 않으며 이로 인해 제품 가격이 상승합니다.

반면에 대체 적용에는 파이프라인을 지하에 놓는 것이 포함됩니다. 이 방법은 온도 균형이 더 오랫동안 유지되기 때문에 더 효율적입니다. 그러나 영구 동토층 지역으로 인해 지하 배치가 항상 가능한 것은 아니며 이로 인해 토양이 더욱 침강됩니다. 히팅케이블을 포설하는 방법과 배관에 대한 열충격을 측정하는 방법은 오랫동안 알려져 왔다.

이 방향의 첫 번째 연구는 석유 지질학 분야의 유명한 석유 과학자인 Gubkin IM의 작업으로 시작되었습니다. 그의 연구에서 그는 저장소에서 여분의 점성 오일을 추출하기 위해 저장소와 펌프-압축기 시스템에 영향을 미치는 방법을 설명했습니다. 그의 방법을 기반으로 전 세계 과학자들은 추출된 원료의 유변학적 특성을 개선하기 위해 파이프라인에 열 영향을 미치는 대체 방법을 과학 논문에서 설명했습니다. "계산 방법 및 알고리즘(파이프라인 가스 운송)"의 저자인 Sardanashvili SA는 천연 가스 운송의 급전 제어를 위한 컴퓨터 시스템의 개발 및 운영에 대한 실제 적용에 초점을 맞춘 형태로 계산 방법 및 알고리즘을 설명하고 문제를 해결합니다. 가스 전송 시스템을 설계하고 재구성하는 것입니다. Lurie MV 등은 "석유 제품 및 가스 파이프라인 운송 모델링"이라는 제목의 연구에서 주요 석유 및 가스 파이프라인과 이에 대한 열 영향 방법을 고려했습니다1. 그러나 문헌을 분석할 때 탱크팜과 펌프장의 열 체제를 계산하는 방법은 없습니다.