Нашли ошибку на сайте?Сообщите нам:
НОВОСТИ
25.03.24
08.02.24
20.12.23
13.11.23
|
| |
|
Архив выпусков
Выпуск 1 (65), 2022
Теоретические и экспериментальные исследования по определению потерь давления в фильтрующих элементах грубой и тонкой газовой очистки при их размещении в одном корпусе
Хомутов А. О., Бирюков А. В., Усачев А. П., Куцыгина О. А.
Хомутов А. О., директор по техническому регулированию и стандартизации, Акционерное общество «Головной научно-исследовательский и проектный институт по распределению и использованию газа», Россия, г. Саратов, тел.: (845-2) 99-66-55, e-mail: khomutov.anton@gmail.com Бирюков А. В., канд. техн. наук, директор научно-исследовательского центра, Акционерное общество «Головной научно-исследовательский и проектный институт по распределению и использованию газа», Россия, г. Саратов, тел.: (845-2) 99-66-55, e-mail: niigaz@niigaz.ru Усачев А. П., д-р техн. наук, проф. кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела, Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А., Россия, г. Саратов, e-mail: usachev-ap@mail.ru Куцыгина О. А., д-р техн. наук, доц., проф. кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, тел.: (473)271-54-00, e-mail: olga.kutsigina@rambler.ru | | | | | Постановка задачи. Надежная эксплуатация современных высокоточных систем редуцирования и управления потоками газа, расположенных в шкафных, блочных и капитальных газораспределительных пунктах, требует использования двухступенчатых цилиндрических установок для очистки газа, содержащих фильтры предварительной и тонкой очистки. Актуальной задачей является создание и научное обоснование применения экономически эффективных двухступенчатых устройств по очистке природного газа, размещаемых в газораспределительных пунктах, а также разработка аналитических методов расчета для определения потерь давления в фильтрующих элементах двухступенчатых цилиндрических установок и сроков их регенерации.
Результаты. Приводится теоретическое и экспериментальное определение потерь давления в зависимости от степени засорения многослойного фильтрующего элемента механическими примесями.
Выводы. Получены аналитические уравнения по определению потерь давления, отличающиеся от известных решений тем, что эффект засорения механическими примесями в многослойном фильтрующем полотне впервые представлен в виде суммы потерь давления на ряде чистых калиброванных сеток, расположенных одна за другой, с размерами ячеек каждой последующей сетки меньше, чем предыдущей.
| | | | Ключевые слова: потери давления, степень засорения, многослойный фильтрующий элемент, двухступенчатая цилиндрическая установка, механические примеси, природный газ. |
DOI: 10.36622/VSTU.2022.65.1.004 | | | Библиографический список 1. Белоусов, В. В. Теоретические основы процессов газоочистки / В. В. Белоусов. — М.: Металлургия, 1988. — 256 с.
2. Густов, С. В. Высокотехнологичные ГРП — путь к повышению надежности газораспределительных сетей / С. В. Густов, А. Л. Шурайц, М. С. Недлин, А. П. Усачев, М. С. Доронин, В. Ю. Демчук // Газ России. — 2010. — № 4. — С. 56—60.
3. Густов, С. В. Математическая модель оптимизации геометрических параметров фильтров, располагаемых в обогреваемых помещениях / А. П. Усачев, С. В. Густов // Нефтегазовое дело. —2014. — № 4. — С. 279—301.
4. Желанов, В. П. Обоснование типа системы очистки природного газа, устанавливаемой перед регулирующей, предохранительной, защитной арматурой и узлами учета газорегуляторных пунктов / А. П. Усачев, А. Л. Шурайц, С. В. Густов, В. П. Желанов // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. — 2011. — № 1 (83). — С. 159—167.
5. Идельчик, И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И. Е. Идельчик. — М.: Машиностроение, 1975. — 559 с.
6. Коузов, П. А. Очистка газов и воздуха в химической промышленности / П. А. Коузов, А. Д. Мальгин, Г. М. Скрябин. — СПб.: Химия, 1993. — 320 с.
7. Промышленное газовое оборудование: справочник / под ред. Е. А. Карякина. — 6-е изд., перераб. и доп. — Саратов: Газовик, 2013. — 1125 с.
8. Страус, В. Промышленная очистка газов: пер. с англ. / В. Страус. — М.: Химия, 1981. — 616 c.
9. Усачев, А. П. Теоретические и прикладные основы повышения эффективности и безопасности эксплуатации установок грубой очистки природного газа от твердых частиц в системах газораспределения: монография / А. П. Усачев, С. В. Густов, А. Л. Шурайц [и др.]. — Саратов: Саратов. гос. техн. ун-т, 2013. — 172 с.
10. Усачев, А. П. Математическое моделирование оптимальной формы фильтров со сварным корпусом / А. П. Усачев, А. Л. Шурайц, С. В. Густов, П. В. Шерстюк // Энергоэффективность. Проблемы и решения: материалы 10-й Всерос. науч.-практ. конф. в рамках Х Российского энергетического форума. — Уфа: ИПТЭР, 2010. — С. 63—64.
11. Чугаев, Р. Р. Гидравлика / Р. Р. Чугаев. — Изд. 4-е, доп. и перераб. — Л.: Энергоиздат, 1982. — 672 с.
12. Шур, И. А. Газорегуляторные пункты и установки / И. А. Шур. — Л.: Недра, 1985. — 288 с.
13. Шурайц, А. Л. Разработка системы контроля допустимых значений основных эксплуатационных параметров установок очистки природного газа от твердых частиц / А. П. Усачев, А. Л. Шурайц, С. В. Густов // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. — 2011. — № 4 (86). — С. 174—182.
14. Шурайц, А. Л. Целевая функция, устанавливающая требования к системе защите, предотвращающей падение давления природного газа на фильтрующем элементе установки очистки сверх максимально допустимого значения / А. П. Усачев, А. Л. Шурайц, С. В. Густов, В. П. Желанов // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. — 2011. — № 4 (86). — С. 164—173.
15. Guo, B. Natural Gas Engineering Handbook / B. Guo, A. Ghalambor. — 2nd edition. — Gulf Publishing Company, Houston, Texas, 2012. — 472 p.
16. Hutten, I. M. Handbook of Nonwoven Filter Media 2nd Edition / I. M. Hutten. — Butterworth Heinemann, 2016. — 660 p.
17. Mokhatab, S. Handbook of Natural Gas Transmission and Processing. Second Edition / S. Mokhatab, W. A. Poe. — Elsevier Inc., 2012. — 802 p.
18. Sutherland, K. Filters and Filtration Handbook / K. Sutherland. — 5nd edition. — Elsevier Science, 2008. — 523 p.
19. Tien, Ch. Principles of Filtration / Ch. Tien. — Oxford: Elsevier, 2013. — 360 p.
20. Trevor, S. Filters and Filtration Handbook / S. Trevor. — 5nd edition. — Elsevier Butterworth Heinemann, 2016. — 444 p.
21. Wang, X. Economides M. Advanced Natural Gas Engineering / X. Wang. — Gulf Publishing Company, 2013. — 400 p.
| | | Ссылка для цитирования Хомутов, А. О. Теоретические и экспериментальные исследования по определению потерь давления в фильтрующих элементах грубой и тонкой газовой очистки при их размещении в одном корпусе / А. О. Хомутов, А. В. Бирюков, А. П. Усачев, О. А. Куцыгина // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2022. - № 1 (65). - С. 45-54. - DOI: 10.36622/VSTU.2022.65.1.004. |  | | | | | | | English version | | | Theoretical and Experimental Investigations of Pressure Loss Determination in Filter Elements of Coarse and Fine Gas Purification When Placed in One Body | Khomutov A. O., Biryukov A. V., Usachev A. P., Kutsigina O. A. | | | | | Khomutov A. O., Director for Technical Regulation and Standardization, tel.: (845-2) 99-66-55, Joint Stock Company «Heading Research and Design Institute on the Distribution and Use of Gas», Russia, Saratov, e-mail: khomutov.anton@gmail.com Biryukov A. V., PhD in Engineering, Director of the Research Center, tel.: (845-2) 99-66-55, Joint Stock Company «Heading Research and Design Institute on the Distribution and Use of Gas», Russia, Saratov, e-mail: niigaz@niigaz.ru Usachev A. P., D.Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Heat and Gas Supply and Oil and Gas Business, Saratov State Technical University Named after Yuri Gagarin, Russia, Saratov, e-mail: usachev-ap@mail.ru Kutsigina O. A., D.Sc. in Engineering, Assoc., Prof. of the Dept. of Heat and Gas Supply and Oil and Gas Business, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh, tel.: (473) 271-54-00, e-mail: olga.kutsigina@rambler.ru |
| | | Statement of the problem. Reliable operation of modern high-precision gas flow reduction and control systems located in cabinet, block and capital gas distribution points calls for the use of two-stage cylindrical gas purification plants containing preliminary and fine filters. An urgent task is the design and scientific justification for the use of cost-effective two-stage natural gas purification devices located at gas distribution points, as well as the development of analytical calculation methods for identifying pressure losses in the filter elements of two-stage cylindrical installations and the timing of their regeneration.
Results. Theoretical and experimental identification of pressure losses depending on the degree of clogging of a multilayer filter element with mechanical impurities is provided.
Conclusions. Analytical equations for determining pressure losses are obtained which differ from the known solutions in that the effect of clogging with mechanical impurities in a multilayer filter cloth is first presented as the sum of pressure losses on a number of clean calibrated grids located one after another, with the cell sizes of each subsequent grid less than the previous one.
| | | | Keywords: pressure loss, clogging degree, multilayer filter element, two-stage cylindrical installation, mechanical impurities, natural gas. |
DOI: 10.36622/VSTU.2022.65.1.004
References 1. Belousov, V. V. Teoreticheskie osnovy protsessov gazoochistki / V. V. Belousov. — M.: Metallurgiya, 1988. — 256 s.
2. Gustov, S. V. Vysokotekhnologichnye GRP — put' k povysheniyu nadezhnosti gazoraspredelitel'nykh setei / S. V. Gustov, A. L. Shuraits, M. S. Nedlin, A. P. Usachev, M. S. Doronin, V. Yu. Demchuk // Gaz Rossii. — 2010. — № 4. — S. 56—60.
3. Gustov, S. V. Matematicheskaya model' optimizatsii geometricheskikh parametrov fil'trov, raspolagaemykh v obogrevaemykh pomeshcheniyakh / A. P. Usachev, S. V. Gustov // Neftegazovoe delo. —2014. — № 4. — S. 279—301.
4. Zhelanov, V. P. Obosnovanie tipa sistemy ochistki prirodnogo gaza, ustanavlivaemoi pered reguliruyushchei, predokhranitel'noi, zashchitnoi armaturoi i uzlami ucheta gazoregulyatornykh punktov / A. P. Usachev, A. L. Shuraits, S. V. Gustov, V. P. Zhelanov // Problemy sbora, podgotovki i transporta nefti i nefteproduktov. — 2011. — № 1 (83). — S. 159—167.
5. Idel'chik, I. E. Spravochnik po gidravlicheskim soprotivleniyam / I. E. Idel'chik. — M.: Mashinostroenie, 1975. — 559 s.
6. Kouzov, P. A. Ochistka gazov i vozdukha v khimicheskoi promyshlennosti / P. A. Kouzov, A. D. Mal'gin, G. M. Skryabin. — SPb.: Khimiya, 1993. — 320 s.
7. Promyshlennoe gazovoe oborudovanie: spravochnik / pod red. E. A. Karyakina. — 6-e izd., pererab. i dop. — Saratov: Gazovik, 2013. — 1125 s.
8. Straus, V. Promyshlennaya ochistka gazov: per. s angl. / V. Straus. — M.: Khimiya, 1981. — 616 c.
9. Usachev, A. P. Teoreticheskie i prikladnye osnovy povysheniya effektivnosti i bezopasnosti ekspluatatsii ustanovok gruboi ochistki prirodnogo gaza ot tverdykh chastits v sistemakh gazoraspredeleniya: monografiya / A. P. Usachev, S. V. Gustov, A. L. Shuraits [i dr.]. — Saratov: Saratov. gos. tekhn. un-t, 2013. — 172 s.
10. Usachev, A. P. Matematicheskoe modelirovanie optimal'noi formy fil'trov so svarnym korpusom / A. P. Usachev, A. L. Shuraits, S. V. Gustov, P. V. Sherstyuk // Energoeffektivnost'. Problemy i resheniya: materialy 10 Vseros. nauch.-prakt. konf. v ramkakh Kh Rossiiskogo energeticheskogo foruma. — Ufa: IPTER, 2010. — S. 63—64.
11. Chugaev, R. R. Gidravlika / R. R. Chugaev. — Izd. 4-e, dop. i pererab. — L.: Energoizdat, 1982. — 672 s.
12. Shur, I. A. Gazoregulyatornye punkty i ustanovki / I. A. Shur. — L.: Nedra, 1985. — 288 s.
13. Shuraits, A. L. Razrabotka sistemy kontrolya dopustimykh znachenii osnovnykh ekspluatatsionnykh parametrov ustanovok ochistki prirodnogo gaza ot tverdykh chastits / A. P. Usachev, A. L. Shuraits, S. V. Gustov // Problemy sbora, podgotovki i transporta nefti i nefteproduktov. — 2011. — № 4 (86). — S. 174—182.
14. Shuraits, A. L. Tselevaya funktsiya, ustanavlivayushchaya trebovaniya k sisteme zashchite, predotvrashchayushchei padenie davleniya prirodnogo gaza na fil'truyushchem elemente ustanovki ochistki sverkh maksimal'no dopustimogo znacheniya / A. P. Usachev, A. L. Shuraits, S. V. Gustov, V. P. Zhelanov // Problemy sbora, podgotovki i transporta nefti i nefteproduktov. — 2011. — № 4 (86). — S. 164—173.
15. Guo, B. Natural Gas Engineering Handbook / B. Guo, A. Ghalambor. — 2nd edition. — Gulf Publishing Company, Houston, Texas, 2012. — 472 p.
16. Hutten, I. M. Handbook of Nonwoven Filter Media 2nd Edition / I. M. Hutten. — Butterworth Heinemann, 2016. — 660 p.
17. Mokhatab, S. Handbook of Natural Gas Transmission and Processing. Second Edition / S. Mokhatab, W. A. Poe. — Elsevier Inc., 2012. — 802 p.
18. Sutherland, K. Filters and Filtration Handbook / K. Sutherland. — 5nd edition. — Elsevier Science, 2008. — 523 p.
19. Tien, Ch. Principles of Filtration / Ch. Tien. — Oxford: Elsevier, 2013. — 360 p.
20. Trevor, S. Filters and Filtration Handbook / S. Trevor. — 5nd edition. — Elsevier Butterworth Heinemann, 2016. — 444 p.
21. Wang, X. Economides M. Advanced Natural Gas Engineering / X. Wang. — Gulf Publishing Company, 2013. — 400 p.
|
|
|
|
|
