Для линейной части

, (4.1)

где l_i - длина i-го участка;

- время работы i-го участка в анализируемом периоде работы трубопровода;

L - длина анализируемого участка;

- продолжительность анализируемого периода.

Для оборудования

, (4.2)

где - время работы оборудования в анализируемом периоде.

Проектная величина k_ЭП определяется соотношением

, (4.3)

где - количество рабочего и установленного оборудования.

Высокое значение k_Э не всегда свидетельствует о рациональности использования оборудования. Большое значение имеет степень его загрузки. Интенсивность использования оборудования оценивается соотношением фактических значений производительности, потребляемой мощности или теплосъема к проектным, располагаемым или номинальным их значениям.

Возможность эффективного использования оборудования во многом зависит от производительности трубопровода. Для оценки степени загруженности трубопровода анализируются значения коэффициентов использования проектной производительности и пропускной способности :

, (4.4)

, (4.5)

где Q - фактическая производительность;

- проектная производительность;

q_ТВ - технически возможная (максимальная) пропускная способность.

Интенсивность использования перекачивающих агрегатов характеризуется коэффициентом загрузки :

, (4.6)

где - потребляемая и располагаемая мощность агрегата при условиях эксплуатации.

Потребляемая агрегатами мощность определяется из уравнения (2.11) или (3.72).

Располагаемая мощность ГТУ зависит от давления и температуры воздуха:

, (4.7)

где - номинальная мощность ГТУ (приложение 4);

- коэффициент технического состояния ГТУ, принимаемый по данным исследования технического состояния агрегата (при отсутствии таких данных принимается равным 0,95);

- коэффициент, учитывающий влияние противооблединительной системы;

- коэффициент, учитывающий влияние системы утилизации тепла выхлопных газов, =0,985;

- коэффициент, учитывающий влияние температуры наружного воздуха(приложение 4);

- фактическая и расчетная температура воздуха перед осевым компрессором (приложение 4);

- фактическое и расчетное давление воздуха.

Коэффициент принимается равным 1 при отсутствии противообледенительной системы и при температуре на входе осевого компрессора выше 5⁰С. При прочих условиях можно принять =0,9.

Располагаемая мощность синхронного электродвигателя принимается равной номинальной мощности при номинальных параметрах системы охлаждения. Номинальные температуры охлаждения составляют 30⁰ С при охлаждении воздухом и 40⁰ при охлаждении водой. Повышение температуры воды или воздуха приводит к снижению располагаемой мощности (приложение 6).

Интенсивность использования АВО характеризуется средним коэффициентом тепловой эффективности k_СР (2.44).

Качество очистки газа циклонными пылеуловителями зависит от производительности. При малых производительностях скорости течения газа в циклонах получаются ниже оптимальных, что снижает качество очистки, а при больших производительностях возрастает унос газом жидкости. Нормальной работе пылеуловителя соответствует условие

. (4.8)

Максимальная производительность Q_max и минимальная Q_min определяются по характеристикам пылеуловителей в зависимости от давления газа на входе в КС и его плотности.

3.3. Анализ надежности и технического состояния оборудования

Надежность работы оборудования принято оценивать тремя основными показателями: коэффициентом готовности , коэффициентом технического использования и наработкой на отказ T_o:

, (4.9)

, (4.10)

, (4.11)

где - время работы оборудования за анализируемый период;

- время вынужденного простоя;

- время технического обслуживания и плановых ремонтов;

n - количество отказов оборудования за анализируемый период.

Техническое состояние перекачивающих агрегатов характеризуется следующими коэффициентами:

- коэффициентом технического состояния нагнетателя (насоса) :

, (4.12)

где - фактический и паспортный кпд нагнетателя (насоса);

- коэффициентом технического состояния двигателя по мощности :

, (4.13)

где - фактическая и паспортная мощность двигателя при одинаковых условиях работы;

- коэффициентом технического состояния двигателя по кпд :

, (4.14)

где - фактический и номинальный кпд двигателя.

Техническое состояние ГТУ сказывается на расходе топливного газа, и в этом случае оно оценивается коэффициентом технического состояния по топливному газа :

, (4.15)

где - фактический и паспортный расход топливного газа.

Паспортные показатели ГТУ при фактических условиях работы определяются следующими зависимостями [7]:

- паспортная мощность (кВт)

, (4.16)

где T₃, - фактическая и номинальная температура перед турбиной высокого давления;

- теплота сгорания топлива BQ_H (кВт)

, (4.17)

где - номинальный кпд ГТУ;

- расход топливного газа (м³/с)

; (4.18)

- эффективный кпд

. (4.19)

Между коэффициентами технического состояния ГТУ существует следующая связь:

. (4.20)

3.4. Оценка результатов анализа

Результаты анализа работы магистрального трубопровода используются для принятия решения по повышению эффективности его эксплуатации. Это могут быть варианты как по совершенствованию технологической схемы работы, так и по необходимости проведения реконструкции трубопровода. В общем случае проведенный анализ может дать два основных результата.

1) Трубопровод работает с производительностью ниже проектной или ниже его пропускной способности.

В этом случае, прежде всего, необходимо выяснить причины низкого использования пропускной способности. Возможными причинами могут быть:

- низкая добыча нефти или газа;

- недостаточная потребность в нефти или газе;

- ошибки проектирования или строительства трубопровода;

- низкая гидравлическая эффективность работы;

- неудовлетворительное техническое состояние перекачивающих агрегатов;

- низкое давление поступающего с промысла газа;

- большие внутристанционные потери давления;

- пониженная надежность линейной части.

2) Низкая эффективность работы.

В данном случае причины могут быть следующие:

- трубопровод работает не в оптимальной области;

- внутренняя полость трубопровода сильно загрязнена;

- неудовлетворительное техническое состояние перекачивающих агрегатов;

- характеристика насосов или компрессоров не соответствует условиям работы трубопровода;

- перекачивающие агрегаты используются неэффективно;

- большие внутристанционные потери давления;

- низкое давление газа в газопроводе;

- высокая температура газа в газопроводе.

Признаками экономичности работы трубопровода при заданной производительности являются высокое значение коэффициента гидравлической эффективности линейной части, близкое к номинальному значению кпд перекачивающих агрегатов, и минимальное значение потерь давления на регулирование работы перекачивающих станций.

Для МГ экономичность работы в значительной степени зависит от величины давления на выходе КС. Снижение давления по отношению к допустимому для данного газопровода приводит к повышению затрат энергии. Пониженное давление на выходе станции может быть целесообразным на последней КС МГ и в случае, когда станции оборудованы агрегатами без средств регулирования производительность. В последнем случае затраты с учетом регулирования работы КС могут превысить затраты при работе газопровода с пониженным давлением. В остальных случаях пониженное давление может быть связано только с техническим состоянием перекачивающих агрегатов и их несоответствием условиям работы МГ.

В определенной степени экономичность работы зависит от оптимальности температурного режима трубопровода и периодичности его очистки.

При невозможности повышения эффективности работы трубопровода до желаемого значения возникает вопрос его реконструкции. При реконструкции станций могут выполняться:

- сооружение укрупненных цехов, взамен нескольких ликвидируемых, с использованием современного оборудования укрупненной единичной мощности;

- замена перекачивающих агрегатов и другого оборудования в старых зданиях;

- модернизация действующих перекачивающих агрегатов и другого оборудования.

При реконструкции линейной части выполняются:

- замена дефектных труб;

- лупингование отдельных участков;

- вынос трасс из зон застройки, прохождения железных и автомобильных дорог и пр.

Целесообразность и объем мероприятий по повышению экономичности работы трубопровода обосновываются экономическими расчетами. Наибольший экономический эффект дают мероприятия, проводимые на головных участках МГ.

Как правило, проводимые в целях повышения экономичности работы мероприятия должны сопровождаться благоприятным экологическим эффектом. В ряде случаев работы по реконструкции трубопровода должны быть связаны с повышением общей и экологической безопасности его работы.