Анотація до роботи:

Говдяк Р.М. Підвищення ефективності магістральних газопроводів на пізній стадії експлуатації. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.13 – "Трубопровідний транспорт, нафтогазосховища". –– Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, 2008.

Для підвищення ефективності експлуатації магістральних газопроводів удосконалено методику прогнозування зниження аварійного ризику. Розглянуті сучасний стан, проблеми і перспективи прогнозування залишкового ресурсу магістральних газопроводів на пізній стадії експлуатації. Запропоновано новий підхід до інтегральної оцінки залишкового ресурсу окремої дільниці трубопроводу та обладнання компресорної станції, що ґрунтується на закономірностях накопичення втомленості пошкодження.

Проведено огляд напрямків створення малотоксичних камер згорання з урахуванням сучасних тенденцій розвитку газотурбінних технологій з орієнтацією на газотурбінні газоперекачуючі агрегати (ГПА). Обґрунтовано і показано перспективність реалізації при створенні малотоксичних камер згоряння модульного типу на базі використання унікальних конструктивних і аеродинамічних особливостей насадка Борда.

Досліджено можливість використання вторинних енергоресурсів шляхом виробництва рідкої вуглекислоти на компресорних станціях магістральних газопроводів.

Вирішено важливу науково-прикладну проблему підвищення ефективності магістральних газопроводів на пізній стадії експлуатації шляхом встановлення автором конкретизації закономірностей впливу на аварійність природних та техногенних факторів, методів та методик для визначення залишкового ресурсу лінійної частини трубопроводів та обладнання компресорних станцій, а також енергоекологічних безпечних засобів та методів.

Основні наукові та практичні результати, висновки і рекомендації роботи:

1. Запропонована, забезпечена кількісною інформацією, аналітичні залежності для визначення показника прояву природних та техногенних факторів на частоту відмов газопроводу в конкретному районі; для розрахунку локального значення інтенсивності аварій на окремій ділянці вітчизняних газопроводів проведено бальне оцінювання окремих факторів впливу; розроблена загальна схема послідовності вивчення відмов при експлуатації газопроводів, що складається з чотирьох етапів: на першому етапі виявляються основні потенційні небезпеки, на другому – проводиться аналіз і кількісна оцінка можливих наслідків, на третьому визначаються інтенсивність (частота) та ймовірність аварійних подій, а на четвертому етапі розраховуються збитки і втрати від окремих аварій та величина прогнозованого ризику..

2. На основі теоретичних та експериментальних досліджень удосконалено метод оцінки ймовірності руйнування магістральних газопроводів за допомогою індикаторів навантаженості на основі закономірностей кінетики втомного руйнування. Метод дає змогу прогнозувати залишковий ресурс та критичні деформації окремих ділянок газопроводів. Розроблено методику прогнозування залишкового ресурсу з урахуванням пульсацій тиску та ступеня пошкодження ділянки газопроводу. Проведено експериментальні дослідження моделей-“вирізок” з газопроводу діаметром 820 мм і товщиною стінки 8 мм (матеріал – сталь 19Г) без дефектів і з локальними механічними дефектами. Розраховано залишковий ресурс пошкодженої ділянки газопроводу, і відмічено, що за даних параметрів дефектів і навантаженості дефект не несе загрози руйнування, але, якщо врахувати відключення тиску в газопроводі (один раз на рік експлуатації), то залишковий ресурс значно зменшується і становить біля 18 років експлуатації.

3. Встановлено закономірності зміни технічного стану газоперекачувального агрегату в процесі експлуатації, який характеризується ефективним ККД, і на їх основі запропоновано методику визначення критичеих значень, що дозволяє визначити залишковий ресурс ГПА.

4. Вперше в результаті виконаних теоретичних та експериментальних досліджень вирішена науково-технічна задача, що стосується розробки основ теорії та практики підвищення ефективності та екологічної безпеки газоперекачувальних агрегатів з газотурбінним приводом шляхом впровадження модернізованих малотоксичних камер згорання на основі трубчатих пальників. Це дозволило отримати ефективність поєднання основних стадій робочого процесу у напрямку інтенсифікації сумішоутворення, стабілізації горіння і мінімізації емісії токсичних NO_x та СО при високих енергетичних показниках; високі пускові властивості трубчастих модулів і всережимність їхньої ефективної роботи при різних надлишках повітря у камері згорання газоперекачувальних агрегатів.

5. На основі проведених досліджень обґрунтовано науково-технічний напрям підвищення ефективності експлуатації компресорних станцій магістральних газопроводів шляхом використання вторинних енергоресурсів – одержання рідкої вуглекислоти з димових газів опалювальних котелень; проведено розрахунок вмісту основних компонентів продуктів згорання природних газів при різних коефіцієнтах надлишку повітря у межах 0,88-0,92 і встановлено, що при потужності 4,2-4,6 МВт із димових газів можна одержувати 12 т/добу рідкої вуглекислоти.

6. Розроблені науково-технічні заходи та засоби щодо підвищення акустичної ефективності компресорних магістральних газопроводів та запропонована розроблена автором і теоретично досліджена стосовно газоперекачувальних агрегатів ГПА-Ц 63 принципово нова конструкція шумоглушника-теплоутилізатора з аеродинамічним опором зі сторони вихлопних газів 197 Па та з акустичною ефективністю 11.4-12 дБ.

7. Результати дисертаційної роботи методи кількісного аналізу аварійного ризику газотранспортних об’єктів підвищеної небезпеки схвалені і взяті для використання Управлінням Держпромгірнаглядом МНС України; розроблену трубчасту технологію спалювання газу у камерах згорання впроваджено на Бердичівській компресорній станції УМГ "Київтрансгаз України"; створені шумоглушники-утилізатори для газотурбінних агрегатів ГПА-Ц-63 та ГТК-10-І взяті для виготовлення Ухтинським експериментальним механічним заводом; розроблена методика для визначення залишкового ресурсу трубопроводів впроваджена на УМГ "Прикарпаттрансгаз".

Публікації автора:

Монографії

1. Шидловський О.С., Долінський А.А., Стогній Б.С., Говдяк P.M. та ін. Інноваційні пріоритети паливно-енергетичного комплексу України.- К.: Українські енциклопедичні знання, 2005.-493с.

2. Говдяк P.M., Семчук Я.М., Чабанович Л.Б., Шелковський Б.І., Кривенко Г.М. Енергоекологічна безпека нафтогазових об'єктів.- Івано Франківськ: Лілея - НВ, 2007.-554 с.

3. Говдяк P.M., Коснирєв Ю.М. Кількісний аналіз аварійного ризику газотранспортних об'єктів підвищеної небезпеки.- Львів, Кальварія, 2007.-160с.

4. Экономическая безопасность государства и интеграционные формы ее обеспечения // Под. Ред. Г.К. Вороновского, И.В. Недина. – К.: Знания Украины. – 2007. – 392 с.

Статті у наукових фахових виданнях з технічних наук

5. Семчук Я.М., Говдяк P.M., Кривенко Г.М., Дрогомирецький Я.М. Аналіз сучасного стану досліджень надійності магістральних нафтогазопроводів та причин і умов їх відмови// Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ.-2001.- №38.- С.159-166.

6. Семчук Я.М., Говдяк P.M., Кривенко Г.М., Гораль Л.Т. Технічний та екологічний ризик при експлуатації магістральних трубопроводів// Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ.-2001.- №1.- С.68-71.

7. Семчук Я.М., Говдяк P.M., Тимків Д.Ф. Основні напрямки розвитку концепції надійності магістральних газопроводів// Науковий вісник Ів.-Фр. нац. техн. ун-ту нафти і газу._: 2002.- №2(3).- С.76-80

8. Говдяк P.M., Семчук Я.М. Методичні основи визначення ризику, індексу небезпеки при проектуванні та експлуатації магістральних газопроводів // Науковий вісник Ів.- Фр. нац. техн. ун-ту нафти і газу.- 2002.- №2(3).- С.80-84

9. Карп И.Н., Говдяк Р.М., Калапунь И.М., Шелковский Б.И. Эффективное производство энергии на компрессорных станциях магистральных газопроводов // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2002 - № 3. – С. 12-24.

10. Говдяк P.M. Исследование и разработка мероприятий и оборудования для снижения уровня шума компрессорных станций// Экотехнологии и ресурсосбережение.- 2003.- №1.-С.50-57

11. Любчик Г.М., Говдяк P.M., Варламов Г.Б. та інші. Создание малотоксичных камер сгорания ГТУ// Экотехнологии и ресурсосбережение.- 2003.- №2.- С.65-73

12. Говдяк P.M., Шелковский Б.И., Любчик Г.М., Варламов Г.Б.// Актуальные проблемы модернизации газотурбинных и газоперекачивающих агрегатов. Экотехнологии и ресурсосбережение.- 2003.- №5.- С.66-72

13. Говдяк P.M., Міщенко В.П., Давидов Д.М. Поставки скрапленого природного газу- важливий чинник диверсифікації джерел газопостачання України// Нафтова і газова промисловість. -2003.- №1.- С 27-32.

14. Говдяк P.M. Стан і шляхи підвищення ефективності та надійності транспортування природного газу газотранспортною системою України// Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ.-2003.- №2(7).- С.6-12.

15. Говдяк P.M., Бігун В.А., Поляченко Ю.М. Нові технічні рішення щодо електроживлення лінійних споживачів магістральних трубопроводів// Нафтова і газова промисловість. -2004.- №2.-С.33-34.

16. Говдяк P.M., Демченко Ю.В. Сучасні основи організації технологічного зв'язку на магістральних газопроводах// Нафтова і газова промисловість. -2004.- №3.- С.31-33.

17. Говдяк P.M., Давыдов Д.М., Мищенко В.Ф. Новые технологии производства и потребления сжиженного природного газа в Украине// Экотехнологии и ресурсосбережение.- 2004.- №4.- С.63-67

18. Говдяк P.M. Оцінка статичної та циклічної довговічності магістральних трубопроводів на стадії проектування// Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ.-2004.- №2(11).- С.101-104. ,

19. Говдяк P.M. Проблемы и пути повышения экологической безопасности компрессорных станций газопроводов// Экотехнологии и ресурсосбережение.- 2004.- №6.- С.44-50

20. Семчук Я.М., Говдяк P.M. Особливості впливу магістральних нафтогазопроводів на довкілля// Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету.-2004.- №5.-С.14-18.

21. Говдяк Р.М. Деякі проблеми оцінки ризику експлуатації об’єктів газової промисловості України // Науково-просвітницький центр “Екологія” – Київ: Наука, техніка. – 2004. – С.18-22.

22. Говдяк P.M., Любчик Г.М., Варламов Г.Б., Чабанович Л.Б., Шелковский Б.И. Методология экологического анализа энергетических объектов систем и территорий (ЕОС и Т)// Энергетика и электрификация.-2005.- №3.- С.50-55.

23. Говдяк P.M., Угляренко В.П., Чабанович Л.Б., Шелковський Б.І. Стан і основні напрямки підвищення вибухопожежобезпеки на газотранспортних підприємствах України// Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ.-2005.- №4(17).- СІ 17- 125.

24. Говдяк P.M. Производство жидкой углекислоты на объектах газовой промышленности// Экотехнологии и ресурсосбережение.- 2005.- №3.- С.41-47

25. Говдяк P.M. Дослідження оптимального режиму роботи газової опалювальної котельні при спільній роботі з вуглекислотною установкою // Науковий вісник Ів.-Фр. нац. техн. ун-ту нафти і газу.- 2005.- №1(10).- С.127-131

26. Говдяк P.M., Чабанович Л.Б, Шелковський Б.І. Використання вторинних ресурсів компресорних станцій газопроводів для виробництва вуглекислоти// Збірник наукових праць інституту електродинаміки НАН України.- Київ: 2005.- С.38-43

27. Любчик Г.М., Говдяк P.M., Чабанович Л.Б., Шелковский Б.І. Розвиток систем опалювання на вихлопі утилізаційних ГТУ// Вестник национального университета «ХПИ».- 2005.- №6.- С. 145-153.

28. Говдяк P.M., Шелковский Б.И., Чабанович Л.Б., Гриник О.Г., Любчик Г.М., Варламов Г.Б. Перспективы повышения надежности, экологической безопасности и энергетической эффективности ГПА на основе применения трубчатой технологии сжигания газа// Збірник наукових праць інституту електродинаміки НАН України.-Київ: 2006.- С.54-57.

29. Любчик Г.Н., Говдяк Р.М., Чабанович Л.Б., Шелковский Б.И. Система утилизацииэнергии на выхлопе газотурбинных установок с дожиганием топлива // Збірник наукових праць інституту електродинаміки НАН України. – Київ: 2005 – С. 44-47.

30. Семчук Я.М., Чабанович Л.Б., Говдяк Р.М. Дослідження процесів формування ареалів забруднення атмосфери в районі компресорних станцій магістральних газопроводів // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ – Івано-Франківськ. - № 2 (15) – 2005. – С. 42-45.

31. Говдяк P.M., Дикий М.О., Болдін Ю.М., Чабанович Л.Б. Газотурбінна технологія „Водолій" та перспективи її впровадження в енергетичному комплексі України.// Збірник наукових праць інституту електродинаміки НАН України.- Київ: 2006.- С.43-44.

32. Любчик Г.М., Говдяк P.M., Реграги А. и др. Перспективы повышения энергетической эффективности теплових установок на базе газовых турбин // Экотехнологии и ресурсосбережение. -2007. -№3. –С.57-62.

33. Говдяк P.M., Любчик Г.М., Чабанович Л.Б. и др. Экологические аспекты модернизации ГПА ГТК-10 на основе применения трубчастой технология сжигания газа// Збірник наукових праць інституту електродинаміки НАН України – вересень 2007р.

34. Любчик Г.Н., Говдяк Р.М., Миколин Г.А., Шелковский Б.И., Зарицкий А.А. Экологический аудит газогорелочных устройств на основе применения метода базовых характеристик эмиссии NO_х и СО // Экотехнологии и ресурсосбережение. -2007, №4. –С.64-70.

35. Говдяк Р.М., Любчик Т.М., Чабанович Л.Б., Гриник О.Г., Шелковський Б.І. Резерви енерго-ресурсозбереження і нові технології для використання на компресорних станціях магістральних газопроводів // Нафтогазова енергетика. – Івано-Франківськ. – 112 (3). – 2007. – С. 35-46.

36. Говдяк P.M., Любчик Г.М., Чабанович Л.Б, Микулин Г.А., Гриник О.Г., Шелковский Б.И. Экологические аспекты модернизации ГПА ГТК-10-4 на основе применения трубчатой технологии сжигания газа // Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України. -2007. – С.29-34.

37. Говдяк Р.М., Грудз В.Я. Діагностика стану газоперекачувальних агрегатів в умовах компресорних станцій // Нафтогазова енергетика. – Івано-Франківськ. - №1(6) – 2008. – С.47-51.

Патенти

38. Деклараційний патент України на корисну модель №5959 МПК7 С25В1/100, В01D53/-14, С25В1/100, В01D53. Установка для одержання вуглекислоти з димових газів. Говдяк Р.М., Чабанович Л.Б., Шелковський Б.І - Опубл. 15.03.2005, Бюл. №3.

39. Деклараційний патент України на корисну модель №8303, МПК(2006) F04D25/02, F17D1/07 (2006.01), В01D53/14. Газотурбінна установка. Дикий М.О., Говдяк Р.М., Уваричев О.М., Чабанович Л.Б., Шелковський Б.І. - Опубл. 15.07.2005, Бюл. №7.

40. Деклараційний патент України на корисну модель №8304, МПК 7F01K21/04, F02C6/18, Спосіб збільшення кількості робочого тіла в циклі енергоустановки газопаротурбінного приводу газо-перекачувального агрегату при температурах навколишнього середовища, вищих за розрахункові. Дикий М.О., Говдяк Р.М., Уваричев О.М., Чабанович Л.Б., Шелковський Б.І. - Опубл. 15.07.2005, Бюл. №7.

41. Деклараційний патент на корисну модель № 14877 Говдяк Р.М., Пужайло А.Ф., Чабанович Л.Б., Шелковський Б.І. Газоперекачувальна компресорна станція магістрального газопроводу. Бюл. № 5. 15.05.2006.

42. Деклараційний патент України на корисну модель № 5396 МПК(2006)601 № 3/00. Процес визначення залишкового ресурсу нафтогазопроводів та збільшення нормативного терміну їх експлуатації. Івасів В.м., Говдяк Р.М., Івченко О.Г., Лопушанський А.Я., Кравець О.А., Дрогомирецький М.М., Василюк В.М., Ільницький Р.М., Артем В.І. – Опубл. 17.05.2006., Бюл. № 6.

43. Патент України на корисну модель №21118. МПК (2007), F23D14/02, F23D14/22 (2007.01) Газовий пальник для трубчастої камери згорання газотурбінної установки/ Г.Н.Любчик, Р.М.Говдяк., Г.Б.Варламов та ін. - Опубл. 15.02.2007, Бюл. №2.

44. Патент України на корисну модель №22994. МПК (2006), F23С7/00 Спосіб спалювання газового палива у камері згорання енергетичної установки/ Р.М.Говдяк., Л.Б.Чабанович, А.Ф.Пужайло та ін. - Опубл. 25.04.2007, Бюл. №5.

45. Патент України на корисну модель №23592. МПК (2006), F01N5/00, F28F27/00 Шумоглушник-теплоутилізатор вихлопних газів газотурбінної установки/ Р.М.Говдяк., Л.Б.Чабанович, О.Г.Гриник, Б.І.Шелковський - Опубл. 25.05.2007, Бюл. №7.

46. Патент України на корисну модель №24041. МПК (2006), F01N5/00, F28F27/00 Шумоглушник-утилізатор для газотурбінної установки/ Р.М.Говдяк., Л.Б.Чабанович, А.Л.Терєхов, Б.І.Шелковський - Опубл. 11.06.2007, Бюл. №8.

47. Патент России на полезную модель № 61814 МПК7F04D25/02, F17D1/07, С25В1/100, В01D53/14. Газоперекачивающая компрессорная станция магистрального газопровода/ Говдяк Р.М., Пужайло А.Ф., Чабанович Л.Б., Шелковский Б.И. Опубл. 10.03.2007, Бюл. №7.

48. Патент России на полезную модель № 46753 МПК 7С25В1/00. Установка для получения углекислоты из дымовых газов/ Р.М. Говдяк, Т.Б.Чабанович, Б.И.Шелковский. Опубл. 27.07.2005, Бюл. №21.

Матеріали конференцій

49. Говдяк P.M., Калапунь І.М., Чабанович Л.Б., Шелковський Б.І. Сучасний досвід створення утилізаційних парогазових установок для виробництва різних видів енергії на компресорних станціях магістральних газопроводів// Матер, міжн. конф. „ Нафта і газ України-2002". Том 2, Київ УНГА, 2002.- С 89-91.

50. Говдяк P.M., Калапунь І.М., Чабанович Л.Б., Шелковський Б.І., Бендяк В.Л., Чабанович Р.Б. Виробництво електроенергії в утилізаційних парогазових установках на компресорних станціях магістральних газопроводів// Матер, міжн. конф. „ Нафта і газ України-2002". Том 2, Київ УНГА, 2002.- С 92-94.

51. Говдяк P.M., Калапунь І.М., Чабанович Л.Б., Шелковський Б.І., Бендяк В.Л., Чабанович Р.Б. Стан і шляхи підвищення ефективності та надійності транспортування природного газу газотранспортною системою України // Матер, міжн. конф. „Нафта і газ України-2002”. Том 2, Київ УНГА, 2002.- С 95-96.

52. Говдяк P.M., Дикий М.О., Болдін Ю.М., Чабанович Л.Б., Шелковський Б.І. Підвищення ефективності надійності та екологічної безпеки газотранспортної системи України// Збірник праць VI11 міжн. конф. „Енергетична безпека Європи XXI століття. Євразійські енергетичні коридори" 25-27 травня 2005р., Київ, С. 75-77

53. Говдяк P.M., Любчик Г.М., Чабанович Л.Б., Шелковський Б.І. Підвищення екологічної безпеки компресорних станцій магістральних газопроводів// Матер. 8-ої Міжнар. наук.-практ. конф. „Нафта і газ України-2004” (Судак, 29 вересня1 жовтня 2004р.) у 2-х томах.-Л.: Центр Європи, 2004.- Том 2.- 388с.

54. Говдяк P.M., Любчик Г.М., Варламов Г.Б., Чабанович Л.Б., Шелковський Б.І. Ефективні технології допалювання палива у форсованих системах утилізації теплових енергій на вихлопі ГТУ // Матер. 8-ої Міжнар. наук.-практ. конф. „Нафта і газ України-2004” (Судак, 29 вересня1 жовтня 2004р.) у 2-х томах.-Л.: Центр Європи, 2004.- Том 2.- 388с.

55. Говдяк P.M., Любчик Г.М., Варламов Г.Б., Шелковский Б.И. Когенерация и утилизация энергии на выхлопе ГТУ. // Программа и тезисы. Первая в Украине Международная конференция «Когенерация промышленности и коммунальной энергетики», 18-20 октября, 2004 , Киев, Украина.

56. Говдяк P.M, Чабанович Л.Б., Шелковський Б.І., Любчик Г.М. та інші. Деякі попередні результати виробничих випробувань модернізованої камери згорання ГПА ГТК-10 на основі трубчастих пальників// Інформаційний огляд ДК „Укртансгаз” №4 (40), 2006. –С.8-9.

57. Любчик Г.Н. Говдяк Р.М., Варламов Г.Б. и др. Повышение энергетической эффективности газотурбинных установок на основе внецикловой утилизации и когенерации энергии // Материали наукового семінару з міжнародною участю „Інтегровані структури паливно-енергетичного комплексу в системі антикризового управління „ 12-14 квітня 2007 р., м.Запоріжжя.