Bratislava 13. júna 2025 – Eustream využíva tri mobilné piestové kompresory na prečerpávanie plynu z odstavených potrubných úsekov do iných potrubí v prevádzke z dôvodu údržby a opráv plynárenských zariadení. Tieto činnosti je potrebné optimalizovať, preto je nutné vedieť vypočítať čo najreálnejšie dobu prečerpávania plynu. Súčasný spôsob zadávania piestových kompresorov v softvéri SIMONE neumožňuje zadávať charakteristiky prečerpávacích kompresorov tak, ako sme ich získali od výrobcu. Aby sme dodržali čo najlepšie správny tvar charakteristík, používali sme doteraz kompresory s charakteristikami zadanými pomocou užívateľsky definovaných funkcií. Vzhľadom na veľký počet týchto funkcií pre zadanie jedného kompresora nebolo jednoduché ovládať kompresory v simulácii a tiež editácia charakteristík bola veľmi komplikovaná a neprehľadná.
Pre zlepšenie modelu piestového kompresora pre prečerpávanie zemného plynu z potrubí vyvinula SIMONE Research Group nové technické riešenie, zatiaľ len ako funkčný prototyp, pomocou ktorého je možné zadať charakteristiky prečerpávacích piestových kompresorov do existujúceho textového súboru zariadenia kompresorovej stanice a softvér simuluje proces prečerpávania rovnakým spôsobom, ako sa vykonáva v skutočnosti.
Cieľom článku je poskytnúť informácie o tom, ako funguje nanovo vyvinutý model, ako sa zadávajú charakteristiky piestového kompresora a porovnanie výsledkov dynamickej simulácie s nameranými údajmi z reálnych prevádzkových prípadov na prepravnej sieti prevádzkovanej spoločnosťou Eustream.
Úvod
Eustream prevádzkuje v Slovenskej republike prepravnú sieť zemného plynu, ktorej hlavným poslaním je bezpečná, spoľahlivá a ekologická preprava zemného plynu pre európske trhy. Prepravná sieť Eustreamu predstavuje dôležité energetické prepojenie medzi východom a západom a medzi severom a juhom.
Robustný systém paralelných potrubí s priemermi 1200 a 1400 mm je napojený na primárne prepravné trasy na Ukrajine, v Maďarsku, Rakúsku, Českej republike a v Poľsku.
Obchod s plynom úzko súvisí s ochranou životného prostredia a udržateľnosťou. Eustream neustále investuje do technológií, ktoré zlepšujú jeho prevádzkovú efektivitu a chránia životné prostredie.
Eustream je členom globálneho Oil & Gas Methane Partnership OGMP 2.0 a ako spoločnosť vynakladá maximálne úsilie na aktívne zabránenie uvoľňovaniu emisií metánu najmä podrobným monitorovaním, včasnou údržbou a dôkladným prečerpávaním zemného plynu počas údržby plynovodu. Z tohto dôvodu, ako aj z dôvodu úspory plynu pri údržbárskych a opravárenských činnostiach, Eustream využíva tri mobilné piestové kompresory na prečerpávanie plynu z odstavených potrubných úsekov do iných potrubí v prevádzke. Používame ich aj na prečerpávanie plynu z odstredivých kompresorov s veľkým priľahlým potrubným dvorom stroja po jeho odstavení namiesto odtlakovania.
Mobilné kompresory umožňujú prečerpávanie zemného plynu z uzavretého úseku do inej časti plynovodu. Pozostávajú z piestového kompresora, plynového motora, chladiča plynu a podpornej techniky, všetko umiestnené na štandardnom kamiónovom návese. To je dôvod, prečo je toto riešenie mobilné a veľmi flexibilné. Kompresor je možné pripojiť k potrubiu cez prírubu s priemerom DN80, na ktorú sa pripoja flexibilné tlakové hadice maximálne do PN75. To znamená, že inštalácia je veľmi rýchla (do 5 hodín). Naopak, nevýhodou je dĺžka prečerpávania.
Kompresor SAFE sa zvyčajne používa ako Booster v sérii s CFA alebo KOA, aby sa umožnilo prečerpávanie plynu takmer na atmosférický tlak.
Všetky údržbárske a prevádzkové činnosti vyžadujúce prečerpávanie plynu je potrebné optimalizovať z dôvodu ich veľkého počtu počas roka, ktorý vyplýva zo smerníc EÚ o obmedzovaní množstva emisií metánu. Preto je dôležité vedieť vypočítať proces prečerpávania čo najreálnejšie. Spôsob zadávania piestových kompresorov v softvéri SIMONE neumožňuje zadávať charakteristiky prečerpávacích kompresorov vo forme, v akej ich poskytujú výrobcovia kompresorov.
Simulačný model
Súčasný model Simone pre piestový kompresor berie do úvahy iba jeden konštantný pracovný objem kompresora pre celý rozsah prevádzky.
Dnešné mobilné prečerpávacie piestové kompresory pracujú v niekoľkých režimoch, aby dosiahli čo najlepšie parametre. Obrázok 3 znázorňuje charakteristiky piestových kompresorov používaných v Eustreame.
Aby sme mohli robiť výpočty s týmito piestovými kompresormi, museli sme vytvoriť špeciálny model týchto kompresorov pomocou užívateľom definovaných funkcií. Krivky kompresora boli rozdelené na úseky, každý s lineárnym priebehom. Každý úsek bol zadaný ako samostatná funkcia. Na výber vhodného úseku charakteristiky pre výpočet podľa okamžitých podmienok na saní a výtlaku kompresora boli potrebné ďalšie funkcie. Množstvo všetkých funkcií bolo obrovské a neumožňovalo jednoduché ovládanie. Po niekoľkých rokoch je veľmi ťažké upravovať ich alebo pridať nový kompresor.
Nové technické riešenie
Pre zlepšenie modelu piestového kompresora pre prečerpávanie plynu z našich potrubí vyvinula SIMONE Research Group nové technické riešenie, ktoré máme zatiaľ len ako funkčný prototyp. Tento model prečerpávacieho kompresora umožňuje zadať charakteristiky piestových kompresorov ako súbor údajov opísaný na obrázku 3 do existujúceho textového súboru zariadenia kompresorovej stanice a použiť tieto charakteristiky kompresora v štandardnom objekte kompresorovej stanice v SIMONE. Prečerpávacie kompresory môžu byť simulované samostatne alebo zapojené paralelne (KOA, CFA). Kompresor SAFE, ktorý je určený len ako pomocný (Booster) kompresor, je možné zapojiť do série s oboma.
Za účelom demonštrácie funkčnosti modelu bude v ďalšej časti prezentovaný pokles tlaku v potrubí počas procesu prečerpávania v troch rôznych úsekov potrubia s rôznymi konfiguráciami kompresorov.
Vypočítaný priebeh poklesu tlaku v potrubí bude porovnávaný so skutočnými nameranými hodnotami z reálnej prevádzky.
Záver
Môžeme skonštatovať, že nový model prečerpávacieho kompresora v programe SIMONE poskytuje výsledky využiteľné v praxi. Dosiahnutá presnosť výpočtov tlaku v potrubí a doby prečerpávania postačuje na plánovanie činností údržby na našej prepravnej sieti. Ďakujeme všetkým, ktorí sa podieľali na implementácii tohto modelu do praxe.
Článok vyšiel v časopise Slovgas 1/2025, autori Miroslav Golha, Róbert Kristina, Peter Pavelka.