Search academic texts

Registration Number

0825U000021, PhD dissertation

Status

Доктор філософії, 152, Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка

Date

28-02-2025

popup.evolution

o

Title

Improvement of information and measuring systems of quality and transportation of energy resources on the basis of their energy value

Author

Serhii Maksymiuk,

popup.head Ihor V. Rybitskyi
popup.opponent Fedir Matiko
popup.opponent Yurii Kuts
popup.review Андрій В. Яворський
popup.review Stanislav Hryhorskyi

Description

Максим’юк С.О. Удосконалення інформаційно-вимірювальних систем якості і транспортування енергоресурсів на засадах їх енергетичної цінності. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 152 – метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка. – Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, м. Івано-Франківськ, 2024. Об’єктом досліджень є процес визначення енергетичної цінності природного газу в розгалужених газових мережах низького тиску. Предметом дослідження є методи оцінки енергетичної цінності газу під час транспортування в газорозподільній системі, на базі сучасних інформаційно-вимірювальних технологій, експрес-методу контролю якості газу, а також впливу домішок водню та біометану на функціональні параметри мережі. У дисертаційній роботі вирішена науково-практична задача, пов’язана з удосконаленням інформаційно-вимірювальних систем для визначення якості енергоресурсів у газорозподільних мережах з двома джерелами газопостачання шляхом розроблення нових математичних моделей з врахуванням впливу закачаного біометану та водню в газопровід. У вступі обґрунтовано актуальність задач дослідження, наведена наукова новизна та сформульоване практичне значення отриманих результатів. У першому розділі здійснено системний аналіз сучасних підходів до контролю якості та транспортування природного газу, обґрунтовано перехід до енергетичних одиниць обліку й актуальність дослідження взаємозв’язку між якісними характеристиками газу та параметрами мереж для інтеграції нових енергоносіїв. У другому розділі дисертації розроблено методику оцінки вищої теплоти згорання природного газу в розгалужених мережах з двома входами, що враховує об’ємні частки потоків і фізико-хімічні параметри газу. Запропоновано математичну модель, засновану на багатофакторному регресійному аналізі, та підтверджено її високу точність із похибкою 0,24%. Розроблено алгоритм функціонування інформаційно-вимірювальної системи контролю якості газу, який включає інтеграцію з системами диспетчеризації, а також запропоновано використання штучних нейронних мереж для підвищення точності прогнозів. Модель адаптовано для врахування впливу водню, що забезпечило середню похибку 0,31%, підтверджуючи її придатність для прогнозування змішаних газів. У третьому розділі досліджено вплив якості природного газу на параметри газотранспортних мереж. Моделювання показало, що зниження теплотворної здатності на 4,5% збільшує споживання газу та зменшує запаси у сховищах. Удосконалено метод оцінки технічного стану газопроводів низького тиску, в якому на відміну від існуючих, застосовано новий інформативний параметр зміни теплотворної здатності газу, що дозволяє прогнозувати утворення корозійних пошкоджень трубопроводу низького тиску. У четвертому розділі досліджено енергетичну цінність біогазу, вплив його компонентів на характеристики газових сумішей та адаптовано модель оцінки теплоти згоряння для інтеграції біометану в газопроводи. Проаналізовано технології очищення біогазу, вимоги до якості біометану за стандартами, а також вплив кисню на енергетичні показники газу. Розроблена нейронна мережа для прогнозування теплоти згорання природного газу в мережах з двома входами, з урахуванням присутності в газопроводі природного газу, водню та біометану, забезпечила високу точність результатів (R ≥ 0.996). У рамках апробації результатів створено проекти двох національних стандартів: ДСТУ EN 16723-1:2023 для інтеграції біометану в газотранспортну систему та ДСТУ EN 12007-4:2019 для модернізації газових мереж до 16 бар із акцентом на безпеку та надійність. Ключові слова: природний газ, математична модель, похибка вимірювання, результат вимірювання, нейронні мережі, діагностичні ознаки, енергетичні параметри, декарбонізація, водень, газоводневі суміші, тверді побутові відходи, компонентний склад, біогаз, статистичні оцінювання, транспортування вуглеводнів.