Запропоновано методику розрахунку коефіцієнта корисної дії магістрального газопроводу, проведено розрахунки, проаналізовано їх.

Запропоновано нестаціонарну математичну модель розповсюдження тепла в навколишному середовищі від теплового джерела газопроводу.

Наведено оригінальні методи регулювання режиму роботи газопроводу в процесі внутрішньотрубного діагностування для забезпечення неспотвореної інформації про реальний стан трубопроводу. Доведено вплив профілю траси на кінематику руху поршня та нестаціонарних газодинамічних процесів у газопроводі. Запропоновано методи регулювання характеру поршня зміною швидкості обертання лінійної дільниці. Розроблено методику розрахунку режиму роботи газопроводу в процесі діагностування.

Запропоновано нестаціонарну математичну модель розповсюдження тепла в навколишньому середовищі від теплового джерела газопроводу, наведено результати фізичного моделювання. Кількість тепла, яке акумулюється в грунті, можна представити різницею між кількістю тепла, що виділяється трубою за певний проміжок часу, і втратами тепла в навколишнє середовище з поверхні грунту за цей же час. Втрати тепла в навколишнє середовище визначено за законом Фур'є за відомим розподілом температур у грунті. Одержано закономірність формування температурного поля навколо нагрітого газопроводу. Адекватність моделі доведено порівнянням прогнозних параметрів із фактичними даними, одержаними на фізичній моделі газопроводу.

Надано оцінку величини ккд компресорного цеху багатоцехової компресорної станції у разі ступінчастого регулювання режимів роботи системи шляхом відключення газоперекачувальних агрегатів великої одиничної потужності.

Наведено метод оцінювання технічного стану елементів газоперекачувального агрегату шляхом розпізнавання несправностей на базі логічних систем. У відповідності до запропонованого методу несправні стани агрегату розбиваються на скінченне число класів. Належність стану до певного класу визначається значенням діагностичної ознаки, знайденої на базі діагностичної математичної моделі. Під час вибору рішення про належність стану до одного з класів, перевіряється за певним правилом кожна з можливих гіпотез. У разі появи несправності, повинна збільшитись імовірність того класу станів, в якому знаходиться агрегат.

Надано оцінку технічного стану елементів газоперекачувальних агрегатів (ГПА) на підставі аналізу їх характеристик. З цією метою множину можливих станів агрегату розбито на підмножини, одна з яких об'єднує всі справні стани, друга - несправні, але працездатні, третя - стани відмови. Математична модель ГПА дозволяє з використанням теорії подібності та розмірностей побудувати безрозмірні комплекси, які разом із характеристиками елементів ГПА дозволяють оцінити належність технічного стану, ідентифікованого за результатами діагностування, до однієї з перелічених підмножин.

Проаналізовано роботу компресорних станцій за умов квазістаціонарного режиму і встановлено характер пульсацій тиску залежно від коливання витрати газу.

Розглянуто вплив температурного режиму складних газотранспортних систем великої протяжності на витрати енергоресурсів для транспортування газу. Дослідження проведено на основі розроблених математичних моделей стаціонарного руху газу в газотранспортних системах з врахуванням компримування потоку на КС та наступного його охолодження. Показано, що оптимальна ступінь охолодження газу на КС визначається витратами потужності на транспортування газу магістральними газопроводами та на охолодження газового потоку. В результаті виконаних розрахунків надано рекомендації з вибору характеристик режимів роботи складних газотранспортних систем з врахуванням охолодження газу на КС після компримування.

Побудовано двомірну математичну модель нестаціонарної фільтрації газу в пористому середовищі (грунті), викликану появою точкового витоку з газопроводу, який імітується за допомогою функції Дірака. Математична модель базується на рівнянні фільтрації Дарсі і рівнянні нерозривності потоку. Розроблено алгоритм реалізації математичної моделі і одержано числові розв'язки для різних умов. Проведено аналіз одержаних розв'язків, за якими встановлено закономірності процесу фільтрації газу в грунті. Зокрема, надано оцінку тривалості процесу до досягнення газом поверхні грунту і величини ареалу загазованості грунту в цьому разі.

Наведено результати статистичного аналізу втрат газу в мережах середнього і низького тисків УЕГГ "Косівгаз" за період експлуатації 2008 - 2011 р.р. Інтенсивність відмов, середня тривалість відновлення, питомі втрати газу під час аварії та середні затрати на ліквідацію останньої розглядалися для різних умов прокладання трубопроводу його діаметра, робочого тиску та терміну експлуатації. Встановлено, що для газопроводів усіх категорій характерним є різке зниження інтенсивності відмов впродовж двох років після капітального ремонту із заміною дефектних ділянок труб, відтак інтенсивність умов зростає. У цьому разі діаметр газопроводу і терміну експлуатації практичного впливу на інтенсивність відмов не мають. Втрати газу під час аварій зростають з підвищенням робочого тиску в мережі.

Запропоновано методику побудови характеристик елементів газоперекачувального агрегату за умов компресорних станцій, на основі яких проводиться оцінка енергоефективності роботи ГПА.

Розглянуто питання впливу ступеня нестаціонарності газового потоку на енерговитратність трубопровідного транспортування газу. Створено математичну модель нестаціонарного процесу в газопроводі, викликаного появою шляхового відбору газу; за методом інтегральних перетворень одержано аналітичний розв'язок, що надало можливість провести розрахунки критерію нестаціонарності та коефіцієнта корисної дії для гіпотетичного газопроводу. Аналіз результатів моделювання показав, що застосування лінеаризованих математичних моделей надає змогу з достатньою точністю прогнозувати процес в широкому діапазоні зміни критерію нестаціонарності. Побудовані залежності ккд газопроводу від критерію нестаціонарності газового потоку дозволили оцінити міру збільшення витрат енергії на транспортування в порівнянні з квазістаціонарним режимом.

Розглянуто питання впливу енергетичної ефективності використання паливного газу на вибір раціональних режимів експлуатації газотранспортних систем за умов ринкової економіки. Показано залежність коефіцієнта корисної дії газотранспортної системи від обсягу перекачування газу, і на її основі побудовано виробничі функції компресорних станцій і лінійних ділянок з урахуванням корисного використання енергоресурсів. Проведено техніко-економічний аналіз ефективності перекачування газу за різних режимів, в результаті якого встановлено залежність витрат на транспортування газу від параметрів режиму роботи. Оптимальний режим роботи газотранспортної системи визначається максимумом різниці між надходженнями і витратами на транспортування газу. Наведено приклади розрахунків і побудови моделей для умов транспортування газу газопроводом "Союз".

Проведено аналіз рівняння енергії газового потоку в трубопроводі, на основі якого встановлено основні напрямки енергетичних втрат на транспортування газу. Виконано розрахунки для реальних режимів трансукраїнської газотранспортної систем, які дозволили встановити структуру енерговитрат. Показано, що основну частку енергетичних втрат на транспортування газу складають енерговитрати на подолання гідравлічного опору трубопровідної системи за умов стаціонарного руху газового потоку. Значна енергія витрачається на підтримання трубопроводу в напруженому стані від дії внутрішнього тиску. Енерговитрати, пов'язані з нестаціонарним процесом газового потоку і викликані роботою інерційних сил, за величиною залежать від ступеня нестаціонарності газового потоку.

Розглянуто методи індивідуального прогнозування технічного стану газоперекачувального агрегату, в основі яких лежить положення, згідно з яким за результатами вимірювання параметрів встановлено закономірності їх зміни і зроблено висновок про справність агрегату до моменту часу в майбутньому відносно моменту контролю. Заключення про справність агрегату до заданого моменту часу видається у вигляді ймовірності його безвідмовної роботи. Методи прогнозування шляхом екстраполяції результатів вимірів параметрів найповніше враховують індивідуальні особливості контрольованого об'єкта та за наявності зв'язку між послідовними вимірами дозволяють одержати кращу, у порівнянні з іншими методами, точність прогнозу. Практичне застосування цих методів забезпечує підвищення ефективності використання для попередження відмов всієї інформації про стан агрегату у вигляді результатів вимірів параметрів, що накопичуються у ході контролю під час експлуатації.

Вперше доведено необхідність і показано доцільність оцінювання енерговтрати під час транспортування газу магістральними трубопроводами за величиною коефіцієнта корисної дії (ККД) системи. Розроблено методику визначення величини ККД для газотранспортної системи в цілому і основних її технологічних об'єктів. На основі аналізу структури витрат енергії газового потоку одержано критерій подібності для оцінювання дисипативних втрат енергії в газопроводі та за статистичними даними побудовано залежності ККД газотранспортної системи від запропонованого критерію, які свідчать про вирішальну роль дисипативних втрат енергії в загальній структурі енерговтрат. Установлено взаємозалежність між ККД лінійної ділянки газопроводу і коефіцієнтом її гідравлічної ефективності. Показано, що тепловтрати для різних газопроводів по різному впливають на гідравлічну ефективність, але тенденція зниження ККД за умови збільшення теплових втрат є загальною. Дослідження впливу інерційних втрат енергії дозволили встановити закономірність впливу нестаціонарності газового потоку на величину енерговтрат. Оцінено працездатність елементів газоперекачувального апарату компресорних станцій магістральних газопроводів за структурними моделями, побудованими в комплексних параметрах з використанням методів подібності, і визначення ККД агрегату і його елементів.

Розглянуто задачу про дисипацію енергії під час магістрального транспорту газу та її подальший вплив в газопроводі на зниження коефіцієнта гідравлічної ефективності. Надано результати аналітичних досліджень процесу перетворення потенціальної та кінетичної енергії у внутрішню. Показано принцип реалізації задачі та використання її результатів.

Наведено хроніку встановлення поняття ккд машин і технічних систем і на підставі її аналізу показано доцільність і необхідність введення поняття ккд для магістральних газопроводів як складних і енергоємних технічних систем. Запропоновано методи визначення ккд газотранспортної системи з урахуванням втрат енергії в газоперекачувальних агрегатах і лінійних ділянках.

Розглянуто процес керування технічним станом газорозподільних міських мереж, які включають різнотипні елементи і мають складну розгалужену і закільцьовану структуру. Задача відноситься до категорії оптимізації процесу обслуговування. Метою дослідження є оптимізація графіка профілактичних ремонтів системи газопостачання, яка включає незалежні підсистеми. Оптимальний графік технічного обслуговування визначиться з умови вибору значень моментів часу, що забезпечують екстремум показників якості функціонування комплексу технологічних об'єктів у зоні централізованого обслуговування системи газопостачання. Як критерій оптимальності процесу обслуговування запропоновано використати техніко-економічний показник, зокрема середні сумарні питомі витрати на експлуатацію системи. Одержані в результаті проведених досліджень залежності надають змогу оцінювати режими обслуговування складної системи газопостачання, що включає різнотипні, територіально розосереджені, але функціонально взаємозалежні технологічні об'єкти системи газопостачання в регіоні центральної бази технічного обслуговування і ремонту, вони надають можливість розраховувати оптимальний графік планових ремонтів системи газопостачання.