avroenОмский научный вестник. Серия "Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение"Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering2588-03732587-764XОмский государственный технический университет10.25206/2588-0373-2024-8-3-29-35YYBXSRavroen-48Research ArticleЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕPOWER AND CHEMICAL ENGINEERINGАдаптация системы регулирования производительности технологического поршневого водородного компрессора к нестабильным условиям эксплуатацииAdaptation of the performance control system of a technological piston hydrogen compressor to unstable operating conditionshttps://orcid.org/0000-0001-9858-7687ЮшаВ. Л.YushaV. L.

Юша Владимир Леонидович, доктор технических наук, профессор (Россия), главный специалист технического отдела 

644042, г. Омск, ул. Иртышская набережная, 11, корп. 1

AuthorID (SCOPUS): 6505861937,

ResearcherID: J-8079-2013

Yusha Vladimir Leonidovich, Doctor of Technical Sciences, Professor, Chief Specialist of Technical Department

Omsk, Irtyshskaya Embankment Str., bld. 11/1, 644042

AuthorID (SCOPUS): 6505861937

1978yusha@mail.ruСутягинскийМ. А.SutyaginskiyM. A.

Сутягинский Михаил Александрович, председатель совета директоров 

644035, г. Омск, пр. Губкина, 22

Sutyaginskiy Mikhail Alexandrovich, Chairman of the Board of Directors 

Omsk, Gubkin Ave., 30, 644035 

ПотаповЮ. А.PotapovYu. A.

Потапов Юрий Алексеевич, кандидат технических наук, главный специалист департамента по развитию и новым технологиям 

644035, г. Омск, пр. Губкина, 22

Potapov Yuri Alekseevich, Candidate of Technical Sciences, Chief Specialist of Development and New Technologies Department 

Omsk, Gubkin Ave., 30, 644035 

https://orcid.org/0000-0001-5495-6997РусскихГ. С.RusskikhG. S.

Русских Григорий Серафимович, кандидат технических наук, заведующий кафедрой «Основы теории механики и автоматического управления» 

644050, г. Омск, пр. Мира, 11

AuthorID (SCOPUS): 57191032330,

ResearcherID: L-9913-2013

Russkikh Grigory Serafimovich, Candidate of Technical Sciences, Head of Fundamentals of Theory of Mechanics and Automatic Control  Department

Omsk, Mira Ave., 11, 644050

AuthorID (SCOPUS): 57191032330,

ResearcherID: L-9913-2013

ОАО «Сибнефтетранспроект»РоссияOJSC «Sibneftetransproekt»Russian FederationАО «Группа компаний «Титан»РоссияJSC «Group of companies «Titan»Russian FederationОмский государственный технический университетРоссияOmsk State Technical UniversityRussian Federation202430092024832935Copyright © Юша В.Л., Сутягинский М.А., Потапов Ю.А., Русских Г.С., 20242024Юша В.Л., Сутягинский М.А., Потапов Ю.А., Русских Г.С.Yusha V.L., Sutyaginskiy M.A., Potapov Y.A., Russkikh G.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ariem.omgtu.ru/jour/article/view/48

Рассмотрены вопросы, связанные с возможными проблемами целесообразности эксплуатации существующей системы регулирования производительности технологического поршневого водородного компрессора на крупном химическом производстве и актуальностью её модернизации. На практике модернизация является одним из вариантов реализации импортозамещающих технологий применительно к оборудованию, эксплуатируемому на крупных химических, нефтеи газоперерабатывающих предприятиях. В качестве доминирующих предпосылок приняты технико-экономические факторы; в качестве альтернативного варианта существующей системе регулирования путём отжима клапанов на части хода поршня выбрана технология регулирования изменением величины мёртвого объёма в рабочей камере цилиндра.

Наличие существенных факторов неопределённости при реализации известных методик расчёта потерь производительности действительного рабочего процесса в ступени поршневого компрессора привело к необходимости выполнения вариантных расчётов. Реализация такого подхода обеспечила высокую сходимость результатов расчёта и промышленных испытаний и позволила уточнить величину условно-постоянного показателя политропы конечных параметров, применимую для аналогичных расчётов рассматриваемого объекта. Представлены рекомендации по конструированию поршневых компрессоров с регулируемой производительностью.

Issues related to possible problems of the feasibility of operating the existing system for regulating the performance of a technological piston hydrogen compressor at a large chemical production and the relevance of its modernization are considered. In practice, modernization is one of the options for implementing import-substituting technologies in relation to equipment operated at large chemical, oil and gas processing enterprises. Technical and economic factors are accepted as the dominant prerequisites; as an alternative to the existing control system by squeezing   the   valves   for   part   of   the piston stroke, a control technology is chosen by changing the value of the dead volume in the working chamber of the cylinder.

The presence of significant uncertainty factors in the implementation of known methods for calculating the productivity losses of the actual working process in the stage of a piston compressor has led to the need to perform variant calculations. The implementation of this approach ensured high convergence of the results of calculations and industrial tests and made it possible to clarify the value of the conditionally constant polytropic index of the final parameters, applicable for similar calculations of the object under consideration. Recommendations for the design of piston compressors with variable capacity are presented.

поршневой компрессорводородрегулирование производительностиотжим клапановизменение мёртвого объёмапроизводительностьтемпература нагнетанияpiston compressorhydrogencapacity controlvalve pressingdead volume changecapacitydischarge temperatureReferencesВаняшов А. Д., Юша В. Л. Методы и технологии адаптации основного и вспомогательного оборудования компрессорных установок и станций к нестабильным условиям эксплуатации // Омский научный вестник. Сер. Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2023. Т. 7, № 3. С. 24–35. DOI: 10.25206/2588-0373-2023-7-3-24-35. EDN: JMGPPK.Vanyashov A. D., Yusha V. L. Metody i tekhnologii adaptatsii osnovnogo i vspomogatel’nogo oborudovaniya kompressornykh ustanovok i stantsiy k nestabil’nym usloviyam ekspluatatsii [Methods and technologies for adaptation of main and auxiliary equipment of compressor plants and stations to unstable operating conditions] // Omskiy nauchnyy vestnik. Ser. Aviatsionno-raketnoye i energeticheskoye mashinostroyeniye. Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering. 2023. Vol. 7, no. 3. P. 24–35. DOI: 10.25206/2588-0373-2023-7-3-24-35. EDN: JMGPPK. (In Russ.).Круть А. А. Обеспечение экономической безопасности на основе государственной политики импортозамещения: автореф. дис. … канд. эконом. наук. Мытищи, 2022. 28 с.Krut’ A. A. Obespecheniye ekonomicheskoy bezopasnosti na osnove gosudarstvennoy politiki importozameshcheniya [Ensuring economic security on the basis of the state policy of import substitution]. Mytishchi, 2022. 28 p. (In Russ.).Стенограмма парламентских слушаний на тему «О поддержке импортозамещения продукции, услуг и технологий, критически важных с точки зрения зависимости от импорта, в гражданских отраслях промышленности Российской Федерации», 17 октября 2022 года. URL: http://council.gov.ru/media/files/xzDZz4guuuBbdAlApGUAfsAz8puK04jY.pdf (дата обращения: 18.12.2023).Stenogramma parlamentskikh slushaniy na temu «O podderzhke importozameshcheniya produktsii, uslug i tekhnologiy, kriticheski vazhnykh s tochki zreniya zavisimosti ot importa, v grazhdanskikh otraslyakh promyshlennosti Rossiyskoy Federatsii», 17 oktyabrya 2022 goda [Transcript of parliamentary hearings on «On Supporting Import Substitution of Products, Services and Technologies Critical to Import Dependence in the Civilian Industries of the Russian Federation», 17 October 2022]. URL: http://council.gov.ru/media/files/xzDZz4guuuBbdAlApGU AfsAz8puK04jY.pdf (accessed: 18.12.2023). (In Russ.).Устакова Д. А., Грибов В. В., Богданова Н. В. Нормативная база импортозамещения // Техническое регулирование в едином экономическом пространстве: сб. ст. VI Всерос. науч.- практ. конф. с междунар. участием, Екатеринбург, 23 мая 2019 г. Екатеринбург: Изд-во РГППУ, 2019. С. 55–63. EDN: WRXJLU.Ustakova D. A., Gribov V. V., Bogdanova N. V. Normativnaya baza importozameshcheniya [Normative base of import substitution] // Tekhnicheskoye regulirovaniye v edinom ekonomicheskom prostranstve. Technical Regulation in the Common Economic Space. Ekaterinburg, 2019. P. 55–63. EDN: WRXJLU. (In Russ.).Реинжиниринг или реверс-инжиниринг. URL: https://delta-tech.pro/re-engeneering (дата обращения: 18.12.2023).Reinzhiniring ili revers-inzhiniring [Re-engineering or reverse-engineering]. URL: https://delta-tech.pro/re-engeneering (accessed: 18.12.2023). (In Russ.).Реинжиниринг промышленного оборудования. URL: https://engineering.moscow/re-eng (дата обращения: 18.12.2023).Reinzhiniring promyshlennogo oborudovaniya [Reengineering of industrial equipment]. URL: https://engineering.moscow/re-eng (accessed: 18.12.2023). (In Russ.).Реинжиниринг проектирование. URL: https:// ingenergrupp.ru/ (дата обращения: 18.12.2023).Reinzhiniring proyektirovaniye [Re-engineering design]. URL: https://ingenergrupp.ru/ (accessed: 18.12.2023). (In Russ.).Мищенко И. К., Мищенко В. В. Импортозамещение VS модернизация // Алтайский вестник Финансового университета. 2017. № 2. С. 21–32. EDN: YMDVKD.Mishchenko I. K., Mishchenko V. V. Importozameshcheniye VS modernizatsiya [Import substitution VS modernization] // Altayskiy vestnik Finansovogo universiteta. Altayskiy Vestnik Finansovogo Universiteta. 2017. No. 2. P. 21–32. EDN: YMDVKD. (In Russ.).Френкель М. И. Поршневые компрессоры. Теория, конструкции и основы проектирования. 3-е изд., перераб. и допол. Ленинград: Машиностроение, 1969. 744 с.Frenkel M. I. Porshnevyye kompressory. Teoriya, konstruktsii i osnovy proyektirovaniya [Piston compressors. Theory, constructions and fundamentals of design]. 3rd ed., revised and supplemented. Leningrad, 1969. 744 p. (In Russ.).Пластинин П. И. Поршневые компрессоры. В 2 т. Т. 1. Теория и расчёт. Москва: КолосС, 2006. 456 с. ISBN 5-9532-0428-0.Plastinin P. I. Porshnevyye kompressory. V 2 t. T. 1. Teoriya i raschet [Piston compressors. In 2 vols. Vol. 1. Theory and calculation]. 3rd ed. Moscow, 2006. 456 p. ISBN 5-9532-0428-0. (In Russ.).Зарубин В. С. Математическое моделирование в технике. Москва: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. 405 с.Zarubin V. S. Matematicheskoye modelirovaniye v tekhnike [Mathematical modelling in engineering]. Moscow, 2010. 405 p. (In Russ.).Болштянский А. П., Белый В. Д., Дорошевич С. Э. Компрессоры с газостатическим центрированием поршня. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2002. 406 с. ISBN 5-81-49-0078-4.Bolshtyanskiy A. P., Belyy V. D., Doroshevich S. E. Kompressory s gazostaticheskim tsentrirovaniyem porshnya [Compressors with gas-static piston centring]. Omsk, 2002. 406 p. ISBN 5-81-49-0078-4. (In Russ.).Об утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств»: приказ от 15.12.2020 г. № 533 // Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору. URL: https://normativ.kontur.ru/document?moduleId=1&documentId=390702 (дата обращения: 18.12.2023).Ob utverzhdenii federal’nykh norm i pravil v oblasti promyshlennoy bezopasnosti «Obshchiye pravila vzryvobezopasnosti dlya vzryvopozharoopasnykh khimicheskikh, neftekhimicheskikh i neftepererabatyvayushchikh proizvodstv»: prikaz ot 15.12.2020 g. № 533 [On approval of federal norms and rules in the field of industrial safety «General rules of explosion safety for explosion and fire hazardous chemical, petrochemical and oil refining production facilities»: Order No. 533 dated 15.12.2020] // Federal’naya sluzhba po ekologicheskomu, tekhnologicheskomu i atomnomu nadzoru. Federal Service for the Supervision of Environment, Technology and Nuclear Management. URL: https://normativ.kontur.ru/document?moduleId=1 (accessed: 18.12.2023). (In Russ.).ГОСТ Р 54802-2011 (ИСО 13631:2002). Нефтяная и газовая промышленность. Компрессоры поршневые газовые агрегатированные. Технические требования. Введ. 01–06–2013. Москва: Стандартинформ, 2014. 92 с.GOST R 54802-2011 (ISO 13631:2002). Neftyanaya i gazovaya promyshlennost’. Kompressory porshnevyye gazovyye agregatirovannyye. Tekhnicheskiye trebovaniya [Petroleum and natural gas industries. Packaged reciprocating gas compressors. Technical requirements]. Moscow, 2014. 92 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.