АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

AUTOMATISATION SYSTEMS OF GAS SUPPLY

Dmitry Verchenko

student, Department of Transport of hydrocarbon resources, Tyumen industrial University,

Russia, Tyumen

Alexandr Sorokin

student, Department of Transport of hydrocarbon resources, Tyumen industrial University,

Russia, Tyumen

АННОТАЦИЯ

Автоматизация газоснабжения позволяет обезопасить систему от последствий любых чрезвычайных ситуаций: при возникновении малейшей опасности доступ газа перекрывается.

Кроме того, автоматизация систем газоснабжения позволяет оптимизировать подачу газа конечным потребителям и минимизировать потери.

Принципы автоматизации зависят от того, какой именно технологический процесс должен быть автоматизирован: хранение газа, его перемещение или сжигание.

ABSTRACT

Automation of gas supply makes it possible to secure the system against the consequences of any emergencies: if the slightest danger arises, gas access is blocked.

In addition, the automation of gas supply systems allows to optimize gas supply to end users and minimize losses.

The principles of automation depend on what kind of technological process should be automated: gas storage, gas movement or combustion.

Ключевые слова: газоснабжение; автоматизация; технология; потребитель; риски.

Keywords: gas supply; automation; technology; consumer; risks.

ВВЕДЕНИЕ

Система газотранспортировки – это такой уникальный комплекс, состоящий из различных объектов, полученных после процессов добычи газа, переработки, его перемещения, хранения, а также распределения.

ЕСГ позволяет беспрерывно поставлять партии газа до потребителей от скважины. За счет обеспечения централизованного управления, разветвленности, а также за счет наличия маршрутов параллельной транспортировки ЕСГ имеет хорошие показатели надежности, она способна к бесперебойным газовым поставкам в любые периоды. ЕСГ в нашей стране имела длину в 160 000 км (2012 год), состоит она из двухсот двадцати двух компрессорных станций, общая мощность агрегатов перекачки газов которой составляет 43 900 000 кВт.

Газпром реализует комплексную программу реконструкции и технического перевооружения объектов транспорта газа. Реконструкция и модернизация оборудования предполагает ликвидацию «узких мест» для обеспечения перспективных потоков газа, снижение энергозатрат, повышение степени автоматизации при транспорте газа, а также обеспечение надежности и промышленной безопасности компрессорных станций.

В газовой промышленности обращается самое пристальное внимание на вопросы автоматизации. Объясняет это сложность, большая скорость различных ТП, их высокая чувствительность к различным нарушениям режима, вредные рабочие условия, а также опасность транспортируемых веществ.

За последние годы и в России резко возрос интерес к проблемам, связанных с построением очень эффективных, надежных систем по управлению и сбору различных данных. Газовая отрасль не осталась в стороне от этого процесса. В свою очередь РАО «Газпром» уделяет большое внимание данной проблеме.

Введение в эксплуатацию новых мощностей позволило выполнить все необходимые мероприятия по обеспечению надежной и бесперебойной работы газотранспортной сети.

Процесс транспортировки газа со станций добычи состоит в перекачке продукта из резервуара в резервуар по всему трубопроводу до самой подачи этого продукта для потребителя. Показатель скорости движения жидкости достигает трех метров в секунду. Этому способствуют перепады в давлении, создаваемом в станциях перекачки, которые находятся на расстоянии от 70 до 150 километров, на что влияет рельеф местности. В данных трубопроводах осуществляется размещение задвижек, дающих возможность перекрытия тех или иных участков в случае наступления аварийной ситуации.

В процессе работы насосных станций постоянно контролируется давление жидкости. На входе трубопровода и его выходе установили датчики, сведения показателей с которых поступают оператору станции. Газ движется согласно законам физики, которые дают возможность расчета давления как допустимого, так и оптимального. По всей полученной информации оператор проводит расчет допустимого давления в трубопроводе, сравнение показателя текущего давления с допустимым. Если выявляется несоответствие, оператор отправляет механику заявку на то, чтобы он отрегулировал положение той или иной задвижки. Механик при этом осуществляет ручное изменение положения этой задвижку на ту величину, которая требуется для нормальной работы. Все касающиеся трубопровода и задвижки сведения подлежат внесению оператором в учетные журналы. В случае выявления неполадок в работе станции насоса оператору надлежит определить то, какой характер имеет данная неполадка. К примеру, при отказе задвижки механику подают соответствующую заявку. Если это входит в его компетенцию, он осуществляет ее устранение, и после этого он вносит соответствующие сведения в учетный журнал. В случае наступления нештатной ситуации происходит передача управления диспетчеру, занимающемуся координацией всех действий сотрудников НПС. Если это необходимо, то он объявляет аварийную ситуацию, сообщает об этом в отдел ЧС и ГО, осуществляет вызов аварийных служб.

По всем доступным сведениям выявили некоторые недостатки управления движения внутри газопровода, а именно:

• оператор насосной станции тратит много времени на расчеты допустимых и оптимальных показателей давления в трубопроводе, а это задерживает регулирование давления;
• оператор часто ошибается в данных расчетах с использованием сложной системы уравнений неустановившегося жидкостного движения внутри трубопровода;
•  механик несвоевременно получает заявки по регулированию от оператора, а это влечет позднее изменение показателей давления;
• очень вероятны аварии экологического, техногенного характера ввиду того, что трубопровод разгерметизируется ввиду высоких давлений газа, а также отсутствия всех необходимых своевременных мер, связанных с их снижением.

Рисунок 1. Мнемосхема существующего процесса регулирования пропускной способности трубопровода

Использование системы решает вопросы по оперативному управлению перекачкой газа по магистральному трубопроводу, увеличению надежности и сокращения ущерба при авариях.

Состоит она из центрального сервера по сбору данных, АРМ диспетчера, а также унифицированных контролируемых пунктов. Диспетчерское АРМ – это такая программа, которая дает возможность визуализировать тот или иной технологический процесс, за счет нее диспетчер получает возможность контроля за состоянием всех объектов, подключенных к данной системе, и управления этими объектами.

Еще один продукт, получивший популярность – это система по диспетчерскому контролю, а также управлению (СДКУ) компании ЭлеСи. Она требуется в целях централизованной диспетчеризации, а также сбора информации о работе магистральных трубопроводов РФ. Компания ЭлеСи осуществила разработка собственного комплекса под названием SCADA Infinity. «АК «Транснефть», вместе с контролирующими и управляющими системами, является распределенную иерархическую управленческую систему из четырех уровней. Объектный уровень состоит из самых разных систем управления: местных, региональных, а также территориальных. Создание предыдущих систем осуществлялось в разные периоды времени, их оборудовали самыми разными средствами, туда осуществлялась установка различных ОС и ПО. СДКУ «АК «Транснефть» осуществило унификацию процесса, связанного с управлением транспортировкой газа. СДКУ выполняет следующие ключевые функции: оперативного контроля, управления ТП, передачи управляющих команд, регистрации и оповещения персонала о тех или иных аварийных ситуациях, а также сбора данных, обработки, их хранения, визуализации.

Специализацией компании Gevalco является автоматизация клапана трубопровода. Конфигурация модуля под названием «Автоматического и двунаправленного станционного контроля» осуществляется в целях обеспечения защиты вне зависимости от того, какое поток жидкости имеет направление. Чтобы достичь этого, данная компания осуществляет разработку автономного управляющего модуля, осуществляющего отслеживания показателей давления. При достижении своей регулируемой отметки он запускает определенное управляющее воздействие на клапан.

Ниже в таблице представили сравнительную характеристику всех известных решений.

Таблица 1

Сравнительная характеристика известных проектных решений

После обзора рынка ПО мы выявили наличие своих сильных и слабых сторон у существующих продуктов, они не способны к необходимому обеспечению безопасности ТП. Также каждая система требует дополнительного модуля для корректной работы, нужно покупать вообще весь комплекс, а это – существенные расходы по его покупке, по обучению сотрудников.

Автоматизация распределения газа приводит к уменьшению его потерь, снижению себестоимости самого процесса распределения, уменьшению количества персонала, необходимого для обслуживания системы.

Задачей газораспределительной станции является подготовка газа для потребителя. Для этого должно быть снижено давление. Кроме того, существует множество вариантов включения в работу тех или иных агрегатов, что должно приводить к изменению режимов работы ГРС.

Сегодня все это выполняется автоматически, в том числе и выбор самого оптимального, целесообразного режима работы, при котором загрузка газопровода на данном этапе была бы наилучшей.

На современных ГРМ применяют как отечественные, так и зарубежные средства автоматизации, способные контролировать все динамически меняющиеся параметры и учитывать их и их изменения. Система обеспечивает защиту на случай возникновения внештатных ситуаций: аппаратура переводится в аварийный режим работы, а в некоторых случаях отключается вообще.

Благодаря уменьшению влияния человеческого фактора вероятность ошибки в работе системы газоснабжения минимальна.

Список литературы:

1. Анализ безопасности и рисков критически и стратегически важных нефтепроводов.// Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и трубопроводов.-2011.-№2.
2. Гусейнзаде М.А., Юфин В.А. Неустановившееся движение нефти и газа в магистральных трубопроводах. – М.: Недра, 1981.
3. Ресурсы журнала «Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и трубопроводов» [Электронный ресурс]-Режим доступа: http://www.pipeline-science.ru/
4. Ресурсы сайта ОАО АНК «Башнефть»[Электронный ресурс]-Режим доступа: http://www.bashneft.ru/
5. Советов Б.Я., Цехановский В.В. Теоретические основы автоматизированного управления. – Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 2006.
6. Современная экономика и перспективы развития трубопроводной промышленности.-URL-http://xreferat.ru/96/1763-1-sovremennaya-ekonomika-i-perspektivy-razvitiya-truboprovodnoiy-promyshlennosti.html
7. Цыбля М.А.Зеленая логистика. Транспортировка нефти и нефтепродуктов.-URL - ttp://www.scienceforum.ru/2014/474/1665