Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Научно-методические основы технического обслуживания газораспределительных станций с системой автоматического управления

ВАК РФ 25.00.19, Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ

Автореферат диссертации по теме "Научно-методические основы технического обслуживания газораспределительных станций с системой автоматического управления"

УДК 622.692.4

На правах рукописи

\

АСАДУЛЛИН АЙРАТ ИЛЬЯСОВИЧ

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СТАНЦИЙ С СИСТЕМОЙ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Специальность 25.00.19 - Строительство и эксплуатация

нефтегазопроводов, баз и хранилищ

- 2 СЕН 2015

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа-2015

005561913

Работа выполнена в Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов» (ГУЛ «ИПТЭР»).

Научный руководитель - Султанов Марат Хатмуллинович,

доктор технических наук, профессор, Государственное унитарное предприятие «Институт проблем транспорта энергоресурсов», директор Центра «Надежность и безопасность эксплуатации объектов магистральных трубопроводов и энергосбережение»

Официальные оппоненты: - Китаев Сергей Владимирович,

доктор технических наук, ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», доцент кафедры «Транспорт и хранение нефти и газа»

- Медведева Оксана Николаевна,

кандидат технических наук, Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А., доцент кафедры «Теплогазоснабжение, вентиляция, водообеспечение и прикладная гидрогазодинамика»

Ведущая организация - Общество с ограниченной ответственностью

«Научно-производственное предприятие «Авиагаз-Союз+»

Защита диссертации состоится 23 сентября 2015 г. в 1530 часов на заседании диссертационного совета Д 222.002.01 при Государственном унитарном предприятии «Институт проблем транспорта энергоресурсов» по адресу: 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте Государственного унитарного предприятия «Институт проблем транспорта энергоресурсов» www.ipter.ru.

Автореферат разослан 20 августа 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

-Худякова Лариса Петровна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Газораспределительные станции (ГРС) являются одним из основных объектов газотранспортной системы, надежное и безопасное функционирование которых гарантирует бесперебойную подачу газа потребителям.

На газораспределительных станциях проводятся системные работы по поддержанию их надежности и безопасности. При этом особое внимание уделяется длительно эксплуатируемым и неавтоматизированным станциям. Связано это с повышенным риском возникновения нештатных ситуаций, в частности, в процессе изменения технологии подачи газа.

В целях обеспечения надежности и безопасности работы газораспределительных станций практически ценным является разработка мероприятий, направленных на автоматизацию производства, сведение к минимуму негативного влияния человеческого фактора и перевода станций в автоматизированные производственные звенья. Это необходимо для оптимального управления режимами работы технологического оборудования, своевременного обнаружения и ликвидации отклонений, предупреждения аварийных ситуаций и ошибочных действий персонала.

Автоматизация и реализация комплексных алгоритмов автоматического управления влекут за собой адекватное изменение форм организации технического обслуживания газораспределительных станций.

Вот здесь возникает важная научно-практическая работа по совершенствованию форм обслуживания газораспределительных станций с системой автоматического управления (САУ). При этом актуальными являются решение задач обоснования принципа построения и разработка архитектуры станции с системой автоматического управления; разработка стратегии и методики технического обслуживания станции с автоматическим режимом управления и малолюдной технологией подачи газа.

Цель работы - повышение надежности работы газораспределительных станций с системой автоматического управления путем усовершенствования форм технического обслуживания.

Для решения поставленных задач были сформулированы следующие основные задачи:

1. Провести анализ состояния технической эксплуатации и обслуживания газораспределительных станций;

2. Обосновать принцип построения и разработать архитектуру газораспределительной станции с системой автоматического управления;

3. Разработать стратегию технического обслуживания газораспределительных станций с системой автоматического управления;

4. Разработать методическое обеспечение технического обслуживания газораспределительных станций с системой автоматического управления.

Методы решения поставленных задач

При решении поставленных задач использовались результаты теоретических, опытно-промышленных исследований с применением физического моделирования изучаемых процессов, методов теории вероятностей и надежности сложных систем.

Научная новизна результатов работы

1. Обоснован принцип построения и разработана архитектура газораспределительной станции при переходе на малолюдную технологию подачи газа на основе блочного исполнения ГРС с реализацией требуемого уровня автоматизации с учетом централизованной и периодической форм обслуживания станции.

2. Разработана новая структурная схема ГРС, нацеленная на работу в автоматическом режиме управления и с использованием малолюдной технологии подачи газа.

3. Разработан расчетный метод оценки безотказности газораспределительной ' станции по результатам технического диагностирования, необходимой для обоснования мероприятий по обслуживанию станций.

4. Разработан расчетный метод обоснования выбора технологичного оборудования и аппаратуры управления для решения задачи автоматизации ГРС и перехода на малолюдную технологию подачи газа.

5. Разработан расчетный метод определения оптимального интервала технического обслуживания узлов ГРС, который обеспечивает требуемую надежность функционирования ГРС.

На защиту выносятся:

• принцип построения и архитектура ГРС с системой автоматического управления, нацеленная на малолюдную технологию подачи газа;

• стратегия технического обслуживания ГРС с системой автоматического управления;

• методическое обеспечение технического обслуживания ГРС с системой автоматического управления.

Практическая ценность и реализация результатов работы

1. Разработан методический подход к реализации технического обслуживания газораспределительных станций с автоматическим режимом управления и малолюдной технологией подачи газа. Методическое обоснование включает:

- условие перевода ГРС на периодическую и централизованную формы обслуживания;

- порядок организации работ по техническому обслуживанию;

- параметры ГРС, переводимой на периодическую и централизованную формы обслуживания;

- установление границ зон ответственности подразделений газотранспортного общества при техническом обслуживании ГРС.

2. Разработан и внедрен стандарт предприятия ООО «Газпром трансгаз Уфа» СТО 3.2-9-01752010 «Положение об организации эксплуатации газораспределительных станций с надомной, периодической и централизованной формами обслуживания».

3. Система автоматического управления ГРС с централизованной формой обслуживания внедрена на ГРС «Шакша» ООО «Газпром трансгаз Уфа».

Апробация результатов работы

Основные положения и результаты работы докладывались на:

• совещании специалистов газотранспортных обществ ОАО «Газпром» «Вопросы эксплуатации, технического обслуживания, диагностирования и ремонта ГРС» (г. Краснодар, 2-4 октября 2011 г.);

• совещании специалистов газотранспортных обществ ОАО «Газпром» «Вопросы эксплуатации газораспределительных станций и систем газоснабжения» (г. Краснодар, 16-19 октября 2012 г.);

• XIII Всероссийской научно-практической конференции «Энергоэффективность. Проблемы и решения» (г. Уфа, 23 октября 2013 г.);

• Международной научно-практической конференции «Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа» (г. Уфа, 23 апреля 2014 г.);

• XIV Международной научно-практической конференции «Энергоэффективность. Проблемы и решения» (г. Уфа, 23 октября 2014 г.).

Публикации

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 14 научных трудах, в том числе в 2 ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, получены 2 патента РФ.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из ведения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка использованной литературы, включающего 102 наименования, и 2 приложений. Работа изложена на 169 страницах машинописного текста, содержит 12 рисунков, 8 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы ее цель и основные задачи, обозначены основные положения, выносимые на защиту, показаны научная новизна и практическая ценность результатов работы.

Первая глава посвящена анализу современного состояния технической эксплуатации и обслуживания газораспределительных станций.

Изучены и проанализированы организационные и технические аспекты эксплуатации газораспределительных станций, формы технического обслуживания станции, а также технические решения по переводу ГРС на автоматический режим управления.

Показано, что повышение надежности и безопасности работы ГРС возможно за счет автоматизации и использования автоматических устройств контроля состояния, работоспособности оборудования станций.

Установлена возможность организации централизованного технического обслуживания газораспределительных станций на основании информации, полученной с помощью автоматических средств контроля, а также с учетом прогнозирования интенсивности отказов, времени ремонтов системы и проверки работоспособности оборудования станций.

В целях повышения надежности и безопасности работы ГРС необходима разработка научно-технических мероприятий, направленных на автоматизацию производства, сведение к минимуму негативного влияния человеческого фактора и перевод станций в автоматизированные производственные звенья, на малолюдную технологию эксплуатации и централизованную систему технического обслуживания.

С учетом современного состояния технической эксплуатации, обслуживания и ремонта газораспределительный станций практика нацеливает на обеспечение надежности и эффективности функционирования ГРС путем перевода их на автоматический режим управления и усовершенствования форм обслуживания.

Для достижения этой цели требуется:

• обосновать принцип построения и разработать архитектуру ГРС с автоматическим режимом управления;

• разработать стратегию обслуживания ГРС с автоматическим режимом управления и переходом на малолюдную технологию подачи газа;

• разработать методику обслуживания ГРС с автоматическим режимом управления и переходом на малолюдную технологию подачи газа.

Далее представляется решение этих актуальных задач.

Вторая глава посвящена обоснованию принципа построения и разработке архитектуры газораспределительной станции.

Здесь выбран и обоснован блочный принцип построения газораспределительной станции на основе станции типа «Энергия-1М» с реализацией требуемого уровня автоматизации с централизованной и периодической формами обслуживания станции.

В основе построения ГРС для перехода на малолюдную технологию лежат принципы совершенствования автоматизации производства, сведения к минимуму человеческого фактора при эксплуатации системы.

Построение ГРС при переходе на малолюдную технологию подачи газа заключается в комплектации станции системой автоматики с разработкой алгоритмов управления всеми основными узлами станции, средствами аппаратного и программного самоконтроля, позволяющими диагностировать отказ с точностью до структурных блоков и сменных модулей в блоках.

Технический результат достигается тем, что в ГРС, состоящей из подогревателя газа, блока редуцирования, расходомерной нитки, блока одоризации газа и блока переключения, выполнен монтаж пневмогидроприводной арматуры на входе и выходе станции, на свечных линиях высокой и низкой сторон. Байпасная линия оснащена регулирующим клапаном с электроприводом и отсечным пневмоприводным краном. Установлены датчики температуры, давления на входе и выходе ГРС, датчики давления на свечных линиях и на линии импульсного газа управления кранами. Предусмотрено телеуправление пневмоприводной запорной арматурой на входе, выходе и обводной линии узла подключения подогревателя газа. Автоматическое управление режимами работы и сигнализация неисправности узла предотвращения гидратообразования обеспечено посредством интерфейсного обмена локальной автоматикой и САУ ГРС. На линиях сброса конденсата установлены клапаны с электроприводом высокой серии и обвязаны сами газовые фильтры датчиками для определения перепада давления. Подземная емкость сбора конденсата оснащена датчиками уровня конденсата и измерения давления с возможностью передачи параметров на верхний уровень САУ ГРС. Выходные краны ниток редуцирования установлены в пневмоприводном исполнении, предусмотрена установка датчиков измерения давления до и после узла редуцирования, между регуляторами на каждой нитке. Расходомерная нитка укомплектована пневмоприводной запорной арматурой и байпасной линией. Установлен блок одоризации газа с принудительной подачей одоранта пропорционально расходу газа и электронными блоками управления с функцией диагностики. В подземной емкости хранения одоранта установлены датчики измерения уровня и давления.

Функциональная схема газораспределительной станции при переходе на малолюдную технологию подачи газа приведена на рисунке 1.

Газораспределительная станция, нацеленная на работу по малолюдной технологии подачи газа, состоит из блока переключения 1, который с помощью трубопроводов соединен с подогревателем газа 2, блоком редуцирования 3, расходомерной ниткой 4 и блоком одоризации газа 5. Блок переключения включает в себя входной кран б и выходной кран 7, байпасную линию 8 с регулирующим клапаном 9 и отсечным краном 10, предохранительные клапаны 11, 12, 13 и краны 14, 15 на свечных линиях низкой и высокой сторон соответственно.

1 - блок переключения;

2 - подогреватель газа;

3 - блок редуцирования;

4 - расходомерная нитка;

5 - блок одоризации газа;

6 - входной кран;

7 - выходной кран;

8 - байпасная линия;

9 - регулирующий клапан;

10 - отсечной кран;

11,12,13 - предохранительные клапаны;

14 - кран на свечной линии низкой стороны;

15 - кран на свечной линии высокой стороны;

16 - кран на входе в подогреватель;

17 - кран на выходе из подогревателя;

18 - кран на обводной линии;

19, 20,21, 22 - регуляторы давления; 23,24 - входные краны; 25,26 - выходные краны; 27,28 - фильтры очистки газа;

29 - подземная емкость сбора конденсата;

30, 31 - клапаны с электроприводом высокой серии;

32, 33, 34, 35 - краны;

36- счетчик газа;

37 - подземная емкость хранения одоранта; 38-змеевик

Рисунок 1

- ГРС, работающая по малолюдной технологии подачи газа

Подогреватель газа оснащен кранами на входе 16, выходе 17 и обводной линии 18. Блок редуцирования состоит из основной и резервной ниток редуцирования с установленными на них регуляторами давления 19, 20, 21, 22, входными кранами 23, 24, выходными кранами 25, 26, а также из двух фильтров очистки газа 27, 28. На линии сброса конденсата с фильтров очистки газа 27, 28 в подземную емкость сбора конденсата 29 установлены клапаны с электроприводом высокой серии 30, 31. Расходомерная нитка состоит из кранов 32, 33, 34, 35 и счетчика газа 36. На выходе станции установлен блок одоризации газа 5 с подземной емкостью хранения одоранта 37.

Станция работает следующим образом. Газ высокого давления через блок переключения 1 поступает в подогреватель газа 2, где нагревается, что позволяет предотвратить выпадение гидратов. Затем подогретый газ попадает в фильтр очистки газа 27.

После очистки газ редуцируется с помощью регулятора давления 19. Резервные регуляторы давления 20, 21, 22 позволяют предотвратить падение выходного давления газа при аварийном закрытии регулятора давления 19 рабочей нитки.

Газ низкого давления проходит в расходомерную нитку 4 для его измерения, откуда поступает в блок одоризации газа 5, где перед подачей потребителю одорируется.

Одорированный газ поступает в блок переключения 1, затем потребителю.

Внедрение перечисленных технических решений позволит обеспечить работу станции с реализацией основных алгоритмов, описанных ниже.

1. Переход ГРС на работу по байпасной линии 8. Алгоритм осуществляется автоматически:

1.1 по сигналу «давление газа на выходе ГРС низкое»;

1.2 по сигналу «давление газа на выходе ГРС высокое»;

1.3 при пожаре в блоках и помещениях;

1.4 при одновременном срабатывании сигнализации «некорректированный расход газа высокий» и «сработали предохранительные клапаны» 11, 12, 13.

2. Сброс конденсата из фильтров очистки газа 27, 28 в подземную емкость конденсата 29 выполняется автоматически, при высоком перепаде давления на фильтрах очистки газа 27, 28 операция осуществляется открытием

клапанов с электроприводом высокой серии 30, 31 на 20 с, либо по сигналу «нижний уровень конденсата в фильтрах очистки газа» 27, 28.

3. Отсечение технологического газа от подогревателя газа 2 осуществляется автоматически при прорыве змеевика 38 подогревателя газа 2, отсечение осуществляется закрытием кранов 16, 17 и открытием крана 18.

4. Отключение основой нитки редуцирования в блоке редуцирования 3 выполняется автоматически при неисправности соответствующей нитки или при изменении давления газа на выходе ГРС.

5. Отключение или останов ГРС осуществляется автоматически в следующем порядке:

5.1 закрываются входной кран 6 и выходной кран 7;

5.2 закрываются входные краны 23, 24 на основной и резервной нитках редуцирования;

5.3 отключается подогреватель газа 2;

5.4 отключается блок одоризации газа 5;

5.5 открываются краны 14, 15 на свечных линиях низкой и высокой

сторон;

5.6 включается режим управления «по месту».

6. Периодическая проверка работоспособности регулирующего клапана

9 на байпасной линии 8 выполняется автоматически, ежесуточно, в запрограммированное время. Проверка осуществляется при условии закрытого положения отсечного крана 10 на байпасной линии 8. Для проверки на регулирующий клапан 9 автоматически подается сигнал команды открытия на

10 % больше заданного. Если в течение 40 с после команды открытия положение регулирующего клапана 9 не превысило 5 % от заданного, формируется сигнал неисправности. После окончания проверки регулирующий клапан 9 устанавливается в первоначальное положение.

7. При возникновении пожара в блоках 1, 3 и расходомерной нитке 4 останов станции осуществляется со стравливанием газа из трубопроводов и блоков ГРС в следующем порядке:

7.1 отсечной кран 10 на байпасной линии 8 закрыть;

7.2 входной кран 6 закрыть;

7.3 выходной кран 7 закрыть;

7.4 отключить подогреватель газа 2;

7.5 открыть краны 14, 15 на свечных линиях низкой и высокой сторон.

Разработанные решения по автоматизации ГРС позволяют осуществлять мониторинг всех технологических параметров работы ГРС, диагностировать работоспособность отдельных узлов и оборудования ГРС, осуществлять безаварийную, бесперебойную подачу газа потребителям.

Кроме того, реализация технических решений позволяет оптимизировать численность обслуживающего персонала.

Разработан расчетный метод оценки безотказности газораспределительной станции по результатам технического диагностирования, необходимый для обоснования мероприятий по обеспечению нормального работоспособного состояния станции.

При этом вероятность возникновения состояния С,- при проявлении комплекса диагностических признаков 2 определяется по формуле

Р(С|,г) = Р(С|)-Р(г/С<) = Р(г)-Р(С|/г);

С, ч г

р(с,)-р\

2

С,)

( \

2

1е;;

С.

I /

г \

Ь

Vе и

Ри

/ \ г.

...-Р

(1)

(2)

у=1 V. 1 у

Обоснован выбор признаков перехода в неработоспособное состояние ГРС. Сюда входят:

• недопустимое увеличение интервала рассеивания расхода и давления газа на выходе ГРС;

• нарушение норм времени локализации и устранения нештатной ситуации;

• отсутствие системы мониторинга в части технического состояния и режима работы регуляторов давления;

• нарушение норм одоризации газа;

• нарушение задания температуры газа на выходе.

Критериями обеспечения работоспособного состояния ГРС являются:

• поблочная автоматизация узлов и блоков ГРС;

• САУ узлов переключений, подогрева газа, очистки газа, редуцирования, учета и одоризации газа.

Разработан расчетный метод обоснования выбора технического оборудования и аппаратуры для решения задачи автоматизации ГРС и перехода на малолюдную технологию подачи газа.

Для сравнительного анализа выбран такой показатель, как относительный убыток от отказа, который определяется по формуле

/ \

а =

У-q

= я

с+с

t

У

с с

от а

\ ^от

(3)

a J

Допустимое значение интенсивности отказов:

А

'доп

У

(4)

где У—ущерб от отказа, руб.;

tor — срок службы оборудования, год;

ta — срок службы аппаратуры управления, год;

С0т, Са - стоимости соответственно оборудования и аппаратуры управления, руб.;

■Кот. Ка — затраты на единицу времени соответственно эксплуатируемого оборудования и аппаратуры управления, руб.; А — интенсивность отказов, 1/год; q — вероятность отказа.

Задаваясь допустимым значением относительного убытка от отказа адоп, определяется допустимое значение интенсивности отказов.

Таким образом, установлена взаимосвязь между ущербом от отказа технической системы и затратами на оборудование и аппаратуру управления через показатель безотказности. Это позволяет оптимизировать уровень надежности технической системы с оборудованием и аппаратурой управления.

Третья глава посвящена вопросу построения стратегии технического обслуживания ГРС с системой автоматического управления.

Сравнительный анализ различных форм обслуживания ГРС позволил выделить базовые элементы обслуживания и построить функциональные схемы эксплуатации и ремонта.

Разработанные схемы представлены на рисунках 2 и 3.

|дс ЛПУМгЦ|-

Оповещение руководства, специалистов ЛПУМГ

Доведение производственной информации

Служба по эксплуатации ГРС, ЛЭС (РЭС)

Доведение ннформащш, распоряжений руководства, контролирующих органов

¡Доведение производственной информации

Сервисные управления

Заявки на выполнение определенных видов работ

Контроль л управление Проверка состояния оборудования, котлов отопления, КПЛнА, пожарного инвентаря, показания манометров, связи с ДС и потребителем, световой звуковой сигнализации и т.п. ___^

Ежемесячное, ежеквартальное Обслуживание и ремонт Оборудования ГРС.

Проверка положеши ЗРА, эагазоваппостн, герметичности, отсутствия утечек газа на технологическом оборуаопаине и трубопроводах, проверка нп срабатывание СППК и т.п. ^

Проверка отсутствия утечек теплоносителя в системе подогрева газа, работы горелок и контрольно-запального устройства подогревателя газа, проверка защитной и регулирующей локальной автоматики и т.п. ^

Продувка пылеуловителе» и внециновых фильтров, проверка фильтров тонкой очистки импульсного газа и т.п.

Проверка работоспособности регуляторов давления, переход на резервную шггку редуцирования, надстройка гпшотов, за датчиков регуляторов давления. Контроль входного давления ГРС и т.п.

Определение работоспособности оборудования узла измерения расхода газа, проведение технического обслуживания и определение суточного объема газа и т.п.

Контроль -¿а работоспособностью одоризациониой установки, проверка угечки одоранта, заправка рабочей см кос л I и т.п.

-иг

КИПиА

>

"1 г*

Узел переключений

Узел подогрева газа

>

и

Узел очистки газа

Ч-Г

Узел редуцирования газа\4-

Узел учета газа

Узел одоризации газа

ё ю я

Сч

>3 ё

я ю о. я гг1 п.

Сч «

и се

а а

ю

ПОТРЕБИТЕЛЬ (ГРО)

Обмен оперативной информацией

Рисунок 2 - Функциональная схема эксплуатации, порядка работ по техническому обслуживанию и ремонту ГРС с надомной формой обслуживания

л ш ^ о со о. с т

Рисунок 3 - Функциональная схема эксплуатации, порядка работ по техническому обслуживанию и ремонту ГРС с малолюдной (периодической, централизованной) формой обслуживания

Разработанные схемы обслуживания ГРС являются основой методического обеспечения технического обслуживания станций при переходе на малолюдную технологию подачи газа.

Решена задача оценки величины снижения числа отказов узлов ГРС за счет оптимизации технического обслуживания станции.

На рисунке 4 представлен контур технического обслуживания ГРС.

Рисунок 4 — Контур технического обслуживания ГРС

Получена аналитическая зависимость, связывающая время между операциями контроля и проверки узла и работоспособность, а также среднее время безотказной работы контролируемого узла, которая имеет следующий вид:

еНц+Ъ+Т*)-?* =0- (5)

Оптимизация выполнима при ^pi) = -^ср/, где Я,- - интенсивность отказов /-ого узла;

¿р,- — время между операциями контроля узла;

Тр1 - время проверки узла на работоспособность;

Тф — среднее время безотказной работы /-ого узла.

Разработан расчетный метод определения оптимального интервала технического облуживания узлов ГРС, который обеспечивает требуемую надежность функционирования ГРС.

Изучены вопросы разряжения потока отказов за счет технического обслуживания ГРС.

В процессе эксплуатации ГРС поток отказов подвергается следующей операции разряжения: после к обслуживания г-ого узла отказ может быть предупрежден с вероятностью и не предупрежден с вероятностью 1 - В общем виде это выглядит так (рисунок 5):

вЧы{&)= А[в{м)1 (6)

где - число отказов г-ого узла системы, прошедшего к-ое

обслуживание за время А?;

- число отказов /-ого узла системы, не прошедшего к-ое обслуживание за время Дг;

А - оператор, характеризующий процесс технической эксплуатации технической системы.

Рисунок 5 - Вероятность безотказной работы узла в зависимости

от интервала временной продолжительности Г проведения контроля

Четвертая глава посвящена методическому обеспечению технического обслуживания ГРС с системой автоматического управления.

С целью возможности реализации функций автоматического управления основными технологическими процессами при переводе ГРС на периодическую или централизованную форму обслуживания станция оснащается технологическим оборудованием и средствами автоматизации, а именно:

• автоматическим одоризатором газа;

• регулирующим клапаном байпасной линии;

• пневмоприводными кранами на узле переключения;

• автоматической охранно-пожарной сигнализацией;

• источником бесперебойного питания;

• системой автоматики подогревателя газа;

• автоматизированными узлами измерения расхода газа потребителями и на собственные нужды, интегрированными с САУ ГРС;

• САУ ГРС с алгоритмом автоматического управления и выводом на пульт управления диспетчерской службы (ДС) линейно-производственного управления магистральных газопроводов (ЛПУМГ) (пульт управления диспетчерского пункта (ПУ ДП)) и пульт управления производственно-диспетчерской службы (ПДС) (ПК VISA) мнемосхемы ГРС в соответствии с типовым списком технологических параметров.

САУ ГРС, переводимых на централизованную форму обслуживания, должна обеспечивать ежесуточную, в 10:00 московского времени:

• выгрузку из вычислителей расхода газа ГРС в программное обеспечение (ПО) ПУ ДП ЛПУМГ данных о суточном коммерческом расходе газа за прошедшие сутки;

• загрузку с ПУ ДП в вычислители расхода газа на ГРС нормативно-справочной информации, используемой для расчета объема газа (плотность, содержание N2, С02, атмосферное давление, время).

Разработан методический подход к реализации технического обслуживания газораспределительных станций с автоматическим режимом управления и малолюдной технологией подачи газа. Методическое обеспечение включает:

• условие перевода ГРС на периодическую и централизованную формы обслуживания;

• порядок организации работ по техническому обслуживанию;

• параметры ГРС, переводимой на централизованную и периодическую формы обслуживания;

• установление границ зон ответственности подразделений газотранспортного общества при техническом обслуживании ГРС.

В условия перехода ГРС на централизованную форму обслуживания входят следующие:

• фактическая производительность станции не более 15 тыс. нм3/ч;

• наличие системы автоматики, поддерживающей установленный режим подачи газа без вмешательства персонала;

• наличие системы телемеханики, аварийной, охранной и пожарной сигнализаций с подачей предупредительного сигнала в диспетчерский пункт;

• возможность осуществлять основные технологические операции с пульта ДС;

• наличие узла по предупреждению гидратообразований в коммуникациях и оборудовании;

• автоматическое удаление конденсата и влаги из узла очистки газа;

• наличие регистрации основных параметров газа (Рвх; РвЬ1Х; 7*га/ Твых)\

• наличие устройств подготовки импульсного газа для систем регулирования, защиты, управления;

• расстояние от промплощадки ЛПУМГ до ГРС - не более двух часов проезда автотранспортом.

В условия перехода ГРС на периодическую форму обслуживания входят следующие:

• фактическая производительность станции не более 30 тыс. нм3/ч;

• наличие системы автоматики, поддерживающей установленный режим подачи газа без вмешательства персонала;

• наличие системы телемеханики, аварийной, охранной и пожарной сигнализаций с подачей предупредительного сигнала в дом оператора и диспетчерский пункт;

• возможность осуществлять основные технологические операции с пульта ДС;

• наличие узла по предупреждению гидратообразований в коммуникациях и оборудовании;

• автоматическое удаление конденсата и влаги из узла очистки газа;

• наличие регистрации основных параметров газа (Рю; Реьа;Тю; Теых)',

• наличие устройств подготовки импульсного газа для систем регулирования, защиты, управления (определяется проектной организацией с учетом применяемого оборудования);

• наличие многосуточной регистрации расхода газа (не менее 7 сут). Обоснованы параметры ГРС, переводимой на централизованную и

периодическую формы обслуживания. Сюда входят:

• положение охранных кранов ГРС;

• положение входного крана ГРС;

• положение выходных кранов ГРС;

• положение свечных кранов ГРС;

• положение крана на байпасной линии ГРС;

• давление до охранного крана;

• давление на входе ГРС;

• давление на выходе ГРС (три датчика);

• температура на входе ГРС;

• температура на выходе ГРС;

• температура после подогревателя газа;

• температура теплоносителя (при наличии);

• температура наружного воздуха;

• заданное давление на выходе ГРС;

• положение крана регулятора;

• давление по каждой нитке каждого вычислителя расхода газа;

• температура по каждой нитке каждого вычислителя расхода газа;

• перепад давления по каждой нитке каждого вычислителя расхода газа (при наличии);

• мгновенный расход по каждой нитке каждого вычислителя расхода газа;

• объем газа за прошедшие сутки по каждой нитке каждого вычислителя расхода газа;

• объем газа с начала суток по каждой нитке каждого вычислителя расхода газа;

• объем газа за прошедший месяц по каждой нитке каждого вычислителя расхода газа;

• некоррелированный расход по каждой нитке каждого вычислителя расхода газа (для вычислителей, работающих со счетчиками);

• дата и время по каждой нитке каждого вычислителя расхода газа;

• плотность по каждой нитке каждого вычислителя расхода газа;

• режимы ГРС;

• пожар на ГРС;

• наличие напряжения 220 В на ГРС;

• нарушение периметра ГРС;

• нарушение периметра охранного крана;

• авария одоризатора газа;

• авария подогревателя газа;

• большой расход через кран-регулятор;

• готовность крана-регулятора к работе;

• неисправность крана-регулятора;

• режим крана-регулятора;

• загазованность блока редуцирования (величина или 2 порог);

• загазованность блока переключения (величина или 2 порог);

• загазованность расходомерной (при наличии, величина или 2 порог);

• загазованность котельной (при наличии, величина или 2 порог);

• работа/авария котла 1 (при наличии);

• работа/авария котла 2 (при наличии);

• срабатывание сбросных пружинно-предохранительных клапанов (СППК).

Разработан и внедрен в ООО «Газпром трансгаз Уфа» СТО 3.2-9-01752010 «Положение об организации эксплуатации газораспределительных станций с надомной, периодической и централизованной формами обслуживания» (Приложение 1). Показана реализация системы автоматического управления ГРС и централизованной формы обслуживания на ГРС «Шакша» ООО «Газпром трансгаз Уфа» (Приложение 2).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. По результатам проведенной исследовательской работы установлено, что научную и практическую ценность имеет дальнейшее развитие системы технического обслуживания и ремонта ГРС в условиях перевода станций в автоматизированные производственные звенья и перехода на централизованную и периодическую формы обслуживания.

2. Обоснован принцип построения ГРС с системой автоматического управления на основе блочного исполнения станции с реализацией требуемого уровня автоматизации с учетом централизованной формы обслуживания станции. Разработаны новая блок-схема и архитектура управления ГРС, нацеленные на малолюдную технологию подачи газа.

3. Разработаны расчетные методы: оценки безотказности ГРС по результатам технического диагностирования, необходимой для обоснования мероприятий по обеспечению нормального работоспособного состояния станции; обоснования выбора технологичного оборудования и аппаратуры управления для решения задачи автоматизации ГРС.

4. Получены аналитические зависимости для оценки величины снижения числа отказов узлов ГРС за счет технического обслуживания станции, а также определения оптимального интервала технического обслуживания узлов станции по критерию надежности.

5. Разработано методическое обеспечение технического обслуживания ГРС с автоматическим режимом управления в ООО «Газпром трансгаз Уфа» в виде стандарта организации «Положение об организации эксплуатации газораспределительных станций с надомной, периодической и централизованной формами обслуживания».' Организационно-технические решения по системе автоматического управления, централизованной форме обслуживания и малолюдной технологии подачи газа внедрены на ГРС «Шакша» ООО «Газпром трансгаз Уфа».

6. Принцип построения, стратегия, методы и методика обслуживания ГРС с автоматическим режимом управления и малолюдной технологией подачи газа рекомендуется использовать в газотранспортных обществах для реализации требований безопасности, экологической и экономической эффективности.

Основные результаты работы опубликованы в следующих научных трудах:

Ведущие рецензируемые научные журналы 1. Пашин, С. Т. Опыт эксплуатации ГРС ООО «Газпром трансгаз Уфа» по малолюдной технологии подачи газа [Текст] / С. Т. Пашин, С. В. Алимов^ П.Г. Романенков, А. И. Асадуллин// Газовая промышленность. -2012.-№ 11/682. - С. 56-59.

2. Султанов, М. X. К вопросу технического обслуживания газораспределительных станций [Текст] / М. X. Султанов, А. И. Асадуллин // НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. - Уфа, 2014. - Вып. 2 (97). - С. 148-152.

Патенты

3. Пат. 124943 Российская Федерация, МПК Б 17 Б 3/01. Газораспределительная станция, работающая по «малолюдной» технологии подачи газа [Текст] / Пашин С. Т., Усманов Р. Р., Романенков П. Г., Асадуллин А. И., Чучкалов М. В. (РФ); заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Газпром трансгаз Уфа». — № 2012127506/06; заявл. 02.07.2012; опубл. 20.02.2013, бюл. № 5.

4. Пат. 114522 Российская Федерация, МПК Э 01 Б 13/00. Комплекс одоризации газа [Текст] / Хакимов В. Р., Бакиев Т. А., Асадуллин А. И., Ольхов А. В., Прохоров М. Е., Гулюмов Р. Р., Абрамов А. Д., Иксанов И. X. (РФ); заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Газпром трансгаз Уфа». — № 2011144075/28; заявл. 31.10.2011; опубл. 27.03.2012.

Прочие печатные издания

5. Асадуллин, А. И. Защита средств автоматизации крановых узлов газораспределительных станций от импульсного перенапряжения [Текст] / А. И. Асадуллин // Энергоэффективность. Проблемы и решения: матер. XIII Всеросс. научн.-практ. конф. в рамках XIII Российского энергетического форума. - Уфа, 2013. - С. 255-258.

6. Асадуллин, А. И. К вопросу диагностики и ремонта технологических трубопроводов газораспределительных станций [Текст] / А. И. Асадуллин // Энергоэффективность. Проблемы и решения: матер. XIII Всеросс. научн.-практ. конф. в рамках XIII Российского энергетического форума. - Уфа, 2013. — С. 259-263.

7. Асадуллин, А. И. Опыт эксплуатации автоматизированных газораспределительных станций [Текст] / А. И. Асадуллин // Энергоэффективность. Проблемы и решения:' матер. XIII Всеросс. научн.-практ. конф. в рамках XIII Российского энергетического форума. - Уфа, 2013. -С. 264-267.

8. Асадуллин, А. И. Система управления надежностью работы оборудования ООО «Газпром трансгаз Уфа» [Текст] / А. И. Асадуллин // Энергоэффективность. Проблемы и решения: матер. XIII Всеросс. научн.-практ.

конф. в рамках XIII Российского энергетического форума. - Уфа, 2013. -С. 268-271.

9. Асадуллин, А. И. Технические решения по реализации «малолюдных» технологий на ГРС ООО «Газпром трансгаз Уфа» [Текст] / А. И. Асадуллин. -М.: ООО «Газпром экспо», 2013. - С. 50-56.

10. Асадуллин, А. И. Технические решения по повышению надежности «Малолюдных» технологий на ГРС ООО «Газпром трансгаз Уфа» с вахтенной формой обслуживания [Текст] / А. И. Асадуллин. - М.: ООО «Газпром экспо», 2013.-С. 118-124.

11. .Асадуллин, А. И. Опыт ООО «Газпром трансгаз Уфа» по переводу на централизованную и периодическую форму обслуживания [Текст] / А. И. Асадуллин. - М.: ООО «Газпром экспо», 2013. - С. 53-60.

12. Султанов, М. X. Оценка безотказности газораспределительной станции по диагностическим признакам [Текст] / М. X. Султанов, А. И. Асадуллин // Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа: матер. Междунар. научн.-практ. конф. в рамках Нефтегазового форума «Газ. Нефть. Технологии -2014». - Уфа, 2014. - С. 355-358.

13. Султанов, М. X. Совершенствование стратегии технического обслуживания газораспределительных станций с учетом рисков [Текст] / М. X. Султанов, А. И. Асадуллин // Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа: матер. Междунар. научн.-практ. конф. в рамках Нефтегазового форума «Газ. Нефть. Технологии-2014». - Уфа, 2014. - С. 359-371.

14. Султанов, М. X. Метод обоснования выбора технологического оборудования и аппаратуры по критерию надежности [Текст] / М. X. Султанов, А. И. Асадуллин // Энергоэффективность. Проблемы и решения: матер. Междунар. научн. -практ. конф. в рамках XIV Российского энергетического форума «Зеленая энергетика» 23 октября 2014 г. - Уфа, 2014. - С. 118-120.

Фонд содействия развитию научных исследований. Подписано к печати 30.06.2015 г. Формат 60 х 90 1/16. Усл. печ. 0,85 л. Бумага писчая. Тираж 100 экз.

Ротапринт ГУП «ИПТЭР». 450055, г. Уфа, пр. Октября, 144/3.