СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИЕЙ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА

Предлагаемая полезная модель относится к системе управления компрессорной станцией магистрального газопровода, содержащей, по меньшей мере два газоперекачивающих агрегата, предназначенной для обеспечения транспортировки природного газа по магистральному газопроводу.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели по количеству существенных признаков является система управления компрессорной станцией магистрального газопровода, содержащей два газоперекачивающих агрегата, которая включает автоматизированное рабочее место диспетчера, к которому подключены выходы датчиков температуры, давления и объемов перекачиваемого природного газа, а также модули управления электроприводами запорно-регулирующей арматуры компрессорной станции [Грищенко А.З., Богаенко И.Н., Артемов Ю.И. и др. Автоматизация компрессорных станций магистральных газопроводов. - Киев: Техника, 1990. - 126 с.]. В указанной компрессорной станции в качестве привода газоперекачивающего агрегата используют электропривод с нерегулируемым числом оборотов, снабженный редуктором (мултипликатором).
В процессе транспортировки природного газа по магистральному газопроводу возникает необходимость в изменении объема транспортируемого газа, связанная, в частности с суточным и сезонным потреблением природного газа. Однако указанная система управления не обеспечивает плавного в автоматическом режиме распределения перекачиваемых объемов природного газа между работающими агрегатами, что приводит к повышенному износу оборудования и, как следствие, к увеличению себестоимости перекачки природного газа.
В основу предлагаемой полезной модели поставлена задача разработки такой системы управления компрессорной станцией магистрального газопровода (КС), которая позволила бы снизить износ оборудования КС за счет создания условий для плавного в автоматическом режиме регулирования перекачиваемых объемов природного газа путем равномерного распределения нагрузки между работающими агрегатами.
Поставленная задача решается в предлагаемой системе управления компрессорной станцией магистрального газопровода с двумя и более (например, тремя и т.д.) газоперекачивающими агрегатами, которая включает автоматизированное рабочее место диспетчера, к входам которого подключены выходы датчиков температуры, давления и объемов перекачиваемого природного газа, а выходы предназначены для подключения к электроприводами запорно-регулирующей арматуры компрессорной станции, а согласно предлагаемой полезной модели, система дополнена двумя преобразователями частоты и датчиками скорости вращения валов газоперекачивающих агрегатов, а автоматизированное рабочее место диспетчера дополнено программируемым логическим контроллером, модули ввода которого соединены с датчиками скорости вращения валов газоперекачивающих агрегатов, а соответствующие модули вывода программируемого логического контроллера подключены к соответствующим входам преобразователей частоты, выходы которых предназначены для подключения к соответствующим электроприводам газоперекачивающих агрегатов, а программируемый логический контроллер снабжен программным обеспечением для возможности реализации равномерного распределения нагрузки между электроприводами газоперекачивающих агрегатов в зависимости от перекачиваемых объемов природного газа.
Дополнение системы преобразователями частоты и программируемым логическим контроллером позволяет управлять КС без "скачков" связанных с резким увеличением или уменьшением числа оборотов электроприводов с учетом, к примеру, подключения к магистральному газопроводу или отключения от него потребителей значительных объемов природного газа. Управление электроприводами осуществляется путем плавного изменения частоты питающей обмотки статора двигателя переменного тока. Отсутствие "скачков" позволяет продлить ресурс оборудования КС и снизить затраты на его обслуживание, ремонты, реализовать оптимальные режимы транспортировки газа по газопроводу в динамике и, следовательно, повысить экономическую эффективность КС.
При проведении патентных исследований в процессе подготовки настоящей заявки авторами не выявлены системы управления компрессорными станциями магистрального газопровода, которые бы содержали указанную в формуле этой полезной модели совокупность существенных признаков. Поэтому можно сделать вывод о том, что предлагаемое решение соответствует критерию полезной модели "новизна".
Каждый из признаков, включенных в совокупность существенных признаков, описывающих предлагаемую систему управления компрессорной станцией магистрального газопровода, известен на сегодняшний день. Учитывая изложенное, а также то, что предлагаемая система управления компрессорной станцией магистрального газопровода может быть использована в других отраслях, в частности, нефтеперерабатывающей, можно сделать вывод о том, что предлагаемое решение соответствует критерию полезной модели «промышленная применимость».
На чертеже схематически показана предлагаемая система управления компрессорной станцией магистрального газопровода.
Предлагаемая система управления компрессорной станцией магистрального газопровода включает автоматизированное рабочее место диспетчера 1 (Д), программируемый логический контроллер 2 (ПЛК), датчики технологических параметров - температуры, давления, объемов газа, датчики скорости вращения валов газоперекачивающих агрегатов /не показано/ и два преобразователя частоты 3 и 4 (ПЧ). В качестве автоматизированного рабочего места диспетчера 1 применен управляющий компьютер с программным продуктом, который задает алгоритм работы предлагаемой системе. Выходы автоматизированного рабочего места диспетчера 1 соединены с программируемым логическим контроллером 2, который отрабатывает заданный алгоритм работы системы. Модули вывода автоматизированного рабочего места диспетчера 1 подключены к электроприводам запорно-регулирующей арматуры 5 (ЗА), а программируемого логического контроллера 2 - к преобразователям частоты 3 и 4, которые связаны с электроприводами газоперекачивающих агрегатов, соответственно 6 (ГПА) и 7 (ГПА). В качестве электроприводов газоперекачивающих агрегатов 6 и 7 может быть использован привод 1TA2832-4AU01-Z [Двигатель высокоскоростной асинхронный 1TA2832-6AT01-Z и 1TA2832-4AU01-Z. Руководство по эксплуатации. СЭ01.00.00.00.000 РЭ]. В качестве программируемого логического контроллера 2 может быть использован промышленный контроллер ЭЛПК-04, разработанный внедренческой фирмой «ЭЛНА» [Информация с сайта http://elnavf.ru/kontrollery_lna/kontroller_elpk04/].
Связь между автоматизированным рабочим местом диспетчера 1 и программируемым логическим контроллером 2, а также между программируемым логическим контроллером 2 и преобразователями частоты 3 и 4 осуществляется при помощи локальной управляющей информационной сети Ethernet, что повышает надежность и помехоустойчивость системы.
Предлагаемая система управления компрессорной станцией магистрального газопровода работает следующим образом.
В процессе транспортировки природного газа по магистральному газопроводу возникают изменения объема перекачиваемого газа. При этом с автоматизированного рабочего места диспетчера 1 в программируемый логический контроллер 2 поступает задание изменить значение объема перекачки природного газа через КС. Программируемый логический контроллер 2 в этот момент также получает информацию о текущих скоростях вращения электроприводов газоперекачивающих агрегатов 6 и 7, которыми он управляет.В контроллере 2 происходит сравнение текущих значений скоростей вращения электроприводов газоперекачивающих агрегатов 6 и 7 с установленными для перекачки заданными объемами газа, а в результате сравнения контроллер 2 выдает управляющие сигналы преобразователям частоты 3 и 4, которые в свою очередь изменяют число оборотов валов соответствующих высокоскоростных электроприводов газоперекачивающих агрегатов 6 и 7. Таким образом удается избежать «скачка» количества оборотов электроприводов газоперекачивающих агрегатов. Такое управление может осуществляться как в момент пуска агрегатов, так и в рабочем режиме работы КС. Это позволяет снизить износ оборудования КС за счет создания условий для плавного в автоматическом режиме регулирования перекачиваемых объемов природного газа путем равномерного распределения нагрузки между работающими электроприводами газоперекачивающих агрегатов 6 и 7.