Информационно - измерительная и управляющая система территориально распределенных крановых узлов магистральных газопроводов

УДК 620.9:658.011.56

В.С. Карпов, д-р техн. наук, проф., декан,

(4872) 33-25-20 (Россия, Тула, ТулГУ),

М.В. Панарин, канд. техн. наук, директор,

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ И УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА ТЕРРИТОРИАЛЬНО РАСПРЕДЕЛЕННЫХ КРАНОВЫХ УЗЛОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

Рассмотрена структура информационно-измерительной и управляющей системы территориально распределенных крановых узлов магистральных газопроводов и газораспределительных пунктов.

Ключевые слова: автоматизированная система, магистральные газопроводы, крановые узлы, структура системы.

Современные магистральные трубопроводы эксплуатируются в условиях повышенных требований к обеспечению безопасности, что вызывает необходимость изыскания средств и внедрения методов, позволяющих поддерживать высокий уровень их надежности при оптимальных затратах на восстановительные работы для обеспечения безаварийной эксплуатации трубопроводного транспорта.

Информационно-измерительные и управляющие системы территориально удаленных объектов в процессе функционирования должны обеспечивать высокую надежность работы, своевременное обслуживание возникающих технологических и аварийных запросов, формирование управляющих воздействий, соответствующих возникающим запросам от удаленных объектов. Проблемы проектирования подобных систем решены далеко не полностью.

Информационно-измерительная и управляющая система крановых узлов относится к технике распределения и транспортирования природного газа, а именно к устройствам мониторинга и управления запорно-регулирующей арматурой, и может быть использована для дистанционного управления работой газораспределительного оборудования.

Известные информационно-измерительные и управляющие системы крановых узлов не обеспечивают [1,2] непрерывный мониторинг технологических параметров транспортируемого газа, положения задвижки, несанкционированного доступа, контроля загазованности и дистанционного управления крановой задвижкой с возможностью перекрытия в аварийных ситуациях, в результате чего не всегда обеспечивается требуемая на-

158

дежность эксплуатации газопроводов и безопасность при транспортировки природного газа.

Структура информационно-измерительной и управляющей системы территориально распределенных крановых узлов магистральных газопроводов показана на рис. 1.

Рис. 1. Структура информационно-измерительной и управляющей системы территориально распределенных крановых узлов магистральных газопроводов

В структуру информационно-измерительной и управляющей системы территориально распределенных крановых узлов магистральных газопроводов входит крановая задвижка 1, пневмопривод крановой задвижки

2, пневмоаккумулятор 3, компрессор 4, клапан закрытия крановой задвижки 5, клапан открытия крановой задвижки 6, первый датчик давления 7, первый датчик температуры 8, второй датчик давления 9, второй датчик температуры 10, датчик коррозии 11, первый приемо-передатчик 12, второй приемо-передатчик 13, автономный источник энергии 14, адаптер 15, аккумулятор 16, ключ избыточного питания 17, задатчик избыточного питания 18, блок сравнения избыточного питания 19, элемент «И» (первый) 20, регистры хранения данных 21, первый элемент «ИЛИ» 22, задатчик нижнего уровня давления 23, задатчик верхнего уровня давления 24, блок сравнения нижнего уровня давления 25, блок сравнения верхнего уровня давления 26, второй задатчик верхнего уровня давления 27, второй блок сравнения верхнего уровня давления 28, задатчик уровня температуры 29, блок сравнения уровня температуры 30, задатчик уровня коррозии 31, блок сравнения уровня коррозии 32, датчик уровня давления в пневмоаккумуля-торе 33, задатчик уровня давления в пневмоаккумуляторе 34, блок сравнения уровня давления в пневмоаккумуляторе 35, второй элемент «ИЛИ» 36, датчик несанкционированного доступа 37, блок звуковой и световой сигнализации 38, блок выбора приемо-передатчиков 39, блок включения первого приемо-передатчика 40, блок включения второго приемо-передатчика 41, первый дешифратор управляющего сигнала закрытия крановой задвижки 42, второй дешифратор управляющего сигнала закрытия крановой задвижки 43, блок сравнения управляющих сигналов закрытия крановой задвижки 44, блок квитирования закрытия крановой задвижки 45, первый дешифратор управляющего сигнала открытия крановой задвижки 46, второй дешифратор управляющего сигнала открытия крановой задвижки 47, блок сравнения управляющих сигналов открытия крановой задвижки 48, блок квитирования открытия крановой задвижки 49, третий элемент «ИЛИ» 50, четвертый элемент «ИЛИ» 51, датчик положения крановой задвижки 52.

Разработана и внедрена информационно-измерительная и управляющая система крановых узлов, реализованная применительно к находящимся в эксплуатации крановым узлам Московского кольцевого газопровода филиала ОАО «Газпромрегионгаз». Московский кольцевой газопровод обеспечивает природным газом предприятия и жителей Москвы и Московской области. Это сложная система, включающая в себя газопроводы большого диаметра высокого давления, станции катодной защиты, комплекс газораспределительных станций и крановых узлов (более 700 единиц). Внедрение информационно-измерительной и управляющей системы позволило повысить надежность газоснабжения путем оперативного контроля состояния крановых узлов, которое ранее проверялось посредством периодических осмотров и снятия технологических параметров обслуживающим персоналом в ручном режиме. Обоснованность применения GSM-связи обусловлена распределением крановых узлов на значительной

территории и отсутствием каких-либо других средств связи. Кроме того, задача усложнялась тем обстоятельством, что большинство крановых узлов Московского кольцевого газопровода не имеет сетевого энергоснабжения. Это потребовало разработку интеллектуального информационно-измерительного блока с малым энергоснабжением и питанием от солнечных батарей. Общий вид крановых узлов, оборудованных информационно-измерительными блоками с питанием от солнечных батарей, представлен на рис. 2.

Рис. 2. Общий вид крановых узлов, оборудованных информационно-измерительными блоками с питанием от солнечных батарей

Информационно-измерительная и управляющая система крановых узлов от каждого оборудованного информационно-измерительным блоком кранового узла передает следующую информацию: контроль текущего положения задвижки кранового узла; давление газа в газопроводе до и после кранового узла; температуру газа; температуру грунта; контроль несанкционированного доступа на территорию кранового узла; уровень приема GSM станции и надежность канала; уровень заряда аккумуляторной батареи; напряжение питания солнечной батареи; данные самодиагностики оборудования. Зарезервированы следующие функции: дистанционное закрытие и открытие задвижки кранового узла; контроль скорости коррозии оборудования кранового узла и прилегающих трубопроводов; контроль утечки газа в районе кранового узла; дистанционное видеонаблюдение за крановым узлом; дистанционное включение аварийной сирены и освещения кранового узла. Также зарезервирована возможность организации нескольких центров сбора, обработки и хранения информации с разграничением прав доступа.

Программное обеспечение информационно-измерительной и

161

управляющей системы имеет несколько функционально законченных модулей с представлением информации в удобном виде с наглядным отображением параметров работы крановых узлов на географической карте.

На карте работа крановых узлов в штатном режиме отображаются синим цветом. В случае выхода каких- либо параметров за допустимые пределы, а также в случае несанкционированного проникновения и возникновения неисправностей с кранового узла поступают данные о появлении внештатной ситуации. В этом случае отображение кранового узла на карте производится красным цветом и формируется звуковой сигнал возникновения внештатной ситуации.

Такое решение обеспечивает повышение надежности эксплуатации газопроводов посредством обеспечения безопасности при транспортировки природного газа, путем непрерывного мониторинга технологических параметров транспортируемого газа, положения задвижки, несанкционированного доступа, контроля загазованности и дистанционного управления крановой задвижкой с возможностью перекрытия в аварийных ситуациях.

Список литературы

1. Панарин М.В., Драчен В.И. Системы телемеханики для мониторинга за удаленными объектами в газовой отрасли // Промышленное оборудование. 2010. № 1. С. 68-70.

2. Телемеханизация газотранспортных объектов Москвы и Московской области. / М.В. Панарин [и др.] // Тезисы докл. международного науч.-практич. симпозиума 7-13 ноября 2009 г./ под общ. ред. чл.-корр. РАН В.П. Мешалкина. М.; Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. С. 102-106.

V.S. Karpov, M.V. Panarin, G.Y. Tsarkov, E.N. Ivanovskaya

INFORMATION-MEASURING AND CONTROL SYSTEM GEOGRAPHICALLY DISTRIBUTED CRANE GAS MAIN NODES

The structure of information-measuring and control system of geographically distributed nodes crane main gas pipelines and gas distribution points.

Key words: automated system, gas pipelines, crane components, the structure of the

system.

Получено 18.04.12