Файл: Е выпускной квалификационной.docx

_{1.Комплекс}

В данном разделе выпускной квалификационной работы рассматривается Комплекс «Магистраль-2», его свойства и функции, рассматриваются уровни сбора и обработки данных. Приводится обзор ГРС, принцип работы и составные части.

Система «Магистраль-2» предназначена для измерения, сбора, первичной обработки и трансляции на верхний уровень диспетчеризации параметров телемеханизации различных технологических объектов с переменным набором телефункций, таких как: крановые площадки, объекты линейной части трубопроводов, пункты замера газа, газораспределительные станции, удаленные технологические сооружения и другие рассредоточенные объекты. Отличительной особенностью комплекса является многоуровневая распределенная структура, блочно-модульное построение аппаратных средств контролируемого пункта и открытая архитектура.

Система выполняет следующие функции:

• 
  телеизмерение, преобразование и нормирование текущих мгновенных (ТТ) и/или интегральных (ТИ) значений технологических параметров как постоянно, по внутреннему алгоритму, так и по команде с пункта управления;
  
• 
  телесигнализация положения, состояния и режимов работы технологического оборудования и вспомогательных объектов (ТС);
  
• 
  телесигнализация аварийных ситуаций и режимов работы технологического оборудования и вспомогательных объектов (ТСА);
  
• 
  телеуправление технологическими объектами (ТУ);
  
• 
  телерегулирование (ТР);
  
• 
  формирование и передача на верхний уровень телеметрической информации о состоянии каналов связи и устройств комплекса, в том числе сигналов недостоверности информации по ТИ, ТС, ТСА и информации о невозможности выполнения телеопераций ТР и ТУ;
  
• 
  защита от выполнения ложных команд или передачи ложной информации;
  
• 
  автоматическое переключение устройств комплекса с рабочих на резервные источники питания при исчезновении напряжения на рабочем вводе питания и обратное переключение при его восстановлении;
  
• 
  передача информации на верхний уровень и прием команд с верхнего уровня;
  
• 
  регистрация и накопление в базе данных информации по функционированию устройств комплекса и изменению технологических параметров.
  

---

Комплекс «Магистраль — 2» имеет уровни сбора и обработки информации:

• 
  уровень передачи данных и диспетчерского контроля (верхний уровень);
  
• 
  технологический уровень (нижний уровень).
  

На верхнем уровне комплекса используются следующие компоненты:

• 
  автоматизированные рабочие места диспетчеров на базе дублированных и одиночных персональных компьютеров промышленного исполнения (пункты управления — ПУ);
  
• 
   рабочие станции, функционирующие в режиме коммуникационных серверов и поддерживающие диагностические функции (центральные концентраторы информации — ЦКИ);
  
• 
  устройства сбора, обработки и хранения технологической информации группы объектов из состава нижнего уровня комплекса (концентраторы информации — КИ).
  

Типично аппаратура ПУ располагается в диспетчерской, а аппаратура ЦКИ — в узле связи. Для обеспечения надежной работы ПУ и ЦКИ комплектуются персональными компьютерами промышленного исполнения. Связь между ПУ и ЦКИ осуществляется с применением стандартных средств и систем связи (физическая линия, оптоволокно, радиосвязь, GSM-связь, сеть Ethernet).

На нижнем уровне комплекса возможно использование контролируемых пунктов телемеханики (КП), систем автоматического управления газораспределительных станций (САУ ГРС) и устройств управления объектом (УУО), территориально распределенных в соответствии с расположением технологических объектов.



Рисунок 1 – Структурная схема комплекса
ПУ представляет собой комплекс программно-технических средств, предназначенных для функций телеизмерения, телеконтроля, телеуправления и телерегулирования объектами магистральных газопроводов в составе комплекса телемеханики «Магистраль-2», а также для управления информационной составляющей комплекса (изменение режимов, задание уставок, запуск алгоритмов). На базе ПУ организуется рабочее место сменного инженера (диспетчера, оператора) линейно-производственного управления магистральных газопроводов (ЛПУМГ) или компрессорной станции (КС).

ЦКИ представляет собой комплекс программно-технических средств, предназначенных для выполнения всех функций, присущих ПУ, но без постоянного пользователя. Типично использование ЦКИ на узле связи для интеграции данных многих (в том числе разнотипных) каналов связи.

---

КИ не имеет средств человеко-машинного интерфейса и в автоматическом режиме выполняет функции сбора и обработки технологической информации с подчиненных ему контролируемых пунктов. Конструктивно КИ выполнен в пластиковом корпусе фирмы «Bopla» размером 250х160х92мм (тип ЕТ240, класс защиты IP65), где размещаются процессорный модуль, источник питания и, при необходимости, модуль расширителя последовательного интерфейса.

Контролируемый пункт предназначен для выполнения следующих функции:

• 
  телеизмерение, преобразование и нормирование текущих и интегральных значений технологических параметров;
  
• 
  телесигнализация положения, состояния и режимов работы технологического оборудования и вспомогательных объектов, в том числе и аварийная телесигнализация;
  
• 
  телеуправление технологическими объектами;
  
• 
  телерегулирование.
  
• 
  сопряжение с внешними устройствами по цифровым каналам связи.
  

1.   1   2   3   4   5

---

ГРС

Газораспределительная станция (ГРС) – это совокупность технологического оборудования и систем для регулирования давления и расхода, очистки, подогрева и одоризации (при необходимости), а также измерения количества газа перед подачей потребителю.

ГРС предназначены для подачи газа населенным пунктам, промышленным предприятиям и другим потребителям в заданном количестве, с определенным давлением, необходимой степенью очистки, одоризации и учетом расхода газа.

Основные потребители газа, подаваемого через ГРС, это:

• 
  Объекты газонефтяных месторождений (на собственные нужды);
  
• 
  Объекты газокомпрессорных станций (ГКС) (на собственные нужды);
  
• 
  Объекты малых и средних населенных пунктов;
  
• 
  Электростанции;
  
• 
  Промышленные, коммунально-бытовые предприятия и населенные пункты крупных городов.
  

2. Устройство ГРС

В состав стандартной ГРС входят следующие основные технологические узлы и оборудование (рисунок 2).




Рисунок 2- Технологическая схема ГРС

1. 
   Охранный кран ГРС (I) предназначен для отключения ГРС от газопровода-отвода (непосредственно в состав ГРС не входит, но является обязательным элементом при проектировании и строительстве ГРС).
   

2. 
   Узел переключения (II) ГРС предназначен для переключения потока газа высокого давления с автоматического на ручное регулирование давления газа по обводной линии.
   

Состав узла :

1. 
   Обводная линия (байпас). Включает два запорных органа: отключающий кран (№3) и кран-регулятор или задвижка (№4) для дросселирования. Рабочее положение: закрыты, опломбированы.
   
2. 
   Продувочная линия (№5) – для стравливания газа высокого давления с участка от охранного до входного крана ГРС.
   
3. 
   Предохранительные клапаны – для автоматической защиты потребителя от кратковременного превышения давления путем сброса излишек в атмосферу.
   
4. 
   Входной (№1) и выходной (№2) краны ГРС – для отключения ГРС и потребителя от газоснабжения.
   

---

3. 
   Узел очистки газа (III) предназначен для предотвращения попадания механических примесей и жидкостей в технологические трубопроводы, оборудование, средства контроля и автоматики станции и потребителей.
   

Состав узла:

1. 
   минимум два фильтрующих элемента (рабочий + резервный);
   
2. 
   обводная линия
   
3. 
   емкость для сбора конденсата.
   

4. 
   Узел предотвращения гидратообразований (IV) предназначен для предотвращения обмерзания арматуры и образования кристаллогидратов в газопроводных коммуникациях и арматуре.
   

Состав узла:

1. 
   узел подключения подогревателя: входной кран, выходной кран, кран обводной линии (байпаса) подогревателя;
   
2. 
   подогреватель газа (огневой либо с промежуточным теплоносителем).
   

5. 
   Узел редуцирования (V) предназначен для снижения и автоматического поддержания заданного давления газа, подаваемого потребителям.
   

6. 
   Узел учета газа (VI) предназначен для коммерческого учета газа, подаваемого потребителю.
   

7. 
   Узел одоризации газа (VII) предназначен для придания запаха газу, подаваемого потребителю, с целью своевременного обнаружения по запаху его утечек.
   

Состав узла:

1. 
   расходная емкость одоранта;
   
2. 
   емкость хранения одоранта;
   
3. 
   трубопроводная обвязка и капельница;
   
4. 
   эжектор;
   
5. 
   блок автоматизированного управления и дозатор (на современных типах одоризационных установок).
   

1. 
   Принцип работы ГРС
   

В штатном режиме типовая ГРС работает следующим образом:

1. 
   Газ, транспортируемый по магистральному трубопроводу через газопровод-отвод и охранный кран, поступает на вход ГРС (в узел переключения), далее проходит через входной трубопровод и открытый входной кран ГРС на узел очистки газа.
   
2. 
   В пылеуловителях узла очистки газ освобождается от механических примесей (пыли, воды, газового конденсата и т.д.) и поступает на вход узла предотвращения гидратообразований, отделившиеся в пылеуловителях примеси собираются в емкости сбора конденсата.
   
3. 
   В узле предотвращения гидратообразований газ проходит через теплообменник подогревателя газа, где нагревается до необходимой температуры и поступает на вход узла редуцирования.
   
4. 
   В узле редуцирования очищенный и подогретый газ проходит через регулятор давления. Регулятор снижает высокое магистральное давление газа (12-98 кгс/см2 ) до необходимого потребителю (3-12 кгс/см2 ) и поддерживает его на заданном уровне, этот процесс называется редуцированием. После редуцирования газ поступает в трубопровод низкого давления ГРС и на узел учета.
   
5. 
   В узле учета газ проходит через счетчик или сужающее устройство, которое определяет его количество, подаваемое потребителю.
   
6. 
   Далее газ снова поступает в узел переключений, проходит через выходной кран ГРС на узел одоризации. Одоризационная установка вводит одорант в поток газа пропорционально его расходу, после этого газ поступает на выход ГРС в газопровод потребителя
   

---