Крапивский Е.И.Техническая диагностика трубопроводов - файл n1.doc

Крапивский Е.И.Техническая диагностика трубопроводов
скачать (155.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc156kb.21.10.2012 22:36скачать

n1.doc

ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ

10.1. ЗАДАЧИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ

Эффективным направлением в интенсификации трубопроводных систем (ТС) и повышении надежности его оборудования является использова­ние прогнозирующего диагностического обеспечения, в том числе таких составляющих, как основное и управляющее оборудование, базирую­щееся на современных автоматизированных средствах получения ин­формации о фактическом состоянии оборудования и эффективных средствах ее обработки. Для этого необходимо располагать методами построения диагностического обеспечения, в которых могли бы соче­таться как существующие разрозненные и недостаточно используемые средства диагностирования, так и новые перспективные решения. Эта методология должна включать методы и средства построения диагно­стических моделей, оценки степени их достоверности и эффективности, рекомендации по использованию и размещению на объектах средств диагностирования.

Все используемые и перспективные методы и средства объединя­ются и концентрируются в рамках единой траслевой системы диагно­стирования ТС с единой целью и едиными задачами. Наличие такой системы позволит обоснованно планировать сроки вывода оборудова­ния в ремонт, сократить его продолжительность, улучшить качество, уменьшить стоимость, сэкономить материальные ресурсы, своевременно обеспечить снабжение запчастями. При этом сокращается число вы­нужденных остановок за счет раннего обнаружения дефектов и их устранения. Получения своевременной информации можно достиг­нуть только автоматизацией процессов диагностирования, совместным использованием средств вычислительной техники и методов прогно­зирующего диагностирования.

Такая постановка задачи, в свою очередь, требует разработки общей процедуры создания систем диагностирования ТС и его оборудования. Наличие научно обоснованной последовательности действий при раз­работке систем диагностирования позволит в значительной степени формализовать и автоматизировать процесс их создания.

Система технического диагностирования (СТД) содержит следую­щие элементы: объект диагностирования (ОД), технические средства диагностирования (ТСД) и человека-оператора. Диагностическое обес­печение включает в себя перечень оцениваемых показателей, методы их оценки, условия работоспособности, признаки наличия дефектов и алгоритмы, программы и ТСД. Диагностическое обеспечение можно получить в результате анализа одной или нескольких диагностических моделей трубопроводной системы. Диагностическая модель является формальным представлением объекта, учитывающим возможные изменения его состояний. Параметры, которые характеризуют существен­ные свойства трубопроводной системы, называют определяющими, которые и используются в соответствующих определенному техноло­гическому режиму транспорта газа моделях.

Определение и классификация диагностических параметров — до­статочно сложный и неформализованный процесс, который выполняют в несколько этапов. На первом этапе предварительно назначаются существенные и диагностические параметры. Для этого используются знания и опыт специалистов. На втором этапе уточняют предваритель­но выбранные параметры путем использования различных формальных методов. Если определяющие параметры выделены, то составляют и выбирают диагностические модели, число которых определяется спе­цификой трубопроводной системы и условиями ее эксплуатации. По выбранным моделям назначают (определяют) прямые и косвенные показатели (параметры), которые предстоит оценить с помощью ТСД. После того как выбрана диагностическая модель трубопроводной системы, используют принципы теории идентификации — наблюдае­мость, управляемость и различимость.

В общем случае в ходе анализа процессов взаимодействия элемен­тов трубопроводных систем можно определить максимальное значение выбранного критерия (прямые задачи) или значения показателей, характеризующих трубопровод и его оборудования и ТСД, которые обеспечивают достижение заданного критерия (обратные задачи).

В процессе проектирования системы диагностирования ТС на первом этапе исходят из ситуаций, складывающихся на практике, и которые, например, могут быть сведены к следующим задачам.

Первая задача. Определить значение выбранного критерия при заданных показателях, характеризующих свойства ТСД трубопро­водов, процессы диагностирования и режим работы трубопроводов.

Вторая задача. Для заданных ТС и технических средств в пред­положении, что режим работы трубопровода строго регламентирован, определить значения показателей, характеризующих процесс диагно­стирования, которые обеспечат заданный показатель организации СТД. Подобная задача возникает в том случае, когда назначение трубо­провода, его конструктивные особенности и специфика использования строго регламентируют показатели его работы и ТСД.

Третья задача. Для заданных ТС и ТСД наилучшим образом (в каком-то смысле) организовать процесс использования и диагности­рования. Задача такого рода возникает тогда, когда в отличие от пре­дыдущего случая имеется возможность перестроить или повлиять на организацию диагностирования с целыо достижения наибольшего эффекта в смысле принятого критерия организации СТД для объектов периодического использования. При этом разработчики СТД могут обоснованно рекомендовать целесообразные периодичности диагно­стирования и использования объекта.

Четвертая задача. Для заданной трубопроводной системы, у ко­торой строго регламентированы режимы работы и процессы диагно­стирования, определить показатели ТСД при определенном значении критерия организации СТД. Такая задача возникает, как правило,

349

когда ТСД являются внешними, а принятая организация использова­ния и технического обслуживания трубопроводной системы не опре­деляется жесткими условиями извне (технологическим процессом, тех­ническими возможностями, численностью обслуживающего персо­нала и пр.)

Пятая задача. Для строго регламентированных режимов работы ТС и процессов диагностирования определить показатели ТС и ТСД, обеспечивающие заданные значения организации СТД. Здесь, исходя из назначений ТС и внешних условий, влияющих на режим ее работы, определяется организация СТД и техническое обслуживания, а в ходе разработки СТД, определяют соответствующие требования к ТСД и добиваются их удовлетворения.
10.2. МЕТОДЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ

По назначению диагностирование ТС можно разделить на текущее и прогнозное. При текущем диагностировании определяют состояние ТС в какой-то определенный момент времени функционирования. Цель текущего диагностирования — определение правильности и возмож­ности выполнения объектом определенных функций до следующего диагностического воздействия. При прогнозном диагностировании необходимо получить исходные данные для прогнозирования возмож­ных изменений объекта или процесса и предсказания возможных не­исправностей, могущих возникнуть при работе объекта. Поэтому прогнозное диагностирование ТС всегда выполняют в большем объеме, чем текущее.

Функциональное диагностирование ТС дает возможность на рабо­тающем магистральном трубопроводе выявить нарушения правиль­ности функционирования отдельных узлов и немедленно реагировать путем включения резерва, повторного выполнения операций, перехода на другой режим и т. п. Функциональное диагностирование во многих случаях обеспечивает нормальное или частичное выполнение маги­стральным трубопроводам возложенных на него функций даже при наличии неисправности в нем. Недостаток функционального диагно­стирования в том, что оно выявляет правильность функционирования только в данный момент и только в данном режиме. При этом могут быть не выявлены неисправности, мешающие работе ТС в другом режиме.

Тестовое диагностирование ТС дает возможность получить полную информацию о техническом состоянии ТС, дать оценку его работоспо­собности и исправности, однако его применение возможно только при ^проведении профилактики или ремонте объекта.

Комбинированное диагностирование ТС представляет собой соче­тание функционального и тестового и дает наиболее точное представле­ние о техническом состоянии объекта как при эксплуатации, так и ремонте. При комбинированном диагностировании проверяют не только правильность функционирования, но и исправность и работо­способность объекта.

И тестовые, и функциональные методы применяют при текущем

350

диагностировании, например, при температурном контроле за режи­мом металла. Для прогнозного диагностирования ТС используют те­стовые методы, например: осмотры, проверки, испытания и исследо­вания в период ремонта объекта. Следует отметить, что для получения правильного прогноза, кроме данных диагностирования, следует учи­тывать ретроспективные данные.

По режиму работы методы диагностирования ТС можно разделить на постоянно действующие (непрерывные), периодически действующие и разовые. Постоянно действующие методы характеризуются постоян­ным контролем за выбранными параметрами в процессе работы объ­екта, поэтому этими методами выполняется только функциональное диагностирование. При периодически действующих методах контроль рабочих параметров ТС при функциональном или тестовом диагно­стировании осуществляется через определенные, строго повторяю­щиеся промежутки времени, определенные производственными ин­струкциями. Разовые методы применяют только при необходимости получения дополнительной информации, когда информация от по­стоянного и периодического контроля недостаточна.

Неавтоматизированное диагностирование отдельных элементов ТС, основанное на правилах эксплуатации, инструкциях, на интуиции обслуживающего персонала, существует и функционирует давно, например: проверка механической прочности элементов оборудова­ния, дефектоскопия элементов насосных агрегатов и трубопроводов и др. Остановка оборудования персоналом из-за изменения вибрации, шума, температуры — это пример интуитивного диагностирования.

В настоящее время разработано значительное число методов тех­нического диагностирования, основанных на различных физических, механических, химических и др.

По степени автоматизации методы диагностирования ТС можно разделить на автоматические, автоматизированные, ручные. Автомати­ческие обеспечивают диагностирование ТС, включая и выдачу заклю­чения, без участия человека. В этих случаях автоматически реали­зуется весь алгоритм технического диагностирования, задающий со­вокупность элементарных проверок, последовательность их реализа­ции, правила обработки и анализа информации. При решении задач диагностирования автоматизированными методами человек не ис­ключается из процесса диагностирования — он реализует часть алгоритма, например, обработку или анализ результатов элементар­ных проверок, контроль за выдерживанием параметров работающего энергоблока, когда средства контроля только дают информацию об отклонении параметров от заданных, а анализ информации и поиск дефекта должен выполнять оперативный персонал. К таким методам относят, например, виброакустический, предусматривающий диалог «человек—машина». При ручном методе диагностирования весь алго­ритм технического диагностирования выполняет человек.

Накопленную и постоянно поступающую информацию о состоянии эксплуатируемого оборудования следует систематизировать и целе­направленно подбирать. Информация должна характеризовать такие параметры, которые в максимальной мере определяют состояние диаг-

351

ностируемых элементов. Очень перспективна система диагностирова­ния и прогнозирования состояния, основанная на сравнении пара­метров математической модели с фактическими параметрами реаль­ного объекта, например, на каждой насосной станции имеется выделен­ная группа узлов и элементов оборудования, определенная как наи­более ответственная и представительная с точки зрения надежности и лимита ресурса для них.

Эксплуатационное обслуживание современных ТС предполагает расчет и определение параметров технической эксплуатации и подго­товку необходимой технической документации. Схема организации эксплуатационного обслуживания включает следующие постановки задач:

оценка фактического уровня надежности и прогнозирование на ее основе межремонтного цикла; используют следующие параметры — время между отказами, время восстановления, коэффициент готовно­сти и др; выходная документация — формы сбора и методы обработки информации;

планирование технического обслуживания; используют параме­тры — период и время проверки и ремонта; выходная документация — план-график и инструкция по проведению проверок;

планирование запасных деталей, материалов, механизмов; основ­ные параметры — число элементов каждого типа, время ремонта, число восстанавливаемых и невосстанавливаемых элементов с при­вязкой их к существующей организации ремонта; выходная докумен­тация — ведомости, маршрутные карты;

расчет численности персонала, определение специализации, рас­пределение на диспетчерский и ремонтный; выходная документация — проект штатного расписания.

Средства технической диагностики можно использовать как во время ремонтов для проверки его качества, так и в оперативном режиме, они, выполняя роль предвестников отказа, позволяют более эффективно использовать оборудование и сократить потери.

Ремонт современного оборудования трубопроводных систем харак­теризуется большим объемом подготовительных работ, ограничен­ными размерами ремонтной площадки. Плановые ремонты проводят для ответственных, сложных блоков, требующих больших трудозатрат.

Сокращение потерь идет прежде всего за счет сокращения времени ремонта, снижения недопоставки нефти и газа. Необходимо совме­щать анализ, причины появления дефектов с контролем технологиче­ских режимов эксплуатации и другими компонентами, нарушение которых приводит к дефектам.

Для высокой достоверности установления видов и механизмов де­фектов необходимо знать и условии, в которых возникают дефекты. Поэтому важной задачей является организация и выбор запоминаю­щих индикаторов, фиксирующих различного рода воздействия.

10.3. СТРУКТУРА СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ 1 РУБОПРОВОДНЫХ МАГИСТРАЛЕЙ

I систему технического диагностирования (СТД) ТС обычно вклю­чают объект диагностирования (сам трубопровод), диагностическое обеспечение, технические средства диагностирования и, в общем случае, человека-оператора.

Диагностическое обеспечение ТС включает перечень оцениваемых показателей, методы их оценки, условия работоспособности, признаки дефектов, и, наконец, алгоритмы, программы и аппаратные средства диагностирования. Оно может быть получено в результате анализа одной или нескольких диагностических моделей трубопроводной си­стемы, которая является формальным ее представлением, учитывающим возможные изменения состояний ее элементов.

Технические средства СТД реализуют процесс диагностирования. Существует два принципа проведения диагностирования — тестовый, I ри котором на элементы трубопровода подается специальное тестовое Еоздействие и по искажению выходных переменных делается вывод ( его исправности, и функциональный, когда для заключения о со­стоянии трубопровода используются только имеющиеся внешние воз­действия.

Информация о техническом состоянии трубопровода и его оборудо­вании обеспечивается соответствующими измерительными и вычисли­тельными устройствами, поэтому точность их имеет важное значение для построения адекватных моделей. При этом могут применяться прямые и косвенные методы проведения измерений: давления, рас­хода, температуры и т. д.

При синтезе структуры системы диагностирования ТС необходимо выбрать: состав контрольных точек для подключения системы диагно­стирования и принятия решения, состав технических средств, методы [еализации проверочных функций и согласования их с целями, об­щими для системы, распределить проверочные функции по узлам и блокам.

Процесс диагностирования, в котором определенные функции вы­полняет человек—оператор, предполагает тесную взаимосвязь маги­стрального трубопровода и технических средств диагностирования. При этом действие оператора определяется принятой степенью авто­матизации процесса трубопроводного транспорта. Высокая эффектив- кость СТД трубопроводного транспорта может быть достигнута только ]том случае, когда в процессе диагностирования будет максимально учтена специфика процесса транспорта нефти. Это требует тщательного проектирования СТД для различных объектов трубопроводного транспорта. Разработана достаточно обоснованная последователь- юсть действий при создании СТД различного назначения, которую хегко автоматизируется с использованием современной вычислитель- ! ой техники. Эта последовательность включает три этапа. На первом усматривается процесс диагностирования и на основе выбранного критерия организации с учетом специфики использования и эксплу­атации трубопроводов определяются требования ко всем элементам

353

СТД. На втором этапе осуществляется параллельное во времени созда­ние технических средств диагностирования и планирования деятель­ности оператора. На этом этапе могут участвовать различные органи­зации, проектирующие и эксплуатирующие трубопровод, разрабаты­вающие технические средства диагностирования и планирующие дея­тельность операторов. Наконец, на третьем этапе должны быть оце­нены эффективность диагностирования СТД, ТС.

Разработка систем диагностирования — процесс сложный. В ре­зультате проектирования должны быть разработаны в принципе раз­личные элементы (магистральный трубопровод, технические средства и оператор), которые тесно взаимодействуют между собой при диагно­стировании. Это обстоятельство обусловливает необходимость в согла­совании действий организаций, проектирующих объект, технические средства диагностирования н деятельность оператора.

Планирование деятельности оператора предусматривает корректи­ровку, принимаемых технических решений при эксплуатации объекта и технических средств диагностирования. Подробное рассмотрение функции оператора в процессе диагностирования позволяет предъявить обоснованные требования к его профессиональной подготовке и ква­лификации.

! """Достоверность резул ьтатов прогнозирующего диагностирования ■ зависит от следующих факторов: достоверности исходной информации (точность и отсутствие случайных и систематических ошибок при изме­рении давлений и расходов); вероятности исключения или исправления случайных ошибок, возникающих в центральном процессоре СТД при расчете показателей диагностирования; надежности работы уст­ройств и каналов ввода—вывода; соответствия моделей, заложенных в основу функционирования устройства, реальным процессам, про­исходящим в ТС при его эксплуатации; точности определения началь­ных показателей диагностирования (предела длительной и кратковре­менной прочности, структуры и фазового состава металла, наличия микротрещин, пор и их параметров).

Достоверность исходной информации о трубопроводе обеспечи­вается блоком измерений. Для этого в его состав вводится микропро­цессорный блок, связанный с системной магистралью через блок со­пряжения. Избыточность измеряемых микропроцессорным блоком измерений параметров трубопровода позволяет повысить достовер­ность определения и прогнозирования показателей диагностирования. Эффективность работы блока измерении зависит от рациональности выбора точек контроля и общего уровня контролепригодности трубо­провода. Блок измерений позволяет не только измерять и сравнивать показания нескольких датчиков, измеряющих один и тот же параметр, но и определять этот параметр косвенным путем, по результатам изме­рений других параметров. Фактическая измеряемая величина опреде­ляется после допускового контроля, группировки и сглаживания. Кроме того, блок измерений, входящий в состав СТД прогнозирую- , щего диагностирования, позволяет проводить нредварительнную ста- ! тистическую обработку измерительной информации для повышения ее достоверности.

354

Надежность функционирования СТД и исключение случайных ошибок, возникающих в системе при вычислении показателей работо­способности трубопровода, достигается путем введения в структуру СТД блока диагностирования, представляющего собой специализиро­ванный микропроцессорный блок, под контролем которого находится вся работа системы, и надежность которого превышает надежность всех других блоков системы. Блок диагностирования осуществляет функциональный и тестовый контроль отдельных узлов и решает сле­дующие задачи: своевременное обнаружение неисправностей и ошибок в работе СТД, анализ ошибок и сбоев, поиск дефекта с заданной точ­ностью, принятие решения па устранению последствий неправильной работы и обеспечение работы СТД.

Диагностическая информация (например, остаточный ресурс на­сосного агрегата) носит интегральный характер, поэтому даже не­значительный сбой в работе СТД, приводящий к изменению резуль­тата диагностирования, не может быть исправлен. При этом может быть сведен на нет результат всей работы системы в течение длительного периода времени. Для исключения этого применяют методы резерви­рования долгосрочно хранящейся информации и ее периодическое обновление. Это позволяет уменьшить влияние возможных сбоев СТД, при которых возможна утрата результирующей интегральной инфор­мации. Для этого резервируются накопители результирующей и неко­торой промежуточной информации (накопители на магнитных дисках или кассетных лентах).

• "Общая методика получения диагностированного обеспечения трубо­проводных систем может состоять из следующих основных этапов: составление математического описания магистрального трубопро­вода и его элементов;

получение диагностической модели технологических процессов транспорта нефти;

анализ диагностической модели и выбор совокупности контроли­руемых показателей процесса транспорта нефти;

оценка достоверности выбранных показателей работы магистраль­ного трубопровода;

разработка алгоритмов и программ тестирования СТД; разработка средств для подготовки процесса диагностирования; разработка средств проведения процесса диагностирования, в том числе выбор точек контроля на трубопроводе и средств связи.

Каждый из перечисленных этапов в свою очередь состоит из ряда операций. Так, этап осуществления процесса диагностирования теку­щего состояния трубопровода включает такие операции: выработку входных воздействий на трубопровод, подачу входных воздействий; управление магистральным трубопроводом при его диагностировании; съем выходных переменных (давления, расхода и др.); анализ выход­ных переменных и принятие решений но дальнейшей эксплуатации трубопровода.

Этап подготовки средств диагностирования, например, тестовых, состоит из подготовки тестовых воздействий (стимулирующих воздей­ствий и эталонных реакций); составление словаря; оценки их качества;

,355

перенесения на носители автоматических установок конт­роля.

Все перечисленные этапы тесно связаны между собой. Особо важное значение имеет этап составления и анализа диагностических моделей трубопровода к его оборудования, ибо неверное составление моделей приводит к созданию неэффективных средств проверки, к напрасным затратам материальных ресурсов на процесс контроля, г Диагностическое обеспечение магистрального трубопровода полу­чают в результате анализа его диагностической модели. Любой эле­мент трубопровода или трубопровод в целом может быть описан мате­матической моделью с той или иной степенью адекватности. Пара­метры, характеризующие какие-либо его существенные свойства, счи­таются определ яющими, им соответствуют адекватные математические модели. Диагностическая модель представляет собой формализованное описание трубопровода, учитывающее возможность изменения его состояния. Строится модель на основе анализа состава сооружений, условий использования и эксплуатации и может быть аналитической, графической и графоаналитической.

Определение и классификация диагностических параметров маги­стральных трубопроводов достаточно сложный и неформализованный процесс. В настоящее время при создании систем диагностирования используют в связи с этим несколько этапов. На первом этапе предва­рительно назначаются существенные и диагностические параметры трубопровода и его оборудования, обычно для этого используются знания и опыт специалистов. На втором этапе производится уточнение предварительно выбранных параметров путем использования различ­ных формальных методов.

Если выделены определяющие параметры магистрального трубо­провода, то производится составление и выбор его диагностических моделей, число которых определяется спецификой трубопровода и условиями его эксплуатации. По выбранным моделям назначаются (определяются) показатели (параметры) прямые и косвенные, которые предстоит оценивать с помощью технических средств. После того, как выбрана диагностическая модель трубопровода, используются прин­ципы общей теории идентификации — наблюдаемость, управляемость и различимость.

Выбор оцениваемых прямых и косвенных показателей работы ТС, методов их оценки, осуществляемой в результате анализа диагности­ческой модели, с одной стороны, определяют его контролепригодность, а с другой — влияет на технические решения, принимаемые при проек­тировании технических средств диагностирования. Технические воз­можности разработчиков СТД во многом определяют решения, при­нимаемые при разработке диагностического обеспечения магистраль­ного трубопровода по выбору оцениваемых показателей и методов их оценки. С другой стороны, условия работоспособности трубопро­вода и признаки наличия дефектов в нем, определяемые при разработке диагностического обеспечения трубопровода, существенно влияют на технические решения при разработке ТСД, поскольку являются основой для получения метрологического обеспечения трубопровода и характеризуют методическую достоверность диагностирования про­цесса транспорта нефти.

Алгоритмы и программы диагностирования элементов ТС исполь­зуются при построении алгоритмов, реализуемых автоматическими средствами диагностирования или оператором. При разработке алго­ритмов и программ диагностирования транспорта нефти существенной является оценка их по выбранным критериям с целью обеспечения требуемой эффективности диагностирования. Диагностическое обеспе­чение трубопроводных систем включает перечень оцениваемых пока­зателей, методов их оценки, условия работоспособности, признаки наличия дефектов, алгоритмы и программы диагностирования.

Эффективность диагностирования транспорта нефти, определяемая в ходе разработки диагностического обеспечения, позволяет оценить результаты, получаемые специалистами в ходе эксплуатации маги­стрального трубопровода. Вероятностная оценка результатов диагно­стирования с учетом вероятностных показателей всех составляющих процесса дает возможность объективно судить об эффективности диаг­ностирования. На основе учета влияния всех составляющих процесса диагностирования можно дать обоснованные рекомендации но уже­сточению требований, предъявляемых к отдельным компонентам ТСД.

Оценка эффективности системы диагностирования трубопроводных систем, осуществляемая на последнем этапе создания системы диагно­стирования, дает возможность оценить целесообразность затрат, свя­занных с ее применением в период эксплуатации ТС.

Разработка технических средств диагностирования (ТСД) выпол­няется в два этапа. На первом этапе определяются задачи, решаемые ТСД, вид средств (внешние, встроенные) и требования по безотказ­ности, предъявляемые к ТСД; выбираются методы диагностирования; разрабатывается метрологическое обеспечение. В качестве критерия для оценки системы диагностирования при решении задач на первом этапе можно использовать экономические показатели. Содержание действий на первом этапе тесно связано со спецификой задач, решае­мых СТД. Выбор метода диагностирования целесообразно осуще­ствлять из библиотеки апробированных методов, причем каждый метод может характеризоваться двумя подмножествами показателей: пока­зателями процесса диагностирования (время, достоверность, глубина поиска, стоимость и др.) и показателями объекта (вид объекта, число входов и выходов, необходимость тестового воздействия и др.). Это обстоятельство предопределило целесообразность их специального рассмотрения.

На втором этапе строятся алгоритмы и программы ТСД и с учетом определенной степени автоматизации принимаются решения по выбору элементной базы, построению структуры, принципиальных схем и конструкций. В заключение второго этапа определяется инструмен­тальная достоверность, которая является одной из составляющих при определении эффективности диагностирования.

При наблюдении за процессом эксплуатации оборудования ТС можно отметить сочетание как бытропротекающих, так и медленно меняющихся процессов изменения технического состояния. В первом

357

случае это — разрушение определенных частей установок, например, лопаток ГПА, во втором снижение мощности, производительности и т. п. И в том и другом случае задача сводится к скорейшему обнару­жению момента разладки. К задаче обнаружения момента разладки могут быть отнесены задачи обнаружения также отказов и управляю­щего оборудования, например, датчиков, преобразователей и др. Для обнаружения разладки имеется возможность не обязательно сле­дить только за абсолютными значениями случайных процессов, а только за определенными функционалами датчиков трубопроводной системы.
10.4. ОРГАНИЗАЦИЯ ОТРАСЛЕВОЙ СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ

Повышение надежности работы основного технологического оборудо­вания ТС необходимо осуществлять путем коренного улучшения ре­монтного обслуживания на базе системы технической диагностики. При этом важное значение имеют обоснованные графики ремонтов с оптимальными, определенными автоматизированными СТД, объе­мами ремонтных и реконструктивных работ. Рассмотрим принципы организации отраслевой системы автоматизированного диагностиче­ского обеспечения; трубопроводных систем (ОСДО).

При формировании ОСДО целесообразно придерживаться иерархи­ческого принципа построения, предполагающего локальные системы нижнего уровня, сформированные непосредственно на оборудовании, подсистемы диагностирования технологических объединений и си­стему диагностирования всей отрасли, в которой и содержится цен­тральный банк огределяющих данных. Второй принцип организации ОСДО — максимальная унификация информации для всех уровней для снижения требований к средствам вычислительной техники (ВТ).

ОСДО имеет три уровня и охватывает все виды оборудования ТС и все технологические процессы трубопроводного транспорта.

  1. уровень с соответствующим контуром управления — локальная СТД уровня объектов диагностирования, который охватывает основные виды технологического оборудования, функционирующего в управле­ниях по транспорту нефти и газа.

  2. уровень со своим контуром управления — подсистема техниче­ского диагностирования производственных управлений по транспорту нефти и газа.

  3. уровень — уровень отрасли, на котором целесообразнее всего вести прогнозирование, оптимизацию средств замера параметров и определение их представительности, распределение объектов прогно­зирования по иерархическим уровням, распределение функций между различными по уровню и средствами диагностирования, создание и применение научно обоснованных методов планирования объемов ре­монтных работ на основе прогнозирующего диагностирования и опти­мизацию технического обслуживания отрасли в целом. Эти задачи являются достаточно сложными и их решение невозможно без широ­кого применения ВТ и средств автоматизации.

358

Принципы организации ОСДО, обладающей функциями достовер­ного определения фактического состояния оборудования магистраль­ных трубопроводов и своевременного выявления элементов с дефек­тами в заданном диапазоне времени, базируются на использовании системного подхода к решению поставленных задач, в частности мето­дов декомпозиции, агрегирования, унификации, эквивалентирования.

Построение подсистемы I уровня предусматривается в три этапа. Первый этап включает следующие операции: контроль режимов работы оборудования и выдача информации об отклонениях от нормальных режимов оперативному персоналу с их фиксацией; сжатие информации и передача на II уровень ОСДО функциональных параметров для опре­деления технического состояния и остаточного ресурса работы обо­рудования. Второй этап — анализ режимов работы и выдача рекомен­даций оперативному персоналу по коррекции режимов с учетом тех­нического состояния оборудования; сжатие информации, определение технического состояния оборудования и его остаточного ресурса и передача на II уровень; учет результатов тестового диагностирования при определении остаточного ресурса оборудования; диагностирова­ние технической и психофизической готовности оперативного персо­нала и правильности его действия. Третий этап — управление всеми средствами автоматики, технологических защит и блокировок на базе микропроцессорной техники.

Рассмотрим более детально организацию подсистемы перекачиваю­щих станций ТС. Первый этап — подготовка и обучение персонала и формирование организационных структур — осуществляется в рам­ках региональной системы подготовки персонала по специальным программам с использованием ВТ. Обучению подлежат все группы пер­сонала с проверкой усвоения. Организационное оформление админи­стративных структур определяется распорядительным документом по министерству, управлению и предприятию и предусматривает созда­ние отдела технического диагностирования в главном информационном вычислительном центре, подотделов в службах ВТ управлений с под­чинением главному инженеру системы, групп технического диагности­рования в производственно-технических отделах предприятий без увеличения численности за счет перераспределения обязанностей. Ответственность за создание подсистем технического диагностирования перекачивающих станций возлагается непосредственно на главных инженеров предприятий и объединений. Второй этап — классифика­ция оборудования перекачивающих станций. Оборудование делится на механическое, электротехническое, теплотехническое, средства управления и др.

Основная задача, стоящая перед подсистемой перекачивающих станций, — интенсифицировать энергетическое производство путем повышения надежности, т. е. определить для каждого элемента струк­туру, наиболее перспективную с точки зрения прогнозирования (по надежности), установить интегральный критерий, по которому вести прогноз и выдавать информацию по прогнозирующему диагностиро­ванию в вышестоящую по иерархии структуру системы диагностиро­вания отрасли.

359

Инструментальное обеспечение подсистемы базируется на штатных :амерах необходимых параметров с возможной оптимизацией и уточ- кением объемов и мест замеров. Возможны новые дополнительные средства технического диагностирования.

На II уровне управлений по транспорту нефти и газа должны ['ыполняться следующие функции. На первом этапе — определение технического состояния и остаточного ресурса оборудования; выдача информации о техническом состоянии оборудования оперативному персоналу и техническим службам насосных станций. На втором этапе — определение технического состояния и остаточного ресурса работы оборудования; выдача рекомендаций диспетчерскому персо­налу по ведению режимов работы с учетом технического состояния оборудования; выдача информации техническим службам ПЭО о сработанном ресурсе оборудования; планирование объемов и сроков ремонтов основного оборудования с учетом его технического состояния; определение потребностей в материально-техническом снабжении ре­монтов оборудования; диагностирование технической и психофизиче­ской готовности диспетчерского персонала и правильности его дей­ствий. На третьем этапе — контроль и управление важнейшими пере­токами мощности; контроль автоматики и релейной защиты; выпол­нение типовых простейших противоаварийных диспетчерских функций.

j На III уровне отрасли должны выполняться следующие функции. Fa первом этапе — выдача данных о техническом состоянии оборудо- гания управлениям по транспорту нефти; определение остаточных ресурсов оборудования и передача этой информации в управления по техническому обслуживанию и ремонту материально-технического снабжения для определения сроков и объемов ремонтов. Второй и третий этапы не рассматриваются.

Пользователями информации ОСДО могут быть: на I уровне — оперативный персонал перекачивающих станций; руководящий пер­сонал (директор, главный инженер); производственно-технический стдел; руководящий ремонтный персонал; на II уровне — руковод­ство управления по транспорту нефти и газа; диспетчерская служба; служба наладки, надежности, испытаний и ремонтов механического, электротехнического и другого оборудования, ремонтные предприятия; централизованный отдел материального снабжения; на III уровне — руководство министерства.

Таким образом, отраслевая система диагностирования должна строиться по иерархическому принципу с центром системы и исполь­зованием разнородных вычислительных средств. Только они в состоя­нии обеспечить учет противоречивых требований по надежности, стои­мости, объемам памяти и другим показателям.

Методика создания ОСДО содержит следующие этапы: подготовка I обучение персонала и формирование организационных структур; классификация оборудования отрасли (электрическое, механическое теплотехническое), которое в свою очередь представляется совокуп­ностью объектов; определение необходимых иерархических уровней для каждого вида оборудования при формировании подсистем диагно­стирования; определение (параметров ) ОД по видам оборудования и

360

его определяющим элементам; определение параметров, по которым можно и нужно прогнозировать фактическое состояние оборудования и изменение которых влияет на прогнозируемые элементы; определе­ние оптимальных объемом измерений по количеству и месту путем составления диагностических моделей для выбранных конструкций и их обработки на ЭВМ, уточнение критериев диагностирования; опре­деление инструментального обеспечения измерений выбранного пара­метра, выбор состава вычислительных средств (средств автоматизации) и их программного обеспечения; распределение задач прогнозирования по располагаемым вычислительным средствам; проведение процедур сжатия информации для разных иерархических уровней; выбор или построение модели прогноза для каждой подсистемы прогнозирования и проведение отраслевого прогноза в целом на заданный этап времени; автоматизированное составление планов и объемов ремонтных и рекон­структивных работ по результатам прогнозирующего диагностирова­ния с помощью вычислительных средств. Реализация этих принципов осуществляется в сочетании как формальных, так и эвристических процедур с привлечением различных способов математического моде­лирования трубопроводных систем.

Эффект от применения ОСДО достигается за счет значительной интенсификации технологических режимов ТС вследствие повышения надежности работы оборудования и прежде всего снижения числа вынужденных остановок блоков; научно обоснованного графика ре­монтов и оптимального объема ремонтных и реконструктивных работ с целенаправленной концентрацией финансовых, трудовых и мате­риальных ресурсов; оптимизации технологического обслуживания всех объектов отрасли в целом.





СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Агапкан В. М., Кривошеий Б. JI., Юфин В. А. Тепловой и гидравлический расчсты трубопроводов для нефти и нефтепродуктов. М., Недра, 198].

  1. Александров А. В., Яковлев Е. И. Проектирование и эксплуатация си­стем дальнего транспорта газа. М., Недра, 1974.

  2. Березина И. В., Ретинский В. С. Оперативное управление системами газоснабжения. М., Недра, 1985.

  3. Гидродинамика трубопроводного транспорта нефти и нефтепродук­тов/А. X. Мирзаджанзаде, А. К. Галлямов, В. И. Мароп, В. А. Юфин. М., Недра, 1984.

  4. Гуревич Г. Р., Брусиловский А. И. Справочное пособие по расчету фа­зового состояния и свойств газоконденсатных смесей. М., Недра, 1984.

  5. Гусейнзаде М. А., Юфин В. А. Неустановившееся движение нефти и газа в магистральных трубопроводах. М., Недра, 1981.

  6. Нечваль М. В., Новоселов В. Ф., Тугунов П. И. Последовательная пе­рекачка нефтей и нефтепродуктов по магистральным трубопроводам. М., Недра, 1976.

  7. Оптимизация последовательной перекачки нефтепродуктов/М. В. Лурье, В. И. Марон, Л. А. Мацкин и др. М., Недра, 1979.

  8. Сложные трубопроводные системы/В. В. Грачев, М. А. Гусейнзаде, Б. И. Ксенз, Е. И. Яковлев. М., Недра, 1982.

  9. Трубопроводный транспорт газа/С. А. Бобровский, С. Г. Щербаков, Е. И. Яковлев и др. М., Наука, 1976.

  10. Тугунов П. И. Нестационарные режимы перекачки нефтей и нефтепро­дуктов. М., Недра, 1984.

  11. Харламенко В. И., Голуб М. В. Эксплуатация насосов магистральных нефтепродуктопроводов. М., Недра, 1978.

  12. Чарный И. А. Неустановившееся движение реальной жидкости в тру­бах. М., Недра, 1975.

  13. Щербаков С. Г. Проблемы трубопроводного транспорта нефти и газа. М., Наука, 1982.

  14. Эксплуатация газопровода в Западной Сибири/Г. В. Крылов, А. В. Мат­веев, О. А. Степанов, Е. И. Яковлев. Л., Недра, 1985.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ 1

10.1. ЗАДАЧИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ 1

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 10



367

ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ 1

10.1. ЗАДАЧИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ 1

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 10


УЧЕБНИК

Алиев Рустам Аббасович Белоумов Владимир Дмитриевич Немудрое Анатолий Георгиевич и др.

ТРУБОПРОВОДНЫЙ ТРАНСПОРТ НЕФТИ И ГАЗА

Заведующий редакцией Н. Е. Игнатьева Редактор издательства Н. В. Сергеева Технический редактор Е. С. Сычева Корректор Н. А. Громова

ИБ № 6516

Слано в набор (JI.I0.87. Подписано в печать 3I.U5.88. T-0599G. Формат MlX'JO'/ii. Бумага книжно-журнальная. Гарнитура Литературная. Печать высокая. Усл. печ. л. 23,0. Усл. кр.-отт. 23,0. Уч.-изд. л. 25,4. Тираж 5340 экз. Заказ 3099/923-5. Цепа 1 р. 20 к.

Ордена «Знак Почета» издательство «Недра», 125047, Москва, пл. Белорусского вокзала, 3.

Ленинградская типография № 4 ордена Трудового Красного Знамени Ленинградского объединения «Техническая книга» им. Евгении Соколовой Союзполиграфнрома при Го­сударственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 1 Е'1126. Ленинград, Социалистическая ул., 14.


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации