Реферат по дисциплине Оптимизация, надёжность и безопасность систем газоснабжения и газораспределения Тема основные аспекты надежности систем газоснабжения и газораспределения
 Скачать 102.78 Kb.
|
|
6. Основные аспекты технологической надежности газораспределительных сетей В результате модернизации системы технического регулирования в настоящее время действует свод норм и правил, регламентирующих особенности проектирования и эксплуатации газовых сетей. Так, основными особенностями действующего свода правил СП 62.13330.2011* «Газораспределительные системы» являются: приоритетность требований, направленных на обеспечение надежной и безопасной эксплуатации сетей газораспределения, газопотребления и объектов СУГ; обеспечение требований безопасности, установленных техническими регламентами и нормативными правовыми документами федеральных органов исполнительной власти; защита охраняемых законом прав и интересов потребителей строительной продукции путем регламентирования эксплуатационных характеристик сетей газораспределения, газопотребления и объектов СУГ; расширение возможностей применения современных эффективных технологий, новых материалов, прежде всего полимерных, и оборудования для строительства новых и восстановления изношенных сетей газораспределения, газопотребления и объектов СУГ; обеспечение энергосбережения и повышение энергоэффективности зданий и сооружений; Надежность системы газоснабжения заключается в способности бесперебойно снабжать потребителей в необходимом количестве газом требуемого качества, при максимальной безопасности с точки зрения угрозы для людей, инфраструктуры и окружающей среды. Газовые сети представляют собой достаточно сложные и опасные технические объекты и требуют детальной проработки с точки зрения обеспечения надежности и безопасности. Стандартная система газоснабжения состоит из источника газоснабжения, газораспределительной сети и внутреннего газового оборудования. Современная система управления объектами газовый сетей, регламентируемая требованиями нормативной документации, базируется на функциях оценки и планирования показателей надежности и безопасности. Проблемы обеспечения надежности особенно актуальны в области эксплуатации газовых сетей и требуют тщательной проработки вопроса. Современные газовые сети имеют высокую наработку по времени и большую загруженность в связи с возросшим потреблением газа, что приводит к частым сбоям в подачи газа потребителям. Согласно требования СП, газораспределительные сети поселений с населением более 100 тыс. человек должны быть оснащены автоматизированными системами дистанционного управления технологическим процессом распределения газа и коммерческого учета потребления газа (АСУ ТП РГ). Нормативной документацией при проектировании газопроводов предписано выволнять расчеты на прочность для определения: толщины стенок труб и соединительных деталей; продольных напряжений, значения которых не должны превышать допустимых. Стоит отметить сложность и необходимость системного подхода к оценке надежности газовых сетей. Качественный выбор и применение математических моделей позволит выявлять на ранней стадии проблемные участки. Газовая распределительная сеть представляет собой систему трубопроводов и оборудования, предназначенных для транспорта и распределения газа внутри города или другого населенного пункта. Внутри города трубопроводы классифицируются на магистральные газопроводы (МГ) и распределительные. По МГ газ подается из одного района в другой, а через распределительные непосредственно потребителю газа. Например, распределительные системы газоснабжения можно разделить на группы основных элементов и узлов, непосредственно обеспечивающих транспорт и распределение потоков газов: 1) газопроводы высокого, среднего и низкого давлений; 2) узлы отключающей арматуры: задвижек и кранов с компенсаторами, которые при подземной прокладке газопроводов устанавливают в колодцах; 3) гидравлические затворы и сборники конденсатов, устанавливаемые на газопроводах в грунте; 4) газорегуляторные станции (ГРС) и газорегуляторные пункты (ГРП). При этом существенное значение при оценке и планировании показателей имеет возможность использования факторного анализа на основании теории графов. Использование факторного анализа позволяет решить две основные проблемы мониторинга объекта: необходимость комплексного и в то же время детального рассмотрения. С помощью факторного анализа возможно выявление скрытых переменных факторов, отвечающих за наличие линейных статистических корреляций между наблюдаемыми переменными. Теория графов позволяет решать задачи оптимизации систем транспорта газа. Анализ показал, что качество исходной информации при проектировании, эксплуатации и реконструкции в ряде случаев существенно влияет на характер выбора модели оценки надежности. Анализ существующей системы эксплуатации ГРС показывает, что существует комплекс вопросов, затрудняющих качественный мониторинг надежности и безопасности. К таким проблемам можно отнести: юридические аспекты и границы ответственности эксплуатирующих предприятий; особенности архитектуры газовых сетей, сложных для оценки и оптимизации; технические особенности сетей высокого, среднего и низкого давления; отсутствие современных, адаптированных к системам онлайн мониторинга, оценочных средств и измеряющих устройств, а также отсутствие экспертных систем, интегрируемых в комплексы спутникового геомониторинга. Важное значение при оптимизации системы технического обслуживания при мониторинге надежности имеет технологическая схема сети и количество ГРП. Так как реконструкция газораспределительной сети является весьма дорогостоящим мероприятием, особой задачей становится определение количества ГРП и выбора оптимальной стратегии обслуживания газораспределительной сети. Задача оптимизации распределения фондов на техническое обслуживание и повышение надежности объектов газовый сетей решается методом динамического программирования с применением известного принципа оптимальности Р.Беллмана. Особой задаче является оптимальное определение количества ГРП. Необходимо учитывать существенные прогнозируемые изменения при эксплуатации системы. Анализ существующих источников свидетельствует о том, что, несмотря на актуальность проблемы и значительное количество исследовательских работ, существующие методики позволяют осуществлять только единовременные оценки показателей надежности и не ориентированы на использование для оперативных оценок и прогнозирования в режиме реального времени с применением современных компьютерных технологий. Разрабатываемые модели показателей надежности и алгоритмы предусматривают возможность прогнозирования параметров технических объектов в режиме реального времени или на фиксированный период времени, функцию структурного и факторного анализа системы с целью оптимального обслуживания и определения уязвимых элементов. Практическая ценность заключается в разработке комплекса математических моделей и методов прогнозирования для системы поддержки принятия решений, мониторинга показателей надежности, действующей в режиме реального времени и способствующей переходу к предупредительной системы обслуживания и ремонтов по прогнозным показателям надежности. 7. Заключение Таким образом, проанализировав несколько источников, посвященных системам газораспределения можно сделать вывод, что под надежностью распределительной системы газоснабжения понимают способность транспортировать потребителям необходимые количества газа с соблюдением заданных параметров при нормальных условиях эксплуатации в течение определенного периода времени. Характерной чертой распределительных газовых сетей является то, что они представляют собой системы длительного действия. Распределительные системы растут с ростом городов и промышленных объектов, расширяются, реконструируются, износившиеся узлы и элементы заменяются новыми, а существуют так долго, пока не появится новый энергоноситель, способный заменить газ. Расчетное время, которое закладывается при обосновании надежности, должно быть таким, чтобы за этот период не было существенной реконструкции системы, направленной на повышение ее надежности. Например, для развивающегося населенного пункта с растущей промышленностью проектируемые очереди строительства системы газоснабжения должны иметь различное расчетное время для определения надежности. На первый период может быть предусмотрена тупиковая схема, надежность которой в течение небольшого времени может оказаться достаточной. В следующей очереди строительства необходимо ввести резервирование системы в виде кольцевания сетей или дублирования элементов, что повысит надежность и обеспечит ее должный уровень на длительное время. При дальнейшем развитии системы ее надежность следует уточнять расчетами с учетом введения нового резерва, произведенных реконструкций и изменившихся значений параметра потока отказов элементов. Другой отличительной особенностью распределительных систем является их социальный характер, так как они обслуживают людей и обеспечивают их нормальную жизнедеятельность. Социальное значение отказов системы должно учитываться в первую очередь. Современные распределительные системы проектируют и строят как единые системы, подающие газ бытовым, коммунально-бытовым и промышленным потребителям. Сети низкого давления обеспечивают газоснабжение селитебной территории, но их надежность также определяется надежностью высокой ступени давления, так как газ они получают от высокой ступени. Следовательно, надежность распределительной системы в целом определяет надежность газоснабжения всех потребителей, включая бытовых потребителей. Социальный характер систем заключается в том, что при аварийных отказах и прекращении подачи газа потребителям имеет место не только экономический, но и моральный ущерб. Экономический ущерб связан с нарушением работы коммунально-бытовых и промышленных предприятий. Прекращение подачи газа источникам теплоснабжения (отопительным котельным, источникам местных систем отопления, газовым отопительным калориферам и приборам) помимо экономического ущерба приносит ущерб и социального характера. Социальное значение прекращения подачи газа на отопление зданий и нарушение вследствие этого работы систем отопления состоит в том, что снижение температуры воздуха в помещениях приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности людей. Нарушаются условия отдыха и труда населения, увеличивается число заболеваний. В результате снижения количества работающего населения увеличиваются затраты в сфере здравоохранения и социального обеспечения. Прекращение подачи газа для приготовления пищи снижает жизненный тонус людей, нарушает ритм жизни и питания, что также способствует заболеваниям и отрицательно воздействует на состояние организма человека. Распределительные системы имеют двойственный характер. С одной стороны, исходя из социального значения газоснабжения отказы системы необходимо считать принципиально недопустимыми. Системы должны работать непрерывно и безотказно. Отсюда необходимо устанавливать высокий уровень надежности, который определяет структурное резервирование принципиальной схемы. При отказах элементов система переходит на аварийный гидравлический режим, газ подают большинству потребителей, но, учитывая кратковременность аварийной ситуации, его количество может быть уменьшено по сравнению с расчетным значением, что составляет вторую сторону характера системы. Лимит подачи газа в аварийных ситуациях определяет резерв мощности (пропускной способности) системы. Для сокращения ущерба при отключении потребителей от газовой сети в аварийных ситуациях необходимо так ее запроектировать, чтобы недоподача газа была небольшая. Этого достигают путем секционирования сети на участки так, чтобы к каждому участку было присоединено ограниченное количество потребителей. Правильным секционированием можно существенно повысить показатель качества функционирования сложной технической системы. Существуют два основных пути повышения надежности газоснабжающих систем. Первый путь — это повышение надежности и качестваэлементов, из которых состоит система. Здесь имеется в виду использование для изготовления труб и оборудования материалов с лучшими показателями (стали с повышенными прочностными характеристиками, более долговечные изоляционные материалы и пр.), повышение требованийк качеству конструкций и изготовлению изделий (труб, задвижек, оборудованию газопроводов), повышение качества строительно-монтажныхработ и повышение требований к контролю качества строительства. Для повышения надежности газоснабжающих систем используют преждевсего именно этот путь, который реализуют при конструировании, изготовлении и приемке элементов и узлов в эксплуатацию. Но когда исчерпываются технические возможности повышения качества элементов иликогда дальнейшее повышение качества оказывается экономически невыгодным, тогда идут по второму пути — пути резервирования. Второй путь необходим, когда надежность системы должна быть выше надежности элементов, из которых она состоит. Список литературы Газопроводы из полимерных материалов: Пособие по проектированию, строительству и эксплуатации / Шурайц А Л., Каргин В.Ю., Вольнов Ю Н. Саратов: Волга – XXI век, 2007. 612 с. 2. СП 62 13330.2011 Свод правил. Газораспределительные системы. Актуализированная редакция СНиП 42-01-2002 (с изменениями № 1,2) М. 2011. 70с. 3. Подземные полиэтиленовые газопроводы. Проектирование и строительство / Шурайц А.Л., Каргин В.Ю., Недлин М.С. Саратов. ООО – Приволжск изд-во». 2012. 408 с. 4. СТО Газпром 2-3.5-051 2006. Нормы технологического проектирования магистральных газопроводов. М. 2006. 206 с. 5. Ковалев Б К. Одоризация природного газа: проблемы и решения / Газовая промышленность. 2015. №9 С. 86-87. 6. Рыбкин Д.Е. Контроль одоризации: нос или прибор? //Газ России 2014. № 1 С. 22-25. 7. Ионин А.А. Газоснабжение: Учеб. для вузов.-4-е изд.,перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1989. – 439с. 8. Стаскевич Н.Л. Справочник по газоснабжению и использованию газа. – Л.: Недра, 1990. – 762с. 9. Жила В.А. Газовые сети и установки: Учеб. пособие для сред. проф. образования / В.А. Жила, М.А. Ушаков, О.Н. Брюханов.- М.: Издательский центр «Академия», 2003.-272с. 10. Кязимов К.Г., Гусев В.Е. Эксплуатация и ремонт оборудования систем газоснабжения: Практ. пособие для слесаря газового хозяйства / Под ред. Б. А. Соколова. - М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2003.-248 с.: ил. 11. СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб». 11. СП 42-102-2004 «Проектирование и строительство газопроводов из металлических труб». 12. СП 42-103-2003 «Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов». |