WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |

1.5 oil Q = 1.D5gsin 0.А 1.2 3 4 1 – 2 – 10-3 – 10-6 Q w = 4 – 10- D4 g sin 5 – 10-0.6 - 10-В 7 – 510-2=2,1=0, 8 - кр - критерий устойчивости Кельвина-Гельмгольца Рисунок 5 – Условие существования водного скопления Точки графика в равенстве параметру означают паритет гравитационных и фрикционных сил, что означает постоянство геометрии водного скопления по длине. Положение точки под графиком означает доминирующее влияние гравитационных сил, над графиком – фрикционных.

Анализ отношения этих мер даёт необходимое условие существования водного скопления в восходящем участке трубопровода:

Qoil = < [1,234…1,361] кр, (22) D5 g sin которое означает, что если хотя бы один сегмент линии аппроксимации трассы трубопровода в рельефе местности отвечает условию существования, то скопления воды на диагностируемом участке возможны. В противном случае ген W в соответствующем геноме должен обнуляться перед вычислением @ значений функции пригодности.

Анализ решения (21) показывает возможность существования двух устойчивых уровней раздела фаз «нефть-вода» 1 и 2, неизменных по длине прямолинейного участка трубопровода. Причём, высокий уровень 2 начинает заполняться лишь после формирования низкого, регламентированного центральным углом 1. Вследствие принципиальных различий в поведении участка трубопровода, транспортирующего нефть расслоенным потоком с положением раздела фаз на разных уровнях, предложено термин «скопление воды» применять только к наибольшему из уровней - 2.

Алгоритм диагностирования водных скоплений основан на оценке характерных времён инерционных процессов, наблюдаемых при переключении с одного режима эксплуатации трубопровода на другой. Совместное решение уравнений материального баланса, уравнения неразрывности и деформационного движения воды под действием сил межфазного трения даёт глобальную оценку объемов водных скоплений по эксплуатационному участку трубопровода:

4 d Q V =. (23) 2 - + sin 1 - cos d - sin C sin + sin2 Интеграл в числителе описывает площадь под графиком тренда производительности в переходном процессе, который достаточно просто идентифицируется, с одной стороны, скачком давления в момент переключения, с другой – достижением параметров перекачки значений, характерных для установившегося режима эксплуатации (P2 и Q2) с учётом погрешности средств измерений. Компоненту функции пригодности водных скоплений w предложено описывать выражением:

V V =1 - - 1 ±, (24) w w V V где V - оценка объёмов водных скоплений, полученная в результате применения алгоритма диагностирования (23), [м3];

V - оценка объёмов водных скоплений, полученная дефаззификацией кодов параллели генов {@W}, [м3].

В дополнение к циркуляционному по всему объёму скопления выявлено миграционное движение воды как в слое по границе раздела фаз в скоплении, так и по нижней образующей восходящих участков нефтепровода, который лимитируется сегментом с наибольшим углом наклона к горизонту, содержащим воду на уровне 1. Миграционные потоки приводят к постоянному перераспределению воды по трассе: накоплению её на участках, где угол наклона лимитирующего участка превышает пороговое значение уклона кр, и постепенному выносу её с участков, где угол меньше кр.

Моделирование миграционного движения воды по нижней образующей даёт возможность получить независимую оценку соответствия решения, закодированного в хромосоме, локальным диагностическим признаком, характеризующим водные скопления на участке нефтепровода между смежными i и i+1 замерными пунктами i.

Алгоритм локальной оценки основан на сопоставлении изменений объемов водных скоплений на участке нефтепровода между смежными i и i+замерными пунктами во времени за счёт миграции воды и изменения параметров расслоенного течения в технологическом цикле эксплуатации трубопровода. Соответствие изменений моделируемых и декодируемых по генотипу объемов определяется функцией принадлежности нечёткому множеству локальных оценок изменений объема водных скоплений:

V V mod = 1 - - 1 ±, (25) w w V V mod где Vmod – оценка изменений объёмов водных скоплений за цикл опроса датчиков системы функциональной диагностики, полученная в результате моделирования миграции воды, [м3];

V - оценка изменения объёмов водных скоплений, [м3].

Конкурирующую интегральную оценку приращения объёмов водных скоплений в нефтепроводе можно получить по материальному балансу воды в перекачанном продукте на концах нефтепровода по данным диспетчерской и лаборатории качества - СiQii.

Разработанный свод решающих правил позволяет получить оценку водных скоплений по четырём независимым критериям пространства поиска в рамках методологии системы функциональной диагностики технологических режимов нефтепродуктопроводов.

В шестой главе исследованы предпосылки и возможности успешного внедрения системы функциональной диагностики в действующую систему управления магистральными нефте- и продуктопроводами в свете современных требований развития отрасли.

Исследование достижений системных интеграторов корпоративных систем управления предприятиями, продвигающих на мировом рынке свои разработки, показало принципиальную возможность комплексного решения всех четырех классов задач, характерных для промышленных предприятий:

технологических; технического обслуживания и ремонта; охраны окружающей среды, промышленной безопасности; страхования и безопасности объектов;

финансово-экономических. Однако условия функционирования монополистов магистрального транспорта нефти и нефтепродуктов не позволяют применить ни одну из этих разработок из-за специфических условий хозяйствования, сложившихся традиций в управлении обширной трубопроводной сетью, распределенной на огромной территории, особенностей Федерального и Регионального законодательства.

В качестве интегрирующей основы информационно-аналитических ресурсов системы управления магистральных нефтепроводов предложена послойная методология организации геоинформационных систем (ГИС), нашедших широкое применение в мониторинге территориально распределенных социальных, природных и промышленных комплексов.

Учитывая принципиально новые возможности ГИС в поиске, получении, хранении, систематизации, обработке и тематически упорядоченном представлении оперативной информации, а также специфику системы управления АК «Транснефть», предложена послойно-тематическая библиотечно-листовая иерархическая организация данных в едином информационном пространстве, где каждому объекту трубопроводной сети, жестко привязанному пространственными координатами к электронной топологической основе, ставится в соответствие атрибутивная информация об особенностях его монтажа, наладки, тестирования, эксплуатации и пр. Каждый тематический слой является функционально ориентированной базой данных отдельных служб ОАО МНП со специфической атрибутивной информацией.

Объем и достаточность информации определяется кругом задач, решаемых каждой службой, которой вменяется в обязанность своевременно вводить, проверять, дополнять и исправлять данные только своего тематического слоя.

Интегрирующей основой выступает вертикальная объектно-ориентированная структура привязки всей информации к географическим координатам объекта.

В предложенную структуру информационного пространства органично вписываются все применяемые в практике эксплуатации магистральных нефтепродуктопроводов программные информационно-аналитические комплексы: ПК «ГАЛАКТИКА» (АСУ – Бюджет) для решения плановофинансового блока задач, АСКИД – система обработки исполнительской документации, ППП «ЭКСПЕРТ» - база данных результатов обследований, СКУТОР – информационно-справочная система по основным техническим объектам магистральных нефтепроводов, СКДУ (ОДКУ и РАИС) - система диспетчерского контроля и управления. В рамках методологии построения информационного пространства каждому программному комплексу отводится свой функционально-тематический слой, который обслуживается соответствующим подразделением ОАО МНП. Интеграция всех существующих компонентов системы управления магистральным трубопроводом на ГИСплатформе раскрывает принципиально новые возможности и повышает эффективность использования уже существующих ресурсов за счёт использования большего объёма оперативных данных и повышения достоверности информации. Показаны основные принципы приложения уникальных технологий аэрокосмического мониторинга трассы нефтепроводов, позволяющие уточнить положение и состояние технических объектов, определить качество природной среды, оценить масштабы техногенного воздействия и риск развития негативных процессов в окрестности трубопровода. Наложение результатов диагностирования и гидравлической локации утечек на электронную карту местности дает возможность пространственного моделирования динамики загрязнений для разработки превентивных мер, оценки экологической и оперативной ситуаций на трассе в месте возникновения свища. Интеграция информационно-аналитических ресурсов на основе ГИС-технологии позволяет сократить время и скоординировать оперативные мероприятия для локализации разлива и ликвидации последствий аварии. Особенно актуальны дополнительные возможности экологического и технологического мониторинга трасс трубопроводов, заполняющие нишу в спектре задач охраны окружающей среды и промышленной безопасности, которые представлены только системами обнаружения утечек. Комплексное решение задач единовременного диагностирования всех видов осложнений технологических режимов позволяет повысить чувствительность, точность и оперативность методов, зарекомендовавших себя в лучших мировых образцах СОУ. Анализ возможностей и методов, положенных в основу современных СОУ даёт и условие существования, и решающие правила идентификации утечек в рамках методологии «мягких» вычислений, на которых базируется система функциональной диагностики.

Глобальным условием включения в структуру хромосомы гена, кодирующего количественную оценку утечек L, является дисбаланс @ перекачанного продукта, регистрируемый в начальном и конечном сечениях нефтепродуктопровода.

Количественную оценку утечки по материальному балансу нефти на участке нефтепровода между расходомерами или узлами учёта нефти в рамках предложенной методологии предложено выражать нечётким множеством глобальных оценок соответствия решения интегральным диагностическим признакам осложнений технологических режимов участка нефтепровода в целом L:

G - G диаг =1 - 1 ±, (26) L G G G диаг где Gдиаг – оценка утечек, полученная в результате применения алгоритма диагностирования, [кг/с];

G – оценка утечек, полученная дефаззификацией кодов {@L}, [кг/с].

Задача локализации места аварийного выхода продукта по своей сути является нечёткой интерпретацией барокорреляционного метода гидравлической локации утечек, т.е. потеря герметичности идентифицируется на том участке трассы, где линия гидравлических уклонов имеет излом, что характеризует уменьшение расхода по трубопроводу на величину утечки.

На каждом участке трубопровода между смежными замерными пунктами по показаниям манометров на его концах и известным оценкам осложнений решением обратной задачи трубной гидравлики определяется расход Qinv, который сравнивается с номинальным QH нечёткими множествами принадлежности Lном и Lleak, отличающихся на величину утечки, определенной по материальному балансу нефти:

QH - Qinv QH - Qleak - Qinv и. (27) ном =1- leak = 1L L Q1/ 2 Q1/ H H Вывод о принадлежности к одному из множеств определяется сравнением значений функций принадлежности:

- если Lном > Lleak, то производительность участка близка к номинальной;

- если Lном < Lleak, то производительность участка уменьшена на величину утечки.

Последовательное тестирование всех участков выявляет те из них, где изменяется знак сравнения, что и идентифицирует вероятную потерю герметичности. В настоящее время более 50 фирм предлагают свои наработки на рынке систем управления магистральными трубопроводами, В рамках методологии «мягких» вычислений не представляет особых трудностей сформировать нечёткие аналоги всем методам, совместное применение которых повышает достоверность и точность процедуры диагностирования.

Для диагностирования «неподвижных» объектов в полости трубопровода в рамках возможностей мониторинга технологических параметров перекачки, предложено использовать решающее правило по дисбалансу потерь энергии на трение после учёта всех других видов осложнений:

диаг 1 1- (28) U.9 = -, если U,9 > 0,9, 0, в противном случае 2 дисс диаг где i Pi D4 - диагностируемый коэффициент местных = Qсопротивлений;

Рдисс - дисбаланс потерь энергии на трение после учёта всех других видов осложнений на i-ом участке между замерными пунктами;

N диаг = i - средневзвешенная оценка коэффициента местных N i сопротивлений «неподвижного» объекта по результатам процедуры диагностирования предыдущих N периодов.

Ограниченные возможности диагностики «неподвижных» объектов в рамках мониторинга технологических режимов перекачки компенсируются широким спектром традиционных средств тестового диагностирования, которые способны идентифицировать весь перечень осложнений данной категории (гофры и вмятины; деформация труб; прикрытые линейные задвижки; засорение фильтров НПС; инородные тела в полости трубопровода;

скопления грата и песка на нижней образующей труб). Частью эти осложнения, после определения их характеристик средствами тестового диагностирования могут быть занесены в базу данных конструктивных особенностей участка трубопровода, частью – устранены при проведении ППР.

В заключении приведены мировые достижения в реализации методологии «мягких» вычислений в системах управления промышленных объектов, военной и бытовой техники, намечены перспективы интеграции информационно-аналитических компонентов в систему автоматического управления магистральными трубопроводами, разрабатываемую на стыке возможностей систем SCADA, функциональной диагностики технологических режимов, методологии Fuzzy Logic и ГИС-технологий, выводящую на новый качественный уровень решения практических задач эффективной эксплуатации объектов магистрального транспорта нефти и нефтепродуктов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ Анализ представленных в диссертационной работе результатов исследований позволяет сформулировать основные выводы и рекомендации:

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»