Способ автоматического определения возникновения аварии в магистральном газопроводе

 

Изобретение относится к дистанционному контролю состояния магистрального газопровода. Цель изобретения - повышение достоверности определения аварии. Для определения наличия аварии на участке магистрального газопровода осуществляют контроль по каждому участку при помощи датчиков давления, причем на первом участке измеряют дополнительно расход входноИзобретение относится к дистанционному контролю состояния магистрального газопровода. Целью изобретения является повышение достоверности определения аварии. На чертеже представлена блок-схема, реализующая способ. На блок-схеме показаны блоки 1. 2 преобразования давлений, блок 3 преобразования расходов; блоки 4 запоминания изменения входного сигнала во времени, блоки 5 алгебраического суммирования и го потока с помощью датчика расхода, а ю последующих - в контролируемых узлах отбора . Сигналы, используемые для контроля первого участка преобразуют так, чтобы удовлетворить следующему уравнению: Pa(S)-Wag(S) Ga(S)- Wbp(S) Pb(S)0. где S - комплексная переменная преобразования Лапласса; Ра(5)и Pb(S)-давление в начальной и конечной точках первого участка; Ga - расход входящего потока газа; Wag(S) и Wbp(S) - передаточные функции первого участка, а для второго и последующих участков , сигналы преобразуются так, чтобы удовлетворить следующему уравнению, Wap(S)Pa(S)-Pb(S)+Wcp(S)Pc(S)-Wbg(S)x xGfo(SH), где Pa(S), Pb(S) и Pc(S) - давление в трех последовательных точках трубопровода; Gb - расход газа, отбираемого в уз- flax.Wap(S), Wcp(S). Wbg(S) - передаточные функции соответствующих участков. Алгебраическое суммирование определяют посредством сумматора, а по величине отклонения суммы от нулевого значения судят об отсутствии аварии на трубопроводе. 1 ил. определения наличия аварии на участке, контролируемые узлы магистрального газопровода а, Ь, с. Между узлами находятся контролируемые участки; ab, be и т.д. В контролируемых узлах установлены датчики 6 давления, датчик 7, формирующий сигнал, соответствующий величине расхода, входящего в участок трубопровода потока газа, датчики 8 расхода, формирующие сигнал, соответствующий величине расхода газа на отводах. Устройство, реализующее способ, осуществляет контроль по каждому участку, огЁ VJ О ел о о XI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОцИАлистических

РЕСПУБЛИК (sl)s F 17 0 5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKPhlTHAM

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4409015/29 (22) 12.04.88 (46) 15.01.92. Бюл. РЬ 2 (71) Научно-исследовательский и проектноконструкторский институт автоматизированных систем управления транспортом газа (72) Ю.С.Зинин, A.Ñ.Taõòååâ и Ю.В.Назаревский (53) 621.646.95 (088.8) (56) Бобровский С.А., Щербаков С.Г. Трубопроводный транспорт. М.: Наука, 1976, стр. 239-243. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВАРИИ В

МАГИСТРАЛЬНОМ ГАЗОПРОВОДЕ (57) Изобретение относится к дистанционному контролю состояния магистрального газопровода. Цель изобретения — повышение достоверности определения аварии.

Для определения наличия аварии на участке магистрального газопровода осуществляют контроль по каждому участку при помощи датчиков давления, причем на первом участке измеряют дополнительно расход входноИзобретение относится к дистанционному контролю состояния магистрального газопровода, Целью изобретения является повышение достоверности определения аварии.

На чертеже представлена блок-схема, реализующая способ.

На блок-схеме показаны блоки 1, 2 преобразования давлений, блок 3 преобразования расходов; блоки 4 запоминания изменения входного сигнала во времени, блоки 5 алгебраического суммирования и ЫЛ 1705667 А1 го потока с помощью датчика расхода. а н последующих — в контролируемых узлах от. бора. Сигналы, используемые для контроля первого участка преобразуют так, чтобы удовлетворить следующему уравнению:

Pa(S)-Wag(S) Ga(S)-Wbp(S) РЬ(Я)=0. где S— комплексная переменная преобразования

Лапласса; Pa(S) и Pb(S) — давление в начальной и конечной точках первого участка: Ga— расход входящего потока газа; Wag(S) и

Wbp(S) — передаточные функции первого участка, а для второго и последующих участков, сигналы преобразуются так, чтобы удовлетворить следующему уравнению, Wap(S) Pa(S) — P b(S)+Wc p(S) Pc(S)-W bg(S)x

xGb(S) 0, где Pa(S), Pb(S) и Pc(S) — давление в трех последовательных точках трубопровода; Gb — расход газа. отбираемого в уэлэхМЧар(8), Wcp(S), Wbg(S) — передаточные функции соответствующих участков. Алгебраическое суммирование определяют посредством сумматора, а по величине отклонения суммы от нулевого значения судят об отсутствии аварии на трубопроводе.

1 ил. определения наличия аварии на участке, контролируемые узлы магистрального газопровода а, Ь, с. Между узлами находятся контролируемые участки: аЬ, bc и т.д. В контролируемых узлах установлены датчики 6 давления, датчик 7, формирующий сигнал, соответствующий величине расхода, входящего в участок трубопровода потока газа, датчики 8 расхода, формирующие сигнал, соответствующий величине расхода газа на отводах.

Устройство, реализующее способ, осуществляет контроль по каждому участку, or1705667 блоках 2 и 3, то это означает, что на участке 35

55 раниченному двумя контролируемыми узлами.

Первый участок ограничен узлами а и b.

Для его контроля используют датчики давления 6 узлов "а" и "b" и датчик расхода 7 узла а. Сигнал от датчика давления 6 и узле а поступает в блок 4, где запоминают его изменения на заданном промежутке времени, а затем содержание памяти блока 4 передают в первый блок 5. Сигнал от датчика расхода 7 узла а поступает в блок 3, где его преобразуют и подают в блок 4, где запоминают его изменение на заданном промежутке времени, а затем содержащуюся в памяти блока 4 информацию в определенный момент времени передают в первый блок 5. Сигнал от датчика 6 давления узла

b поступает в блок 2, где его преобразуют и подают в блок 4, где запоминают изменение этого сигнала в течение заданного промежутка времени, а затем в определенный момент времени из памяти блока

4 содержимое передают в первый блок 5.

Реализация каждого сигнала, поступающего в первый блок 5, соответствует одному и тому же промежутку времени. В первом блоке 5 определяется алгебраическая сумма поступившего сигнала.

В слу <ае, если абсолютйая величина алгебраической суммы сигналов в каждый момент рассматриваемого промежутка времени, не превосходит заданной пороговой величины, определяемой погрешностями в реализации необходимых преобразований в а, Ь не истлеет место авария. в противном случае она имеет место. формирование операторов преобразований, реализуемых в блоках 2 и 3. осуществляют в соответствии с выражениями, полученными для иэображений по Лапласу, которые имеют следующий вид;

Pa(S)- Ïàg(S)Ga(S)-Wbp(S) Рb(S)=0, (1) где S — комплексная переменная преобразования Лапласа;

Pa(S), Pb(S) — давление в точках а и Ь:

Ga(S) — расход входящего потока газа;

Wag(S), Wbp(S) — передаточные функции первого участка.

Второй участок о раничен узлами Ь и с.

Для его контроля используют датчики бдавления узлов а, Ь и с и датчик 8 расхода газа, отбираемого из узлов b. В случае, если в этом узле отсутствует отбор, то в этом случае датчик 8 отсутствует и в блок-схеме вся цепь блоков, преобразующих сигнал блока

О. отсутствует.

Сигнал от датчика 6 давления узла а поступает в блок 1. где его преобразуют и подают в блок 1, где запоминают его изменеI

30 ние на заданном промежутке времени, а затем содержание памяти блока 4 передают во второй блок 5, сигнал от датчика 6 давления в узле Ь вЂ” в блок 4, где запоминают его изменения на заданном промежутке времени, а затем в определенный момент содержания памяти блока 4 передают во второй блок 5.

Сигнал от датчика 8 расхода узла Ь поступает в блок 3, где его преобразуют и подают в блок 4, где запоминают его изменения на заданном промежутке времени, а затем содержание памяти блока 4 в определенный момент передают во второй блок 5.

Сигнал от датчика 6 давления узла с поступает в блок 2, где его преобразуют и подают в блок 4, где запоминают его изменения на заданном промежутке времени, а затем содержание памяти блока 4 в определенный момент передают во второй блок 5.

Реализация каждого сигнала, поступающего во второй блок 5, соответствует одному и тому же промежутку времени.

Во втором блоке 5 определяется алгебраическая сумма поступивших сигналов. В случае, если абсолют ая величина алгебраической суммы сигна ов в каждый момент рассматриваемого пр, межутка времени, не превосходит заданной пороговой величины, определяемой погрешностями в реализации необходимых преобразований в блоках

1, 2 и 3, то это означает. что на участках b, с не имеет место авария, в противном случае она имеет место.

Формирование операторов преобразований, реализуемых в блоках 2 и 3, осуществлают в соответствии с выражениями, получаемыми для изображений по Лапласу. которые имеют следующий вид:

Jap(S) Pa(S) Pb(S)+Wcp(S)Pc(S)— Wbg(S) Gb(S)=0, (2) где Pa(S). Pb(S), Pc(S) — давление в точках а, Ьис;

G0(S) — расход отбираемого в узлах контроля газа:

Ю/ap(S). Wcp(S), Wbg(S) — передаточные функции соответствующих участков.

Контроль последующих участков (с d u т.д,) производят таким же образом, как и участка Ьс.

Контроль эа состоянием трубопровода осуществляют путем периодического последовательного просмотра информации, содержащейся в блоках 5.

Для реализации устройства в соответствии с предлагаемой блок-схемой могут быть использованы следующие элементы.

1705667

В качестве датчиков 6, 7 и 8 могут быть использованы стандартные датчики, которые применяют в настоящее время для измерения давлений и расходов в узлах контроля. Узлами контроля на магистральных газопроводах являются, во-первых, места,где каждая отдельная труба газопровода отходит от общего коллектора компрессорной станции. а, во-вторых, крановые площадки, расположенные с определенным интервалом по трассе газопровода, где измеряют давление и температуру, а также, если имеется отвод, то расход газа на отводе.

Преобразователи 1, 2 и 3 сигналов, поступающих от датчиков расхода и давления, реализуют и использованием аналоговых элементов, позволяющих схемно реализовать передаточные функции с помощью фильтров и фазовых звеньев.

Параметры фильтров зависят от состояния участка, определяемого коэффициентом гидравлического сопротивления, а также средней температурой и давлением— параметрами газа, В процессе нормальной эксплуатации эти параметры могут меняться, поэтому параметры фильтров периодически должны меняться.

Для реализации блоков 4 и 5 могут использоваться телемеханические системы. применяемые для сбора и передачи информации, где имеются "интеллектуальные" контролирующие пункты, содержащие микропроцессорные средства. позволяющие запоминать изменение давления и расход во времени и периодически передавать ее по каналам связи и пункт управления, где также содержатся микропроцессорные средства, обеспечивающие прием информации от блоков 4, их обработку с целью диагностики состояния каждого участка в соответствии с требованиями способа.

10

Формула изобретения

Способ автоматического определения возникновения аварии в магистральном газопроводе, заключающийся в измерении давления и расхода при помощи датчиков давления и расхода и их преобразовании. о тл и ч а ю щ и А с я тем, что, с целью повышения достоверности определения аварии, контроль газопровода осуществляют отдельно по каждому участку. ограниченному датчиками давления, причем на первом участке измеряют дополнительно расход входного потока с помощью датчика расхода, а на последующих участках измеряют дополнительно рас15 ход в контролируемых узлах отбора, при этом сигналы, используемые для контроля первого участка, преобразуют так, чтобы удовлетворить следующему уравнению:

Pa(S)-Wag(S)Ga(S)-Wbp(S) P b(S)-0, 20 где S — комплексная переменная преобразования Лапласса, Ра($) и Pb(S) — давления в начальной и конечной точках первого участка;

6а — расход входящего потока газа;

25 Wag(S) и Wbp(S) — передаточные функции первого участка, а для второго и последующих участков, сигналы преобразуют так, чтобы удовлетворить следующему уравнению:

30 Wap(S) Pa(S)-Pb(S)+Wcp(S)Pc(Sj-Wbg(S) аЬ($)=0, где Pa(S), Pb(S} и Рс($) — давления в трех последовательных точках трубопровода:

Gb(S) — расход газа, отбираемого в уэ35 лах;

Wap(S), Wcp($), Wbg(S) — передаточные функции соответствующих участков, при этом алгебраическое суммирование осуществляют посредством сумматора, а по

40 величине отклонения суммы от нулевого значения судят об отсутствии аварии на трубопроводе.

1705667

Составитель А. Харевский

Редактор M. Сами ржанова Техред M.Ìîðãåíòýë Корректор М. Кучерявая

Заказ 186 Тираж Подписное /

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Рауаская нэб., 4/б

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101