Способ автоматического определения возникновения аварии в магистральном газопроводе

(3)5 Р 17 0 5/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский и проектноконструкторский институт автоматизированных систем управления транспортомгаза(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВАРИИ ВМАГИСТРАЛЬНОМ ГАЗОПРОВОДЕ(57) Изобретение относится к дистанционному контролю состояния магистральногогазопровода. Цель изобретения - повышение достоверности определения аварии.Для определения наличия аварии на участкемагистрального газопровода осуществляютконтроль по каждому участку при помощидатчиков 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 Ы 2 1705667 А 1 го потока с помощью датчика расхода, а ь последующих - в контролируемых узлах от бора. Сигналы, используемые для контроля первого участка преобразуют так, чтобы удовлетворить следующему уравнению: Ра(Я)-Юац(Я) Оа(Я)-9/Ьр(Я) РЬ(Я)=0, где Я - комплексная переменная преобразования Лапласса; Ра(Я) и РЬ(Я) - давление в начальной и конечной точках первого участка; Оа - расход входящего потока газа; И/а 9(Я) и ЧЧЬр(Я) - передаточные функции первого участка, а для второго и последующих участков, сигналы преобразуются так, чтобы удовлетворить следующему уравнению, ЧЧар(Я) Ра(Я) - РЬ(Я)+МЧср(Я) Рс(Я)-О/Ь 9(Я)х хбЬ(Я) О, где Ра(Я), РЬ(Я) и Рс(Я) - давление в трех последовательных точках трубопровода; 6 Ь - расход газа, отбираемого в узлах,Фар(Я), ЧЧср(Я), МЧЬ 9(Я) - 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, Ьс 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. ог.блоках 2 и 3, то это означает, что на участке,35 40 45 50 55 раниченному двумя контролируемыми узлами.Первый участок ограничен узлами а и Ь. Для его контроля используют датчики давления 6 узлов "а" и "Ь" и датчик расхода 7 узла а. Сигнал от датчика давления 6 о 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 о первый блок 5. Сигнал от датчика 6 давления узла Ь 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 случае, 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;Ра(Я)-Пад(Я)йа(Я)-ЮЬр(Я) РЬ(Я)=0, (1) где Я - комплексная переменная преобразования Лапласа;Ра(Я), РЬ(Я) - давление в точках а и Ь: Оа(Я) - расход входящего потока газа; Ю/ац(Я), УЧЬр(Я) - передаточные функции первого участка.Второй участок ограничен узлами Ь и с. Для его контроля используют датчики бдавления узлов а, Ь и с и датчик 8 расхода газа, отбираемого из узлов Ь, 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 измене 5 10 15 20 25 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 - в блок 4, где запоминают его из/ленения 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,дмежутка времени, не превосходит заданной пороговой величины, определяемой погрешностями в реализации необходимых преобразований в блоках 1, 2 и 3, то зто означает, что на участках Ь, 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: В/ар(Я) Ра(Я) РЬ(Я)+И/ср(Я) Рс(Я)- - Юьц(Я) аь(Я)=0, (г)где Ра(Я), РЬ(Я), Рс(Я) - давление в точках а, Ьис;ОЬ(Я) - расход отбираемого в узлах контроля газа;Ю/ар(Я). 1 Вср(Я), ЧЧЬц(Я) - передаточные Функции соответствующих участков.Контроль последующих участков (с 0 и 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.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,Формула изобретенияСпособ автоматического определениявозникновения аварии в магистральном газопроводе, заключающийся в измерении дав 5 ления и расхода при помощи датчиковдавления и расхода и их преобразовании. о тл и ч а ю щ и А с я тем, что, с целью повышениядостоверности определения аварии, контроль газопровода осуществляют отдельно по10 каждому участку, ограниченному датчикамидавления, причем на первом участке измеряют дополнительно расход входного потока спомощью датчика расхода, а на последующих участках измеряют дополнительно рас 15 ход в контролируемых узлах отбора, приэтом сигналы, используемые для контроляпервого участка, преобразуют так, чтобыудовлетворить следующему уравнению:Ра(Я)-Над(Я)ба(Я)-ЮЬр(Я) РЬ(Я)-0,20 где Я - комплексная переменная преобразования Лапласса, Ра(Я) и РЬ(Я) - давленияв начальной и конечной точках первогоучастка;Оа - расход входящего потока газа;25 ЧЧац(Я) и И/Ьр(Я) - передаточные функции первого участка, а для второго и последующих участков, сигналы преобразуют так,чтобы удовлетворить следующему уравнению:30 ЧЧар(Я) Ра(Я)-РЬ(Я)+ЧЧср(Я)Рс(Я)- -ЧЧЬд(Я) аЬ(Я)=0,где Ра(Я), РЬ(Я) и Рс(Я) - давления в трехпоследовательных точках трубопровода;ОЬ(Я) - расход газа, отбираемого в уэ 35 лах;ЧЧар(Я), 9/ср(Я), ЧЧЬ 9(Я) - передаточныефункции соответствующих участков,при этом алгебраическое суммированиеосуществляют посредством сумматора, а по40 величине отклонения суммы от нулевогозначения судят об отсутствии аварии на трубопроводе.1705667Составитель А. ХаревскийРедактор М, Самирханова Техред М.Моргентэл КорректорМ. КучеряваяЗаказ 186 Тираж Подписное / ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раущская нэб., 4/бПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101