СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ АВАРИЙНОГО ЗАКРЫТИЯ КРАНОВ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА Российский патент 2003 года по МПК G05D7/00 F16K31/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при эксплуатации магистральных газопроводов для управления системами аварийного закрытия кранов при отклонении режимов перекачки от нормального течения.

Известен способ управления открытием и закрытием шаровых кранов ("Справочник по автоматизации в газовой промышленности" под общей ред. В.В. Дубровского и Г.З. Разладова, Москва, Недра, 1990 г., с. 282), который осуществляет по команде диспетчер. При падении давления в газопроводе диспетчер анализирует темп падения текущего давления. При превышении темпа падения давления заданной величины диспетчер дает команду закрытия.

Недостатками известного способа являются низкая точность приборов для регистрации давления и, как следствие, низкая надежность способа управления, низкая оперативность: по руководящему отраслевому документу аварийный сигнал должен быть выработан за 1 минуту после превышения скорости падения давления заданной величины, а диспетчер на эту процедуру тратит от десятков минут до нескольких часов, что недопустимо при аварийных ситуациях газопровода.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению (прототипом) является способ автоматического прерывания линии устройством прерывания путем автоматического полного закрытия клапанов линии (Техническая документация шарового крана марки JSW, типа JB-С, 17.07.1981 г. Япония, Осака, Токио).

Способ заключается в сравнении двух давлений: текущего давления в газопроводе со значением давления, измеренным регламентированный интервал времени назад, и формировании управляющего воздействия на закрытие клапана при снижении давления на величину, превышающую пороговое значение. Для этого на трубопроводе предусмотрено защитное устройство для автоматического полного закрытия клапанов.

Недостатками прототипа являются:
- регламентированный интервал задается путем дросселирования газовой струи через отверстие, вследствие чего он становится зависимым от состояния отверстия. В результате формирование регламентированного интервала времени производится с большой погрешностью;
- низкая достоверность управляющего сигнала закрытия крана (давление, измеренное регламентированный интервал времени назад, формируется и хранится с помощью газодинамической системы, что также является неточным);
- отсутствие фильтрации шумов давления газа в трубопроводе, что приводит к ложным срабатываниям клапана, в частности, при прохождении волны давления, связанной со сменой режимов перекачки;
- формирование управляющего воздействия осуществляется при однократном выполнении условия закрытия клапана в течение регламентированного интервала, что может быть случайным событием и привести к ложному срабатыванию;
- блокировка системы и невозможность автоматического возврата системы после ложного срабатывания в первоначальное состояние.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу повышения надежности и достоверности управляющего сигнала аварийного закрытия кранов при отклонении режимов перекачки от нормального течения.

Указанная задача решается тем, что в способе управления системой аварийного закрытия кранов магистрального газопровода, включающем сравнение текущего давления в газопроводе со значением давления, измеренным регламентированный интервал времени назад, и формирование управляющего воздействия на закрытие крана при снижении давления на величину, превышающую пороговое значение, согласно изобретению циклически через шаг дискретизации измерения давления формируют матрицы текущих значений давления, измеренных за интервал времени, меньший регламентированного, фильтруют данные и аппроксимируют их аналитической зависимостью, интерполируют эту зависимость на конец регламентированного интервала времени, а управляющее воздействие формируют при превышении интерполированных значений перепада давления заданного порогового значения определенное число раз, соответствующее количеству шагов дискретизации до конца регламентированного интервала времени.

Предлагаемый способ управления системой аварийного закрытия кранов магистрального газопровода осуществляют следующим образом.

После превышения падения давления заданной величины (пороговое значение) по руководящему отраслевому документу за 1 минуту должен быть выработан аварийный сигнал (ОТС-ЗРА-98; РАО "Газпром", с. 11/32).

В соответствии с предлагаемым способом измеряют давление с дискретностью Δt и сохраняют эти значения в памяти устройства (см. чертеж). При получении n₁ отсчетов за интервал времени, меньший регламентированного Т_рег, формируют матрицу текущих значений давления. Данные значения фильтруют и аппроксимируют аналитической зависимостью. Затем осуществляют интерполяцию полученной зависимости на конец регламентированного интервала времени. При превышении интерполированного значения перепада давления ΔP_i заданного порогового значения в течение текущего регламентированного интервала это событие запоминается.

Через интервал дискретизации Δt производят измерение очередного текущего значения давления и формируют новую матрицу текущих значений давления, смещенную на интервал Δt по отношению к предыдущей. Операции фильтрации, аппроксимации, интерполяции и сравнения интерполированного значения перепада давления ΔP_i+1 с пороговым значением повторяются.

При превышении указанного перепада давления порогового значения количество запоминаемых событий увеличивается на единицу. При невыполнении этого условия количество запоминаемых событий обнуляется.

При достижении количества превышений перепада давления заданного порогового значения определенного числа раз, соответствующего количеству шагов дискретизации n₂ до конца регламентированного интервала времени, формируют управляющее воздействие на систему аварийного закрытия кранов магистрального газопровода.

Предлагаемое изобретение применимо при эксплуатации магистральных газопроводов для управления системами аварийного закрытия кранов при отклонении режимов перекачки от нормального течения.

Использование предлагаемого способа управления системами аварийного закрытия кранов магистральных газопроводов позволяет повысить достоверность управляющего сигнала аварийного закрытия кранов при отклонении режимов перекачки от нормального течения за счет предотвращения влияния помех на систему управления, вследствие фильтрации измеренных значений давления, за счет введения прогнозирования процесса изменения давления путем интерполяции и за счет многократной проверки тенденции снижения давления.

Изобретение относится к технике управления системами аварийного закрытия магистральных газопроводов при отклонении режимов перекачки от нормального течения. В способе сравнивают текущее значение давления в газопроводе со значением, измеренным регламентированный интервал времени назад, и формируют управляющее воздействие на закрытие крана при снижении давления на величину, превышающую заданное пороговое значение. Отличие от известных заключается в том, что циклически через шаг дискретизации измерения давления формируют матрицы текущих значений давления, измеренных за интервал времени, меньший регламентированного, фильтруют данные и аппроксимируют их аналитической зависимостью во времени. Далее интерполируют эту зависимость на конец регламентированного интервала времени, а управляющее воздействие формируют при превышении интерполированных значений перепада давления заданного порогового значения число раз, соответствующее количеству шагов дискретизации до конца регламентированного интервала времени. Изобретение обеспечивает повышение надежности и достоверности в создании управляющего сигнала аварийного закрытия кранов. 1 ил.

Способ управления системой аварийного закрытия кранов магистрального газопровода, включающий сравнение текущего значения давления в газопроводе со значением давления, измеренным регламентированный интервал времени назад, и формирование управляющего воздействия на закрытие крана при снижении давления на величину, превышающую заданное пороговое значение, отличающийся тем, что циклически через шаг дискретизации измерения давления формируют матрицы текущих значений давления, измеренных за интервал времени, меньший регламентированного, фильтруют данные и аппроксимируют их аналитической зависимостью во времени, интерполируют эту зависимость на конец регламентированного интервала времени, а управляющее воздействие формируют при превышении интерполированных значений перепада давления заданного порогового значения число раз, соответствующее количеству шагов дискретизации до конца регламентированного интервала времени.