Повышение эффективности эксплуатации газораспределительных станций за счет модернизации и технического перевооружения

Диссертационная работа посвящена вопросу исследования повышения эффективности газораспределительных станций за счет модернизации и технического перевооружения.
В результате исследования
Выполнено описание проекта и обоснование проведение реконструкции и технического перевооружения объекта, выявлены замечания к технологическому оборудованию, выполнена расчетная часть при прокладке трубопровода-отвода в рамках реконструкции, выявлена недостаточная эффективность существующих схем редуцирования газа на ГРС, обоснована необходимость разработки теоретических положений и технических решений по повышению их эффективности.

Реферат ……………………………………………………………………………………………………… 8
Аннотация ……………………………………………………………………………………………….. 10
Введение ………………………………………………………………………………………………….. 15
1. Назначение, общие требования к газораспределительной станции ……… 16
2. Обоснование проведения реконструкции ГРС ……………………………………. 20
2.1 Описание проекта реконструкции АГРС города Юрга…………………………. 20
2.2 Замечания к технологическому оборудованию ГРС «ЮМЗ» ……………….. 22
2.2. 1. Расходные и подземные емкости хранения одоранта ………………………. 22
2.2. 2 Подогреватель газа ПГА-10, ПГА-200 ……………………………………………… 23
2.2. 3. Запорная, регулирующая и предохранительная арматура ………………… 23
3. Техническое задание ………………………………………………………………………….. 28
3.1 Основные цели и задачи АСУ ТП …………………………………………………….. 28
3.2 Назначение системы ………………………………………………………………………… 28
3.3 Требования к системе ………………………………………………………………………. 29
3.4 Требования к техническому обеспечению ………………………………………… 30
3.5 Требования к надежности ………………………………………………………………… 31
3.6 Требования к метрологическому обеспечению …………………………………. 32
3.7 Требования к программному обеспечению ………………………………………. 32
3.8 Требования к математическому обеспечению…………………………………… 33
3.9 Требования к информационному обеспечению ………………………………… 34
4. Комплекс автоматизированной системы управления ………………………….. 34
4.1 Разработка функциональной схемы автоматизации ………………………….. 34
4.2 Комплекс аппаратно-технических средств ……………………………………….. 35
4.2.1 Выбор датчиков давления……………………………………………………………… 35
4.2.2 Выбор датчиков температуры ……………………………………………………….. 41
4.2.3 Выбор датчиков расхода ……………………………………………………………….. 44
4.2.4 Выбор датчика уровня…………………………………………………………………… 45
4.2.5 Выбор исполнительных устройств ………………………………………………… 49
4.2.6 Выбор контроллерного оборудования …………………………………………… 50
4.3 Схема внешних проводов ………………………………………………………………… 53
4.4 Алгоритмы АС ………………………………………………………………………………… 53
4.4.1 Алгоритм сбора данных измерений……………………………………………….. 53
4.5 Алгоритм автоматического регулирования технологическим процессом
5 Расчетная часть ………………………………………………………………………………….. 57
5. 1 Расчет толщины стенки подземного газопровода …………………………… 57
5. 2 Проверка прочности и устойчивости трубопровода ……………………….. 64
5. 3. Проверка на предотвращение недопустимых пластических
деформаций подземного трубопровода …………………………………………………….. 66
5. 4 Проверка общей устойчивости трубопровода ………………………………… 68
5. 5 Продольное критическое усилие для прямолинейных участков
подземных трубопроводов в случае упругой связи трубы с грунтом …………. 69
5. 6. Гидравлический расчет газопровода. ………………………………………….. 76
6. Исследование повышения эффективности газораспределительной
станции за счет модернизации узла редуцирования ………………………………….. 83
6. 1. Сравнительный анализ схем редуцирования газа. …………………………. 83
6. 2. Предлагаемая схема модернизации узла редуцирования ……………….. 88
7. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение.
7.1. Потенциальные потребители результатов исследования …………………….. 90
7.1.1 Анализ конкурентных технических решений ……………………………………. 91
7.1.2 FAST-анализ ……………………………………………………………………………………. 94
8.2 Планирование управления научно-техническим проектом…………………… 97
8.2.1 Структура работ в рамках научного исследования ……………………………. 97
7.2.2 Разработка графика проведения научного исследования …………………… 98
7.3 Бюджет научного исследования ………………………………………………………… 101
7.3.1 Расчёт материальных затрат …………………………………………………………… 101
7.3.2 Специальное оборудование для научных работ ………………………………. 102
7.3.3 Основная заработная плата исполнителей темы………………………………. 103
7.3.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы ……………………. 104
7.3.5 Отчисления во внебюджетные фонды …………………………………………….. 105
7.3.6 Накладные расходы………………………………………………………………………… 106
7.3.7 Формирование бюджета затрат исследовательского проекта …………… 106
7.4 Организационная структура проекта …………………………………………………. 107
7.5 Матрица ответственности …………………………………………………………………. 108
7.6 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования ……………………. 110
8 Социальная ответственность…………………………………………………………….. 115
8.1. Производственная безопасность …………………………………………………….. 116
8.1.1. Отклонения показателей микроклимата ………………………………………. 117
8.1.2. Недостаточная освещённость рабочей зоны; отсутствие или
недостаток естественного света ………………………………………………………………. 118
8.1.3. Повышенный уровень шума ………………………………………………………… 120
8.1.4. Опасность поражения электрическим током ………………………………… 121
8.2. Экологическая безопасность ………………………………………………………….. 122
8.3. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …. 122
8.3.1 Правовые вопросы обеспечения безопасности ………………………………… 122
8.3.2. Эргономические мероприятия обеспечения безопасности ……………… 124
8.4. Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………….. 125
8.4.1. Пожарная безопасность ………………………………………………………………. 125
8.5. Взрывобезопасность ………………………………………………………………………. 126
Заключение ……………………………………………………………………………………………. 128
Список литературы ………………………………………………………………………………… 130
Список публикаций студента ………………………………………………………………….. 134
Приложение А ……………………………………………………………………………………….. 135
Приложение Б ………………………………………………………………………………………… 151
Приложение В………………………………………………………………………………………… 152
Приложение Г ………………………………………………………………………………………… 153

В ходе выполнения работы были рассмотрены газораспределительные
станции. Было дано обоснование реконструкции и модернизации
газораспределительной станции ЮМЗ. Описаны недостатки существующих
систем, после чего было составлено техническое задание для
автоматизированной системы управления ГРС. При разработке
автоматизированной системы был произведен анализ датчиков и
контроллеров на их основе был произведен выбор комплекса аппаратно-
технических средств. Для монтажа КИПиА была реализована схема внешних
проводок. Разработаны алгоритмы, проверена система на работоспособность.
Построен график переходного процесса, который показал устойчивость
системы и статическую ошибку равную нулю, при этом при введение
возмущающего воздействия, система с ним справляется.

Также для реконструкции были произведены подробные расчеты
трубопровода, произведен расчет толщины стенки трубопровода, проверка
прочности и устойчивости трубопровода, гидравлический расчет газопровода.
Была предложена модернизация узла редуцирования газа, которая
показывает наибольшую эффективность и экономичность.
В разделе финансовой части составлена структура работ по
выполнению разработки, детально посчитан бюджет проекта. Оценена
конкурентно способность проекта, а также определена ресурсоэффективность,
финансовая и экономическая эффективность.
В разделе социальная ответственность были рассмотрены воздействия
опасных и вредных факторов при работе в диспетчерской на оператора АСУ
ТП. Рассмотрены нормирования показателей микроклимата, шума,
освещенности. Дополнительных средств индивидуальной защиты не
требуется. Была рассмотрена электробезопасность, указаны потенциальные
источники поражения электрическим током. Были описаны эргономические
требования к рабочему месту оператора АСУ ТП. Подробно рассмотрели ЧС
– пожаробезопасность и взрывобезопасность. Описаны потенциальные
источники возгорания и взрыва, а также меры безопасности.