Объект управления
Исполнительные
устройства
Датчики
Контроллер
Выходной
интерфейс
Входной интерфейс
Интерфейс
обмена
данными
Пульт
управления и
индикации
Рисунок 1 Структурная схема автоматизированной системы управления
ООО «Газэнергоавтоматика» выполняет монтаж и пусконаладочные
работы при строительстве, реконструкции, капитальном ремонте объектов
нефтяной, газовой и других отраслей промышленности, а также техническое
обслуживание и режимную наладку:
Автоматизированных систем управления технологическими процессами;
Автоматизированных систем управления энергоснабжением;
Систем контроля и автоматизации;
Систем телемеханики;
Систем управления вентиляцией, отоплением и водоснабжением;
Систем противоаварийной защиты;
Электрических сетей (электрооборудование и электрические сети
напряжением до 35 кВ); • Тепловых сетей;
Автоматических систем пожарной сигнализации, контроля
загазованности и пожаротушения;
Комплексов инженерно-технических средств охраны;
27
Систем технологической связи и телекоммуникаций;
Информационно-управляющих систем;
Систем оперативно-диспетчерского управления;
Систем поддержки принятия решений ;
Энергетическое оборудования;
Оборудования для распределения газа;
Для комплексного подхода к вопросам эксплуатации энергетического
хозяйства на предприятии создан Единый диспетчерский пункт, который
является своеобразным «мозговым центром» системы. Именно сюда
стекается вся информация по эксплуатации системы.
Профессионализм и слаженность коллектива УК ООО «Газпром
межрегионгаз Север» позволяют качественно и гарантировано решать
основные задачи, поставленные перед предприятием: бесперебойное
обеспечение потребителей природным газом, создание эффективного
механизма поставки и продажи газа, обеспечение полной оплаты за
реализованный газ. Руководит компанией генеральный директор, который
отчитывается перед генеральным директором ООО «Газпром межрегионгаз».
Генеральный директор управляющей компании несёт персональную
ответственность за состояние учета и отчетности договорной, платежной и
трудовой дисциплины, охрану коммерческой тайны Общества, он действует
от имени Общества по доверенности и осуществляет свою деятельность в
строгом соответствии с действующим законодательством РФ.
Генеральному директору управляющей компании подчиняется
заместитель генерального директора по реализации газа и оперативному
учёту газопотребления. Заместитель генерального директора по реализации
газа и оперативному учёту газопотребления руководит единым
диспетчерским пунктом, отделом по работе с юридическими лицами,
метрологической лабораторией (МЛ), группой по метрологии, группой
автоматизированных систем управления технологическими процессами
(АСУТП).
28
Огромное количество узлов учёта газа обслуживаются с помощью
электромеханических приборов, датчиков, автоматизированных систем
управления, технических устройств, технологического оборудования,
измерительных приборов, станций управления, диспетчерских пунктов и
прочее. Большое количество узлов учёта газа с различным сроком службы,
различным износом, разными датами ввода в эксплуатацию, многообразием
комплектующих, также с различными сроками эксплуатации, обуславливают
необходимость автоматизированного контроля за состоянием оборудования
и степенью его износа. Это необходимо для повышения безопасности
условий труда сотрудников Общества, для оперативного мониторинга
состояния технологической инфраструктуры предприятия.
Обеспечение работоспособности оборудования является сущностью
процесса технического обслуживания и контроля узлов учёта газа на
предприятии по реализации газа и его транспортировки по
газораспределительным сетям УК ООО «Газпром межрегионгаза Север». Так
как оборудования на предприятии и его удаленных подразделениях много,
оно достаточно сложное, оно установлено в различных помещениях
предприятия и распределено на большом удалении, то возникает ряд
типичных проблем обеспечения работоспособности оборудования. Система
управления техническим состоянием оборудования обычно включает в себя
три основных подсистемы:
- подсистему диагностирования (контроля работоспособности) объектов
технической системы;
- подсистему управления работами текущего содержания объектов
технической системы;
- подсистему управления ремонтами объектов технической системы.
Организация технического диагностирования, а также выполнение
работ по техническому обслуживанию, ремонту (ТОиР) и контролю
регламентируются Правилами технической эксплуатации оборудования.
Однако, когда оборудование объединено в сложные комплексы, возникают
29
проблемы обеспечения их работоспособности. Организация ТОиР построена
на нормативах обслуживания отдельной единицы оборудования, без учета
того, что сложность обслуживания комплекса оборудования возрастает в
геометрической прогрессии в зависимости от сложности комплекса.
Рассмотрим существующую подсистему контроля работоспособности
оборудования на предприятии по поставке и реализации газа УК ООО
«Газпром межрегионгаз Север».
Данная система мониторинга работоспособности УУГ на предприятии
автоматизирована лишь частично, в основном слежение за
работоспособностью УУГ осуществляется на основании визуальных
осмотров и в период проверки технического состояния узлов учёта
природного газа и состава газоиспользующего оборудования согласно
графикам поверок.
Однако такая система имеет ряд недостатков:
1) низкая оперативность получения информации об оборудовании с
окончанием срока эксплуатации (поверки);
2) низкая оперативность получения данных о параметрах
технологических процессов оборудования, неподключенного к
автоматизированным системам управления технологическими процессами
(АСУ ТП);
3) по многим позициям оборудования сроки эксплуатации
значительно превышают парковый ресурс, что обуславливает необходимость
повышенного контроля такого оборудования и его регулярных поверок и
диагностики;
4) оборудование может состоять из узлов, которые обладают
различным сроком эксплуатации, что также обуславливает необходимость
контроля диагностических показателей эксплуатации узлов и
комплектующих;
5) высокие издержки на сервисное обслуживание и необходимость
периодических технических осмотров и диагностики;
30
Решением имеющихся проблем Общества по контролю
работоспособности оборудования является разработка и внедрение
информационной системы контроля работоспособности оборудования,
которая обеспечивает мониторинг работоспособности различных элементов
системы безопасности на удаленных объектах. Система способствует
устранению любых неполадок в кратчайшие сроки, прежде всего, за счет
снижения влияния человеческого фактора.
За счет изменения подхода к мониторингу оборудования Общество
получит инструмент для поддержания всех систем в рабочем состоянии,
контроля издержек на эксплуатацию и сервис в режиме реального времени,
управления данными по результатам работы оборудования независимо от
места установки.
Система должна осуществлять сбор, агрегацию и аналитическую
обработку событий, поступающих от всего входящего в состав решения
оборудования, и передавать мгновенные сигналы оповещения о тревожных
событиях на основе заранее формализованных сценариев, независимо от
местонахождения оборудования и систем. Кроме того, среди ключевых
характеристик данной системы необходимо выделить отсутствие ложных
срабатываний, а также наличие продвинутой аналитики и отчётов по
основным показателям результатов работы системы.
31
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ
2.1 Энергетические ресурсы современного производства
Энергетическим ресурсом называют любой источник энергии,
естественный или искусственно активированный. Энергетические ресурсы -
носители энергии, которые используются в настоящее время или могут быть
полезно использованы в перспективе. Основу классификации энергоресурсов
составляет их деление по источникам получения на первичные, природные
(геологические) и вторичные (побочные)[1].
Мировые запасы энергетических ресурсов по состоянию на конец XX
века представлены в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Мировые запасы энергетических ресурсов
Источники энергии
Энергетические ресурсы
Теоретические Технические
1 2 3
I. Невозобнавляемые
1.Энергия горючих ископаемых
уголь 17 900 637
нефть 1 290 179
Газ 398 89,6
2. Атомная энергия 67 200 1 340
II. Возобновляемые
1. Энергия Солнца
На верхней границе атмосферы 197 000
на поверхности Земли 81 700 6 140
по поверхности суши 28 400 2 460
на поверхности Мирового океана 53 300 3 690
32
2. Энергия ветра 21 300 22
3. Глубинное тепло Земли (до 10 км)
геотермальный тепловой поток,
достигающий поверхности Земли
3,69 0,35
гидротермальные ресурсы 1 350 147
метрогеотермальные ресурсы 36 900 3 070
4. Энергия Мирового Океана
градиента солёности 43 000 430
тепловая 12,3 0,61
течений 8,6 0,12
приливов 3,2 0,86
прибоя 1 0,02
морских ветровых волн 2,7 0,1
5. Горючие энергоресурсы (биомасса)
на суше
в Мировом океане 44,2 4,9
органические отходы 23,3 1,84
6. Гидроэнергия крупных водопротоков 2,5 1,84
Энергетические ресурсы принято характеризовать числом лет, в
течение которых данного ресурса хватит для производства энергии на
современном качественном уровне. Из доклада комиссии Мирового
энергетического совета (2004 г.) при современном уровне потребления
запасов угля хватит на 250 лет, газа — на 60 лет, нефти - на 40 лет. При этом
по данным Международного института прикладного системного анализа,
мировой спрос на энергоносители вырастет с 9,2 млрд. т в пересчете па нефть
(конец 1990-х гг.) до 14,2—24,8 млрд. т в 2050 г.
33
2.2 Классификация энергоресурсов
По способам использования первичные энергетические ресурсы
подразделяют на топливные и нетопливные; по признаку сохранения запасов
- на возобновляемые и невозобновляемые; ископаемые (в земной коре) и
неископаемые. В современном природопользовании энергетические ресурсы
классифицируют на три группы участвующие в постоянном обороте и потоке
энергии (солнечная, космическая энергия и т.д.), депонированные
энергетические ресурсы (нефть, газ и т.д.) и искусственно активированные
источники энергии (атомная и термоядерная энергии).
В связи с этим выделяют добавляющие и недобавляющие энергии в
биосферу Земли, по сравнению с естественным притоком энергии к планете.
Добавляющие виды имеют существенные термодинамические ограничения,
пренебрежение которыми может привести к неблагоприятным изменениям
климата, вредному потеплению и т.д. Недобавляющие виды значительно
безопаснее (хотя и не устраняется местная концентрация энергии).
В экономике природопользования различают валовой, технический и
экономический энергетические ресурсы
Валовой (теоретический) ресурс представляет суммарную энергию,
заключенную в данном виде энергоресурса.
Технический ресурс — это энергия, которая может быть получена из
данного вида энергоресурса при существующем развитии науки и техники.
Он составляет от доли процента до десятка процентов от валового, но
постоянно увеличивается но мере усовершенствования энергетического
оборудования и освоения новых технологий.
Экономический ресурс — энергия, получение которой из данного вида
ресурса экономически выгодно при существующем соотношении цен на
оборудование, материалы и рабочую силу. Он составляет некоторую долю от
технического и тоже увеличивается по мере развития энергетики [1].
34
Доля различных видов энергетических ресурсов в общемировой
выработке первичной энергии представлена на рисунок 2.
Дрова ; 11,7
Уголь; 23,3
Нефть; 35,7
Газ; 20,3
ГЭС и АЭС ; 9
Рисунок 2. Доля различных видов энергетических ресурсов в общемировой
выработке первичной энергии, %
Любой технологический процесс требует определенного расхода
топлива, электрической и тепловой энергии; в результате химических
реакций, механических воздействий горючие газы, теплоносители, газы и
жидкости с избыточным давлением выделяют тепло. Эти энергетические
ресурсы, как правило, используются не в полном объеме или не
используются вовсе. Неиспользуемые в данном технологическом процессе
или установке энергетические отходы получили название вторичных
энергетических ресурсов (ВЗР).
Долгое время использованию вторичных энергоресурсов не уделялось
достаточного внимания, не была в полной мере раскрыта их сущность,
отсутствовали методики расчетов ВЭР [2].
Вторичными энергетическими ресурсами являются энергетический
потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов,
образующихся в технологических агрегатах (установках), которые не могут
быть использованы и самом агрегате, помогут частично пли полностью
использоваться для энергоснабжения других потребителей.
35
Термин "энергетический потенциал" означает наличие определенного
запаса энергии в виде химически связанного тепла, физического тепла,
потенциальной энергии избыточного давления и напора, кинетической
энергии и др.
Химически связанное тепло продуктов топливоперерабатывающих
установок (нефтеперерабатывающих, газогенераторных, коксовальных,
углеобогатительных и др.), а также тепловая энергия отходов, которая
используется для подогрева потоков, поступающих в агрегат-источник ВЭР
(регенерация, рекуперация) не относятся к вторичным энергетическим
ресурсам.
Выход вторичных энергетических ресурсов - это количество
вторичных энергоресурсов, которые образовались в данной установке за
определенную единицу времени и годны к. использованию в данный период
времени.
Выработкой за счет вторичных энергетических ресурсом называется
количество тепла, холода, электроэнергии, полученное за счет ВЭР в
утилизационной установке. Выработки за счет ВЭР подразделяются на:
возможную выработку, т.е. максимальное количество энергии, которое
можно получить при работе установки; экономически целесообразную вы
работку, т.е. выработку с учетом ряда экономических факторов
(себестоимость, затраты труда и т.д.); планируемую выработку, т.е.
количество энергии, которую предполагается получить в определённый
период при вводе вновь или модернизации имеющихся утилизационных
установок; фактическую выработку-энергию, реально полученную за
отчетный период.
Использование вторичных энергетических ресурсов — использованное
количество ВЭР данного агрегата в других установках и системах.
Использование вторичных энергоресурсов потребителем может
осуществляться непосредственно без изменения вида энергоносителя или за
36