CC BY
21АВТОМАТИЗАЦИЯ
с.А. кузнецов, НФ ОАО «ВНИПИГаздобыча»
Ю.и. зарочинцев, А.в. рыбников, АК «Алроса» д.с. ларин, к.к. валертов, ОАО «Газавтоматика»
автономные телемеханические комплексы для удаленных газопроводов крайнего севера
В настоящее время развитие систем газоснабжения связано с созданием магистральных газопроводов, располагающихся в малонаселенных районах с суровым климатом. Строительство их требует значительных капитальных затрат. Одним из технических решений, которые позволяют снизить капиталовложения, является отказ от строительства линий электропередачи. Для реализации этого подхода необходимо, в частности, создание высоконадежных контролируемых пунктов телемеханики (КПТМ) с автономным электроснабжением, при котором в качестве энергоносителя используется природный газ.
Такая задача была поставлена при проведении работ по телемеханизации газопровода Мирный - Айхал - Удачный и успешно решена в 2007-2008 гг. Общая протяженность газопровода диаметром 530 мм составляет более 400 километров. Газопровод расположен на территории Западной Якутии в условиях вечной мерзлоты с температурой воздуха, доходящей зимой до -55 °С (а временами и -60°С) и до +35°С летом. Примерно через каждые 30 км и в местах переходов газопровода через реки размещаются линейные крановые узлы, где предусмотрена установка контролируемых пунктов системы телемеханики магистрального газопровода. Схематически размещение объектов телемеханизации на трубопроводе показано на рис. 1.
Цель функционирования системы телемеханики - обеспечить контроль состояния трубопровода и его оборудования из центрального диспетчерского пункта, а также дистанционное или автоматическое аварийное управление запорной арматурой. Всего на магистрали необходимо было установить 21 комплект оборудования КПТМ.
Исходя из функций системы телемеханики, с учетом условий ее эксплуатации, были сформулированы следующие основные требования к оборудованию КПТМ:
• обеспечить надежную и бесперебойную работу системы телемеханики и технологической связи за счет гарантированного электропитания электронной аппаратуры;
• для размещения электронного оборудования, источников электропитания и временного пребывания людей использовать «антивандальные» укрытия (блок-боксы), обеспечивающие поддержание положительной температуры при вышеуказанных внешних отрицательных температурах;
• реализовать в составе функций контролируемого пункта контроль и управление микроклиматом,контроль работы электрооборудования и газового оборудования, контроль загазованности, несанкционированного доступа и охранно-пожарной сигнализации.
В качестве базовых средств создания КПТМ в результате тщательного изучения возможных альтернатив и проведенного конкурса заказчиком были выбраны:
1) Программно-технические средства системы телемеханики на базе контроллера Moscad-M, поставляемые компанией ВИРА-Реалтайм (г. Москва);
2) Автономные источники электропитания (АИП) на базе термоэлектрических генераторов ГТГ-150, использующие природный газ и поставляющиеся ООО «Завод Саратовгазавтоматика» комплектно с укрытиями;
Рис. 1. Схема размещения контролируемых пунктов системы телемеханики на газопроводе Мирный - Айхал
14 \\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\
\\ № г \\ февраль \ зооэ
БРЕСЛЕР
исследовательский центр
АЙІІ Надёжные и , . нужные
Л І| і * ' ш
їїї защиты
ЩЖ\ШШ л л а
от 40 тыс. руб.
їй Я ш 1
Мы живем и работаем в стране, которая по праву может гордиться своими разработками в области МП РЗА.
Со дня образования ИЦ «Бреслер» мы стремимся не просто производить и продавать, а создавать новое. Каждый год мы представляем свои новые разработки, каждый день мы совершенствуем свою продукцию, каждую секунду мы стремимся стать ближе к нашим клиентам. Наша задача - делать не просто надежную технику, а нужную и надежную.
Мы с гордостью говорим о своей продукции:
«Разработано и сделано в России!».
Микропроцессорные релейные защиты 6(10)-750 кВ. Автоматизированная система управления энергообъекга.
* - ИЦ «Бреслер» предлагает «бюджетную» версию устройств релейной защиты и автоматики для применения на объектах реконструкции распределительных сетей, промышленных предприятий и др. для частичных замен основных и резервных защит.
www.ic-bresler.ru
428020, г. Чебоксары, пр. И. Яковлева, 1. Тел.: (8352) 61 -43-20, 61 -43-21, 61 -43-23, 61 -43-24.
Факс: (8352) 61-43-22. E-mail: market@ic-bresler.ru.
на правах рекламы
АВТОМАТИЗАЦИЯ
Рис. 2. Схема комплекса энергообеспечения КП телемеханики
3) Автоматические редуцирующие пункты РП-10С, поставляемые ООО «Завод Саратовгазавтоматика» в комплекте с АИПТ-300.
Следующим шагом в совместной работе специалистов Заказчика и предприятий-поставщиков оборудования явились решения по оптимизации состава оборудования, которые позволили уменьшить количество генераторов ГТГ-150 и тем самым добиться существенного снижения затрат. Это стало возможным благодаря разработанному и реализованному в составе программнотехнического комплекса специальному алгоритму управления источниками и потребителями электрической энергии на крановой площадке.
На крановых площадках располагается следующее электропотребляющее оборудование:
• электроуправляемая запорная арматура,
• датчики,
• контроллер системы телемеханики и оборудование телемеханической связи (установлен внутри АИПТ-300),
• дежурные осветительные приборы (установлены внутри АИПТ-300). Суммарная мощность потребителей электроэнергии на площадке кранового узла составляет 150 Вт. Собственное потребление электрической энергии оборудованием телемеханики и технологической связи,установленным внутри блок-бокса источника, составляет 150-200 Вт.
Сформулированным выше требованиям соответствуют комплексы АИПТ-300 с двумя генераторами ГТГ-150. Схема комплекса представлена на рис.2. В блок-боксе автономного источника питания размещены контроллер телемеханики, резервные аккумуляторы и аварийная дизельная электростанция мощностью 6 КвА. Использование в качестве резервного источника питания батареи аккумуляторов общей мощностью 600 ВА с автоматической системой подзарядки обеспечивает в течение 72 часов надежную работу оборудования телемеханики и технологической связи даже при отказе одного из термоэлектрических генераторов ГТГ-150. Исполь-
зование резервируемых источников электроэнергии разных типов позволило гарантировать надежное выполнение функций контроля и управления в самых сложных условиях при выходе из строя части оборудования. Другой особенностью АИП является утилизация тепла, выделяемого термоэлектрическими генераторами ГТГ при выработке электроэнергии. Использование тепла, выделяемого генераторами, в сочетании с дополнительными нагревательными элементами обеспечивает надежную терморегуляцию внутри укрытия в зимний период эксплуатации.
В течение 2007-2008 г. произведены монтаж на трассе газопровода и испытания поставленных АИПТ-300 (рис. 3). Ввод оборудования в эксплуатацию осуществлялся при температуре окружающего воздуха -35°С. Для установления рабочего режима внутри блок-бокса потребовалось не более 5 часов. После этого в процессе эксплуатации температура в блок-боксе колебалась в интервале от +5°С до +20°С, причем минимальная температура в помещении (+5°С) наблюдалась при температуре окружающего воздуха -55°С. Для обеспечения более надежной работы и обеспечения возможности ремонта и обслуживания оборудования РП-10С проектной организацией по заданию Заказчика АК «АЛРОСА» разработан проект укрытия, который изготавливается подрядной строительной организацией на месте. Данное решение в комплексе с блок-боксом источника АИПТ-300 позволяет осуществлять пусконаладочные работы и запуск оборудования на КПТМ практически при любой погоде в условиях Крайнего Севера.
В зимний период конца 2007 - начала 2008 г. в режиме постоянной эксплуатации отработали все пять установленных к этому времени КПТМ, а в летний период на газопроводе было установлено и введено в эксплуатацию еще шесть комплексов.
Опыт эксплуатации оборудования в течение года позволил сделать вывод о надежности работы системы автоматики и другого оборудования комплекса, свидетельствует о надлежащем качестве изготовления и хороших теплоизолирующих свойствах укрытий. Эксплуатационные достоинства комплекса и опти-
16 \\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\
\\ № 2 \\ февраль \ гооэ
мальность выбора суммарной мощности источников электроэнергии позволили принять решение об использовании АИП при создании системы телемеханизации на ранее построенном участке газопровода Таас-Юрях - Мирный. Положительная сторона этого решения состоит в том, что на данном участке предусматривается строительство второй нитки газопровода и в дальнейшем для управления исполнительными механизмами запорной арматуры на обеих нитках газопровода не потребуется оснащения дополнительными источниками электроэнергии.
Таким образом, практически подтверждена возможность реализации систем, обеспечивающих эксплуатацию линейных участков газотранспортной системы без использования внешнего электроснабжения в условиях Крайнего Севера. Основой надежного функционирования таких технических систем является резервирование элементов и использование программируемых средств автоматики для управления режимами источников и потребителей электроэнергии.
Рис. 3. Общий вид КПТМ на трассе газопровода
