Развитие современных систем управления сопровождается усложнением их взаимодействия, которое, в случае решения задач оперативного регулирования, предполагает интеграцию систем, выполнение анализа деятельности человека в новой интегрированной системе, на основе анализа формирование новых функций системы управления.
На текущий момент имеется значительное количество внедрений систем управления уровнями КЦ и КС, однако, факты включенных функций автоматического регулирования режимом КЦ являются крайне редкими, как правило, функции регулирования КЦ задействованы на период испытаний и период демонстрационной 72-х часовой отработки. В ОАО «Газпром» внедрения функций оперативного регулирования режимом уровня КС единичны, хотя именно диспетчер КС является наиболее заинтересованным лицом, отвечающим за соблюдение режимных показателей перекачки газа.
Существует множество причин, из-за который до сих пор нет реализаций функции оперативного регулирования режимом КС, и решение большинства из них требуют системного подхода. Помимо организационных, имеется существенная по важности проблема - отсутствие единого математического описания технологического процесса уровней ГПА-КЦ-КС в газотранспортной системе, решение которой [1-4] последовательно выполняется в ООО «Вега-ГАЗ»
В системах управления различных фирм - поставщиков оборудования нет единого подхода к определению границ регулирования агрегатом, и цехом что также становится проблемой при объединении разнородных систем управления.
К сожалению, в системах управления некоторых фирм применяются такие методы контроля границ, которые не могут представлять не то что научный или коммерческий интерес, но и служить обзорным материалом, а само регулирование режимом уровня КЦ в таких САУ не соответствует реальным потребностям и условиям функционирования КЦ, сопровождается повышенным напряжением оператора КЦ, и обречено быть невостребованным. Эта сторона реальности очень далека от представления нефтегазовой отрасли, как технологически наиболее развитой [5, 6].
Конечно, факты внедрения и распространения на объектах ОАО «Газпром» и «Укртрансгаз» заведомо неработающих систем невозможны без заинтересованной поддержки лиц, определяющих выбор того или иного поставщика. В этом проблемы газотранспортной отрасли, типовые для всей страны, хорошо знакомы отечественному читателю.
В данной работе не будем делать акцент на рассмотрении ущербных систем, а сосредоточим внимание на актуальных технических задачах, решение которых определяет будущую организацию и развитие комплекса систем управления уровней ГПА-КЦ-КС.
К их числу (по мнению автора) относится математическое описание динамики ГТУ, САУ ГПА и нагрузки во взаимосвязи (что позволяет интегрировать данную модель в многоуровневую модель КЦ, КС), а так же исследование нестационарных процессов в ГТУ, как путь решения довольно сложной и очень актуальной задачи - точное определение границы минимальной безопасной загрузки ГПА.
Анализ последних достижений и публикаций [7-17] в которых начато решение данной проблемы, показал, что математическое описание газотурбинной установки хорошо проработано зарубежными и отечественными исследователями. Описание газотурбинного двигателя на профессиональном уровне представлено в специализированного дорогостоящих программах [18]:
-JGTS - среда моделирования ГТУ, тех. университет г. Толедо, США;
-GSP - программа для термогазодинамических расчетов ГТУ, Голландия;
-ГРАД - программный комплекс, используемый в отечественный ОКБ на этапе доводки двигателей, КГТУ, Россия;
-АС ГРЭТ - система математического моделирования термодинамических процессов энергетических машин, КГТУ, Россия;
-программный комплекс «ЦИАМ», используемый в отечественный ОКБ, Москва, Россия.
К сожалению, полного алгоритма расчета ни одной из перечисленный программ в открытом доступе нет.
Из известных на сегодняшний день работ в области исследования помпажа осевого компрессора и нагнетателей можно выделить работы следующих школ:
-московская школа: Казакевич В. В., Холщевников К. В., Ольштейн Е. А., Краснов Д. С., Ледовская Н. Н. и др.;
-харьковская школа: Ершов В. Н., Герасименко В. П , Бойко Л. Г., Демин А. Е. и др.;
-санкт-петербургская школа: Титенский В. И., Измайлов Р. А., Крутиков Т. Е.,
Лебедев А. А., и др.;
-уфимская школа Ахмедзянов А. М., Комиссаров Г. А. и др.
-казанская школа Гузельбаев Я.З., Хавкин А.Л. и др.
-ивано-франковская школа Семенцов Г. Н., Горбийчук М. И., Грудз В. Я., Замиховский Л. М., Ковалко М. П., Заячук Я. И. и др.
За рубежом наиболее известные опубликованные работы по исследованию осевого компрессора авторов: W. Jansen, W. C. Moffat, E. M. Greitzer, F. K. Moore, J. Fabri.
Выделение нерешенных ранее частей общей проблемы, которой посвящена публикация.
При разработке функций оперативного регулирования требуется учет не только динамики объекта управления на разных уровнях (ГПА, КЦ, КС), но и учет динамики самих систем управления, их алгоритмов взаимодействия, что в свою очередь требует разработки новых (комплементарных) моделей на основе известных подходов моделирования локальных уровней технологического оборудования. Известные подходы моделирования ГТУ, как правило, ориентированы на задачи доводки характеристик двигателя на различных этапах его создания. Эти модели не ориентированы на решение задач моделирования процессов оперативного регулирования, сложны и недоступны для исследования. Наиболее близкий к рассматриваемой теме материал [19-22] для последующего использования требует адаптации.
Цель монографии - исследование газодинамических процессов в типовой ГТУ, на основе исследования:
-создание новой модели ГТУ, для анализа систем уровня ГПА-КЦ-КС, исследование нестационарных процессов в ГТУ;
-совершенствование известных методов диагностики состояния привода и нагнетателя ГТУ за счет анализа дополнительной информации от малоинерционных датчиков пульсаций давления (МДПД).
Для достижения указанной цели был выбран объект исследований - газотурбинная установка ГТК-10-4, ст.№25 КЦ№2 Писаревского ЛПУ МГ и выполнен активный эксперимент.
Методы исследования и аппаратура: для исследований на испытаниях были задействованы пять систем сбора данных:
-штатная СКУ КЦ РИУС;
-измерительный комплекс MIC300-M и подключенные к нему 8 МДПД;
-шкаф измерений поставки ООО «Вега-ГАЗ» с контроллером NI-Rio (предоставленный для испытаний Филиалом корпорации "Нэшнл Инструменте Раша Корпорэйшн ”) и подключенные к нему 2 МДПД;
-регистрирующий стенд ООО «Вега-ГАЗ» с организованным высокоскоростным обменом между контроллером штатной САУ ГПА «Квант-1М» и шкафом измерений.
Методы исследования ГТУ ст. № 25 включали:
-предварительный анализ по собранным архивным данным;
-газодинамические испытания;
-теплотехнические испытания;
-переходные режимы (незавершенный пуск, прямое регулирование на разгоне ГТУ, воздействие ступенчатой перестановкой регулирующего клапана, разгрузка и загрузка в «магистраль», останов ГТУ с выдержанного режима при малых оборотах турбины высокого давления (ТВД)).
Системами сбора данных зафиксированы архивы перечисленных режимов работы оборудования ГТУ.
Испытания проводились в рамках научно-исследовательской работы [23], открытой ООО «Вега-ГАЗ». Организация теплотехнических и газодинамических испытаний проводилась по программе ТПиМ, разработанной персоналом группы ДИН СУ «Леноргэнергогаз», имеющей большой опыт проведения подобных работ.
Подрядной организацией СУ «Леноргэнергогаз» выпущены два отчета, включенные в качестве приложений к отчету о НИОКР [23] фирмы ООО «Вега-ГАЗ». В часть №2 [23] отчета включен предварительный анализ архивной информации о работе всех ГПА КЦ №2 КС «Писаревка». В часть №3 [23] отчета включен подробный анализ теплотехнических и газодинамических испытаний, выполненный СУ «Леноргэнергогаз.
- Название: Разработка модели и методов контроля режимов работы ГТК-10-4 для обеспечения совместимости и интеграции многоуровневых систем управления компрессорным цехом и компрессорной станцией
- Автор: Слободчиков К.Ю
- Издательство: ООО «Вега-ГАЗ»
- Год:2013
- Страниц:183
- Формат: .pdf
- Размер: 28,3 Мб
- Качество: отличное
- Серия или Выпуск:-----
- Ссылка для цитирования: Разработка модели и методов контроля режимов работы ГТК-10-4 для обеспечения совместимости и интеграции многоуровневых систем управления компрессорным цехом и компрессорной станцией / К. Ю. Слободчиков/ Всероссийский институт научной и технической информации РАН. – М., 2013. – 184 с. : ил. – Библ: 56 назв..– русский.– Деп. в ВИНИТИ РАН 24.07.2013, № 220-В2013.
Скачать Разработка модели и методов контроля режимов работы ГТК-10-4 для обеспечения совместимости и интеграции многоуровневых систем управления компрессорным цехом и компрессорной станцией
Приобететение доступа к файлам
ВНИМАНИЕ: Данная информация получена путем сканирования, цифровой обработки физических носителей или обмена с неравнодушными пользователями. Она не имеет отметок грифа секретности и тайны, если вы считаете, что эта информация нарушает Ваши авторские или другие права. Незамедлительно сообщите администратору для удаления ее из портала.
Комментарии 1
Возможность комментирования данной публикации было отключена.