Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Информационно-измерительные системы

Диссертационная работа:

Есин Юрий Иванович. Система метрологического обслуживания информационно-измерительной техники для управления промышленной безопасностью и сроком службы газораспределительных станций в топливо-энергетических отраслях : Дис. ... канд. техн. наук : 05.11.16 : М., 2005 169 c. РГБ ОД, 61:05-5/3307

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Термины и принятые в тексте диссертации сокращения. 6

Введение. 14

1. Текущее состояние проблемы метрологической
экспертизы
и метрологического обслуживания

информационно-измерительной техники для управления
промышленной безопасностью и сроком службы
газораспределительных
станций в топливно-

энергетических отраслях. 31

  1. Метрологическое обслуживание информационно-измерительных систем, предназначенных для мониторинга надежности и управления промышленной безопасностью газораспределительных станций. 31

  2. Анализ и классификация процессов старения материалов оборудования и систем газораспределительных станций, важных для системы метрологической экспертизы технических устройств и программных средств, которые применяются для мониторинга и управления безопасностью газораспределительных станций. 40

1.3. Определение и обоснование состава требований к
параметрам качества метрологической экспертизы и
метрологического обслуживания информационно-
измерительных и управляющих систем, для мониторинга и
управления безопасностью газораспределительных станций. 54

1.4. Постановка задачи о создании и развитии интегральной
системы метрологической экспертизы и метрологического
обслуживания информационно-измерительных и управляющих
систем, предназначенных для оценки риска промышленной
безопасности при эксплуатации потенциально опасных
объектов газораспределительных станций. 67

2. Создания матрицы исходных данных для системы
метрологической
экспертизы информационно-

измерительных и управляющих систем, для мониторинга и
управления
безопасностью газораспределительных

станций. 72

  1. Процессы, определяющие качество метрологической экспертизы и метрологического обслуживания информационно-измерительных и управляющих систем для мониторинга и управления безопасностью газораспределительных станций. 72

  2. Классификации технологических компонентов и газораспределительных станций в целом для формализации процессов и процедур метрологического обслуживания и метрологической экспертизы информационно-измерительных и управляющих систем, применяемых для мониторинга и управления безопасностью. 80

2.3. Требования к метрологическим эталонам и программным
средствам для метрологического обслуживания
информационно-измерительных и управляющих систем,
применяемых для мониторинга и управления безопасностью
газораспределительных станций. 86

2.4. Структура СУБД для обеспечения процессов
метрологического обслуживания и метрологической
экспертизы информационно-измерительных и управляющих
систем, применяемых для мониторинга и управления
безопасностью газораспределительных станций. 91
3 Разработка критериев качества метрологической
экспертизы информационно-измерительных и
управляющих систем, применяемых для мониторинга и
управления безопасностью газораспределительных
станций. 105

3.1. Принципы формирования критериев качества
метрологической экспертизы информационно-измерительных и
управляющих систем, применяемых для мониторинга и
-\ управления безопасностью газораспределительных станций.

* 3.2. Уточнение методик диагностического обслуживания

газораспределительных станций для системы метрологической
экспертизы и метрологического обслуживания

информационно-измерительных технических средств,

предназначенных для управления промышленной
безопасностью и сроком службы газораспределительных
станций в топливно-энергетических отраслях.
3.3. Алгоритм организации процедур метрологического
обслуживания и метрологической экспертизы

инструментальных средств и информационных модулей
Nt интегральной информационно-измерительной и управляющей

системы для мониторинга и обеспечения промышленной
безопасности газораспределительных станций.
4. Условия метрологической экспертизы и

метрологического обслуживания интегральной

измерительной системы параметров процесса деградации
служебных свойств технологических элементов и
оборудования газораспределительных станций.
4.1. Выбор и обоснование оптимальных условий
метрологической экспертизы и метрологического

ы обслуживания измерительной системы параметров процесса

деградации служебных свойств технологических элементов и оборудования газораспределительных станций. ОАО «Газпром».

4.2. Концепция отраслевого полигона по испытаниям
технических устройств и верификации программного
обеспечения интегральной информационно-измерительной и "
управляющей системы, применяемых для мониторинга и .
обеспечения промышленной безопасности

газораспределительных станций. 149

Заключение и выводы. 154

Список использованных источников. 157

Приложение 1. Акты о внедрении. 169

ТЕРМИНЫ И ПРИНЯТЫЕ В ТЕКСТЕ ДИССЕРТАЦИИ СОКРАЩЕНИЯ.

Авария на опасном производственном объекте топливно-энергетического комплекса — разрушение и /или отказ служебных функций технических устройств и/или сооружений, неконтролируемый взрыв и (или) выброс опасных веществ (природного газа, конденсата и т.д.), находящихся в технологических системах объектов сооружений на действующих опасных производственных объектах топливной промышленности и энергетики.

База данных — совокупность записей информации в памяти ЭВМ или на машиночитаемых носителях, упорядоченная с расчетом на удобное обращение к ее фрагментам.

Баланс — соотношение взаимно связанных показателей.

Безопасность — согласно ГОСТ Р 1.0-092 - есть отсутствие недопустимого риска, связанного с возможностью нанесения ущерба.

Блочно-комплектное устройство — объект (или его функционально законченная часть), поставляемый к месту строительства (монтажа) в виде комплекта блочных устройств, а также (преимущественно в транспортных контейнерах) сборных конструкций и заготовок инженерных коммуникаций.

Взрыв — неконтролируемый быстропротекающий процесс выделения энергии, связанный с физическим, химическим или физико-химическим изменением состояния вещества, приводящий к резкому динамическому повышению давления или возникновению ударной волны, сопровождающийся образованием сжатых газов, способных привести к разрушительным последствиям.

Взрывоопасная зона — помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установки, в которой имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси.

Взрывобезопасность — система организационных и технических мероприятий и средств, направленных на предотвращение или локализацию взрыва и его воздействия на человека.

Газобезопасность — система организационно-технических мероприятий и средств, обеспечивающих предотвращение воздействия вредных и (или) взрывоопасных веществ на работающих или снижающих это воздействие до предельно допустимых концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны (ПДК) и предельно допустимых взрывобезопасных концентраций (ПДВК).

Давление рабочее — избыточное максимальное внутреннее или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса.

Дефект - каждое отдельное несоответствие объекта контроля установленным требованиям;

Единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью;

Загазованность — наличие в воздухе вредных и (или) взрывоопасных веществ в концентрациях близких или выше предельно-допустимых норм.

Измерение — процесс и/или процедура определения значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Инженерно-математическая модель — формализованное описание исследуемых технологических процессов и/или технических (инженерных) объектов.

Инцидент — механическое повреждение или проявление скрытого дефекта конструкции, отдельного элемента сооружений действующего опасного производственного объекта, отказ обслуживающих его систем (систем телемеханики, связи энергоснабжения, ЭХЗ или других), не повлиявшее на работоспособность объекта, не вызвавшее необходимость принятия нештатных

действий, не предусмотренных планом технического обслуживания и ремонта, для восстановления его безопасного состояния.

Контроль технического состояния - проверка соответствия значений параметров объекта требованиям технической документации и определения на этой основе одного из заданных видов технического состояния в данный момент времени.

Критерий предельного состояния - совокупность признаков, при которых использование по назначению должно быть прекращено в связи с возможным возникновением отказа (аварии).

Макросреда газоснабжения — совокупность демографических, экономических, природных, научно-технических, политических и культурных факторов, оказывающих решающее влияние на деятельность юридических и физических лиц, занятых в сфере распределения газа на всех этапах жизненного цикла распределительного газопровода и специального оборудования газоснабжающей системы.

Менеджмент — совокупность принципов, форм, методов, приемов и средств управления производством и персоналом с применением последних достижений науки управления.

Метрология — Наука об измерениях, методах и средствах обеспечения единства измерений и способах достижения заданного уровня точности.

Метрологическая служба — Совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений.

Метрологическое обслуживания ИИУС ГРС— система мероприятий, обеспечивающих надлежащую точность и соблюдения принципа единства измерений, применение регламентированных эксплуатирующей организацией методов и критериев обработки и анализа результатов измерений, соблюдение единых правил принятия решений о техническом состоянии и промышленной безопасности ГРС.

Метрологическая экспертиза ИИУС ГРС— система мероприятий, обеспечивающих определение соответствия показателей отдельных

информационных модулей и ИИУС ГРС в целом их заявленным (проектным и нормативным) характеристикам метрологического качества.

Метрологическая поверка ИИУС ГРС — система мероприятий, обеспечивающих соответствующую настройку технических и программных средств на заданные метрологические параметры, в том числе с использованием специальных эталонов.

Модель информационная — вербальное, графическое или знаковое (символьное) описание сложной системы.

Наработка - интервал времени, в течение которого объект находится в состоянии нормального функционирования.

Опасное вещество — вещество, упомянутое в приложении 1 Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов». К опасным веществам относятся воспламеняющиеся вещества, окисляющиеся вещества, горючие вещества, взрывчатые вещества, токсичные вещества, высокотоксичные вещества, веществе, представляющие опасность для окружающей среды.

Опасность — потенциально возможное негативное явление, угроза или ситуация с возможностью нанесения ущерба.

Опасные производственные объекты ОАО «Газпром» — технологические объекты ОАО «Газпром», с применением которых добываются, подготавливаются, транспортируются, хранятся или распределяются опасные по критериям Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» вещества (природный газ, конденсат и т.д.).

Предельное состояние - состояние объекта, при котором либо его дальнейшая эксплуатация, либо восстановление работоспособного состояния невозможны или нецелесообразны.

Прогнозирование технического состояния - определение технического состояния объекта с заданной вероятностью на прогнозируемый интервал времени.

Промышленная безопасность опасных производственных объектов

— состояние защищенности жизненно важных интересов личности и общества от аварий на опасных производственных объектах и последствий указанных аварий.

Работоспособное состояние (работоспособность) — состояние объекта, при котором он способен выполнять все или часть заданных служебных функций в объеме проектных требований.

Ресурс — суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.

Риск — количественный или качественные показатели наиболее вероятного и ожидаемого возможного ущерба при осуществления различных процедур и процессов.

Техническая диагностика - область знаний, охватывающая теорию, методы, средства и технологии определения технического состояния; оценка и прогнозирование технического состояния объекта в текущий момент и на перспективу.

Техническое состояние объекта - степень соответствия объекта проектным показателям и нормативным требованиям.

Ущерб — потеря, убыток, урон.

Эвристика — система логических приемов и методических правил теоретического исследования, метод обучения, способствующий развитию активности( в античной философии — «искусство нахождения истины»).

Эксплуатирующая организация — организация, предприятие или производственное подразделение, осуществляющее деятельность по эксплуатации той или иной совокупности технологических объектов топливно-энергетического комплекса России.

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

В данной работе приняты следующие сокращения для наиболее часто повторяющихся понятий и слов:

АГРС-автоматизированная газораспределительная станция;

АИУС - автоматизированная информационно-управляющая система;

АСУ ТП - автоматизированная система управления технологическим процессом;

АЭС— атомная электростанция;

БД - база данных;

ВСН- временная строительная норма;

ГРО - газораспределительная организация;

ГРС- газораспределительная станция;

ГС - газовая служба по эксплуатации систем газоснабжения потребителей с давлением не более 1,2 МПа;

ДП- диспетчерский пункт;

ЕС МДУ ГХ - Единая система мониторинга, диагностики и управления газовым хозяйством ОАО «Газпром» на основе информационных технологий;

ЕСУ ОТ ПБ - Единая система управления охраной труда и промышленной безопасностью;

ЕТКС - Единый тарифно-квалификационный справочник работ и профессий рабочих;

ИИУС ГРС - информационно-измерительная и управляющая система, предназначенная для мониторинга технического состояния и управления промышленной безопасностью ГРС и/или отдельных технологических компонентов распределительных станций; ПК- измерительный канал;

КИДО - комплексное инженерное диагностическое обследование. КТС- комплекс технических средств; КРП - контрольно-распределительный пункт;

КИП uA- контрольно-измерительные приборы и средства автоматики;

ЛП- локальный пульт;

ЛВЖ и ЛВВ - легковоспламеняющаяся жидкость и легковоспламеняющееся вещество;

ЛПУМГ - линейно-производственное управление магистральных газопроводов;

ЛЭС - линейно-эксплуатационная служба;

МГ- магистральный газопровод;

НТП- нормы технологического проектирования;

НТД- нормативно-техническая документация;

ОИИУС - отраслевая интегрированная информационно-управляющая система;

ОПО — опасные производственные объекты;

ПБГХ- Правила безопасности в газовом хозяйстве;

ПБЯ- Правила безопасности объектов использования атомной энергии.

ПДК - предельно-допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны;

ПЛК- программируемый логический контроллер;

ППБ - Правила пожарной безопасности для предприятий и организаций газовой промышленности;

ППР - планово-предупредительный ремонт;

ПУЭ - Правила устройства электроустановок;

САУ- система автоматизированного управления;

СЗЗ - санитарно-защитная зона;

СИЗ - средства индивидуальной защиты;

СИЗОД - средства индивидуальной защиты органов дыхания;

СПХГ- станция подземного хранения газа;

СТП - стандарт предприятия;

TOuP - техническое обслуживание и ремонт

ТЭБ - топливно-энергетический баланс;

ТЭК-топливно-энергетическом комплекс;

ТЭО - технико-экономическое обоснование;

УЗК—ультразвуковой контроль;

УКЗ - установка катодной защиты;

УМГ- Управление магистральных газопроводов;

УП - удаленный пульт;

ЦПДУ- центральный пульт диспетчерского управления;

ШРП - шкафной регуляторный пункт;

ЭХЗ - электрохимзащита.

Введение к работе:

В настоящее время в атомной, газовой, химической и смежных с ними отраслях промышленности наметилась тенденция на улучшения метрологического обслуживания программно управляемых аппаратных средства для мониторинга и обеспечение безопасности различных потенциально опасных промышленных объектов.

Газовая отрасль России является одной из важнейших для решения энергетических проблем национальной безопасности России. ОАО «Газпром» -крупнейшая в мире производственная структура по поставкам газа конечному потребителю, включает в свой состав промышленные предприятия по добыче, транспортировке, переработке и использованию природного газа и газового конденсата. В разработке находится около 70 крупнейших месторождений при эксплуатационном фонде порядка 6000 газовых скважин. Единая система газоснабжения РФ, обслуживаемая производственными предприятиями ОАО «ГАЗПРОМ», включает свыше 150 тыс. км магистральных газопроводов, 690 компрессорных цехов общей мощностью свыше 42 млн. кВт, свыше 3500 газораспределительных станций, 21 подземное хранилище газа, развитую сеть распределительных газопроводов протяженностью более 200 тыс. км [1-3]. В топливно-энергетических балансах регионов России доля природного газа является определяющей [3], поэтому важная роль ОАО ГАЗПРОМ в деле обеспечения энергетической безопасности регионов и страны в целом не вызывает сомнений. В связи с этим острой является социально значимая проблема по адекватному предоставлению потребителям газа обоснованных гарантий безопасности и качества его поставок. Особенно жестко эта злободневная проблема проявит себя после вступления станы в ВТО, когда будут созданы условия для широкого право применения положений закона РФ «О Техническом регулировании». В системе гарантий безопасности одна из ведущих ролей принадлежит процессам метрологического обслуживания и метрологической экспертизы информационно-измерительных и управляющих систем, которые применяются для мониторинга и управления безопасностью

потенциально опасных объектов в атомной, газовой и др. отраслях промышленности. Поэтому совершенствование системы метрологического обслуживания аппаратно-программных средств для мониторинга, диагностики и обеспечения безопасности атомных и газовых объектов всегда будет представлять собой актуальную научную задачу.

Вместе с этим для ОАО «ГАЗПРОМ» важно иметь гарантии устойчивого потребления запланированного количества газа в регионах Российской Федерации со стороны его потребителей. Это с одной стороны это актуально для обеспечения социальных обязательств по поддержанию энергетической безопасности регионов с приемлемым уровнем риска, и с другой — для достижения запланированных показателей хозяйственной деятельности ОАО «ГАЗПРОМ». Для формирования таких гарантий вся совокупная система газопроводов: промысловых, магистральных распределительных, должна иметь высокие показатели надежности и безопасности. Любой сбой или отказ элементов этой системы, например, объектов потребления газа или распределительных газопроводов, приведет к ограничению использования проектных (установленных) мощностей других компонентов системы, например объектов магистральных газопроводов, газодобычи и т.д., и как следствие - к уменьшению -поставок газа платежеспособному потребителю и убыткам ОАО «ГАЗПРОМ». Для предупреждения внезапных отказов, аварий и чрезвычайных ситуаций на производственных объектах ОАО «ГАЗПРОМ» сегодня уже существует целая система барьеров безопасности. Основные ее элементы представлены на рис. 1. Основой нормативно-правовой компоненты системы барьеров безопасности являются федеральные законы:

ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН N 69-ФЗ «О ГАЗОСНАБЖЕНИИ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ»;

ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН. «О ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ»;

ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН №184 - ФЗ «О ТЕХНИЧЕСКОМ РЕГУЛИРОВАНИИ».

* I

Нормативно-правовая база:

Федеральные законы РФ,

Федеральные правила и технические регламенты, Отраслевая нормативно-техническая документация, Стандарты и инструкции поставщиков и потребителей. Другие распорядительные документы.

Обеспечивающие базы

Научная и проектно-конструкторская обоснованность безопасности объектов; Система безопасной эксплуатации (управление качеством эксплуатации, мониторинг надежности и безопасности, техническое обслуживание и ремонт, техника безопасности, др.) Метрологическое обеспечение и метрологическая экспертиза (сертификация), Система подготовки повышения квалификации и аттестации персонала, Культура безопасности и мониторинг рисков. Системы материально-технического снабжения, страховой защиты и др.

Человеческий фактор.

Образовательный уровень и грамотность административного и

обслуживающего персонала,

Компетентность и подготовленность исполнителей работ,

Ответственность работников всех уровней,

Удовлетворенность участников процесса,

Предупреждение вандализма агрессивных действий со стороны третьих

лиц.

Другое

Рис. 1 Основные компоненты системы безопасной эксплуатации в атомной и смежной с ней отраслях ТЭК.

Учитывая технологические особенности и показатели безопасности производственных объектов ОАО «ГАЗПРОМ», характер выбросов вредных веществ в окружающую среду, последствия разрушений конструкций и инженерных систем газовых объектов под действием внутреннего давления газа и других факторов воздействия, ряд специалистов [3-8] выделяют в целях мониторинга безопасности и надежности поставок газа конечному потребителю, четыре основных группы производственных объектов: объекты добывающих предприятий, в том числе промысловые газопроводы, объекты газотранспортных предприятий и хранилищ газа, объекты газоперерабатывающих заводов и газонаполнительных станций, объекты системы газораспределительных и газоснабжающих сетей. Представления гарантий безопасности и разработка декларации промышленной безопасности для всех групп данных объектов включает оценку социального, промышленного и экологического рисков при потенциальных разрушениях конструкций и/или систем в течение срока их проектной службы и за его пределами, соответствие показателей безопасности допустимым пределам, федеральному и региональным приемлемым уровням, анализ достаточности и умеренности мероприятий по предупреждению аварий, по локализации и ликвидации их последствий, по уменьшению возможных финансовых, материальных и иных потерь, по обеспечению техническими, технологическими, метрологическими, противоаварийными и другими средствами. Общим при представлении гарантий качества и безопасности для всех групп объектов является исходная позиция (рис. 2.).

Применительно к такому важному сегменту газовой отрасли как распределительные станции и газопроводы, основные гарантии безопасности и положения Энергетической Стратегии России [2,4] могут быть реализованы при переходе к новой ресурсосберегающей технологии развития и эксплуатации сетей газопроводов с учетом их фактического технического

% I

Начальная точка

Послание Президента Российской Федерации В.В. Путина Федеральному Собранию Российской Федерации от 16.05.2003

Цель, чтобы в обозримом будущем Россия заняла прочное место среди экономически передовых и влиятельных государств мира. Поскольку Россия является крупнейшим в мире экспортером и потребителем топливно-энергетических ресурсов, рост конкурентоспособности страны немыслим без развития и модернизации газовой отрасли.

Энергетическая Стратегия России до 2010 г. и на последующие годы, принята Правительством РФ в августе 2003 г.

Направления и средства реализации Стратегии

Стратегия повышение

провозглашает эффективности

Законадателыю-правовое - Федеральные законы, Технические регламенты, федеральные нормы и правила,

Материально-финансовое - инженерные, финансовые, нормативные, инвестинионные и другие обеспечивающие базы

Интеллектуальное - научно-технический потенциал, подготовка и аттестация специалистов, экспериментальная база

Информационное -= информационно-измерительные и сертификационные и CALS-системы

Управленческое - административное управление, система управлении качеством, технико-финансовый аудит

Другие -экологических мониторинг, система и бартеры безопасности, физическая защита, анализ платежоспособного спросаз, анализ

всех видов рисков,

Рнс.2 Исходные концептуальные положения для развития информационно-измерительных и управляющих систем, предназначенных для мониторинга безопасности и управления рисками эксплуатации опасных объектов.

состояния [5]. В данном случае системный подход и координация усилий по всем направлениям мониторинга и представления потребителю газа гарантий безопасности со стороны ОАО «ГАЗПРОМ» подразумевает:

анализ потребностей в газовом топливе, определение текущего и желаемого состояний существующих газораспределительных сетей, оценку пропускной способности и коэффициентов загрузки газопроводов-отводов;

анализ механизмов, способствующих и сдерживающих развитие газификации регионов, выявление методов и компенсирующих мер для преодоления противоречий в развитии газификации и безопасной эксплуатации распределительных газопроводов;

мониторинг проводимых изменений, закрепление успехов и положительных социально-экономических результатов в области газификации и газораспределения.

Для реализации и оценки эффективности внедрения механизмов формирования гарантий качества поставок газа конечному потребителю потребуется диагностическая информация, которая обеспечена метрологической поддержкой. Тогда эта информация будет объективно отражать фактическое состояние распределительного сектора газового хозяйства. Поэтому необходимо развитие отраслевой системы метрологического обслуживания технических средств диагностики и мониторинга газопроводов, базирующейся на современных информационных технологиях и ключевых принципах системы управления качеством продукции и услуг. Развитие отраслевой системы диагностического обслуживания и мониторинга распределительных газопроводов должна быть ориентированна на использование, как правило, только сертифицированного оборудования и технических средств, на постоянное повышение квалификационных возможностей обслуживающего персонала. Исходя из сказанного следует сделать заключение, что для ОАО «ГАЗПРОМ» актуальным и принципиально важным становиться развитие системы метрологической экспертизы и

метрологического обслуживания для современной интеллектуальной диагностики с функциями предупреждения (управления) возможных аварий и других инцидентов. Также актуальным для текущего момента и всех отраслей ТЭК является развитие научно-технического потенциала КИП и А, системная подготовка и аттестация специалистов для метрологической экспертизы и метрологического обслуживания ИИУС. Решение этой задачи не будет возможно, если не улучшить отраслевую экспериментальную базу, которая необходима для технического аудита качества технических и методических средств диагностики распределительных газопроводов, для тренировок и аттестации персонала, связанного с диагностикой газопроводов, и много другого со следующими целевыми функциями:

метрологической экспертизы и сертификационного центра технических средств и методов диагностики газопроводов;

научно-учебного центра по специализированной подготовке, повышению квалификации и аттестации персонала, связанного с выполнением метрологического обслуживания на объектах газопроводов.

Текущее состояние газовой отрасли характеризуется рядом негативных тенденций: быстрым устареванием основных фондов, пока еще низкой эффективностью использования оборудования и газопроводов, увеличением риска техногенных аварий и др. Серьезную озабоченность вызывает текущее техническое состояние газораспределительных станций (ГРС), как социально важного объекта ТЭК для экономики и энергетической безопасности регионов страны.

В России на текущий момент функционирует свыше 3500 ГРС, большая часть из которых находится на балансе ОАО «Газпром». Территориальная разбросанность ГРС, порой их удаленное расположение от линейно-производственных управлений (ЛПУ), а также новое социально-экономическое состояние регионов России, характеризуемое сегодня высоким интегральным риском техногенных аварий, природных катастроф и терактов, срочно требуется организация системной диагностики технического состояния и

мониторинга безопасности ГРС на новом качественном уровне метрологического обслуживания. Особенно важно при эксплуатации ГРС с централизованной, периодической или надомной формами обслуживания создать унифицированную информационно-измерительную систему с соответствующим метрологическим обеспечением, как для предупреждения аварий, так и для грамотного управления экономикой ТЭК регионов страны. Пока факты свидетельствует о низком уровне автоматизации технологических процессов на ГРС, об отсутствии на них современных средств метрологического обеспечения ИИУС для мониторинга и оперативной диагностики, автоматизированного управления работой технологических узлов и блоков ГРС в нормальных (проектных) режимах эксплуатации и внештатных ситуациях.

В настоящее время газотранспортными предприятиями России проводится большая работа по строительству и реконструкции ГРС, и это требует новых методик метрологической экспертизы, внедрения решений по телемеханизации и автоматизации ГРС с учетом новых требований к предоставлению гарантий безопасности и качества поставок газа конечному потребителю. Широкомасштабный процесс автоматизации ГРС не возможен без модернизации действующих системы метрологической экспертизы и метрологического обслуживания ИИУС, предназначенных для обеспечения гарантий поставок газа потребителю. Поэтому в данной работе выполнен комплекс актуальных для атомной, военной, газовой, нефтяной и других отраслей промышленности исследований в целях улучшения и развития системы метрологической экспертизы информационно-измерительной техники и аналитических приложений для управления промышленной безопасностью и сроком службы газораспределительных станций.

На протяжении достаточно длительного периода исследование оценочных понятий метрологической экспертизы ИИУС осуществлялось в основном с точки зрения использования ИИУС как измерительных технических устройств. В метрологической экспертизе факторы позитивных и негативных свойств

ИИУС принимались к рассмотрению, как правило, только с позиции оценочных
понятий точности и чувствительности, надежности и долговечности
измерительной техники. Во второй половине XX в. проф. М.А.Саверин
определил, что совершенствование технологий измерения, возможность
определения технического состояния и своевременное выявление возникших
дефектов объектов и инженерных систем является одним из важных условий, от
выполнения которого зависит эффективность и надежность, промышленная
безопасность потенциально опасных объектов ТЭК. В дальнейшем
Н.П.Алешину, Г.А.Апарину, В.М.Баранову, А.А.Барзову, Е.А.Безменову,
М.С.Бесфамильному, Ю.А.Воробьеву, Ю.И.Воронцову, Е.А.Гусеву,
А.М.Карасевичу, В.М.Киселеву, Р.Б.Котельникову, Ю.М.Ляндону,

С.Д.Малкину, В.М.Марковичеву, Н.Г.Назарову, В.Я.Родионову, Г.А.Сарычеву, Е.И.Сычеву, Ю.В.Шабалину, В.В.Харитонову, А.И.Якушеву и другим известным ученым удалось развить ряд научных направлений, в которых такие проблемы, как определенность содержания норм метрологической экспертизы, свободы и обоснованности выбора верификационных критериев для определения качества ИИУС, достаточности обоснований и доказательств правдивости результатов мониторинга состояния технических объектов, которые были получены с помощью ИИУС, и ряд других были рассмотрены в плоскости представления гарантий промышленной безопасности. Вместе с тем ни в период существования СССР ни в последующее время специальных работ, посвященных оценочным понятиям качества метрологической экспертизы информационно-измерительной техники и аналитических приложений для управления промышленной безопасностью и сроком службы газовых и ядерных объектов в топливно-энергетических отраслях, опубликовано не было.

Вопросы оценочных понятий метрологической экспертизы ИИУС привлекли внимание ученых на рубеже XXI века в период кодификации российского законодательства в сфере промышленной и экологической безопасности. В этот период они поднимались в трудах М.Б.Бакирова, В.М.Белова, Г.П.Былинкина, Т.Е.Зуйкова, А.Г.Иноземцева, Е.М.Кудрявцева,

Т")

М.В.Окрестилова, В.Г.Фирстова. В частности, были предприняты попытки дать определение оценочного понятия для критериев качества измерительной техники, выделить некоторые характерные особенности метрологического обеспечения ИИУС, предназначенных для мониторинга промышленной безопасности объектов ТЭК. По мере накопления опыта мониторинга промышленной безопасности газовых объектов, некоторые авторы обратились к более углубленному изучению оценочных понятий метрологической экспертизы ИИУС. Так, В.Н.Клименко, Б.И.Завойчинский, Н.А.Махутов, А.Н.Проценко предложили развернутое определение оценочного понятия промышленной безопасности для объектов ТЭК, а В.П.Берчик, Н.С.Бурдаков, С.В.Власов, В.А.Канайкин, С.Н.Мокроусов, Г.В.Москвитин, В.Н.Пермиков, Ю.М.Поволоцкий, В.А.Сидоренко, Г.В.Яковлев и ряд других исследователей выделили объективные и субъективные причины использования оценочных понятий в метрологической экспертизе ИИУС, предназначенных для мониторинга и контроля технического состояния ядерных и других объектов ТЭК. Однако указанные вопросы рассматривались многими авторами применительно к конкретным техническим устройствам и производственным системам. К сожалению, с момента принятия Федерального Закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 20 июня 1997 г. не было опубликовано ни одной специальной работы, посвященной оценочным понятиям качества метрологической экспертизы ИИУС, предназначенных для мониторинга промышленной безопасности ГРС и других объектов газовой промышленности. Кроме этого, далеко не все точки зрения перечисленных выше авторов бесспорны, и многое требует переосмысления с учетом накопившегося опыта применения современных ИИУС на объектах ТЭК, а также опыта их метрологического обслуживания в процессе применения технических нормативов и правовых норм при экспертизе промышленной безопасности ГРС.

Объект исследования в данной диссертации составляют процессы и процедуры, методы и средства метрологического обслуживания и

метрологической экспертизы ИИУС, предназначенных для мониторинга промышленной безопасности ГРС, ядерных и других объектов топливно-энергетических отраслей.

Предметом исследования в данной диссертации являются ИИУС и система метрологической экспертизы информационно-измерительной техники и аналитических приложений для управления промышленной безопасностью и сроком службы ГРС в топливно-энергетических отраслях.

Цель работы и данной диссертации есть систематизация опыта и улучшение системы метрологического обеспечения ИИУС, разработка и апробация новой методологии, основанной на базе процессного подхода, для проведения метрологической экспертизы информационно-измерительной техники и аналитических приложений ИИУС, создаваемых для управления промышленной безопасностью и сроком службы ГРС в топливно-энергетических отраслях.

Задачами исследования данной диссертации являются:

постановка многокритериальной задачи оптимизации системы и процедур метрологической экспертизы ИИУС, создаваемых для управления промышленной безопасностью и сроком службы ГРС;

разработка информационной модели, описывающих некоторые процессы метрологической экспертизы ИИУС для прогнозирования характеристик надежности и безопасности отдельного оборудования, технологических трубопроводов и ГРС в целом;

создание матрицы исходных данных и СУБД для информационного обеспечения процессов метрологической экспертизы ИИУС, необходимых для управления процессами старения и сроками службы ГРС;

разработка критериев метрологической экспертизы ИИУС и требований к достоверности диагностических данных для управления процессами старения и сроками службы объектов ТЭК;

определение оптимальных условий и состава процедур метрологической экспертизы для информационно-измерительной системы

мониторинга параметров процесса деградации служебных свойств технологических элементов ГРС на примере газовых объектов ОАО «Газпром;

— апробация разработанных методик, модели и системы
метрологической экспертизы ИИУС при эксплуатации ГРС в период проектного
срока службы и за его пределами.

Методическую основу диссертационного исследования составляют диалектический метод познания техногенных, физических и общественных процессов и явлений. В основу конкретной методологии исследований положены процессный подход, принципы исторического, феноменологического и логического познания, системный анализ повышения эффективности сложных технических систем. В качестве частно-научных методов применялись формально-логический, статистический, сравнительно-правовой анализ, методы: прямой и обратной волны; вероятностного прогнозирования надежности и безопасности технологических процессов и технических устройств; моделирования процессов старения материала, компонентов конструкций и инженерных систем объектов ТЭК; статистические методы обработки экспериментальных и эксплуатационных данных по отказам оборудования и инженерных систем ГРС; построения феноменологических и информационных моделей.

Основные положения, выносимые автором на защиту:

результаты систематизации процессов старения основного оборудования, трубопроводов и инженерных систем ГРС, исследования механизмов их деградации и повреждения, которые составляют базу знаний для метрологического обслуживания ИИУС ГРС;

методология оптимального выбора физического явления и информативных параметров, дающих наиболее объективную информацию о техническом состоянии и промышленной безопасности объекта ТЭК и определяющие платформу метрологической экспертизы ИИУС ГРС;

структура информационной базы (исходные данные и система поддержки принятия решения) метрологической экспертизы информационно-

измерительной техники и аналитических приложений для управления промышленной безопасностью и сроком службы ГРС в топливно-энергетических отраслях;

концепция и блок-схема СУБД для информационного обеспечения процессов метрологической экспертизы ИИУС, предназначенных для управления сроками службы ГРС с учетом фактических показателей процессов их старения;

алгоритмы и методики обработки контрольно-измерительной и диагностической информации, используемой для метрологического обеспечения, сертификации, аттестации, верификации ИИУС, технических устройств и программных продуктов для оценки технического состояния и промышленной безопасности ГРС;

алгоритм постоянного улучшения гармонизированной инструментальной среды для создания новых методов метрологического обеспечения ИИУС, предназначенных для интеллектуальной диагностики и мониторинга служебных характеристик, определяющих техническую безопасность объектов ТЭК.

Научная новизна диссертационного исследования состоит в том, что оно представляет собой первое комплексное монографическое исследование оценочных понятий, включенных в систему метрологического обслуживания и метрологической экспертизы ИИУС ГРС, технических устройств и программных продуктов, предназначенных для оценки технического состояния, промышленной безопасности и управления сроком службы ГРС. Автором впервые проведен ретроспективный анализ оценочных понятий в системе метрологического обслуживания ИИУС, предназначенных для экспертизы промышленной безопасности ГРС и других объектов ТЭК. Этот анализ стал основой методологии оптимального выбора физического явления и информативных параметров, которые необходимы для метрологический экспертизы качества ИИУС и других технических средств, позволяющих получать наиболее объективную информацию о техническом состоянии и

промышленной безопасности объекта ТЭК. Научные положения, выводы и результаты диссертации создают теоретическую и практическую основу:

для реализации оригинального алгоритма постоянного улучшения гармонизированной инструментальной среды, обеспечивающей создание новых методов метрологического обеспечения ИИУС интеллектуальной диагностики и мониторинга служебных характеристик, которые определяют промышленную безопасность объектов ТЭК;

для концепции СУБД, которая необходима для информационного обеспечения процессов метрологической экспертизы ИИУС, предназначенных для управления промышленной безопасностью и сроками службы ГРС;

для выработки критериев метрологической экспертизы ИИУС и требований к достоверности диагностических данных для управления процессами старения и сроками службы объектов ТЭК;

для оптимального выбора условий процедур метрологической экспертизы измерительной системы параметров процесса деградации служебных свойств технологических элементов и оборудования ГРС ОАО «Газпром».

В условиях вступление России в ВТО научная ценность работы определяется методикой и алгоритмом обработки контрольно-измерительной и диагностической информации, используемой для метрологического обеспечения, сертификации, аттестации, верификации ИИУС, разнообразных технических устройств и программных продуктов для оценки технического состояния и промышленной безопасности ГРС. Методика и алгоритм обладают достаточной общностью для создания специальных технических регламентов и стандартов организаций для целей метрологической экспертизы ИИУС, применяемых для обеспечения гарантий промышленной безопасности потенциально опасных объектов топливно-энергетических отраслей.

Практическая ценность результатов диссертационного исследования определяется тем, что применительно к ГРС, эксплуатируемых в топливно-энергетических отраслях, разработаны и усовершенствованы методики

метрологической экспертизы РШУС и других технических средств измерения и обработки информационных данных о параметрах промышленной безопасности. Эти методики позволяют снизить погрешность измерений, повысить представительность полученных результатов и более корректно учитывать влияние внешних факторов и случайных воздействий на их точность и как следствие, улучшить качество прогнозов промышленной безопасности объектов ТЭК. Применение разработанных автором научных положений методик и технических средств обеспечило повышение точности и представительности результатов при оценке качества ИИУС, предназначенных для экспертизы промышленной безопасности ГРС. Применение разработанных методик метрологического обеспечения и сертификации контрольно-измерительных средств на предприятиях ОАО «Газпром» способствовало повышению обоснованности принимаемых решений для обеспечения безопасной эксплуатации газопроводов, что позволило снизить на порядок вероятность внезапных отказов и аварийных ситуаций. Разработанная система метрологической экспертизы информационно-измерительной техники для управления промышленной безопасностью и сроком службы ГРС позволяет решить многокритериальную задачу с различными целевыми функциями экономического критерия: самоокупаемости ГРС или получения максимальной прибыли. Разработанные автором модели и методики информационного обеспечения метрологического обслуживания и управления безопасностью ГРС ОАО «Газпром» верифицированы, апробированы и внедрены на ряде предприятий отрасли. По результатам внедрения получен положительный социально-экономический эффект.

Достоверность полученных научных положений, результатов выводов диссертации подтверждается применением процессного подхода в методологии научных исследований, информационным, функциональным и математическим моделированием, обеспечена использованием современных физических представлений о деградации служебных характеристик материалов и оборудования, подтверждена согласованностью результатов теоретических

расчетов с экспериментальными данными, а также положительным производственным опытом внедрения разработок автора на объектах ТЭК и приоритетными публикациями в рецензируемых научных изданиях.

Автор самостоятельно провел настоящее исследование - от обзора глЪ литературы по проблеме до написания положений, методик, выводов, формул диссертации, автор единолично выполнил обзор показателей эффективности и систематизацию процессов метрологического обеспечения и метрологической экспертизы РШУС, предназначенных для обеспечения промышленной безопасности ГРС. При разработке нормативно-технической документации, коллективно-экспертном анализе результатов исследований и метрологическом обслуживании конкретных технических средств, необходимых для экспертизы промышленной безопасности ГРС ОАО «Газпром», подготовке публикаций, отчетов и выступлений с докладами на конференциях и семинарах вклад автора является основным. Автором лично разработана концепция и структура СУБД, которая необходима для информационной поддержки процессов Л метрологической экспертизы ИИУС ГРС, и выполнена большая часть работы по созданию ее электронной оболочки, наполнению ее фактическими данными. Основные положения работы докладывались на международных форумах, в том числе «Диагностика газопроводов» в-2000-2004 годах (Кипр, Тунис, Турция, Мальта, Египет), Всероссийских (всесоюзных) симпозиумах, конференциях и совещаниях, на технических советах ОАО «Газпром» РФ, на заседаниях ученых советах ДОАО «Оргэнергогаз», РНЦ «Курчатовский институт», ЦМиР ВНИИАЭС, ВНИИСТ. По теме диссертации опубликовано 14 работ.

Генеральные идеи, положения, принципы, методические приемы, а также обобщенные результаты исследований опубликованы в 28 отечественных и Л зарубежных периодических научных изданиях.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка цитируемой литературы, включающего 96 источников. Работа изложена на 168 страницах, содержит таблиц , 18 рисунков.

Автор выражает глубокую благодарность всем сотрудникам ДОАО «Оргэнергогаз», сотрудникам ФГУ РНЦ «Курчатовский институт», действующим в рамках соглашения о научно-техническом сотрудничестве, подписанным Р. И.Вяхиревым и В.П.Велиховым, без конструктивной помощи и советов которых было бы трудно выполнить исследования по теме диссертации.

Подобные работы
Клищевская Валентина Михайловна
Интегральная информационно-измерительная система управления промышленной безопасностью распределительных станций топливно-энергетических отраслей
Лившиц Владимир Моисеевич
Повышение эффективности эксплуатационного контроля в системе технического обслуживания сельскохозяйственной техники (методы и технические средства)
Соколова Лина Викторовна
Автоматизированная система обработки информации и управления предприятием по сервисному обслуживанию дорожно-строительной техники
Курочкин Евгений Анатольевич
Метод создания системы нормативно-технической документации по одобрению организаций по техническому обслуживанию и ремонту авиационной техники, гармонизированной с международными требованиями
Евстифеев Андрей Александрович
Методы и средства формирования промежуточного языка при разработке программного обеспечения информационно-аналитических систем газовой отрасли
Командровский, Виктор Георгиевич
Разработка принципов повышения информативности исследования сложных объектов и систем нефтегазовой отрасли
Мальцев Андрей Анатольевич
Управление в экономических системах предприятий птицеводческой отрасли сельского хозяйства
Рейман Леонид Дододжонович
Совершенствование системы государственного регулирования отрасли телекоммуникаций
Шайа Хуссейн Шайа Абдуллах
Методы проектирования информационного и технологического обеспечения корпоративной информационной системы для предприятий добывающей отрасли Республики Йемен
Охотников Евгений Сергеевич
Математическое моделирование в распределенных системах оперативного мониторинга нефтегазодобывающей отрасли

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net