авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Разработка технологии оценки геоэкологической безопасности газопроводов в условиях возникновения аварийных ситуаций

-- [ Страница 3 ] --

 Рисунок 5-Алгоритм расчета опасной зоны при эксплуатации газопровода На базе-6

Рисунок 5-Алгоритм расчета опасной зоны при эксплуатации газопровода

На базе полученных материалов о состоянии газотранспортной ПТС вычисляется вероятность частоты аварии на данном участке газопровода. Для этого анализируются факторы, которые могут повлиять на частоту аварийных процессов. Прямой учет всех факторов влияния невозможен, поэтому наиболее перспективным подходом является выявление основных, наиболее значимых групп опасных факторов: механические повреждения, качество производства труб и оборудования, уровень эксплуатации, природные и природно-техногенные воздействия ( коррозия, карст, сели, оползни, эрозия и др.), которые являются «угрожающими» при эксплуатации газопровода.

Основной постулат заключается в том, что для рассматриваемого n-ого участка трассы газопровода определяется значение общего коэффициента влияния, показывающего, во сколько раз ожидаемая частота аварий на этом участке отличается от среднестатистической частоты аварий за счет «факторов влияния», действующих на этом участке.

Для вычисления параметров выбросов газа при аварийном разрыве газопровода учитывается: время обнаружения аварии и локализации аварийного участка; время отключения аварийного участка; длина отключенного участка; расстояние от места разрыва газопровода до начала (по направлению движения газа) отключенного участка; расстояние от места разрыва газопровода до конца (по направлению движения газа) отключенного участка; технические и технологические характеристики газопровода.

Для определения зон термического поражения в первую очередь определяют сценарий развития аварии. Это может быть либо «струевое пламя», либо «пожар в котловане». Сценарий определяется в зависимости от условий прокладки трубопровода (наземная или подземная). Далее в зависимости от выбранного сценария и технических особенностей газопровода определяются геометрические характеристики факела и рассчитываются параметры теплового излучения. Затем производится оценка теплового излучения, воспринимаемого объектом.

При оценке зон поражений ударной волной рассчитывают сначала только энергию сжатого газа, затем рассчитывают значения перепада давления на различных расстояниях от точки разрыва газопровода и сравнивают их с пороговыми значениями, на основании чего делают выводы об опасности.

При разрыве газопроводов наряду с термическим воздействием представляет опасность действие разлетающихся фрагментов оболочки трубопровода (осколков). При разрыве газопроводов количество образующихся осколков, их форма и направление полета являются величинами случайными, направление движения осколка в любую сторону является равновероятным. Исходя из этого, координатный закон рассеивания осколков по площади при разрыве газопровода в одной точке принимается круговым. В качестве критерия, определяющего размеры зоны возможного осколочного поражения, выступает максимальный радиус разлета осколков. Основным фактором, влияющим на дальность полета осколка, является его начальная скорость, которая, в свою очередь, зависит от величины давления в газопроводе в момент разрыва, температуры газа, плотности грунта и глубины заложения труб, а также природных факторов: направлении и скорости ветра, рельефа, растительности и др.

Наиболее удобным современным программным средством для комплексирования информации, полученной в результате мониторинга природно-техногенного комплекса и построения программных моделей, реализующих вышеперечисленные расчеты, а также опасных зон возникающих при геоэкологичеких процессах: обвалах, оползнях, селях, снежных лавинах, проявлениях карста и др., является программная среда геоинформационных систем (ГИС), которая за счет визуализации объектов, их географической привязки, послойной организации информации и использовании баз данных даёт возможность интегрировать рассчитанные зоны, сравнивать их между собой, выбирать максимальную и на её основе строить опасную зону функционирования газопровода.

В пятой главе охарактеризован опыт разработки и внедрения в ОАО «Газпром» геоинформационных систем. Роль и место ГИС в регулировании параметров ПТС газопроводов представлена на рисунке 6.

Из функций, которые возложены на ГИС, вытекают основные принципы её построения: системный подход к составу и способу хранения данных; актуализации; открытости; комплексировании данных; модульности и ориентации на современные программные продукты.

 Рисунок 6- Место ГИС в изучении природно-технической системы Применение этих-7

Рисунок 6- Место ГИС в изучении природно-технической системы

Применение этих принципов позволило разработать при участии автора геоинформационную систему: мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций ГИСАМП «Газ ЧС», которая создана для контроля за газотранспортной ПТС, разработки рекомендаций для снижения воздействия на окружающую среду и выявления отрицательных тенденций ПТС. Особенностью ГИСАМП «Газ ЧС» является представление информации в двух видах «Функциональная схема» и «Карта» в соответствии с принципом «комплексирования» информации. Для реализации этой возможности была разработана архитектура, представленная на рисунке 7. Пример функционирования ГИСАМП «Газ ЧС» приведён на рисунке 8.

Аналогичные работы по использованию геоинформационных систем были выполнены на территории полуострова Ямал, где решались задачи оценки воздействия на природную среду при сооружении подводного перехода через Байдарацкую губу, оценки воздействия паводковых вод и овражной эрозии на промышленные объекты Бованенковского газоконденсатного месторождения. Разработаны специальные приложения, например, одно из которых моделирует профили оврагов на 50 лет и выводит результаты расчетов изолиний с шагом 10 лет (Рис. 9).

Реализация принципов автоматизации процессов управления осуществлена автором на примере создания информационно-аналитической системы «Конденсатопродуктопроводы».

 Рисунок 7-Архитектура ГИСАМП «Газ ЧС» Рисунок 8-Рабочее окно ГИСАМП «Газ ЧС» -8

Рисунок 7-Архитектура ГИСАМП «Газ ЧС»

 Рисунок 8-Рабочее окно ГИСАМП «Газ ЧС»  Моделирование овражной эрозии -9

Рисунок 8-Рабочее окно ГИСАМП «Газ ЧС»

  Моделирование овражной эрозии При этом получена возможность установить-10

  Моделирование овражной эрозии При этом получена возможность установить-11

Рисунок 9 – Моделирование овражной эрозии

При этом получена возможность установить автоматическую связь между трассой конденсатопродуктопровода, технологической схемой и его профилем, что немаловажно при анализе геоэкологического состояния трассы конденсатопродуктопровода и решения различных прикладных задач.

Шестая глава посвящена опытно экспериментальным исследованиям по обеспечению геоэкологической безопасности газотранспортных систем.

Для обеспечения безопасности функционирования газопроводов автором было проведено геоэкологическое районирование территории прокладки газопроводов в масштабе 1:15 000 000. Для этого использовался комплект тематических карт: топографической, ландшафтной, структурно-тектонической, геологической, четвертичных отложений, опасных природных и природно-техногенных процессов и карты – схемы газопроводов. На основе послойного представления информации были выделены регионы и природно-территориальные комплексы с наиболее типичными опасными геодинамическими процессами.Для этого потребовалось: расширить картографическую базу ГИСАМП «Газ ЧС», провести анализ и типизацию территории эксплуатации газотранспортной системы. Территория была разбита на следующие территориальные регионы: Северо-Кавказский; Центральный и Северо-Западный; Поволжский и Западно-Сибирский. В их пределах с учетом геоструктурных комплексов, морфотруктурных и зонально-климатических особенностей выделены природно-территориальные комплексы с развитием характерных опасных природных и природно-техногенных процессов, представляющих угрозу возникновения неблагоприятных геоэкологических ситуаций при эксплуатации и строительстве газопроводов (Рис. 10).

Более полный анализ состояния природно-технической системы магистральных газопроводов был проведен на картах-схемах геоэкологических опасностей отдельных регионов. При этом использовалась аналитическая информация по аварийности газопроводов, результатов диагностики, а также данные, полученные с использованием набора специализированных тематических карт: физико-географических, геологических, четвертичных отложений, сейсмической балльности, инженерно-геологических, гидрогеологических, расположения нефтегазоносных провинций, опасных природных и природно-технологических процессов и карт-схем прокладки магистральных газопроводов.

Составление таких карт опиралось на широкое использование съёмочных систем среднего и высокого разрешения (QuickBird, IKONOS, EROSA, SPOT-5, Landsat-7). В качестве примера приведена карта-схема геоэкологической опасности Северо-Кавказского региона масштаба 1:4500 000 (Рис.11).

Одной из важных задач геоинформационного обеспечения является минимизация аварийных последствий при доставке газа потребителям. Нарушение целостности газотранспортной сети в результате аварии на одном из участков может привести к недопоставкам газа.

Рисунок 10 – Карта-схема районирования газопроводных трасс по неблагоприятным геоэкологическим условиям

Рисунок 11- Карта-схема геоэкологических опасностей Северо-Кавказского региона Это-13

Рисунок 11- Карта-схема геоэкологических опасностей Северо-Кавказского региона

Это обстоятельство должно учитываться при выявлении потенциально опасных участков газотранспортной сети. Для этого на базе ГИСАМП «Газ ЧС» был разработан граф газоснабжения потребителей. На рисунке 12 представлена модель возможной аварийной ситуации на участке газопровода в районе Мышкино, которая снизила пропускную способность газотранспортной сети на этом участке. Такое снижение производительности может сказаться на потребителях. Для нейтрализации потери производительности участка газопровода возможно задействовать системные возможности сети и компенсировать потери газа за счет увеличения производительности на других участках.

Рисунок 12-Последствия аварии для потребителей газа

Заключение

Проведенное исследование позволяют сделать следующие выводы:

  1. Анализ состояния газопроводной системы России свидетельствует о необходимости повышенного внимания к проблемам геоэкологической безопасности. Это связано с большой протяженностью газотранспортной сети, выработкой сроков эксплуатации труб, возникновением на газопроводах большого количества аварий различного происхождения: технических, технологических и геоэкологических.
  2. Для обеспечения геоэкологической безопасности функционирования газопроводного транспорта разработаны научно-методические основы природно-технической системы, рассматривающие взаимодействия сооружений газопровода с окружающей средой. Определены особенности системы, структура её организации, формы взаимодействия, режимы функционирования и определены показатели состояния газотранспортной ПТС.
  3. Усовершенствована технология диагностики состояния газопровода на основе разработанных принципов: рационального комплексирования аэрокосмических и наземных инструментальных методов, определённой структуры организации работ и выбора потенциально опасных участков для повышения геоэкологической безопасности газопроводов.
  4. Предложенный алгоритм расчета опасных зон газопровода при аварийных ситуациях (утечках газа, пожарах и взрывах), а также учёт опасных геоэкологических зон влияния природных и природно-техногенных процессов позволил оптимизировать их размеры и уточнить параметры санитарно-защитной и опасной зоны газопровода.
  5. Создана и функционирует геоинформационная система мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций на газопроводах. Она включает: объекты газотранспортной системы, сведения о природных и природно-техногенных процессах, данные об авариях и их причинах, о состоянии окружающей среды и её изменениях, прогнозирование чрезвычайных ситуаций и планируемых мероприятий по их устранению. Составлены картографические карты геоэкологических опасностей территории прокладки газопроводов. Выполнено моделирование газопотребления при аварийной ситуации на газопроводе.

Основные печатные работы, опубликованные по теме диссертации

  1. Научные методы обоснования размеров охранных, санитарно-защитных и опасных зон функционирования газопроводов / Павлов С.Г. // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка.- 2009.-№1.- С. 66-72.
  2. Информационно-аналитическая система «Конденсатопродуктопроводы» / Павлов С.Г., Вольгемут Т.Э. и др. // Автоматизация телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - 2007.- №10.- С. 22-26.
  3. Оценка надёжности поставок газа на объектах Единой системы газоснабжения ОАО «Газпром» / Павлов С.Г., Долгов С.И. // Arc Review.- 2007.- № 3.-С. 7-8.
  4. Использование геоинформационных технологий для проведения пространственно-временного анализа аварийности Единой системы газоснабжения России // Павлов С.Г., Долгов С.И. и др.// Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций: Сборник трудов IV научно-практическая конференции 19-20 октября 2004.- М.: ООО «Рекламно-издательская фирма «МТП-инвест», 2005.- С. 359-365.
  5. Разработка геоинформационной системы безопасности эксплуатации газопроводов ОАО «Газпром» / Павлов С.Г. // Экология и рациональное природопользование Московского региона: Межвузовский сборник научных трудов студентов, аспирантов и молодых ученых Московского региона - М.: МИИГАиК, 2007- С. 41-44.
  6. Геоинформационная автоматизированная система мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций – инструмент для обеспечения функционирования корпоративной системы гражданской защиты / Павлов С.Г., Ракитина Г.С. и др.// Экология и промышленная безопасность: Сб. науч. тр.- М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2003.- С. 302-311.
  7. Разработка геоинформационных моделей функционирования систем транспорта газа и газового конденсата / Павлов С.Г., Шершнёва Л.В. и др.// Промышленная и экологическая безопасность объектов газовой промышленности: Сб. науч. тр.-М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2008.-С. 146-150.
  8. Специализированная информационная система «СИС Ямал»/ Павлов С.Г., Илатовский Ю.В. и др.// Промышленная и экологическая безопасность объектов газовой промышленности: Сб. науч. тр.-М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2008.-С. 165-175.
  9. Взаимодействие магистральных газопроводов и окружающей среды/ Павлов С.Г., Наполов О.Б. // Инновационные технологии в экологии: Межвузовский сборник научных трудов студентов, аспирантов и молодых ученых Московского региона - М.: МИИГАиК, 2008- С. 131-138.
  10. Принцип и технология диагностики состояния газотранспортной системы (ГТС)/ Павлов С.Г. // Инновационные технологии в экологии: Межвузовский сборник научных трудов студентов, аспирантов и молодых ученых Московского региона - М.: МИИГАиК, 2008- С. 138-149.

Подписано к печати 09.04.2009 г.

Заказ Тираж 80 экз. Ф-т 60х84/16

Отпечатано в ООО «ВНИИГАЗ»

142717, Московская обл, Ленинский р-н,

п. Развилка, ООО «ВНИИГАЗ»



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.