Внедрение компьютерной системы управления в магистральные нефтепроводы
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?дными системами являются сложными и многокритериальными. Проектирование с соответствующими детализацией и уточнениями решается на стадиях технико-экономических обоснований и проектирования нефтепроводов. Задача управления решается во время эксплуатации реальными нефтепроводами iелью определения оптимальных режимов работы технологических агрегатов и условии эксплуатации системы. Взаимная увязка и координация большого количества не формализуемых факторов, учитываемых при проектировании и управлении конкретными нефтепроводами, приводят к необходимости регулярного решения данных задач iелью принятия эффективных решении по комплексному совершенствованию проектов и оперативного управления в условиях неопределенности, дефицита достоверной информации, при наличии множества ограничений к срокам и качеству проектирования, при изменчивости важности различных критериев. Ввиду этого для решения данных задач нужно использовать математические модели и методы, которые наиболее полно учитывали бы специфику задач и позволяли получать ее решение за минимально возможное время.
В качестве вычислительных алгоритмов задачи определение плана трассы и выбора оптимальных параметров проектируемых нефтепроводов, решение которых реализуется в компьютерной системе принятия решений, следует использовать методы, учитывающие знания и опыт ЛПР, специалистов-экспертов, позволяющих получить эффективные решения в условиях неопределенности [10].
Рассмотрим некоторые особенности нефтепроводных систем и сформулируем проблему.
Нефтепровод как правило, строятся по подземной схеме прокладки, которая предохраняет трубопроводы от механических повреждений, снижает термические напряжения в стенках труб, уменьшает перепады температуры перекачиваемого продукта и т.д.
При подземной прокладке нефтепроводов для уменьшения объемов выполняемых земляных работ профиль траншеи проектируется соответственно профилю земной поверхности. Профиль траншеи определяется возможностями изгиба трубопровода под действием собственного веса и напряженным состоянием трубопровода при эксплуатации под воздействием внутреннего давления и температурного перепада.
При прокладке труб большого диаметре, как нефтепроводе Узень-Атырау (?1000 мм), возникает необходимость использования кривых искусственного гнутья, что существенно увеличивает затраты на строительство, так как изготовление кривых искусственного гнутья и отводов осуществляется в заводских условиях и доставка их к месту строительства затруднена. Возникает задача определения оптимального профиля магистрального трубопровода, т.е. такого высотного положения трубопровода, при котором затраты на обеспечение этого высотного положения будут минимальны при обеспечении всех требовании напряженно деформированного состояния трубопровода.
Исходной информацией для решения поставленной задачи является: район строительства трубопровода, отражающей затраты на строительство; координаты поверхности земли через каждые 100 метров или в точке изменения какого-нибудь из параметров трубопровода или окружающей его среды; уровень воды от поверхности земли по длине участка; диаметр нефтепровода по длине участка; рабочее нормативное давление; температурный перепад; минимальная (верх трубы) и максимальная (низ трубы) глубина заложения трубопровода по длине участка; критерии эффективности эксплуатации системы и т.д.
Критерием оптимизации служит минимум суммарных затрат на строительство трубопровода, включая стоимость земляных работ, стоимость изготовления и установка кривых искусственного гнутья, стоимость балластировки трубопровода, эффективность оперативность управления.
Оптимальный профиль магистрального нефтепровода должен обеспечивать выполнение всех требований напряженно-деформированного состояния трубопровода, а именно требований прочности, продольной устойчивости, превышения предельных деформаций и предотвращения всплытия. Рассмотрим эти требования подробнее [4].
Магистральные нефтепроводы относятся к взрыво-пожароопасным объектам, авария которых может привести к очень тяжелым экологическим последствиям. Поэтому одной из важнейших задач, возникающих при проектировании нефтепроводных систем, является обеспечение надежности работы магистральных нефтепроводов.
Нефтепровод в процессе эксплуатации находится под воздействиям различных факторов. Одним из основных силовых воздействий на трубопровод является давление перекачиваемого продукта, на основе которого расiитывается толщина стенок трубы, а следовательно, и металлоемкость нефтепровода. При раiете нефтепровода на прочность и устойчивость необходимо учесть влияния различных климатических, гидрологических, подземных воздействий, таких, как деформация грунта, возникающая в районах горных разработок, в сейсмических районах, температурный перепад и др.
Определение напряженно-деформированного состояния трубопровода осуществляется по методу предельных состояний. Суть этого метода заключается в том, что рассматриваются также предельные состояния, превышение значений параметров которых означает невозможность дальнейшей эксплуатации нефтепровода.
Приведем методику раiета предельных состояний.
Первое предельное состояние - разрушение трубопровода под действием внутреннего давления. Поэтому характеристикой несущей способности трубопровода является временное сопротивление металла труб - пре?/p>