В данной статье представлена система, позволяющая осуществлять контроль и слежение за внутренними герметизирующими устройствами, при выполнении огневых работ.
Ключевые слова: автоматизация, огневые работы, внутреннее герметизирующее устройство, газ, газопровод, слежение.
В настоящее время автоматизация технологических процессов широко применятся в нефтегазовой отрасли. Автоматизация процессов используется на всех этапах добычи, переработки и транспортировки газа. В последнее время в связи со строительством новых магистральных газопроводов в Сибирском Федеральном округе и на Дальнем Востоке, а также при ремонте уже существующих газопроводах особую актуальность приобретают вопросы, связанные с безопасностью работ при проведении огневых операций. В этом случае автоматизация необходима для: слежения за вторичным уровнем защиты персонала, таким как внутреннее герметизирующее устройство (ВГУ); за уровнем содержания (процентным соотношением) газа в местах производства работ, в случаях утечки газа при неисправной работе запорной арматуры.
Во время эксплуатации газопроводов нередко возникает необходимость в замене участка трубопровода. Причинами тому могут быть некачественная сварка, образование трещин или пор в металле, ржавчина. При замене участков трубопровода необходимо выполнить огневые работы. Для проведения огневых работ необходимо вырыть котлован, в месте, где был обнаружен дефект, перекрыть запорную арматуру, для предотвращения попадания газа в эту область, стравить оставшийся газ из трубы, вырезать технологически отверстия, через которые будут установлены датчики газа и ВГУ, только после этого можно приступать непосредственно к работам. На рисунке 1 представлена схема установки ВГУ при проведении огневых работ.
Рис. 1. Схема установки ВГУ
В настоящее время при выполнении огневых работ ВГУ используется только как второстепенная защита. Для их установки необходимо перекрыть задвижки, откачать газ, который остался в трубе, сделать технологические отверстие, установить и накачать ВГУ.
Слежение за ВГУ осуществляется с помощью манометров, установленных на насосах. Данная система не предусматривает установку сигнализации или оповещения персонала, в случае спуска ВГУ. Таким образом, возможен выход природного не одорированного газа в место проведения огневых работ, что неизбежно может привести к взрыву или удушью.
Одним из способов решения проблемы является установка второй пары ВГУ в трубопровод. В зависимости от характера огневых работ вторая пара ВГУ может быть установлена до или после технологического отверстия. На рисунке 2 показана схема установки второй пары ВГУ при проведении огневых работ.
а)
б)
Рис. 2. Схема установка второй пары ВГУ: а) после технологического отверстия; б) до технологического отверстия
Однако предложенный метод является малоэффективным, т. к. требует дополнительного объема в трубопроводе для установки второй пары ВГУ, что представляется невозможным в некоторых случаях с одной стороны, а также полностью не исключает возможности утечки природного газа.
Рис. 3. Схема подключения блоков слежения и управления
В связи с этим возникает непосредственный интерес к разработке автоматизированной системы слежения за давлением ВГУ и уровнем газа, непосредственно в месте проведения работ. Предложенная система должна строиться по иерархическому принципу. На рисунке 3 представлена схема подключения блоков слежения и управления. Система подразумевает установку двух датчиков давления и трех анализаторов газа, расположенных непосредственно в блоке слежения. Анализ воздуха, на присутствие газа, осуществляется после ВГУ и непосредственно в месте проведения работ.
Предложенная система позволит оповещать персонал о возможном спуске ВГУ, наличии природного газа в участке выполнения огневых работ, так же осуществлять автоматическую подкачку ВГУ в случае уменьшения давления.
На рисунке 4 представлен внешний вид блока слежения. Для визуального контроля и отслеживания параметров слежения предусматривается установка ЖК-дисплея, на котором отображаются показания датчиков, а также вывод сигналов тревоги в случае превышения содержания газа и падения давления в ВГУ. Управление датчиками и насосами осуществляется при помощи ПЛК, программа для которой написана в среде разработки CoDeSys.
Рис. 4. Блок слежения за давлением и газом
Представленная система управления позволит минимизировать риски, связанные с выходом природного газа в трубопровод, что может привести к отравлению рабочего персонала, а также к взрывам при выполнении огневых работ, тем самым повысить уровень безопасности рабочего персонала.
Литература:
- Межотраслевые правила по охране труда при электро- и газосварочных работах/ ПОТ РМ-020–2001.
- Switching converters development systems for electrostart diesel engine start Makarov S. V., Myatezh A. V., Suslyakov V. D. Applied Mechanics and Materials. 2015. Т. 792. С. 529–535.
- Некрасов Ю. И. Справочник молодого газосварщика и газорезчика. — М.: Высшая шк., 1984. — 168 с.
