Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования






НазваниеПравительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
страница1/4
Дата публикации21.03.2015
Размер0.62 Mb.
ТипДокументы
l.120-bal.ru > Документы > Документы
  1   2   3   4
Правительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский университет
«Высшая школа экономики»


Московский институт электроники и математики Национального исследовательского университета "Высшая школа экономики"
Факультет электроники и телекоммуникаций
Кафедра радиоэлектроники и телекоммуникаций


ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

На тему: Модернизация программно-аппаратного диагностического комплекса для дистанционного мониторинга состояния магистрального газопровода

Студент группы № Р-91 Юнга Антон Николаевич

Руководитель ВКР доцент, профессор Увайсов Сайгид Увайсович

Консультант** ___________________________ (должность, звание, Ф.И.О.)

Москва, 2013

Оглавление

Аннотация………………………………………….…………..……………….4

Перечень сокращений…………………………………….……….….………..5

1.Введение………………………………………………………….….…..……6

2. Обзор методов контроля состояния газопровода……………..…………...8

2.1. Дистанционное зондирование магистрали вертикальным лазерным лучом………………………………………………………………….……..…22

3. Анализ возможности зондирования магистрали наклонным лучом…....29

4. Математическое обеспечение для расчёта угла наклона сканирующего луча и траектории пролёта вдоль магистрали………………………………….…32

4.1.Математическая модель газового облака.………………………………32

4.2.Моделирование процесса зондирования вертикальным лучом…….....34

4.3. Моделирование процесса зондирования наклонным лучом……….…34

5.Алгоритмическое и программное обеспечение мобильного комплекса..39

5.1. Разработка алгоритмического обеспечения…………………..…….….39

5.2. Разработка программного обеспечения………………………..….…....44

5.3. Апробация программного обеспечения мобильного комплекса……..58

6. Поворотная платформа мобильного локатора………………………..…60

6.1. Разработка конструкции платформы…………………………….…….60

6.2. Разработка сервопривода платформы………………………..…….….64

7.Экономическая часть……………………………….…………...…….…..68

7.1. Рынок товаров……………………………………………………….….68

7.2. Расчет себестоимости продукции………………………………….….68

8. Экологическая часть……………………………….………………….…69

9. Охрана труда…………………………………….…….……………...….70

9.1. Исследование возможных опасных факторов при написании работы на ЭВМ……………….…………………………………….….….……….…70

9.2. Поражение электрическим током……………....………...……...…70
9.3. Правила по технике безопасности……………………...……..……71

10. Выводы…………………………………………….……….….…...…73

11. Список литературы………………………………….……..……..….74





Аннотация

Обнаружение утечек газа в газопроводах является очень важной задачей в наши дни, так как данные утечки можно отнести к опасным факторам, которые могут стать причинами пожаров. Обнаружить данные утечки – задача не простая. Это связано с тем, что газопровод простилается на сотни, тысячи километров. Так, самый длинный газопровод Уренгой-Помары-Ужгород”, и его длина составляет 4451км.

Для дистанционного обнаружения утечек газа в газопроводах используют лазерный локатор утечек газа, луч которого располагается перпендикулярно земле, и направлен на газопровод. Данный метод хорош, когда облако газа поднимаются вверх.

На практике, из-за ветра, облако может прижиматься к земле, и при определённых углах наклона облака лазерный луч не может зафиксировать его, так как на пути его распространения нет газа. Так же, по той же причине, лазерный локатор не может обнаружить утечку, если он целится не в саму трубу, что так же бывает довольно часто, так как сканирование производится с вертолёта, а минимально разрешённая высота полётов на вертолёте составляет 100 метров.

Для обнаружения облака в таких случаях целесообразно использование несколько иного метода, а именно сканирования поверхности располагая установку так, что бы луч лазерного локатора утечки газа был расположен под углом к горизонту. Этому способствует закрепление лазерного локатора под углом.

Перечень сокращений

РФ – Российская Федерация

МГ - магистральный газопровод

ЕСГ - единую систему газоснабжения

ТС – техническое состояние

ГТС – газотранспортная сеть

НК – неразрушающий контроль

ТД – техническое диагностирование

АКМ – аэрокосмические методы

КФС – космическая фотосъёмка

АФС – аэрофотосъёмка

МСР - многозональный сканирующий радиометр

НФС – нефотографические виды съёмки

РЛС - радиолокационная съемка

ЛС - лазерная съемка

ДДК - дистанционный диагностический комплекс

ПС – приёмная система

УУ – устройство управления

ФЦП - аналого-цифровой преобразователь

ПАДК – программно диагностический комплекс

МОМ – магнитооптический модулятор

  1. Введение

Потребление углеводородного сырья является важнейшим индикатором промышленного развития различных стран мира. Добываемый в РФ природный газ поступает в магистральные газопроводы (МГ), объединенные в Единую систему газоснабжения (ЕСГ) России. Газопроводы относятся к ответственным энергетическим сооружениям, к надежности, работы которых предъявляются повышенные требования. Это обусловлено как причинами технического, экологического характера, так и масштабным ущербом в случае аварии.

В настоящее время общая протяженность МГ в России превышает 160 тысяч километров, из них более 60% эксплуатируется свыше 20 лет, при этом более четверти выработали свой номинальный ресурс, 33 года.

Как показывает практика, при добыче, транспортировке и переработке углеводородов могут возникнуть утечки загрязняющих веществ. Причиной утечек (аварий) являются различные дефекты, в частности, возникающие вследствие коррозии стенок трубопроводов из за повреждений изоляционных покрытий или нарушений в сварных соединениях и др. дефекты. Своевременное обнаружение утечек газа из МГ позволяет уменьшить риск возникновения аварийных ситуаций.

В связи с этим появился комплекс научно-технических проблем по обеспечению надежности МГ, устойчивости их работы и безопасности, оценкам остаточного ресурса и рисков. Основным направлением деятельности для решения этих проблем является совершенствование системы мониторинга и управления техническим состоянием (ТС) объектов газотранспортной сети (ГТС) на основе развития и создания новых методов и средств неразрушающего контроля (НК) и технического диагностирования (ТД).

В настоящее время существуют различные устройства и методы НК и ТД газопроводов, которые отличаются принципом действия, чувствительностью, областью применения и др. Метрически, в смысле масштабов охвата географической территории прокладки сети, все методы условно можно разделить на методы локального и глобального диагностирования.

В зависимости от физических явлений и принципа работы методы диагностирования и НК МГ подразделяются на девять основных видов. Наибольшее распространение получили четыре метода: акустический, магнитный, вихретоковый и оптический. Однако эти методы имеют существенный недостаток, состоящий в локальности их применения.

Именно огромная протяженность и разветвленность газопроводов в РФ и странах ближнего зарубежья, прохождение по территориям с неблагоприятными климатическими и рельефно - ландшафтными условиями, а также отсутствие развитой и разветвленной системы коммуникаций, существенно ограничивает или делает невозможным их применение.

Более эффективными, с точки зрения оперативности обследования протяженных участков ГТС, являются глобальные - аэрокосмические методы (АКМ), которые с помощью различных летательных аппаратов (самолетов, вертолетов, беспилотных летательных аппаратов, искусственных спутников Земли и т.п.) могут дистанционно осуществлять мониторинг подстилающей поверхности средствами фото-, видеонаблюдения, а так же устройствами тепловизионного, радиолокационного или лазерного сканирования.

Не до конца исследованными и решенными остаются вопросы, связанные с разработкой общих теоретических и методологических основ проектирования автоматизированных комплексов дистанционного зондирования МГ на основе двухлучевых гелий-неоновых лазерных установок.

Однако АКМ, обладая бесспорным преимуществом по масштабам охватываемой территории, уступают локальным мобильным и стационарным средствам диагностирования МГ по точности и достоверности получаемой информации о характере и месте дефекта.

  1. Обзор методов контроля состояния газопровода

В зависимости от физических явлений и принципа работы методы диагностирования и неразрушающего контроля МГ подразделяются на девять основных видов: акустический, магнитный, вихретоковый, оптический, проникающими веществами, радиационный, вибродиагностический, тепловой и электрический.

Акустические методы основаны на регистрации параметров упругих колебаний, возбуждаемых и (или) возникающих в контролируемом объекте. В акустическом виде контроля чаще всего применяют звуковые и ультразвуковые частоты в диапазоне от 0,5 кГц до 30 МГц. В случае, когда при контроле используют частоты свыше 20 кГц, допустимо применение термина «ультразвуковой» вместо термина «акустический». Их применяют для обнаружения поверхностных и внутренних дефектов (нарушений сплошности, неоднородности структуры, межкристаллитной коррозии, дефектов склейки, пайки, сварки и т.п.) в деталях и изделиях, изготовленных из различных материалов. Они позволяют контролировать геометрические параметры при одностороннем допуске к изделию, а также физико-механические свойства металлов и металлоизделий без их разрушения[1,2].

В качестве примера такого метода диагностики можно привести цифровую акустическую систему (рис. 2.1) Лель-М /A-Line 32D (DDM)/, производства ООО «ИНТЕРЮНИС». Это оборудование нового поколения, разработанное специально для промышленного применения в полевых и заводских условиях, представляющее собой многоканальную модульную систему сбора и обработки информации с последовательным высокоскоростным цифровым каналом передачи данных.
0001

Рис. 2.1. Схема акустико-эмиссионного метода обнаружения дефектов: 1 - преобразователь акустических колебаний (приемник 1); 2 – преобразователь (приемник 2); 3 – центральный блок сбора и обработки на базе компьютера; 4 – объект контроля; t1 – время прихода сигнала на первый приемник; t2 – время прихода сигнала на первый приемник

Система входит в перечень типовых приборов используемых для диагностики основного оборудования МГ предприятий ОАО «Газпром».
  1   2   3   4

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconПравительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное...

Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconПравительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconПравительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное...

Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconПравительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное...

Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconПравительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное...
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconПравительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное...
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconПравительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное...
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconПравительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное...
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconПравительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное...
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования iconПравительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное...
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:


Литература


При копировании материала укажите ссылку ©ucheba 2000-2015
контакты
l.120-bal.ru
..На главную