автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Управление агрегатным состоянием жидкой углекислоты в технологических трубопроводах

ДРУЗЬЯКИН Игорь Георгиевич

УПРАВЛЕНИЕ АГРЕГАТНЫМ СОСТОЯНИЕМ ЖИДКОЙ УГЛЕКИСЛОТЫ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДАХ

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ДРУЗЬЯКИН Игорь Георгиевич

УПРАВЛЕНИЕ АГРЕГАТНЫМ СОСТОЯНИЕМ ЖИДКОЙ УГЛЕКИСЛОТЫ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДАХ

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Пермском государственном техническом университете

НаУчный руководител ь: доктор технических наук,

профессор Винокур Вадим Мотельич

Официальные оппоненты: доктор фи3,—МАТ наук,

профессор Абдуллаев Абдулла Рамазанович

кандидат технических наук Полулях Антон Иванович

Ведущая организация Федеральное государственное унитарное

предприятие Научно -исследовательский институт полимерных материалов, г. Пермь;

Защита состоится « 02 » июля 2004 г. в 13-00 час,

на заседании диссертационного совета Д 212.188.04 при Пермском государственном техническом университете по адресу: 614000, г.Пермь, Комсомольский проспект, 29, ауд. 206.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного технического университета.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного Совета доктор технических наук, профессор

2004

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Промышленные предприятия металлургической отрасли представляют собой крупные производственные объекты. Характерными особенностями таких предприятий являются широкая занимаемая территория и обширные внешние и внутренние материальные и энергетические потоки. Средством обеспечения таких потоков служат транспортные системы различного назначения, которые связывают предприятие как с внешними поставщиками и потребителями, так и обеспечивают внутризаводской обмен продукцией и энергоносителями.

Характерной особенностью современного этапа развития промышленного производства в целом заключается в том, что с одной стороны возрастают объемы выпускаемой продукции, с другой стороны минимизируется накопление исходных материалов, обеспечивающих непрерывное производство и количество готовой продукции. Такие особенности диктуют жесткие требования к надежной работе транспортных систем и, в частности, к бесперебойному функционированию трубопроводных сетей.

Особую группу составляют трубопроводы, предназначенные для подачи криогенных субстанций или веществ, способных изменять свое агрегатное состояние под влиянием температуры окружающей среды, например, жидкий кислород, водород, азот, сжиженный природный газ. Одним из таких веществ является углекислота, которая способна переходить из газообразного состояния в жидкость и лед, при понижении температуры, или из жидкого состояния в газ при ее повышении, находясь под избыточным давлением.

Прогрессивным техническим новшеством, обеспечивающим рост эффективности и безопасности труда, является прокладка углекислотопроводов непосредственно к рабочим местам с устройством постов, на которых потребители разбирают жидкую углекислоту. В то же время, подача углекислоты в однофазном агрегатном состоянии под непосредственным воздействием окружающей среды сопряжена с техническими трудностями, вследствие высокой вероятности изменения фазового состояния вещества. При перекачке углекислоты на значительное расстояние необходимо учитывать теплообмен между транспортируемой жидкостью и окружающей средой, так как возможные фазовые превращения вещества ведут к остановке технологического процесса.

Строительство технологических трубопроводов для подачи жидкой углекислоты выдвигает на первый план задачу создания автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП), которая обеспечит непрерывную диагностику и автоматическое управление агрегатным состоянием углекислоты. Основное назначение АСУ ТП -обеспечение эффективного функционирования объекта управления путем автоматизированного выполнения функций управления. Функции АСУ ТП в

общем случае включают в себя следующие действия: прогнозирование; учет, контроль и анализ; регулирование.

Результатом применения АСУ ТП является, повышение качества конечного продукта, минимизация расходов сырья, снижение влияния «человеческого фактора», сокращение обслуживающего персонала и повышение безопасности технологического процесса.

В силу указанных причин актуальной является задача автоматизации контроля и управления агрегатным состоянием при передаче жидкой углекислоты на удаленное расстояние по технологическому трубопроводу.

Использование разработанной автоматизированной системы управления агрегатным состоянием углекислоты позволит:

- обеспечить стабильное протекание транспортировки углекислоты, за счет непрерывного наблюдения агрегатного состояния и своевременного воздействия на процесс;

- повысить производительность процесса заправки баллонов, за счет непрерывной подачи углекислоты по трубопроводу;

- поднять уровень безопасности проведения работ, за счет исключения многократной перевозки баллонов-полуфабрикатов;

- обеспечить технологический учет всей произведенной углекислоты и, отдельно, поданной потребителю;

- обеспечить дистанционный контроль уровня углекислоты в стапельных баллонах и автоматическое или «ручное» управление наполнением;

- обеспечить контроль давления в стапельных баллонах;

- определять опасную концентрацию газа в хранилище углекислоты;

- визуализировать технологический процесс при помощи мнемосхем различного уровня детализации;

- вести архивные записи процесса транспортировки, хранения, подачи и учета углекислоты в виде таблиц, графиков и выводить архивные данные по требованию оператора за необходимый период времени, что позволяет усилить контроль над действиями оперативного персонала.

Цель диссертационной работы. Разработка методики прогнозирования, способа и алгоритма управления агрегатным состоянием жидкой углекислоты в технологических трубопроводах при нестационарных условиях на основе исследования тепловых и гидравлических процессов, протекающих при транспортировке.

В работе поставлены и решены задачи.

1. Разработка математической модели тепловых и гидравлических процессов, происходящих при транспортировке жидкой углекислоты по трубопроводу.

2. Обоснование оптимальных значений теплофизических и гидравлических характеристик процесса при транспортировке жидкой углекислоты по трубопроводу

3. Разработка методики прогнозирования и управления агрегатным состоянием углекислоты по косвенным характеристикам при изменении внешних условий во время транспортировки.

4. Разработка теоретически обоснованного способа формирования управляющего воздействия при изменении технологического режима подачи углекислоты.

5. Разработка автоматизированной системы контроля и управления технологическим процессом.

Методы исследования. В работе над диссертацией использовались фундаментальные и специальные теории: теплопередачи и молекулярной физики, гидравлика и гидродинамика, синтез оптимальных управляющих систем, методы построения АСУ ТП, электротехника и электроника, построение информационных каналов связи.

Научная новизна.

1. Разработана математическая модель тепловых процессов при транспортировке углекислоты, учитывающая агрегатное состояние и влияние гидравлических процессов, протекающих при транспортировке углекислоты по технологическому трубопроводу под влиянием условий окружающей среды.

2. Предложена методика прогнозирования, способ и алгоритм управления процессом стабилизации агрегатного состояния углекислоты в трубопроводе, основанный на контроле и управлении косвенными координатами процесса, определяющими фазовое состояние транспортируемого вещества.

Практическая ценность работы.

1. Разработан комплекс программно-аппаратных средств АСУ ТП транспортировки жидкой углекислоты по трубопроводу.

2. Внедрена автоматизированная система управления транспортировкой, хранением, подачей и учетом углекислоты, составной частью которой является система управления агрегатным состоянием углекислоты, на ОАО «Первоуральский Новотрубный завод» (г. Первоуральск, Свердловской обл.).

3. Спроектирован и изготовлен стенд-тренажер для обучения технического персонала АСУ ТП навыкам работы с автоматизированной системой путем физического моделирования процесса перекачки жидкости по трубопроводу. В учебном процессе кафедры МСА стенд применяется для обучения студентов специальности «Автоматизация технологических процессов и производств».

4. Разработан комплект документации на автоматизированную систему контроля агрегатного состояния и управления процессом транспортировки жидкой углекислоты.

б

5. Разработан комплекс методических руководств по теоретической и практической подготовке обслуживающего персонала автоматизированной системы и студентов специальности АТПП.

На защиту выносится.

1. Математическая модель теплофизического состояния жидкой углекислоты при транспортировании на удаленные расстояния.

2. Математическая модель гидродинамических процессов, протекающих при транспортировке жидкой углекислоты по технологическому трубопроводу.

3. Алгоритм контроля и управления процессом стабилизации однофазного состояния при транспортировке жидкой углекислоты.

4. Автоматизированная система управления агрегатным состоянием жидкой углекислоты при транспортировке по технологическому трубопроводу.

Апробация работы. Основные результаты работы выносились на обсуждение научно-технической конференции ПГТУ в 2000 г., научно-практической конференции ПГТУ в 2003 г., 4-й Всероссийской конференции «Информация, инновации, инвестиции - 2003» в 2003 г.

Публикации. По тематике диссертации опубликовано 4 научно-технические статьи в сборниках научных трудов за 1999-2004 гг., 4 тезиса на Всероссийских и региональных конференциях, представлен отчет по НИР и комплект документации на ОАО «Первоуральский новотрубный завод», (г. Первоуральск Свердловской обл.).

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация включает введение, пять глав, заключение, список литературы и приложение, изложенные на 98 страницах. Содержит 8 рисунков, 6 таблиц. Библиографический список включает 97 наименований.

Внедрение результатов работы. По результатам выполненных исследований спроектирована и смонтирована линия по транспортировке жидкой углекислоты на расстояние 490 м для заправки огнетушителей на ОАО «Первоуральский Новотрубный завод» (г. Первоуральск Свердловской обл.), составной частью этой линии является автоматизированная система управления агрегатным состоянием жидкой углекислоты. Разработанный программно-технический комплекс используется в учебном процессе кафедры «Микропроцессорные средства автоматизации»

электротехнического факультета ПГТУ. Акты внедрения результатов диссертационной работы прилагаются.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассматриваются роль трубопроводного транспорта в общей транспортной сети России и на промышленном предприятии в частности. Подчеркивается особый статус трубопроводов для сжиженных газов, одним из которых является жидкая углекислота. Затрагиваются способы транспортировки углекислоты, акцентируется внимание на прогрессивном методе подачи углекислоты по трубопроводам в виде жидкости, отмечаются технические трудности такого способа транспортировки.

Отмечается роль автоматизированных систем управления технологическим процессом. Формируются цель и задачи диссертационной работы, обобщаются научные результаты и положения, выносимые на защиту

В первой главе освещается история развития трубопроводного транспорта в России. Ставятся проблемы аварийности, связанные с эксплуатацией трубопроводных систем. Анализируются особенности внутризаводских трубопроводных систем. Рассмотрены способы транспортировки углекислоты на удаленное расстояние. Отмечено влияние запорной арматуры на характер потока в трубопроводе, проведенный анализ выявил вероятность изменения агрегатного состояния углекислоты за счет резкого перепада давления на местных сопротивлениях.

Во второй главе рассматриваются существующие методы технической диагностики трубопроводов, способы построения АСУ ТП, аппаратные и программные средства контроля и управления в трубопроводном транспорте. Анализ методов диагностики выявил, что каждый метод обладает своими достоинствами и недостатками, сделано заключение, о целесообразности совместного использования различных методов.

Делается акцент на необходимости применения информационно-измерительных и управляющих систем, построенных на базе современной цифровой вычислительной техники.

Анализ аппаратных средства технического контроля и управления, импортного и отечественного производства показал, что отечественные изделия более приспособлены к местным условиям применения.

Анализ программного обеспечения показал, что, при всем его разнообразии, отсутствуют специальные разработки, предназначенные для автоматического управления агрегатным состоянием углекислоты в технологических трубопроводах.

В третьей главе рассмотрены вопросы, посвященные описанию теплофизических свойств углекислоты и процесса теплообмена при транспортировке углекислоты.

На рис. 1 изображена р — ^диаграмма углекислоты с нанесенными на ней кривыми фазовых переходов.

Влево (от почти вертикальной линии - кривой плавления или затвердевания, тройной точки и короткой линии, выходящей из тройной точки влево вниз - кривой сублимации) расположена область твердого состояния вещества. Справа от линии кипения (или насыщения), выходящей из тройной точки и оканчивающейся в критической точке (К), расположена область газообразного состояния вещества. Между линиями плавления и кипения находится область жидкого состояния. Располагаяр, Г-диаграммой вещества, всегда можно выяснить, в каком состоянии - твердом, жидком или газообразном находится вещество при каком-либо давлениир и температуре Т. Из рисунка видно, что линия сублимации и линия насыщения имеют положительный наклон. Это означает, что с ростом давления температура фазового перехода повышается.

Поскольку тройная точка для углекислоты соответствует следующим значениям: Т- 224,15 К,р = 0,5 МПа, а граница фазового равновесия (тв - ж) идет вертикально (рис. 1), то замораживание жидкой углекислоты в уральских погодных условиях не произойдет.

Рис. 1. Диаграмма фазового состояния углекислоты

Сложным фактором, вызывающим парообразование углекислоты, является высокая температура окружающей среды до 30 °С и выше. Сохранить жидкую фазу углекислоты в трубопроводе позволит выполнение следующих ограничений на давление и температуру рабочего продукта: р = 6,0...7,4 МПа при T= 278,15...298,15 К.

Проведенный анализ процесса теплообмена углекислоты с окружающей средой выявил три стадии. Первая стадия характеризуется теплоотдачей от жидкости внутренней поверхности трубы вынужденной конвекцией, на втором этапе происходит теплопередача через стенку трубы и слой теплоизоляции на внешнюю поверхность теплопроводностью, далее третья стадия - теплоотдача свободной конвекцией от внешней поверхности теплоизоляции окружающей среде. Проведен анализ каждой стадии процесса.

Исследование процесса конвекции, на основании трудов Б.С. Петухова и В.В. Кириллова, позволило вывести формулу для определения коэффициента теплоотдачи на внутренней стенке трубы

(1)

где - коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности трубы, -поправочный коэффициент.

Процесс теплопередачи через стенку трубы и слой теплоизоляции рассматривается как стационарный процесс теплопроводности. В конечном виде выражение для определения линейной плотности теплового потока (д) представлено ниже

где - температура окружающей среды и транспортируемой жидкой

углекислоты соответственно; - радиус ¡-ой поверхности (трубопровод, теплоизоляция); - коэффициент теплопроводности /-ой стенки; -коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности теплоизоляции.

Для практических расчетов процесса теплообмена с окружающей средой предлагается использовать методику, изложенную в СНиП 2.04.14-88.

Проведенные в главе исследования позволили сделать несколько выводов: углекислота, при всей полноте изученных термодинамических свойств, является сложным объектом для транспортировки в однофазном состоянии по трубопроводу. Величина коэффициента теплоотдачи зависит от скорости потока (1), следовательно, управление скоростью потока, в других терминах - расходом, формирует управляющее воздействие на процесс теплообмена. Анализ полученного выражения для линейной плотности теплового потока (2) позволяет сделать вывод, что измерение температуры углекислоты допустимо проводить без врезки датчиков температуры, т.е. непосредственно на поверхности трубы. Обосновано это тем, что тепловое сопротивление стальной стенки трубы существенно (в тысячи раз) ниже, чем слоя теплоизоляции.

Полученное математическое описание процесса теплообмена выявляет способ поддержания агрегатного состояния путем изменения скорости потока, поэтому следует исследовать гидродинамические процессы, протекающие в трубопроводе.

Четвертая глава содержит математическое описание гидродинамической составляющей процесса стабилизации агрегатного состояния углекислоты. На основе полученного математического описания гидродинамических процессов проведен синтез оптимального управления агрегатным состоянием вещества.

После преобразования исходных уравнений получена система уравнений, описывающая гидродинамические процессы при транспортировке жидкой углекислоты по трубопроводу

(2)

10 (3)

(4)

Уравнение (4) показывает уменьшение давления по линейному закону с увеличением расстояния от начала трубопровода при постоянном расходе.

Поскольку вероятность появления температур ниже минус 50 °С в климатической зоне Среднего Урала мала, основное внимание уделяется поддержанию однофазного агрегатного состояния углекислоты при повышенных летних температурах, что было указано в предыдущей главе.

Диаграмма фазового состояния (рис. 2) построена в программе MS-Excel по табличным данным термодинамических свойств углекислоты.

На рис. 2 область допустимого состояния углекислоты при положительных температурах окружающей среды ограничена кривоуголыюй трапецией с вершинами 3,4,5 и 6.

Рис. 2. Диаграмма фазового состояния углекислоты Анализ координат состояния данной области показывает, что для исключения фазовых переходов транспортируемой углекислоты следует поддерживать давление в трубопроводе на определенном уровне

075613

минимальное значение которого зависит от температуры. Существующие технологические ограничения воздействия на процесс определяют один путь стабилизации давления в трубопроводе, а именно через управление скоростью потока, т.е. управление расходом.

Поставленной целью задачи управления является поддержание давления в трубопроводе в области допустимых значений при наименьших затратах времени. Последнее определяется как решение задачи минимизации времени спада давления, т.е. как задача о быстродействии.

Используя модель объекта (3) и целевой функционал задачи максимального быстродействия

/= \\df-

получен закон изменения расхода (управление), при наложенном

ограничении на управляющее воздействие

О^.при (>1К

О, при

При изменении расхода О учитывается, что минимальный расход равен нулю, а максимальный расход определяется перепадом

давления в трубопроводе при полностью открытых исполнительных механизмах.

Решая систему (3) при начальных условиях р=ртт> * = получим выражение для определения времени управления _ ^

/ ч го "

Присвоим максимальному расходу (Сгта1) единичное значение управляющего сигнала ^=1) и минимальному расходу ((?„,,„) присвоим нулевое значение управляющего сигнала ^ = 0). Для определенности считаем, что и - О соответствует закрытому клапану, и = 1 соответствует открытому клапану, тогда закон управления запишется следующим образом

[1, при г>/к [О, при /</к

Начало процесса управления ^ определяется минимальным допустимым давлением. Задание время начала управления осуществляется путем ввода обратной связи по давлению релейного типа, минимальное допустимое давление для текущей температуры углекислоты

рассчитывается по аппроксимирующему полиному

ртт = 0,0008Г - 0,33487+ 36,165, где коэффициенты имеют размерность [МПа/К].

Представляется целесообразным введение непрерывной обратной связи по давлению. В этом случае закон управления принимает вид

при Р*Р,ш при р<рт.

-ь

Схема контроля агрегатного состояния углекислоты в трубопроводе и управления исполняющими механизмами показана на рис. 3.

На рис. 3 представлены устройства измерения температуры (Т^.Т,,, давления (ррр), управляющие сигналы, поступающие на отсечные клапаны (и,, и), расход на входе и выходе трубопровода О), температура

окружающей среды (Тос)- Контролируемой температуре соответствует максимальное значение Т1...Т3, контролируемому давлению - минимальное значение РрР, сигналу управления и - и, массовому расходу О-О. Сигнал управления и1 служит для аварийного перекрытия трубопровода, массовый расход О1 требуется для технологического учета выработанной углекислоты.

Рис. 3. Схема контроля и управления трубопроводом Предлагаемая функциональная схема системы управления технологическим объектом показана на рис. 4. Алгоритм работы, системы поддержания однофазного агрегатного состояния жидкой углекислоты заключается в следующем. Производится непрерывное измерение текущего давления и температуры. Выявляется минимальное текущее давление и максимальная температура. Полученное значение температуры служит для расчета минимального допустимого давления, которое сравнивается с текущим значением.

Рис. 4. Функциональная схема системы управления Снижение текущего давления ниже минимального допустимого переводит сигнал управления в нулевое значение, что приводит к перекрытию трубопровода. После достижения давления номинального значения сигнал управления переходит в единичное состояние и трубопровод открывается. Таким образом, происходит поддержание давления на допустимом уровне при текущей температуре и, следовательно, поддержание агрегатного состояния углекислоты в жидкой фазе.

Пятая глава содержит разработку АСУ ТП, составной частью которой является система управления агрегатным состоянием жидкой углекислоты в трубопроводе.

В главе описана топология технологического трубопровода. Приведены основные теплофизические свойства пенополиуретана типа «ИЗУР-3020», который использован в качестве теплоизолирующего покрытия. На основе проектных данных произведен расчет гидравлических параметров трубопровода: определены скорость потока в трубопроводе (Уср = 0,035 м/с) и число Рейнольдса (Яв= 16827). Такое значение числа Яв определяет турбулентный характер потока. При помощи табличных и справочных данных определено падение давления в трубопроводе при перекачке жидкой углекислоты

Конкретизированы и систематизированы требования к автоматизированной системе, предъявляемые государственными стандартами и предприятием.

Автоматизированная система построена по иерархическому принципу, структура которого следующая: нижний технический уровень системы - первичные измерительные преобразователи, средний уровень -блочно-модульная система сбора данных, которая представляет собой микроконтроллерный комплект, верхний уровень - 1ВМ-совместимый компьютер, производящий обработку получаемых данных, архивацию, визуализацию, вывод на твердый носитель, формирование управляющих сигналов. На верхнем уровне обеспечивается связь с АРМ кладовщика для предоставления информации по технологическому учету углекислоты.

Задачи, решаемые АСУ ТП: контроль всего технологического процесса; управление агрегатным состоянием углекислоты; технологический учет углекислоты.

АСУ ТП состоит из нескольких подсистем: подсистемы сбора технологической информации; подсистемы обработки технологической информации; подсистема формирования и выдачи управляющих сигналов.

Основу электронно-вычислительной аппаратуры составляет программно-технический комплекс на базе программируемого логического контроллера (ПЛК) «Деконт-182» и 1ВМ-совместимого компьютера. Программное обеспечение верхнего уровня построено на 8САОА-системе «1пТоисЬ> фирмы «Шопёетааге» (США).

Алгоритм работы АСУ ТП состоит в следующем, данные о ходе технологического процесса (температура, давление, уровень углекислоты в стапельных баллонах, уровень загазованности, количество углекислоты выработанной и отпущенной, состояние исполнительных механизмов) передаются по цифровому каналу связи на автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора. Производится представление ТП в виде мнемосхем, таблиц и графиков. Управление запорной арматурой осуществляется с АРМ оператора. Данные о характеристиках технологического процесса

сохраняются в архиве. Подготавливаются данные по учету углекислоты и передаются кладовщику.

Информационная система позволяет оператору следить за ходом протекания технологического процесса по мнемосхемам, различного уровня детализации и воздействовать на технологический процесс. По результатам измерения непрерывно строится график, представляющий собой р-Т диаграмму фазового состояния углекислоты в текущий момент времени, позволяющий оператору объективно судить об агрегатном состоянии углекислоты.

В результате проведенных работ разработана структура АСУ ТП, функциональная и принципиальная электрическая схема программно-технического комплекса и программное обеспечение.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

На основе проведенных исследований, синтеза оптимального управления и разработки проекта АСУ ТП решена актуальная научно-техническая задача транспортировки углекислоты по технологическому трубопроводу в однофазном агрегатном состоянии на удаленное расстояние.

В работе получены следующие основные результаты:

1. Исследованы тепловые составляющие процесса транспортировки путем декомпозиции на отдельные компоненты, что позволило детально описать и изучить каждую стадию теплообмена транспортируемой углекислоты с окружающей средой. Процесс теплообмена разделен на три составляющие: передача теплоты вынужденной конвекцией от углекислоты стенке трубопровода, теплопередача от внутренней полости трубы через стенку и материал теплоизолирующего покрытия на поверхность теплоизоляции теплопроводностью и теплоотдача внешней поверхности теплоизоляции окружающей среде свободной конвекцией.

2. Исследование позволило сделать практические выводы. Поскольку теплопроводность теплоизолирующего покрытия пренебрежимо мала по сравнению с теплопроводностью стенки трубы, имеется возможность установки датчиков температуры без врезки в трубопровод между верхней поверхностью трубопровода и нижним слоем теплоизоляции. Предложенный способ установка датчиков температуры исключает дополнительную кавитацию потока, что уменьшает вероятность фазовых превращений углекислоты и позволяет исключить ослабление трубопровода, что имеет большое значение для трубопроводов, работающих под высоким давлением. Следующий практический вывод заключается в том, что интенсивность теплообмена с окружающей средой определяется величиной вынужденной конвекции и, следовательно, регулировать теплообмен возможно путем изменения скорости потока, т.е. изменением расхода.

3. Исследована гидравлическая составляющая процесса транспортировки, что послужило основой синтеза оптимального управления, которое обеспечивает поддержание агрегатного состояния углекислоты, в соответствии с диаграммой состояния, в допустимых пределах. Проведенный

синтез оптимального управления послужил основой создания функциональной схемы системы управления.

4. Изучены и конкретизированы требования, предъявляемые действующими стандартами и предприятием на АСУ ТП, что послужило основой разработки АСУ ТП, составной частью которой является система поддержания агрегатного состояния углекислоты.

Автоматизированное рабочее место оператора реализовано- на персональном компьютере с использованием SCADA-системы «InTouch» фирмы. «Wonderware» (США). АРМ оператора позволяет наблюдать технологический процесс на мнемосхемах с различным уровнем детализации. Мнемосхемы отображают текущее значение измеряемых величин, показывают состояние трубопроводной арматуры, графически представляют уровень углекислоты в емкостях для хранения. Предусмотрена сигнализация при аварийных режимах: превышение температуры или давления, превышение уровня углекислоты в стапельных баллонах, увеличение концентрации углекислого газа выше допустимого предела. Уровень углекислоты в емкостях хранения, согласно нормам безопасности для сосудов, работающих под давлением, измеряется двумя уровнемерами, работающими на разных физических принципах. Поэтому предусмотрена аварийная сигнализация при различии их показаний, что повышает безопасность работы. Примененное программное обеспечение позволяет управлять исполнительными механизмами в автоматическом и «ручном» режиме. Кроме функций контроля и управления в системе заложена функция учета, которая позволяет проводить технологический учет всей углекислоты, полученной в цехе по ее производству и, отдельно, количество углекислоты, отпущенной цеху, в котором осуществляется заправка баллонов.

Автоматизированная система получила внедрение на ОАО «Первоуральский Новотрубный завод» (г. Первоуральск, Свердловской обл.).

5. На кафедре «Микропроцессорные средства автоматизации», ЭТФ, ПГТУ спроектирован и смонтирован лабораторный стенд-тренажер, построенный на аналогичной программно-аппаратной базе. В качестве объекта управления служит физическая модель технологического трубопровода, которая обеспечивает циркуляцию воды, наполнение и опорожнение емкостей. Измерение технологических параметров производится набором первичных измерительных преобразователей, управление потоком осуществляется насосом и электромагнитными клапанами.

Устройство связи с объектом реализуется на модулях ввода-вывода программно-технического комплекса «Деконт» под управлением контроллера «Деконт-182». Верхний уровень системы управления лабораторного стенда построен на персональном компьютере под управлением SCADA-системы «InTouch». Лабораторный стенд-тренажер применяется для обучения студентов кафедры МСА по специальности АТПП и может быть использован для подготовки специалистов завода по работе с автоматизированной системой.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМАМАТИКЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Винокур В.М., Шмидт И.А., Ромодин А.В., Друзьякин И.Г., Захаров П.Г. Системы принятия решений в мини энергетических системах // Информационные управляющие системы: Сб. научн. тр. / Перм. гос. техн. унт. Пермь, 1999. с. 103-107.

2. Винокур В. М., Шмидт И.А., Ромодин А.В., Друзьякин И.Г., Захаров П.Г. Построение системы управления миниэнергетическими системами // Материалы научно-технической конференции Пермского государственного технического университета / Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 2000. С. 47-49.

3. Друзьякин И.Г., Шмидт ИА, Ромодин А.В. Проблемы наполнения базы знаний экспертной системы поддержки принятия решений // Информационные управляющие системы: Сб. научн. тр. / Перм. гос. техн. унт. Пермь, 2000. С. 168-171.

4. Друзьякин И. Г. Автоматизация контроля состояния вещества в трубопроводе на предприятии ОАО «Первоуральский новотрубный завод» // Материалы 4-й Всероссийской конференции «Информация, инновации инвестиции» / Пермский ЦНТИ. -Пермь, 2003 . С. 160-162.

5. Друзьякин И.Г. Математическое описание процесса теплообмена при транспортировке жидкой углекислоты // Вестник ПГТУ: Прикладная математика и механика №1. / Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 2003. С.76-82

6. Друзьякин И.Г. Средства автоматизации процесса транспортировки жидкой углекислоты // Информационные управляющие системы: Сб. научн. тр. / Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 2003. С. 158-162.

7. Друзьякин И.Г., Винокур В.М. Автоматизированная система контроля параметров состояния жидкого диоксида углерода // Материалы научно-практической конференции Пермского государственного технического университета / Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 2003. С. 56-57.

8. Друзьякин И.Г., Винокур В.М. Автоматизированная система контроля участка хранения жидкого диоксида углерода // Материалы научно-практической конференции Пермского государственного технического университета / Перм. гос. техн. ун-т. - Пермь, 2003. С. 57-58.

Сдано в печать 25.05.04. Формат 60x84/16. Объём 1,0 п.л. Тираж 100. Заказ 1178.

Печатная мастерская ротапринта ПГТУ.

»11378

Введение

Глава 1. Описание процесса транспортировки жидких и газообразных веществ по трубопроводным системам

1.1. Развитие трубопроводного транспорта России

1.2. Проблемы аварийности трубопроводов

1.3; Особенности сооружения и эксплуатации внутризаводских трубопроводных систем.

1.3.1. Водопроводные сети

1.3.2. Тепловые сети

1.3:3; Газовые сети

1.3.4 Транспортировка углекислоты. в резервуарах

1.3.5 Особенности транспортировки углекислоты по магистральным и технологическим трубопроводам

1.4. Анализ влияния запорной арматуры на работоспособность трубопровода

1.5. Выводы

Глава 2. Описание методов контроля и программно-аппаратных средств диагностики трубопроводных систем

2.1. Существующие методы контроля состояния трубопроводных систем

2.2. Автоматизированные системы управления в трубопроводном транспорте 26 2.2.1. Общие принципы построения автоматизированных систем контроля и управления технологическими процессами

2.3. Аппаратные средства контроля и управления в трубопроводных системахЗО

2.4. Описание программных средств контроля трубопроводов

2.5. Выводы

Глава 3. Теплофизические свойства углекислоты и математическое описание процесса теплопередачи

3.1 Теплофизические свойства углекислоты

3.2. Процессы теплообмена при транспортировке углекислоты

3.2.1. Теплопередача конвекцией.

3.2.2. Теплопередача через цилиндрическую стенку

3.2.3. Теплоотдача от цилиндрической стенки

3.3. Выводы

Глава 4. Математическое описание гидродинамических процессов транспортировки углекислоты и синтез системы управления агрегатным состоянием углекислоты--------------------------------------------------"

4.1. Гидродинамические процессы при транспортировке углекислоты по трубопроводу

4.2. Математическая модель неустановившегося движения углекислоты в, трубопроводе

4.3. Определение оптимального закона управления агрегатным состоянием: углекислоты

4.4. Выводы

Глава 5. Промышленная реализация автоматизированной системы управления5 технологическим процессом

5.1. Цели построения автоматизированной системы управления работой технологического трубопровода

5.2. Описание межцехового технологического трубопровода

5.2Л. Конструктивные характеристики трубопровода

5.3. Расчет гидравлических параметров трубопровода

5.4. Требования к автоматизированной системе контроля технологического процесса транспортировки, хранения и подачи углекислоты

5.5. Архитектура автоматизированной системы

5.6. Выводы

Промышленные предприятия металлургической? отрасли? представляют собой крупные производственные объекты. Характерными особенностями таких предприятий являются; широкая занимаемая территория и обширные внешние и внутренние материальные и энергетические потоки. Средством-обеспечения таких потоков служат транспортные системы различного назначения, которые: связывают предприятие как с внешними поставщиками и потребителями, так и. обеспечивают внутризаводской обмен продукцией и энергоносителями.

Трубопроводный транспорт является? важной и неотъемлемой частью-транспортных систем. Трубопроводы; снабжают предприятия, ресурсами от сторонних производителей, например, водой, теплоносителями, топливным} газом. Межцеховые технологические трубопроводы подают выработанную продукцию из одного подразделения предприятия в другое; согласно: технологическому циклу.

Характерной: особенностью современного этапа» развития промышленного производства в целом заключается в том, что с одной стороны возрастают объемы выпускаемой продукции, с другой стороны минимизируется накопление исходных материалов,, обеспечивающих непрерывное производство и количество готовой продукции. Такие особенности' диктуют жесткие требования; к надежной работе транспортных систем;и, в частности, к бесперебойному функционированию трубопроводных сетей.,

Отказ в работе трубопроводных сетей» зависит от многочисленных факторов, которые влияют на состояние трубопровода. К таким факторам, кроме всего прочего, относятся; физико-химические свойства транспортируемых веществ и воздействие окружающей среды, в? которой проложен трубопровод. Воздействие этих факторов учитывается) на этапе проектировании трубопроводных сетей и в процессе эксплуатации. На стадии проектирования выбирается способ прокладки, топология; и материал трубопровода, рассчитываются конструктивные параметры, определяется материал и толщина теплоизолирующего покрытия, расчет которой регламентируется СНиП 2.04.14-88 «Тепловая? изоляция оборудования и г трубопроводов» [1]. Во время эксплуатации производится наблюдение за текущим состоянием трубопроводных сетей с целью выявления коррозионного износа и своевременного ремонта опасного участка, проводится измерение действующих значений технологических параметров, что позволяет предупреждать аварийные ситуации на трубопроводных сетях. .

Особую группу составляют трубопроводы, предназначенные для подачи криогенных субстанций или веществ; способных изменять свое агрегатное состояние под влиянием температуры.окружающей среды, например, жидкий кислород, водород, азот, сжиженный природный газ. Одним из таких веществ является диоксид углерода (далее углекислота), который способен переходить из газообразного состояния в жидкость и лед, при понижении температуры, или из жидкого состояния в газ при ее повышении, находясь под избыточным давлением. Другой особенностью углекислоты является свойство сублимации,-т.е. переход из твердого состояния в газ и обратно, минуя жидкость. Такое явление наблюдается как при давлении до 0,5 МПа и температурах ниже 224^ 15 К, так и при повышенном давлении и температурах выше 273 К, что объясняется резким перепадом давления в местах изменения сечения» трубопровода.

Сжиженные газы, в общем случае, выпускаются, транспортируются, хранятся и выдаются потребителю в виде жидкого низкотемпературного или высокотемпературного (высокого давления) и газообразного продукта. Такое разделение по видам состояния; сжиженных газов обусловлено современным развитием техники [2]. Жидкий низкотемпературный продукт хранится и транспортируется в изотермических емкостях среднего -давления до 2,45 МПа с температурой обеспечивающей жидкое состояние вещества. Жидкий продукт высокого давления хранится и транспортируется в баллонах под давлением до 29,4 МПа при температуре окружающей среды.

Прогрессивным техническим новшеством, обеспечивающим рост эффективности и безопасности труда, является прокладка углекислотопроводов непосредственно к рабочим местам с устройством постов, на которых потребители разбирают жидкую углекислоту. В то же время, подача углекислоты в однофазном агрегатном состоянии под непосредственным воздействием окружающей среды сопряжена с техническими трудностями, вследствие высокой вероятности изменения фазового состояния вещества. При перекачке углекислоты на значительное расстояние необходимо учитывать теплообмен между транспортируемой жидкостью и окружающей средой, так как возможные фазовые превращения; вещества ведут к остановке технологического процесса.

Объектом проведенного исследования является процесс поддержания однофазного агрегатного состояния жидкой углекислоты > при транспортировке ее по технологическому трубопроводу на удаленное расстояние.

Строительство технологических трубопроводов > для подачи жидкой углекислоты выдвигает на первый план задачу создания автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП), которая обеспечит непрерывную диагностику и автоматическое управление агрегатным состоянием углекислоты. Основное назначение АСУ ТП — обеспечение эффективного функционирования объекта управления путем автоматизированного выполнения функций управления. Функции АСУ ТП в общем случае включают в себя следующие действия: прогнозирование; учет, контроль и анализ; регулирование.

Актуальность темы.

Автоматизация контроля и управления агрегатным состоянием жидкой углекислоты при передаче на удаленное расстояние по технологическим трубопроводам.

Цель диссертационной работы.

Разработка методики прогнозирования, способа и алгоритма управления агрегатным состоянием жидкой углекислоты в технологических трубопроводах при нестационарных условиях на основе исследования тепловых и гидравлических процессов, протекающих при транспортировке.

В работе поставлены и решены задачи.

1. Разработка математической модели тепловых и гидравлических процессов, происходящих при транспортировке жидкой углекислоты по трубопроводу.

2. Обоснование оптимальных значений теплофизических и гидравлических характеристик процесса при транспортировке жидкой углекислоты по трубопроводу

3. Разработка методики прогнозирования и управления агрегатным состоянием углекислоты по косвенным характеристикам при изменении внешних условий во время транспортировки.

4. Разработка теоретически обоснованного способа формирования управляющего воздействия при изменении технологического режима подачи углекислоты.

5. Разработка автоматизированной системы контроля и* управления технологическим процессом.

Методы исследования.

В работе над диссертацией использовались фундаментальные и специальные теории: теплопередачи и молекулярной физики, гидравлика и гидродинамика, синтез оптимальных управляющих систем, методы построения АСУ ТП, электротехника и электроника, построение информационных каналов связи.

Научная новизна.

1. Разработана математическая модель тепловых процессов при транспортировке углекислоты, учитывающая агрегатное состояние и влияние гидравлических процессов, протекающих при транспортировке углекислоты по технологическому трубопроводу под влиянием условий окружающей среды.

2. Предложена методика прогнозирования, способ и алгоритм управления процессом стабилизации агрегатного состояния углекислоты в трубопроводе, основанный на контроле и управлении косвенными координатами процесса, определяющими фазовое состояние транспортируемого вещества.

Практическая ценность работы.

1. Разработан комплекс программно-аппаратных средств АСУ ТП транспортировки жидкой углекислоты по трубопроводу.

2. Внедрена автоматизированная система управления транспортировкой, хранением, подачей и учетом углекислоты, составной частью которой является система управления агрегатным состоянием углекислоты, на ОАО «Первоуральский Новотрубный завод» (г. Первоуральск, Свердловской обл.).

3. Спроектирован и изготовлен стенд-тренажер для обучения технического персонала АСУ ТП навыкам работы с автоматизированной системой путем физического моделирования ■ процесса перекачки жидкости по трубопроводу. В учебном процессе кафедры МСА стенд применяется для обучения студентов специальности «Автоматизация технологических процессов и производств».

4. Разработан комплект документации на автоматизированную систему контроля агрегатного состояния и управления процессом транспортировки жидкой углекислоты.

5. Разработан комплекс методических руководств по теоретической и практической подготовке обслуживающего персонала автоматизированной системы и студентов специальности ATI111.

На защиту выносится.

1. Математическая модель теплофизического состояния жидкой углекислоты при транспортировании на удаленные расстояния.

2. Математическая модель гидродинамических процессов, протекающих при транспортировке жидкой углекислоты по технологическому трубопроводу.

3. Алгоритм контроля и управления процессом стабилизации однофазного состояния при транспортировке жидкой углекислоты.

4. Автоматизированная система управления агрегатным состоянием жидкой углекислоты при транспортировке по технологическому трубопроводу.

Апробация работы. Основные результаты; работы выносились на обсуждение научно-технической конференции ПГТУ в 2000 г., научно-практической конференции ПГТУ в 2003 г., 4-й Всероссийской конференции «Информация, инновации, инвестиции - 2003» в 2003 г.

Публикации. По тематике диссертации опубликовано 4 научно-технические статьи в сборниках научных трудов за 1999-2004 гг., 4 тезиса на Всероссийских и региональных конференциях, представлен отчет по НИР и комплект документации- на ОАО «Первоуральский новотрубный завод», (г. Первоуральск Свердловской обл.).

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация включает введение, пять глав, заключение, список литературы и приложение, изложенные на 98 страницах. Содержит 8 рисунков, 6 таблиц. Библиографический список включает 97 наименований.

5.6. Выводы

Г. Существующие стандартные способы защиты от превышения давления, например, предохранительные клапаны,, не обеспечивают полной безопасности при; работе с жидкой углекислотой. Прш стравливании? углекислоты. через клапан; происходит падение давления ? вещества, что ведет к резкому снижению: температуры, при этом процессе не: исключен: переход углекислоты из газообразного: состояния в твердое; и, как следствие, закупорка предохранительного клапана со всеми вытекающими последствиями. Непрерывное наблюдение состояния! углекислоты в трубопроводе позволит минимизировать аварийные ситуации путем своевременного воздействия на технологический процесс путем определения конкретного времени воздействия на процесс и оптимального управления запорной арматурой.

2. Проведенное исследование конструктивных параметров трубопровода* и технический расчет гидравлических свойств потока углекислоты показал, что течение в трубопроводе носит турбулентный характер. Определена средняя по сечению скорость потока, рассчитаны коэффициенты гидравлического сопротивления трения для прямых участков трубопровода и коэффициенты местного сопротивления, обусловленные изгибами; трубопровода. В результате вычислен перепад давления в трубопроводе при стационарном течении.

3. Обобщены требования к автоматизированной системе определяемые действующими стандартами и выдвинутые заказчиком. Требования обусловили построение распределенной централизованной системы контроля и управления: и количество контролируемых переменных. Наложены технологические ограничения, на способы воздействия: на процесс. Указано, что для регулирующего органа допустимо только два его состояния: полностью открытое или полностью закрытое, во избежание сужения потока: и, как следствие, резкого перепада давления. Предъявленные требования позволили определить структуру автоматизированной системы контроля- и управления, сформулировать требования к аппаратной и программной части системы.

4. Система автоматизации поддержания агрегатного состояния является составной частью? автоматизированной системы контроля» и управления! транспортировкой, хранением; подачей и учетом углекислоты. Разработанная система построена по иерархическому принципу с тремя техническими уровнями. Нижний, уровень системы содержит первичные измерительные преобразователи и исполнительные механизмы. Среднийтехнический ? уровень. построен на информационно-измерительном и управляющем комплексе: «Деконт». Средний уровень обеспечивает связь с технологическим объектом, управление сбором измерительной информации, подачу сигналов управления на исполнительные механизмы. Верхний уровень автоматизированной системы, построенный на базе IBM-совместимого компьютера под управлением SCADA-системы, проводит визуализацию полученной информации, формирование сигналов управления, ведение архивов и т.д.

5. На основе разработанной функциональной схемы автоматизации и принципиальной электрической схемы программно-технического комплекса создана рабочая документация на автоматизированную систему. Рабочая документация, представленная на предприятие ОАО «Первоуральский новотрубный завод», позволила провести монтажные работы на промышленном объекте.

6. Разработан алгоритм функционирования системы, позволяющий регламентировать работу программно-технического комплекса, как в автоматическом, так и в ручном режиме и определить порядок учета выработанной и отпущенной потребителю углекислоты.

Заключение

Проведенные исследования и полученные на их основе практические результаты позволили решить актуальную, задачу передачи жидкой-углекислоты на удаленное расстояние.

Исследование теплообмена проводилось путем декомпозиции процесса в; целом на ряд составляющих,, что позволило детально описать и изучить каждую стадию теплообмена, транспортируемой углекислоты с окружающей средой. Процесс теплообмена разделен на три составляющие: передача теплоты, конвекцией от углекислоты стенке трубопровода, теплопередача от внутренней полости трубы через стенку и материал теплоизолирующего- покрытия; на поверхность теплоизоляции теплопроводностью и теплоотдача внешней поверхности теплоизоляции окружающей среде. Исследование позволило сделать два: практических вывода. Поскольку теплопроводность теплоизолирующего* покрытия- пренебрежимо мала по сравнению с теплопроводностью стенки трубы, то датчики: температуры: можно установить без врезки в трубопровод между верхней поверхностью трубопровода и нижним слоем теплоизоляции. Такая; установка датчиков температуры позволяет исключить дополнительной кавитации; потока, что уменьшает вероятность фазовых превращений* углекислоты. Отсутствие врезки; в трубопровод позволяет исключить его ослабление, что имеет большое значение для. трубопроводов, работающих под высоким давлением. Следующий практический: вывод заключается: в том; что интенсивность теплообмена с окружающей средой? определяется величиной вынужденной» конвекции? и, следовательно^, регулировать теплообмен возможно путем изменения скорости! потока, т.е. изменением расхода. Такой; вывод приводит к необходимости исследования гидравлической составляющей технологического процесса.

Исследование гидравлических процессов послужило » основой синтеза оптимального управления, которое обеспечивает поддержание агрегатного состояния углекислоты,, в соответствии с диаграммой состояния, в допустимых пределах. Проведенный, синтез> оптимального управления послужил основой создания функциональной схемы системы управления.

Проведенные исследования и изучение требований стандартов и предприятия обеспечили разработку функциональной схемы автоматизации и, на ее основе; электрической принципиальной схемы автоматизированной системы контроля и управления поддержания агрегатного состояния углекислоты, транспортировки, хранения и учета.

Автоматизированное рабочее место оператора реализовано на промышленном компьютере; с использованием SCADA-системы «InTouch» фирмы «Wonderware» (США). АРМ оператора: позволяет наблюдать, технологический процесс на ■ мнемосхемах с различным уровнем? детализации. Мнемосхемы отображают текущее значение измеряемых величин, показывают состояние трубопроводной арматуры, графически представляют уровень углекислоты в емкостях для хранения. Предусмотрена сигнализация при: аварийных режимах: превышение: температуры или давления, превышение уровня углекислоты в стапельных баллонах, увеличение концентрации' углекислого газа выше допустимого предела. Уровень углекислоты в емкостях хранения, согласно нормам безопасности для сосудов, работающих под давлением, измеряется двумя; уровнемерами, работающими на разных физических принципах. Поэтому предусмотрена аварийная сигнализация при различии их показаний, что повышает безопасность работы. Примененное программное обеспечение позволяет управлять исполнительными механизмами в автоматическом и «ручном» режиме.

Кроме; функций; контроля и управления в системе заложена функция; учета, которая позволяет проводить технологический учет всей углекислоты; полученной в цехе по ее производству и, отдельно, количество; углекислоты, отпущенной цеху, в котором осуществляется заправка баллонов.

Автоматизированная! система внедрена на ОАО «Первоуральский новотрубный завод», г. Первоуральск, Свердловская обл.

На кафедре «Микропроцессорные средства автоматизации», Электротехнический факультет, ПГТУ спроектирован и смонтирован лабораторный стенд-тренажер, построенный на аналогичной программно-аппаратной базе. В качестве объекта управления служит физическая модель технологического трубопровода, которая обеспечивает циркуляцию воды, наполнение и опорожнение емкостей. Измерение технологических параметров производится набором первичных измерительных преобразователей, управление потоком осуществляется насосом и электромагнитными клапанами.

Устройство связи с объектом реализуется на модулях ввода-вывода программно-технического комплекса «Деконт» под управлением контроллера «Деконт-182». Верхний уровень системы управления лабораторного стенда построен на персональном компьютере под управлением SCADA-системы «InTouch». Лабораторный стенд-тренажер применяется для обучения студентов кафедры МСА по специальности А11111 и может быть использован для подготовки специалистов завода по работе с автоматизированной системой.

1. СНиП 2.04.14-88 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов/ Госстрой СССР М., ЦИТП Госстроя СССР, 1989 - 32 с.

2. С1 2146027 RU 7 F 17 С 5/00, 7/00, 9/00. Установка для хранения и выдачи сжиженных газов / Труфанов А.Н. (Саратов а/я 7881) № 97122131/12; Заявл. 22.12.97. // Изобретения (Заявки и патенты). - 2000.

3. Шаммазов A.M., Мастобаев Б.Н. (УГНТУ), Сощенко А.Е. (ОАО "АК "Транснефть") «Трубопроводный транспорт России (1860-1917 гг.)», Трубопроводный транспорт нефти №6 — 2000г.

4. Шаммазов A.M.,. Мастобаев Б.Н, Бахтизин Р.Н. (УГНТУ), Сощенко А.Е. (ОАО «АК «Транснефть») «Трубопроводный транспорт России (19171945 гг.)» Трубопроводный транспорт нефти №9 — 2000г.

5. Шаммазов A.M., Мастобаев Б.Н., Бахтизин Р.Н. (УГНТУ), Сощенко А.Е. (ОАО «АК «Транснефть») «Трубопроводный транспорт России (19461991 гг.)», Трубопроводный транспорт нефти №2 — 2001г.

6. Станев B.C., Воробьев В. А. (Министерство энергетики РФ), «Перспективы развития трубопроводного транспорта России», Трубопроводный транспорт нефти №10 — 2000 г.

7. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 г.

8. Киреев Д. М. Обеспечение безопасной эксплуатации разветвленной сети подземных технологических трубопроводов: Дис. канд. техн. наук: — Уфа, 2002.-107 с.

9. Щепинов Д. Н. Автоматизация диагностирования трубопроводов, транспортирующих сероводородосодержащие среды: Дис. канд. техн. наук: Оренбург, 1998.-171 с.

10. Абдуллин И.Г., Гареев А.Г., Мостовой А.В. Коррозионно-механическая стойкость нефтегазовых трубопроводных систем:; диагностика и прогнозирование долговечности. Уфа: Гил ем, 1997. — 177 с.

11. Зайнуллин Р.С. Механика катастроф. Обеспечение работоспособности оборудования в условиях механохимической повреждаемости. Уфа: ;МИБ СТС, 1997.-462 с.

12. Розенфельд И.Л. Коррозия и защита металлов (локальные коррозионные процессы).- М.: Металлургия,, 1970.-448 с.

13. Стеклов О.И. Стойкость материалов и конструкций к коррозии под напряжением. Мл Машиностроение, 1990. - 384 с.

14. Серенсен С.В., Шнейдерович Р.Н., Гусенков А.П. и др. Прочность при малоцикловом нагружении. М.: Наука, 1975. — 256 с.

15. Акользин П.А. Коррозия и защита металлов; теплоэнергетического оборудования. — М.: Энергоиздат, 1982. — 304 с.

16. Громов Н.К. Городские теплофикационные системы. — М.: Энергия, 1974.-256 с.

17. Антикоррозионная защита городских газопроводов /Зайцев К.И., Притула В.В.* //Наука и техника. 1997, № 3.

18. Бутырский А.П. Опыт защиты подземных сооружений от коррозии. -Уфа: Баш. кн. изд, 1988. 104 с.

19. ГОСТ 9.602-89. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии. М.: Изд. стандартов. 1991.-51 с.

20. ГОСТ 19662-89. Резервуары изотермические для жидкой двуокиси углерода. Типы, основные параметры и размеры. М.: Изд. стандартов. -1990. 7 с.

21. СНиП 2.04.09-84 Пожарная автоматика зданий и сооружений / Госстрой СССР М., ЦИТП Госстроя СССР, 1985

22. А1 1755000 SU 5 F 17 D 1/00. Способ регулирования газопровода / Матвеев В.В. -№ 4342417/29; Заявл. 25.11.87. // Изобретения (Заявки и патенты). 1992. - № 30

23. Иванцов О.М., Двойрис А.Д. Низкотемпературные газопроводы. М., Недра, 1980. - 142 с.

24. Справочник по физико-техническим основам глубокого охлаждения / Под ред. В; Малкова. М;, Энергия, 1970. - 340 с.

25. Семинар Ассоциации фирм-производителей арматуры США (VMA — Valve Manufacturers' Association), .«Требования, предъявляемые к производителям арматуры современной химической промышленностью», г. Филадельфия, США, ноябрь 1984 г.

26. Тимашев С.А. Расчет и управление надежностью больших механических систем. 1988

27. Положение об экспертном диагностировании трубопроводов. Оренбург. 1997. -76с.

28. Калехман П.Х. Принципы построения алгоритмов программы комплексного анализа состояния трубопроводов с учетом условий окружающей среды. Москва. 1994. - ИРЦ ГАЗПРОМ. - С. 50. .58

29. ГОСТ 24.103-84. Единая система стандартов автоматизированных систем управления. Автоматизированные системы управления. Основные положения.

30. Стефани Е.П. Основы построения АСУ ТП: Учеб. пособие для вузов. -М.: Энергоиздат, 1982 352 с.

31. Технические средства автоматизации химических производств: Справ. изд./В.С. Балакирев, JI.A. Барский, А.В. Бугров. М.: Химия, 1991— 271 с.

32. Родионов В.Д., Терехов В.А., Яковлев В.Б. Технические средства АСУ ТП: Учеб. пособие для студентов вузов / Под ред. В.Б.Яковлева. М.: Высш. школа, 1989-263с.

33. ГОСТ 24.104-85 Единая система стандартов автоматизированных систем управления. Автоматизированные системы управления. Общие требования

34. ProSoft. Краткий каталог продукции №5.0 / Компания «ПРОСОФТ». -М., 2000.-208 с.

35. Информационный, измерительный и управляющий комплекс «Деконт»: Руководство по эксплуатации РЭ 4205-002-48531244-99. Ч. 2. Техническое описание (Редакция апрель 2003 г.) / Компания ДЭП. - М., 2003.-60 с.

36. Информационный, измерительный и управляющий комплекс «Деконт»: Руководство по эксплуатации РЭ 4205-002-48531244-99. Ч. 3. Описание программного обеспечения (Редакция — апрель 2003 г.) / Компания ДЭП. -М., 2003.-88 с.

37. РФ РД 10.249-98 Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды. / Госгортехнадзор России — 1999 г.

38. РФ РД 10.400-01 Нормы расчета на прочность трубопроводов тепловых сетей / Госгортехнадзор России — 2001

39. РТМ 38.001-94 Указания по расчету на прочность и вибрацию технологических стальных трубопроводов / Минэнерго РФ — 1994

40. СНиП 2.05.06-85 Магистральные трубопроводы / Госстрой СССР М., ЦИТП Госстроя СССР - 1985

41. Опыт создания системы оценки рисков на основе информационной модели трубопровода / Махкин И.Р., Нащубский В.А. ЗАО «Нефтегазсистема» - 2001

42. Справочник по физико-техническим основам криогеники /Под ред. М.П. Малкова М., Энергия, 1973 - 392 с.

43. Алтунин В.В. Теплофизические свойства двуокиси углерода. М.: Изд-во стандартов, 1975.-253 с.

44. ГОСТ 8050-85 «Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия» — 39 с.

45. ГОСТ 12.1.005-88. Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

46. ГОСТ 12.1.007-76. Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.

47. Алтунин В.В., Гадецкий О.Г. Уравнение состояния и термодинамические свойства жидкой и газообразной двуокиси углерода. /Теплоэнергетика, №3, 1971-С. 81-83

48. Алтунин В.В., Сахабетдинов М.А. Вязкость жидкой и газообразной двуокиси углерода при температурах 220-1300 К и давлениях до 1200 бар. Теплоэнергетика, №8, 1972 С.85-88.

49. Алтунин В.В., Сахабетдинов М.А. Теплопроводность жидкой и газообразной двуокиси углерода в интервале температур 220-1300 К при давлениях до 1200 бар. /Теплоэнергетика, №5,1973 С.85-88.

50. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейдлин А.Е. Техническая термодинамика. -М.: Энергия, 1974 -448 с.

51. Друзьякин И. Г. Автоматизация контроля состояния вещества в трубопроводе на предприятии ОАО «Первоуральский новотрубный завод» // Материалы 4-й конференции «Информация, инновации инвестиции» / Пермский ЦНТИ. — Пермь, 2003. С. 160-162.

52. Друзьякин И.Г. Математическое описание процесса теплообмена при транспортировке жидкой углекислоты // Вестник ПГТУ: Прикладная математика и механика №1. / Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 2003. С.76-82

53. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. Учебник для вузов. Изд. 3, М.: Энергия, 1975. -488 с.

54. Михеев М.А. Основы теплопередачи. — М.: Госэнергоиздат, 1956. 392 с.

55. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. — М.: Наука, 1969. 744 с.

56. Петухов Б.С., Кириллов В.В. Теплоэнергетика, 1958, №4, с. 63-68.

57. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1990 — 367 с.

58. Попов Д.Н. Динамика и регулирование гидро — и пневмосистем: Учебник для вузов по специальностям «Гидропневмоавтоматика и гидропривод» и «Гидравлические машины и средства автоматики». — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1987. — 464 с.

59. Попов Д.Н. Нестационарные гидромеханические процессы. М.: Машиностроение. 1982. 240 с.

60. Седов Л.И. Механика сплошной среды: В 2 т. М., 1983 1984. Т.1 528 е.; Т.2 528 с.

61. Матвеев Н.М. Методы интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений: Учебное пособие. 5-е изд., доп. СПб.: Издательство «Лань», 2003. - 832 с.

62. Друзьякин И.Г. Средства автоматизации процесса транспортировки жидкой углекислоты // Информационные управляющие системы: Сб. научн. тр. / Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 2003. с. 158-162.

63. Основы автоматического управления. Автоматические регуляторы и следящие системы. / Под ред. Солодовникова В.В. — Т. 3., М.: МАШГИЗ, 1963, 570 с.

64. Построение математических моделей химико-технологических объектов / Дудников Е.Г., Балакирев B.C., Кривсунов В.Н., Цирлин A.M.- Л.: Химия, 1970-312 с.

65. Техническая кибернетика. Теория автоматического регулирования. Анализ и синтез линейных непрерывных и дискретных систем автоматического регулирования. / Под ред. Солодовникова В.В. Кн. 2., М.: Машиностроение, 1967. - 682 с.

66. Воронов А.А. и др. Основы теории автоматического регулирования и управления. Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. школа, 1977. 597 с.

67. Пантелеев: А.В. Методы оптимизации в примерах и задачах: Учеб. пособие/А.В. Пантелеев, Т.А. Летова. — М.: Высш. шк., 2002. — 544 с.

68. Пантелеев А.В. Теория управления в примерах и задачах: Учеб. пособие/А.В. Пантелеев, А.С. Бортаковский. — М.: Высш. шк., 2003. — 583 е.

69. Пантелеев А.В., Бортаковский А.С., Летова Т.А. Оптимальное управление в примерах и задачах: Учеб. пособие. — М.: Изд-во МАИ, 1996.-212 с.

70. Лукас В .А. Основы теории автоматического управления. М., «Недра», 1977. -376 с.

71. ЦапенкоМ.П. Измерительные информационные системы. М., Энергоатомиздат, 1985

72. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования: Справочное пособие/А.С. Клюев, А.Т. Лебедев; С.А. Клюев, A.F. Товарное; Под ред. А.С. Клюева. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. — 368 с.

73. ГОСТ 24.208-80 Требования к содержанию документов «Ввод в эксплуатацию»

74. ГОСТ 24.703-85. Типовые проектные решения в АСУ. Основные положения

75. ГОСТ 2.601-95 ЕСКД. Эксплуатационные документы82: ГОСТ 2.701-84. ЕСКД. Правила выполнения схем

76. ГОСТ 2.784-96 ЕСКД. Обозначения условные графические. Элементы трубопроводов

77. ГОСТ 24:302-80* Общие требования к выполнению схем

78. ГОСТ 27300-87 ИИС. Общие требования, комплектность и, правила составления эксплуатационной документации

79. ГОСТ Р 6.30-97. Требования к оформлению документов. 1997 г.

80. Информационно-измерительная техника и технологии: Учеб. Для вузов / Калашников В.И., Нефедов С.В., Путилин А.Б. и др.; Под ред. Ранеева Г.Г. М.: Высш. шк., 2002. - 454 с.

81. Датчики давления: Тематический каталог № 1. Выпуск 1 / Промышленная группа «Метран». Челябинск, 2003. — 154 с.

82. Датчики температуры: Тематический каталог № 2. Выпуск 1 / Промышленная группа «Метран». Челябинск, 2003. — 137 с.

83. Краткий номенклатурный каталог. / «Эталон-прибор». Челябинск, 2001.-351 с.

84. ГОСТ 8.437-81. ГСИ. Системы информационно-измерительные. Метрологическое обеспечение. Основные положения

85. ГОСТ 8.508-84 ГСИ. Метрологические характеристики СИ и точностные характеристики средств автоматизации ГСП. Общие методы оценки и контроля

86. Расходомеры. Счетчики: Тематический каталог № 3. Выпуск Г / Промышленная группа «Метран». Челябинск, 2003. - 187 с.

87. Друзьякин И.Г., Шмидт И.А., Ромодин А.В. Проблемы наполнения базы знаний экспертной системы поддержки принятия решений // Информационные управляющие системы: Сб. научн. тр. / Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 2000. с. 168-171.

88. Винокур В.М., Шмидт И.А., Ромодин А.В., Друзьякин И.Г., Захаров П.Г. Системы принятия решений в мини энергетических системах // Информационные управляющие системы: Сб. научн. тр. / Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 1999. с. 103-107. .