Прогнозирование эксплуатационных параметров и принятие технических решений при проектировании морских газопроводов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.19, кандидат технических наук Пароменко, Алексей Михайлович

• Пароменко, Алексей Михайлович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Пароменко, Алексей Михайлович

ВВЕДЕНИЕ.

1. ИССЛЕДОВАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДХОДОВ К АНАЛИЗУ НАДЕЖНОСТИ ГАЗОПРОВОДОВ.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И АНАЛИЗ ФАКТОРОВ ВЛИЯЮЩИХ НА НАДЕЖНОСТЬ МОРСКИХ ГАЗОПРОВОДОВ.

3. КОНЦЕПЦИЯ ПРИНЯТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МОРСКИХ ГАЗОПРОВОДОВ.

4. МЕТОДИКА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ И ПРИНЯТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МОРСКИХ ГАЗОПРОВОДОВ.

4.1 Обоснование выбора метода и информационной технологии математического моделирования и оценки показателей надежности морского газопровода.

4.2 Выбор информационной технологии логико-вероятностного и имитационного моделирования СТС в нештатных ситуациях.

4.3 Обоснование технологии имитационного моделирования стационарных и нестационарных режимов работы морского газопровода.

4.4 Методика прогнозирования эксплуатационных параметров и принятия технических решений при проектировании морского газопровода.

5. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ УПРАВЛЕНИЯ НАДЕЖНОСТЬЮ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МОРСКИХ ГАЗОПРОВОДОВ.

5.1 Объект исследования.

5.2 Отказ установки подготовки газа к транспорту.

5.3 Отказ оборудования компрессорного цеха.

ВЫВОДЫ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Прогнозирование эксплуатационных параметров и принятие технических решений при проектировании морских газопроводов»

В настоящее время вопросам обеспечения надежности и безопасной эксплуатации сухопутных магистральных газопроводов уделяется особое внимание. Опыт, накопленный за годы эксплуатации сухопутных магистральных газопроводов, позволяет определить участки газопроводов, где наиболее высока вероятность возникновения нештатной или аварийной ситуации. Накопленный опыт, оценка риска на этапе проектирования позволяет существенно повысить надежность и безопасность системы сухопутных магистральных газопроводов.

Одним из приоритетных направлений развития деятельности России является укрепление лидирующих позиций на европейском рынке. Для расширения экспорта природного газа в страны западной Европы ведется разработка ряда инновационных проектов с созданием уникальной системы подводных магистральных газопроводов.

Необходимо отметить, что широкий опыт проектирования, строительства и эксплуатации подводных магистральных газопроводов в России сегодня не достаточен для принятия на этапе проектирования решений, позволяющих исключить вероятность возникновения нештатной ситуации. В первую очередь это связано с отсутствием на этапе проектирования подходов к определению коэффициентов надежности, отсутствием методик анализа видов и последствий отказов морских газопроводов, отсутствием методик анализа нестационарных режимов работы морских газопроводов.

Указанное обстоятельство говорит об отсутствии в практике проектирования подводных газопроводов эффективной методики позволяющей на этапе разработки проектной документации прогнозировать эксплуатационные параметры морского газопровода в условиях влияния различных факторов на многозвенную технологическую систему. В связи с этим, работы направленные на создание эффективной методики прогнозирования эксплуатационных параметров и принятия технических решений при проектировании морских газопроводов результатом применения которой является существенное повышение надежности и безопасности эксплуатации морских магистральных газопроводов, являются актуальными.

Цель работы — разработка методики прогнозирования эксплуатационных параметров и принятия технических решений при проектировании морских газопроводов.

Идея работы заключается в том, что разработка технических решений направленных на повышение надежности функционирования системы в целом ведется на основе математического моделирования видов и последствий отказов комплектующего оборудования газопроводов.

Защищаемые научные положения:

1. Технические решения при проектировании морских газопроводов принимаются с учетом математического моделирования видов и последствий отказов комплектующего оборудования газопроводов на основе логико-вероятностного анализа и имитационного моделирования сложной технологической системы в нештатных ситуациях.

2. Установлено, что прогнозируемые при проектировании пропускная способность морского газопровода и время его безотказной работы, как многозвенной функциональной системы, определяется частотными характеристиками отказов комплектующего газопровод оборудования.

Заключение диссертации по теме «Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ», Пароменко, Алексей Михайлович

ВЫВОДЫ

Основные научные результаты и рекомендации заключаются в следующем:

1. Разработана новая методика прогнозирования эксплуатационных параметров и принятия технических решений при проектировании морских газопроводов, учитывающая влияние нештатных ситуаций (аварий и отказов технологического оборудования);

2. Определены вероятностные характеристики отказов технологического оборудования морских газопроводов. Для объекта исследования вероятность отказа одной линии осушки в интервале один год составит 0,95, а для четырех линий осушки этот показатель составит 0,09.

3. Разработана модель имитации работы морского газопровода на стационарных и нестационарных режимах.

4. Определены частоты возникновения и длительность нестационарных режимов работы морского газопровода.

5. Разработанная методика прогнозирования эксплуатационных параметров и принятия технических решений при проектировании морских газопроводов использована в следующих проектах:

- Северо-Европейский газопровод;

- Южный поток;

- освоения Штокмановского газоконденсатного месторождения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Пароменко, Алексей Михайлович, 2009 год

1. ГОСТ 27.002-89. Надёжность в технике. Основные понятия. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1989.

2. СТО Газпром 2-3.5-051-2006. Нормы технологического проектирования магистральных газопроводов. М.: Изд-во ИРЦ Газпром, 2006.

3. Corder, I. "The application of risk techniques to the design and operation of pipelines", Institution of Mechanical Engineers, Conference C502 paper C502/016, 1995.

4. DNV, "OREDA Offshore Reliability Data handbook", 1992.

5. E&P Forum, "Hydrocarbon Leak and Ignition Database, Report No. 11/4/180, 1992.

6. EGIG (European Gas Pipeline Incident Data Group): Third Report: Gas Pipeline Incidents 1970-1997 EGIG Document No. 98.R.0120 December 1998.

7. HSE, PARLOC 96: The update of Loss of Containment Data for Offshore Pipelines, Offshore Technology Report OTH 551,1998.

8. СТО РД Газпром 39-1.10-084-2003. Методические указания по проведению анализа риска для опасных производственных объектов газотранспортных предприятий ОАО «Газпром» для действующих магистральных трубопроводов (в двух томах). М.: Изд-во ИРЦ Газпром, 2003.

9. ГОСТ 27.004-85. Надежность в технике. Системы технологические. Термины и орпделения. М.: Изд-во Стандартинформ, 1985.

10. Диллон Б., Сингх Ч. Инженерные методы обеспечения надежности систем. М.: Мир. 1984. 318 с.

11. Хенли Э. Дж., Кумамото X. Надежность технических систем и оценка риска. М.: Машиностроение, 1984. 528 с.

12. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных производственных систем. М.: Энергоатомиздат, 1986. -480 с.

13. Китушин В.Г. Надежность энергетических систем. М.: Высшая школа., 1984. 256 с.

14. Клемин А.И., Емельянов B.C., Морозов В.Б. Расчет надежности ядерных энергетических установок. Марковская модель. М.: Энергоиздат, 1982. 208 с.

15. Клемин А.И. Надежность ядерных энергетических установок. Основы расчета. М.: Энергоатомиздат, 1987. — 344 с.

16. Коваленко И.Н., Кузнецов Н.Ю. Методы расчета высоконадежных систем. М.: Радио и связь, 1988. 176 с.

17. Козлов Б.А., Ушаков И.А. Справочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. М.: Советское радио, 1975. — 472 с.

18. Маркитантов Б.С. Надежность и эффективность эксплуатации сложных организационно-технических систем. Л.: ВМИУ им. Ф.Э. Дзержинского, 1990. 429 с.

19. Барзилович Е.Ю. Модели технического обслуживания сложных систем. М.: Высшая школа, 1982. — 231 с.

20. Бахметьев A.M., Самойлов О.Б., Усынин Г.Б. Методы оценки и обеспечения безопасности ЯЭУ. М.: Энергоатомиздат, 1988. 136 с.

21. Башлыков А.А. Проектирование систем принятия решений в энергетике. М.: Энергоатомиздат, 1986. 120 с.

22. Большие системы. Теория методология, моделирование. /По материалам конференции "Научные и практические проблемы больших систем". Под ред. акад. Б.В. Гнеденко. М.: Наука, 1971. 328 с.

23. Вентцель E.C., Овчаров JI.А. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. М.: Наука, 1988. 480 с.

24. Вентцель Е.С., Овчаров J1.A. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. М.: Наука, 1991. 384 с.

25. Швыряев Ю.В. и др. Вероятностный анализ безопасности атомных станций. Методика выполнения. М.: ИАЭ им. И.В. Курчатова, 1992. 266 с.

26. Байхельт Ф., Франкен П. Надежность и техническое обслуживание. Математический подход. М.: Радио и связь, 1988. 392 с.

27. Горбатов В.А. Основы дискретной математики. М.: Высшая школа, 1986.-311 с.

28. Автоматизированный синтез, оптимизация и анализ план-графика работ по техническому обслуживанию и ремонту тепломеханического оборудования энергоблоков Южно-Уральской АЭС. Отчет по НИР. 1993. 71 с.

29. Автоматизированный синтез, оптимизация и анализ план-графиков по техническому обслуживанию и ремонту ПЛА. Отчет по НИР. СПб: ВМИУ им. Ф.Э. Дзержинского, 1993. 75 с.

30. Александров В.В., Сойгин A.M. Метод прямого компьютерного моделирования. Препринт 102, ЛИИАН, 1989.

31. Арзамасцев Д.А., Липес А.В., Мызин А.Л. Модели оптимизации развития энергосистем. М.: Высшая школа, 1987. 272 с.

32. Захаров И.Г. Теория компромиссных решений при проектировании корабля. JL: Судостроение, 1987. 136 с.

33. Иванов М.В., Можаев А.С., Рябинин И.А. Логико-вероятностные методы расчета живучести автоматизированных электроэнергетических систем судов. //Вопросы судостроения. Сер. Судовая автоматика. 1984. - Вып. 30.

34. Козлов Ю.И. Автоматизация управления процессами технического обслуживания и ремонта сложных технических систем. Диссертация на соискание учёной степени к.т.н. СПб: ВМИУ им. Ф.Э. Дзержинского, 1991.

35. Кузякин Ю.И., Никонов Е.Н., Овчинников В.Л. К анализу понятий надежность, живучесть и безопасность систем. СПб: ВМИУ им. Ф.Э. Дзержинского.

36. Методика автоматизированного структурно-логического моделирования и количественного анализа надежности систем безопасности Калининской АЭС. Отчет о НИР./ Ершов Г.А., Можаев А.С., Татусьян О.В. и др. 1993.- 199 с.

37. Тархов А.А. Основы построения графического интерфейса для задач структурного моделирования. Автореферат диссертации на соискание учёной степени к.т.н. СПб: СПбГТУ, 1995.

38. Татусьян О.В. Количественная оценка живучести корабельной АЭУ как сложной организационно-технической системы. Диссертация на соискание учёной степени к.т.н. СПб: ВМИУ им. Ф.Э. Дзержинского, 1994.

39. Теория и информационная технология моделирования безопасности сложных систем. Вып.2. /Под ред. И.А. Рябинина. Препринт 104. СПбИПМАШ РАН, 1994.

40. Теория и информационная технология моделирования безопасности сложных систем. Вып.4. /Под ред. И.А. Рябинина. Препринт 110. СПбИПМАШ РАН, 1994.

41. Тимашев С.В., Кузьмин М.А., Чилин Ю.Н. Оптимизация энергетических систем орбитальных пилотируемых станций. М.: Машиностроение, 1986. 232 с.

42. Черкесов Г.Н., Можаев А.С. Логико-вероятностные методы расчета надежности структурно-сложных систем. М.: Знание, 1991. 104 с.

43. Захаров И.Г. Теория принятия компромиссных решений при исследовательском проектировании кораблей. Диссертация на соискание учёной степени д.т.н. Л.: ВМА им. А.А. Гречко, 1988. 431 с.

44. С18. Soyghin A.M. Direct computer modeling processing in data. Processing ofthe 3rd International Workshop on Model Oriented Data Analysis. St.Petersburg, May 30 (1992). p.30-31.

45. Данные получены из Internet, сайт: http://www.riskspectrum.com.

46. Данные получены из Internet, сайт: http://www.nea.fr/abs/html/psr-0405.html.

47. Данные получены из Internet, сайт: http://www.ocrk.miatom.ru/rus/progects/risk/risk.html.

48. Проурзин В.А, Лаборатория надежности ИПМАШ РАН, г. Санкт-Петербург. МА БРК 2001, с.263-268.

49. Данные получены из Internet, сайт: http://www.relexsoftware.com.

50. Можаев А. С. Общий логико-вероятностный метод анализа надежности сложных систем. Л.: ВМА им. А.А. Гречко, 1986. 116 с.

51. Надежность технических систем и техногенный риск. Под общей редакцией М.И.Фалеева. М.: Деловой экспресс, 2002.

52. Рябинин И.А. Надежность и безопасность структурно-сложных систем. СПб.:Политехника, 2000.- 248с.

53. Данные получены из Internet, сайт: http://www.szma.com и http://www.safety.fromru .com

54. Басакер Р., Саати Т. Конечные графы и сети. М.: Наука, гл. ред. физ.-мат. литературы, 1974. 368 с.

55. Владимиров Д.А. Булевы алгебры. М.: Наука, 1969. 320 с.

56. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. М.: Наука, 1967. 491 с.

57. Губанов В.А., Захаров В.В., Коваленко А.Н. Введение в системный анализ. Л.: Издание ЛГУ, 1988.-232 с.

58. Зыков А.А. Гиперграфы /УМН. 1974. - т. 29, вып. 6. - с. 89-154.

59. Зыков А.А. Основы теории графов. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. 384 с.

60. Лекции по теории графов / Емельянов В.Н., Мельников О.И., Сарванов В.И., Тышкевич Р.И. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990. 384 с.

61. Нечипуренко М.И., Попков В.К., Майнагашев С.М. и др. Алгоритмы и программы решения задач на графах и сетях. Новосибирск: Наука, 1990.

62. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: Высшая школа, 1985. 271 с.

63. Королюк B.C. и др. Справочник по теории вероятностей и математической статистике. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. литературы, 1985. — 640 с.

64. Ершов Г.А., Татусьян О.В. и др. "Ранжирование оборудования ППУ в интересах обеспечения заданных свойств". /СПб: ВМА им. Н.Г. Кузнецова, 1991.- 119 с.

65. Парфенов Ю.М. Надежность, живучесть и эффективность корабельных электроэнергетических систем. Л.: ВМА им. А.А. Гречко, 1989. -324 с.

66. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. М.: Высшая школа, 1989. 367 с.

67. Прохоров Ю.В., Розанов Ю.А. Теория вероятностей. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. литературы, 1987.- 400 с.

68. Райншке К., Ушаков И. А. Оценка надежности систем с использованием графов. М.: Радио и связь, 1988. — 208 с.

69. Руденко Ю.Н., Ушаков И.А. Надежность систем энергетики. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1989. 328 с.

70. Рябинин И.А. Основы теории и расчета надежности судовых электроэнергетических систем. JL: Судостроение, 1971. 456 с.

71. Сборник алгоритмов и программ. Вып.7. ВМА им. А.А Гречко, 1979. 336 с.

72. Свами М., Тхуласираман К. Графы, сети и алгоритмы. М.: Мир, 1984.-455 с.

73. Скорняков JI.A. Элементы алгебры. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. литературы, 1986. 240 с.

74. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров.

75. Ступаченко А. А. САПР технологических операций. Л.: Машиностроение, 1988. 234 с.

76. Альянах И.Н. Моделирование вычислительных систем. Л.: Машиностроение, 1988. 223с.

77. Ушаков И.А. Вероятностные модели надежности информационно-вычислительных систем. М.: Радио и связь, 1991. 132 с.

78. Шостак В.П., Гершаник В.И. Имитационное моделирование судовых энергетических установок. Л.: Судостроение, 1988. 256 с.

79. Яблонский С.В. Введение в дискретную математику. М.: Наука, гл. ред. физ.-мат. литературы, 1986. 384 с.

80. Боровков А.А. Теория вероятностей. М.: Наука гл. ред. физ.-мат. литературы, 1986. 432 с.

81. Кирьянов Б.В. Статистика сочетаний: Лекции по курсу "Высшая математика: Теория вероятностей и математическая статистика". Кн.1. СПб: Изд-во СПбУЭФ, 1994. 156 с.

82. Коваленко И.Н., Филиппова А.А. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 1973. 368 с.

83. Отчет Сибирского энергетического института (Сибирское отделение АН СССР) "GO методология", т.2 "Применение и сопоставление GO-методологии и метода дерева отказов". Иркутск: СЭИ, 1990. - 238 с.

84. Дружинин Г.В. Процессы технического обслуживания автоматизированных систем. М.: Энергия, 1973. — 272 с.

85. Танаев B.C., Шнурба В.Д. Введение в теорию расписаний. М.: Наука, 1975.

86. Тарасов В.Г. Основы теории автоматизированных систем управления. СПб: ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1988. 438 с.

87. Кузнецов О.П., Адельсон-Вельский Г.М. Дискретная математика для инженера. М.: Энергоатомиздат, 1988. 480 с.

88. Кострикин А.И. Введение в алгебру. Основы алгебры. М.: Физматлит. 1994. 320 с.

89. Нефедов В.Н., Осипова В.А. Курс дискретной математики. М.: Издательство МАИ, 1992. 264 с.

90. Временный технологический регламент по эксплуатации сухопутной части Северо-европейского газопровода ОАО «Гипроспецгаз» С-Петербург 2002 г.

91. Временный технологический регламент по эксплуатации сухопутной части газопровода «ГОЛУБОЙ ПОТОК» ОАО «Гипроспецгаз» С-Петербург 2002 г.

92. Технологический регламент по эксплуатации сухопутной части газопровода «ГОЛУБОЙ ПОТОК» ОАО «Гипроспецгаз» С-Петербург 2005 г.

93. Обоснование инвестиций в проект освоения Штокмановского газоконденсатного месторождения ОАО «Гипроспецгаз» С-Петербург 2006г.

94. Методических указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов РД 03-418-01.

95. Северо-Европейский газопровод, Участок Грязовец-Выборг (проект) ОАО «Гипроспецгаз» С-Петербург 2008г.