МОНИТОРИНГ И УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПОДАЧИ ГАЗА ПОТРЕБИТЕЛЮ НА УРОВНЕ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СТАНЦИИ

MONITORING AND PROCESS CONTROL MONITORING AND CONTROL OF THE GAS SUPPLY PROCESS TO THE CONSUMER AT THE GAS DISTRIBUTION STATION LEVEL

Ilya Andriyanov

student, Department of Mechanical Engineering Technology, Saratov State Technical University named after Yu.A. Gagarin,

Russia, Saratov

АННОТАЦИЯ

Рассматриваются вопросы организации мониторинга и управления технологическим процессом подачи газа потребителю на уровне газораспределительной станции.

ABSTRACT

Considered the issues of organization of monitoring and control of the technological process of gas supply to the consumer at the gas distribution station level are considered.

Ключевые слова: мониторинг, управление, газораспределение.

Keyword: monitoring, contol, gas distribution.

Введение

Газораспределительные станции (ГРС) играют ключевую роль в системе газоснабжения, обеспечивая регулирование давления, учёт расхода газа и его очистку перед подачей потребителям. В условиях роста спроса на энергоресурсы и ужесточения требований к безопасности и эффективности, автоматизация ГРС становится необходимостью.

Внедрение современных систем автоматизированного управления (АСУ ТП) позволяет повысить надёжность, точность контроля и экономическую эффективность работы станций. В данной статье рассмотрены основные аспекты автоматизации ГРС, применяемые технологии, преимущества и перспективы развития.

1. Основные функции газораспределительных станций

ГРС выполняют ряд критически важных задач:

• Регулирование давления – снижение давления газа с магистрального уровня (до 7,5 МПа) до распределительного (0,3–1,2 МПа).
• Очистка газа – удаление механических примесей и влаги с помощью фильтров и сепараторов.
• Учёт расхода – измерение объёма и качества газа с помощью коммерческих узлов учёта.
• Одоризация – добавление одоранта для обнаружения утечек.
• Аварийная защита – отключение подачи газа при превышении допустимых параметров.

Ручное управление этими процессами устарело, поскольку не обеспечивает необходимой точности, скорости реакции и безопасности.

2. Компоненты автоматизированной системы управления ГРС

Автоматизация ГРС предполагает внедрение следующих ключевых компонентов:

2.1. Датчики и контрольно-измерительные приборы (КИП)

• Датчики давления (пьезорезистивные, тензометрические).
• Расходомеры (ультразвуковые, турбинные, кориолисовыe).
• Газоанализаторы (определение содержания метана, сероводорода, CO₂).
• Термодатчики (контроль температуры газа и оборудования).

2.2. Программируемые логические контроллеры (ПЛК)

ПЛК (например, Siemens SIMATIC, Schneider Electric Modicon) обрабатывают данные с датчиков и управляют исполнительными механизмами:

• Регуляторами давления.
• Отсечными клапанами.
• Системами подогрева газа.

2.3. SCADA-системы

Программные комплексы (Ignition, WinCC, КРУГ-2000, ЗОНД) обеспечивают:

• Визуализацию технологических процессов.
• Архивирование данных.
• Формирование отчётов.
• Дистанционный мониторинг.

2.4. Системы связи и телеметрии

Используются проводные (Ethernet, RS-485) и беспроводные (LoRaWAN, GSM, спутниковая связь) протоколы для передачи данных в диспетчерские центры.

3. Преимущества автоматизации ГРС

1. Повышение безопасности – мгновенное обнаружение утечек, автоматическое срабатывание аварийных клапанов.
2. Точность учёта – снижение коммерческих потерь за счёт цифровых расходомеров.
3. Энергоэффективность – оптимизация работы оборудования (например, подогревателей).
4. Снижение эксплуатационных затрат – уменьшение числа персонала на объекте.
5. Удалённое управление – контроль параметров из центральной диспетчерской.

4. Примеры внедрения автоматизации

4.1. ГРС "Восточная" (Россия)

После модернизации с использованием ПЛК Siemens и SCADA-системы:

• Время реакции на аварии сократилось с 10 минут до 5 секунд.
• Потери газа снизились на 12%.

4.2. Европейский опыт (Германия, Netze GmbH)

Применение IoT-датчиков и облачных платформ позволило прогнозировать износ оборудования.

5. Перспективы развития

1. Искусственный интеллект – прогнозирование нагрузок и предиктивная аналитика.
2. Цифровые двойники – виртуальное моделирование работы ГРС.
3. Блокчейн – прозрачный учёт поставок газа.

Заключение

Автоматизация ГРС – это неизбежный этап развития газовой отрасли, обеспечивающий безопасность, экономию ресурсов и интеграцию в концепцию "умных сетей" (Smart Grid). Внедрение современных технологий требует инвестиций, но окупается за счёт снижения аварийности и повышения эффективности.

Список литературы:

1. Колпакова Н.В., Колпаков А.С. Газоснабжение: учебное пособие. Екатеринбург: Уральский федеральный университет, 2014. 200 с.
2. Жила В.А. Газовые сети и установки. М.: Издательский центр «Академия», 2003. 272 с.
3. Жила В.А. Автоматика и телемеханика систем газоснабжения. М.: ИНФРА-М, 2006. 238 с.