ФОРМИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СТАНЦИИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ МОДУЛЬНОЙ АРХИТЕКТУРЫ И НОРМАТИВНЫХ ТРЕБОВАНИЙ

FORMATION OF A NEXT-GENERATION AUTOMATED GAS DISTRIBUTION STATION BASED ON MODULAR ARCHITECTURE AND REGULATORY REQUIREMENTS

Vlasov Sergey Alekseevich

Master's student, Yuri Gagarin State Technical University of Saratov, Russia, Saratov

Аннотация. Рассмотрены принципы формирования автоматизированной газораспределительной станции нового поколения в блочно-модульном исполнении. Определены исходные параметры конфигурации, состав функциональных модулей и роль автоматического управления. Предложен порядок выбора проектного решения с учетом производительности, давлений, числа выходов, условий эксплуатации и принятого узла учета газа.

Abstract. The principles of forming a next-generation automated gas distribution station in modular design are considered. The input configuration parameters, functional modules and the role of automatic control are defined. A procedure for selecting a technical configuration is proposed taking into account capacity, pressures, number of outlets, operating conditions and the adopted gas metering unit.

Ключевые слова: газораспределительная станция, АГРС-НП, блочно-модульное исполнение, автоматическое управление, узел учета газа, нормативные требования.

Keywords: gas distribution station, next-generation AGDS, modular design, automatic control, gas metering unit, regulatory requirements.

Введение

Газораспределительная станция (ГРС) завершает участок транспортирования газа и формирует параметры его подачи потребителю. Для станции недостаточно обеспечить только снижение давления: технологическое решение должно учитывать очистку газа, предотвращение гидратообразования, учет количества газа, одоризацию при необходимости, автоматическое управление, электроснабжение, сигнализацию и связь. Перечень указанных функций приведен в нормах технологического проектирования магистральных газопроводов [5, с. 62-68].

Понятие станции нового поколения связано с модульным построением, сокращением операций на площадке, расширенным автоматическим контролем и централизованной формой обслуживания. В отраслевой литературе направления развития ГРС связываются с повышением автоматизации, снижением эксплуатационных затрат и применением энергоэффективных решений [1, с. 58-65, 3, с. 52-57].

Цель работы - сформировать самодостаточный подход к выбору архитектуры автоматизированной газораспределительной станции нового поколения (АГРС-НП), в котором проектные решения выводятся из исходных параметров объекта и проверяются по принятой нормативной базе. В статье не рассматривается изделие конкретного изготовителя, предметом анализа является проектный принцип формирования станции.

Нормативная база проектирования

Техническая конфигурация АГРС-НП формируется с учетом СТО Газпром 2-3.5-051-2006, содержащего положения по составу технологических узлов и систем, проектной производительности, редуцированию, учету, одоризации и автоматическому управлению [5, с. 62-68]. Общие технические требования к ГРС принимаются по СТО Газпром 2-2.3-1081-2016 [4].

Метрологическое обеспечение узла учета выбирается с учетом принятого способа измерений, диапазона расходов и состава измерительного комплекса.

Таблица 1.

Назначение документов в проектной проработке АГРС-НП

Исходные параметры формирования станции

Конфигурация АГРС-НП определяется исходными параметрами объекта. Основными являются минимальная и максимальная проектная производительность, давления на входе и выходах, число потребителей, необходимость резервирования и условия площадки. По этим данным выбираются технологические линии, оборудование и средства автоматики [5, с. 62-63].

Таблица 2.

Исходные данные для конфигурации АГРС-НП

Функционально-модульная архитектура АГРС-НП

В соответствии с технологическим назначением ГРС обязательный функциональный контур включает переключение, очистку газа, предотвращение гидратообразования, редуцирование, учет и, при необходимости, одоризацию. Системный контур включает автоматическое управление, электроснабжение, связь и телемеханику, контроль загазованности, пожарную и охранную сигнализацию, молниезащиту и заземление [5, с. 62-68].

Блочно-модульный подход заключается в том, что указанные функции реализуются не как единичная нестандартная компоновка, а как набор взаимосвязанных модулей, параметры которых выбираются по исходным данным. При этом модульность не отменяет расчетов: число аппаратов очистки, количество редуцирующих линий, наличие резервного подогревателя и диапазон средств измерений подлежат обоснованию для конкретного объекта.

Рисунок 1. Функционально-модульная структура автоматизированной газораспределительной станции нового поколения

Автоматическое управление и эксплуатационная информативность

Для станции нового поколения автоматизация является не внешним дополнением, а частью технологической архитектуры. Система управления должна получать информацию о давлениях, температурах, расходе газа, состоянии исполнительных механизмов и срабатывании защит. Передача параметров на диспетчерский уровень обеспечивает эксплуатационную оценку станции при централизованной форме обслуживания.

В СТО Газпром 2-3.5-051-2006 для системы автоматического управления ГРС установлена связь с телемеханикой, необходимость резервного электропитания и сохранения функций САУ при питании от аккумуляторной батареи, способ интеграции выбирается на стадии проектирования по техническим условиям заказчика [5, с. 68]. В публикациях по АГРС нового поколения развитие автоматического управления дополнительно связывается с переходом к малолюдным технологиям эксплуатации и энергетической автономности [1, с. 58-65, 3, с. 52-57].

Узел учета расхода газа

Узел учета предназначен для определения количества газа, подаваемого потребителю, и расхода на собственные нужды. Нормы проектирования допускают размещение измерительного комплекса после узла очистки перед редуцированием либо после него, выбор положения должен быть обоснован принятой схемой станции и условиями измерения [5, с. 66-67].

При использовании ультразвуковых преобразователей расхода выполнение измерений принимается в соответствии с ГОСТ 8.611-2024 [2]. При разработке узла учета должны быть согласованы диапазон измеряемых расходов, условия размещения средств измерений, перечень регистрируемых параметров и передача данных в систему автоматического управления.

Порядок формирования проектной конфигурации

Последовательность формирования станции начинается с фиксации исходных данных и требований к поставке газа. На втором этапе рассчитываются технологические диапазоны: расходы, давления, условия температурного режима и количество выходов. После этого определяется обязательный набор функциональных модулей и принимаются решения по резервированию, дополнительным узлам и автоматизации.

Заключительный этап предусматривает проверку принятой конфигурации по нормативной базе и проектным ограничениям: обеспечению пропускной способности во всем диапазоне нагрузок, поддержанию давления по выходам, применимости принятого способа учета, полноте сигналов САУ и требованиям безопасной эксплуатации. Такая процедура позволяет использовать модульность не как упрощение проекта, а как способ управляемой вариативности технического решения.

Рисунок 2. Порядок формирования проектной конфигурации АГРС-НП

Обсуждение результатов

Предложенный подход позволяет отделить общие характеристики станции нового поколения от сведений о конкретной продукции. Новизна статьи состоит в представлении АГРС-НП как параметрически формируемой модульной системы: каждому исходному параметру соответствует определенная группа технических решений и контрольных проверок. В отличие от описательного обзора, данный подход пригоден для подготовки технического задания и сравнительной оценки вариантов станции.

Предложенный порядок проектирования обеспечивает последовательный переход от исходных параметров объекта к составу функциональных модулей и систем станции. Модульная архитектура при этом не является механическим повторением готовой схемы: конфигурация уточняется по производительности, давлениям, числу выходов, условиям эксплуатации, уровню автоматизации и выбранному способу учета газа.

Заключение

Сформирован нормативно обоснованный подход к проектированию автоматизированной газораспределительной станции нового поколения в блочно-модульном исполнении. Показано, что конфигурация станции должна определяться диапазоном производительности, давлениями, числом выходов, климатическими условиями, формой обслуживания, необходимостью одоризации и выбранным методом учета газа.

Для узла учета предусматривается выбор средства измерений с учетом состава проектного решения, диапазона расходов и условий эксплуатации. Предложенная методика может быть использована при подготовке исходных технических решений и разработке типовых конфигураций АГРС-НП без привязки к конкретному изготовителю.