Диссертация (1172941), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Создание на научной основе автоматизированного комплекса контроляи испытаний (АККИ) автоматизированной системы управления противопожарнойзащиты (АСУ ППЗ), систем управления технологическими процессами, ихпоследовательная увязка по иерархическим уровням и интеграция в единуюсистему сбора и обработки данных и оперативного управления повышает уровень7пожаровзрывобезопасности, качество и эффективность всех звеньев производствав нефтеперерабатывающей отрасли.ПоизрезультатамстатистическогостатистическогосборникаанализаВНИИПОМЧС2005–2016России)гг.40(данные%системпротивопожарной защиты (ППЗ) на промышленных объектах не выполнили своюзадачу.
Не решены в полном объеме задачи автоматизации контроля и испытанийэлементов систем противопожарной защиты (СППЗ) нефтеперерабатывающихпроизводств на этапах проектирования, монтажа, эксплуатации, а также припоставках на объекты нового оборудования систем пожарной и противоаварийнойавтоматики. Уровень автоматизации, надежности и информативности систем ППЗдо сих пор остается низким.В связи с отсутствием возможности проведения полномасштабныхэкспериментов на технологических установках нефтеперерабатывающих объектовпоотработкесценариеваварийныхситуаций,отработкидокументоворганизационного обеспечения и тренинга персонала необходимо созданиеподсистемыАККИ,котораяреализуетфункциюдиагностированияи прогнозирования аварийных (пожароопасных) ситуаций в технологическихпроцессах нефтепереработки.
Для алгоритмической структуры математическогообеспеченияАККИнеобходимаразработкасетевоймоделипроцессанефтепереработки, анализ динамики изменений пожароопасных параметроввцеляхопределениявозможностивозникновенияаварийнойситуации.Актуальность разработки такой модели состоит в необходимости определятьи динамически оценивать состояние системы, изменение параметров процессовпри изменении структуры связей ее элементов. Существующий математическийаппарат моделирования таких ситуаций не может в полной мере обеспечитькомплексное решение данных задач, так как применяемые в настоящее времямодели не учитывают одновременное описание изменений структуры связейэлементов(трубопроводов,коммуникаций)иизменений(пожароопасных параметров) внутри структуры сложной системы.процессов8Перечисленные проблемы в комплексе подтверждают необходимостьсоздания автоматизированного комплекса контроля и испытаний АСУ ППЗна примере наиболее опасной технологической установки (первичная переработканефти ЭЛОУ АВТ-6 АО «Рязанская нефтеперерабатывающая компания»(АО «РНПК»)).
Данная научно-техническая задача является актуальной,и ее решение направлено на повышение промышленной и пожарной безопасностинефтеперерабатывающих производств.Диссертационнаяработавыполненавсоответствииспланомреконструкции технологической установки АО «РНПК» и в соответствиис планом научной деятельности Академии ГПС МЧС России.Степень разработанности. Значительный вклад в разработку теоретическихоснов создания автоматизированных систем управления противопожарнойзащитой (АСУПЗ) и автоматизированных комплексов контроля, тренингаи испытаний систем противопожарной защиты внесли такие ученые, какН.Г.
Топольский, А.В. Федоров, А.Н. Членов, А.А. Таранцев, Н.Н. Брушлинский,И.Ф. Хафизов, Ф.В. Демёхин, А.А. Абросимов и др.Объектисследования–автоматизированнаясистемауправленияпротивопожарной защитой нефтеперерабатывающих производств.Предметисследованияавтоматизированнойсистемы–автоматизацияуправленияконтроляииспытанийпротивопожарнойзащитойнефтеперерабатывающих производств.Цель исследования – разработка и реализация модели и алгоритмовконтроляииспытанийавтоматизированнойсистемыуправленияпротивопожарной защитой нефтеперерабатывающих производств.Для достижения поставленной цели в работе решаются следующиезадачи:─ комплексный анализ пожаровзрывоопасности объектов нефтепереработкии существующих структурных и технических решений по автоматизации задачконтроляииспытанийи установок пожаротушения;элементовустановокпожарнойсигнализации9─ проведениеформализованногоописанияобщесистемныхрешенийи алгоритмизация функциональной структуры автоматизированного комплексаконтроля и испытаний АСУ ППЗ объектов нефтепереработки;─ разработка сетевых моделей и алгоритмов контроля аварийных ситуацийвтехнологическомблокепервичнойпереработки нефтиЭЛОУАВТ-6АО «РНПК» с применением тензорных методов на основе двойственных сетейи проведение вычислительных экспериментов по прогнозированию поведенияопасных технологических блоков при аварийном изменении параметровтехнологических процессов и разрушения элементов конструкции (изменениеструктуры) сетевой модели установки;─ разработкаструктурыавтоматизированноготехнического икомплексаконтроляпрограммного обеспеченияииспытанийАСУППЗс представлением схем алгоритмов задач верхнего и нижних уровней управления,расчет уровня автоматизации.Научную новизну представляют полученные автором новые результаты:1.
Получены новые структурные и технические решения по автоматизациизадач контроля и испытаний элементов установок пожарной сигнализациии установок пожаротушения на примере испытаний спринклерныхоросителей и пожарных извещателей.2. Произведеноформализованноеописаниеобщесистемныхрешенийи выполнена алгоритмизация функциональной и технической структуравтоматизированного комплекса контроля и испытаний АСУ ППЗ объектовнефтепереработки.3.
Разработанымодельиалгоритмыконтроляаварийныхситуацийв технологическом блоке установки первичной переработки нефти ЭЛОУАВТ-6 с применением тензорных методов на основе двойственных сетейиполученыновыерезультатывычислительныхэкспериментовпо прогнозированию поведения опасных технологических блоков приаварийномизменениипараметровтехнологическихпроцессов10и разрушении элементов конструкции (изменении структуры) сетевоймодели установки.4. РазработанаструктураавтоматизированноготехническогокомплексаиконтроляпрограммногоииспытанийобеспеченияАСУППЗс представлением схем алгоритмов задач верхнего и нижних уровнейуправления.Теоретическая и практическая значимость работы заключается:─вповышениинефтепереработкинауровняосновепожаровзрывобезопасностиразработкиобобщеннойобъектовструктуры,формализованного описания и алгоритмизации АККИ АСУ ППЗ, а такжевтехническихрешениях,позволяющихразработатьисходныеданныеи техническое задание на проектирование и изготовление автоматизированныхстендов контроля и испытаний;─в построении математических моделей прогнозирования аварийныхи пожароопасных ситуаций в виде двойственных сетей;─в создании банка расчетных и аналитических данных по всемпотенциально возможным видам аварийного (т.
е. пожароопасного) разрушенияконструкции установки в целях подготовки персонала и внесения измененийв действующие руководящие документы, технические требования и инструкциипо действиям персонала в конкретной ситуации;─в разработке полезной модели для автоматизации процесса контроля ииспытаний «Устройство автоматизированного контроля и испытаний техническихсредств и систем пожарной сигнализации и автоматики», защищенной патентом;─в разработке комплекса программ контроля и диагностики системыпротивопожарной защиты потенциально опасных производств.Методология и методы исследования. Для решения поставленных задачиспользуются методы моделирования и оптимизации АСУ ППЗ; системногоанализа и синтеза, тензорные методы моделирования аварийных ситуаций сиспользованием теории двойственных сетей.11На защиту выносятся:─контроляновые структурные и технические решения по автоматизации задачииспытанийустановокпожарнойсигнализациииустановокпожаротушения;─результаты формализованного описания общесистемных решенийи алгоритмизации функциональной и технической структур автоматизированногокомплекса контроля и испытаний АСУ ППЗ объектов нефтепереработки;─модель и алгоритмы контроля аварийных ситуаций в технологическомблоке первичной переработки нефти ЭЛОУ АВТ-6 с применением тензорныхметодов на основе двойственных сетей на примере АО «РНПК».
Новыерезультаты вычислительных экспериментов по прогнозированию поведенияопасных технологических блоков при аварийном изменении параметровтехнологических процессов и разрушении элементов конструкции (измененииструктуры) сетевой модели установки;─структураавтоматизированноготехническогокомплексаиконтроляпрограммногообеспеченияиАСУиспытанийППЗс представлением схем алгоритмов задач верхнего и нижних уровней управления.Достоверностьдостигнутазасчетпримененияапробированныхматематических методов, аналитических исследований и вычислительныхэкспериментов, согласованности полученных результатов с известными даннымиисследований в смежных областях.Апробацияработы.Основныерезультатыработы былидоложенына следующих международных научно-практических конференциях:–«Системыбезопасности»,Москва,АкадемияГосударственнойпротивопожарной службы МЧС России (2013–2017 гг.).– «Пожаротушение, проблемы, технологии, инновации», Москва, Академиягосударственной противопожарной службы МЧС России (2014–2016 гг.).– «Актуальные проблемы обеспечения комплексной безопасности и пути ихрешения», Воронежский институт ГПС МЧС России (2013 г.).12– «Актуальные проблемы современной науки и образования», Липецк,Липецкая региональная общественная организация «Всероссийское обществоизобретателей и рационализаторов» (2015 г.).Публикации.
По тематике диссертации опубликовано 16 работ, 4 статьииз перечня изданий рекомендованных ВАК, 7 докладов на конференциях, полученодин патент на полезную модель, 4 свидетельства о государственной регистрациипрограммы для ЭВМ.Личный вклад автора. В совместных публикациях автору принадлежит:постановкаиформализациязадачисследования,разработкаметодови конструктивных решений, теоретические обобщения и прикладные расчеты,участие в технической реализации и внедрении разработок.Внедрение результатов работы. Представленные в диссертации результатыисследований нашли практическое применение на промышленных объектах,а также в высших учебных заведениях пожарно-технического профиля,в том числе:– в плане реконструкции АО «РНПК» на технологической установке (ТУ)ЭЛОУ АВТ-6 в составе интегрированной информационно-управляющей системыданного НПЗ;–вООО«СТАЛТ»внаучныхисследованиях,вподготовкеи тренинге персонала, осуществляющих его деятельность в области монтажаиэксплуатацииустановокпротивоаварийнойзащиты,пожаротушенияи пожарной сигнализации.– при проведении научно-исследовательской работы в Академии ГПС МЧСРоссии по теме «Автоматизация научных исследований систем противопожарнойзащитыпотенциальноопасныхпроизводств»(планнаучно-техническойдеятельности АГПС МЧС России 2015, 2016 гг.
– п. 118, 2017 г. – п. 82).Практическое применение результатов исследования подтверждается актамивнедрения.Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоитиз введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 137 наименований13и 6 приложений на 49 страницах. Содержание работы изложено на 226 страницахмашинописного текста, содержит 54 рисунка и 26 таблиц. Приложения кдиссертации содержат 43 рисунка и 10 таблиц.14Глaвa 1Кoмплекcный aнaлиз пoжaрнoй oпacнocти и ocoбеннocтей кoнтрoляи иcпытaний aвтoмaтизирoвaннoй cиcтемы упрaвления прoтивoпoжaрнoйзaщитoй нефтеперерaбaтывaющих прoизвoдcтв кaк oбъектa aвтoмaтизaции1.1Aнaлиз ocoбеннocтей прoцеcca кoнтрoля и иcпытaний cиcтемпрoтивoпoжaрнoй и прoтивoaвaрийнoй зaщиты нa oбъектaхнефтеперерaбaтывaющей прoмышленнocти1.1.1 Oпacнocти пoжaрoв, взрывoв и aнaлиз aвaрийных cитуaций нa oбъектaхнефтехимичеcкoй и нефтеперерaбaтывaющей прoмышленнocтив Рoccийcкoй ФедерaцииПo cтaтиcтичеcким дaнным Федерaльнoй cлужбы пo экoлoгичеcкoму,технoлoгичеcкoму и aтoмнoму нaдзoру [1] был прoведен aнaлиз кoличеcтвaпoжaрoв и взрывoв нa oбъектaх нефтехимичеcкoй и нефтеперерaбaтывaющейпрoмышленнocти зa 5 лет (2013–2017 гг.; тaблицa 1.1).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
