Введение к работе
Актуальность работы. По мере развития газоперерабатывающей промышленности в условиях наращивания мощностей по добыче, транспортировке и переработке газа перед газоперерабатывающими производствами встали острые экологические проблемы, требующие незамедлительного решения. Особенно это относится к Астраханскому газоперерабатывающему комплексу (АГПК), который добывает и перерабатывает природный газ, содержащий до 25% сероводорода. К наиболее вредным и наиболее опасным выбросам на АГПК относятся H2S, NOx, СО, S02, H„Cm, меркаптаны. Из них наиболее ядовиты и обладают сильным неприятным запахом сероводород и меркаптаны, причем особенно велика чувствительность человека к меркаптанам. Оксиды азота и серы являются причиной образования вредоносных кислотных дождей и туманов. Монооксид углерода и углеводороды участвуют в различных фотохимических реакциях в атмосфере, нарушая тем самым озон-кислородное равновесие и способствуя эффекту потепления атмосферы. При эксплуатации первой очереди АГПК имели место частые остановы производства, залповые выбросы вредных веществ в атмосферу, многочисленные случаи превышения максимальных разовых предельно допустимых концентраций по сероводороду н сернистому ангидриду в населенных пунктах, расположенных в 8-километровой санитарной зоне.
С целью снижения степени воздействия газового комплекса на окружающую среду до допустимого уровня принимались меры по повышению эксплуатационной надежности АГПК, в том числе ремонт и реконструкция установок получения серы из отходящих газов, а также на АГПК с 1987г. эксплуатируется система контроля загрязнения атмосферы ближайших населенных пунктов от высотных выбросов газоперерабатывающего завода, разработанная французской фирмой Technip.
2 Однако в настоящее время эта система физически и морально устарела, является недостаточно надежной. Как показал опыт эксплуатации наиболее уязвимым ее модулем является телекоммуникационная система, соединяющая локальные станции наблюдения и центр мониторинга, а также сеть пользовательских терминалов.
Целью дайной работы является комплексный подход к разработке структуры автоматизированной системы экологического мониторинга (АСЭМ) таких опасных в экологическом отношении производств, как АГПК, выбору и обоснованию применения аппаратных средств системы, а также средств связи, обеспечивающих надежность работы системы. Система экологического мониторинга должна обеспечить максимальную защиту окружающей среды от вредных выбросов при автоматическом управлении технологическим процессом, эффективном контроле за состоянием окружающей среды, а также предупреждение опасных выбросов в атмосферу.
Для достижения этой цели необходимо реализовать следующие этапы:
рассмотреть действующую систему экологического мониторинга на АГПК и ее недостатки;
исследовать информационные потоки системы экологического мониторинга;
исследовать информационные связи системы экологического мониторинга с системой автоматического управления технологическим процессом;
разработать и оптимизировать структуру телекоммуникационной сети АСЭМ;
рассмотреть надежность и пропускную способность телекоммуни
кационной сети АСЭМ АГПК, осуществить подбор стандартного каналооб-
разующего оборудования; , . . '
изучить вопрос оптимального размещения рабочих станций наблюдения в санитарной зоне предприятия;
разработать и решить ряд оптимизационных задач, обеспечивающих эффективное управление АСЭМ.
Методы исследования. Теоретические исследования в диссертационной работе опираются на результаты и методы теории автоматического управления и математического анализа, а также на их прикладные аспекты, связанные с теорией передачи информации. Полученные теоретические результаты иллюстрируются рядом практических примеров, выполненных на персональных компьютерах. Научная новизна;
разработана комплексная методика создания типовой системы экологического мониторинга газоперерабатывающего комплекса;
обоснована необходимость информационной совместимости системы автоматизированного управления технологическим процессом с системой экологического мониторинга окружающей среды санитарной зоны предприятия;
на основе проведенных комплексных исследований разработана архитектура телекоммуникационной системы экологического мониторинга, обеспечивающая минимизацию загрязнения окружающей среды, приемлемую надежность и пропускную способность телекоммуникационной сети, при минимуме капитальных затрат;
исследованы надежность и пропускная способность телекоммуникационной сети (ТС) АСЭМ при различных режимах функционирования технологического процесса.
4 Практическая ценность работы. Материалы полученные в диссертации переданы в организации осуществляющие проектирование АСЭМ АГПК..:
Кроме того материалы могут быть использованы:
при сравнительном анализе способов и методов радиосвязи, сравнении различных каналообразующих аппаратных средств телекоммуникационной сети;
при разработке ТС АСЭМ предприятий, построенных на основе широкополосных средств связи;
при подборе стандартного радиооборудования ТС АСЭМ предприятий;
в качестве технического материала при проектировании территориально распределенных АСЭМ;
в виде целостной методики для построения новых или модернизации уже существующих АСЭМ.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 47-ой научно-технической конференции, посвященной 65-летию МГАХМ (Москва, 1997); Межвузовской научно-технической конференции «Микроэлектроника и автоматика -97» (Зеленоград, МИЭТ, 1997); XI Международной конференции молодых ученых по химии и химической технологии (Москва, РХТУ им. Д.И. Менделеева, 1997); V-ой Международной научной конференции, посвященная 85-летию со дня рождения академика В.В. Кафарова, «Методы кибернетики химико-технологических процессов» (Казань, КХТП, 1999); Ш-ем Международном симпозиуме молодых ученых, аспирантов и студентов «Техника и технология экологически чистых производств» (Москва, МГУИЭ, 1999).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы девять печатных работ, список которых представлен в заключении реферата.
5 Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,
пяти глав, заключения, списка литературы из 7/7 наименований и при
ложений. Общий объем диссертации составляет страниц, в том числе
/// страниц машинописного текста, включающего v\? рисунков,
/ диаграмме/, -у О таблиц.