Введение к работе
Актуальность проблемы. Распределительные станции в топливно-
энергетических отраслях играют важную роль в сфере топливно-энергетических
балансов и энергетической безопасности страны, определяющей ее национальную
безопасность. Надежная и эффективная работа распределительных станций во
многом определяет уровень социальных и техногенных рисков. Поэтому управление
промышленной безопасностью распределительных станций топливно-
энергетического комплекса (ТЭК) страны всегда будет представлять актуальную научную проблему, особенно для основных секторов экономики топливно-энергетических отраслеіі. Газовая отрасль России является одной из важнейших отраслей в ТЭК страны, определяющей ее национальную безопасность. Текущее состояние газовой отрасли характеризуется рядом негативных тенденций: быстрым старением основных фондов, все еще низкой эффективностью использования оборудования и газопроводов, увеличением риска техногенных аварий и др. Вместе с этим рыночные условия развития Российской Федерации ставят новые задачи: упрочнение рыночного положения газораспределительных организаций при соблюдении приоритета права потребителя перед производителем; повышение культуры безопасной эксплуатации систем распределения газа, надежное и бездефицитное газоснабжение предприятий и населения; оптимизация всех видов затрат и обеспечение социально приемлемого уровня всех видов рисков при доставке газа потребителям.
Информационные технологии и информационно-измерительные системы, являются одним из перспективных инструментов решение этих задач. За счет автоматизации и интеграции информационные технологии могут существенно сократить сроки и уменьшить материальные и финансовые затраты при проектировании, строительстве, эксплуатации, ремонте, реконструкции и выводе из эксплуатации объектов ТЭК, в частности газораспределительных станций (ГРС).
Повышение качества информационного обеспечения процессов технического обслуживания и управления промышленной безопасностью ГРС является актуальной задачей и необходимым условием успешной работы ТЭК в рыночной среде и поддержания энергетической безопасности регионов страны на должном уровне.
Фундамент оптимальной стратегии эксплуатации ГРС представляет информационно-измерительная и управляющая система: «Единая система мониторинга, диагностики и управления газовым хозяйством ОАО «Газпром» (ЕС МДУ ГХ). Эта система внедряется в практику с 2000 г, имеет статус отраслевой. В соответствии с Приказом ОАО «Газпром» № 45 (2001г.) эта отраслевая система постоянно совершенствуется и развивается.
Важный информационный модуль ЕС МДУ ГХ - комплексная информационно-
измерительная система управления диагностикой, надежностью и безопасностью
ГРС. f— ; _ - -,
Разработке такой системы и решению актуальной задачи по улучшению информационной среды для ОАО «Газпром» и ТЭК в целом посвящено содержание данной работы. Основанием для ее (работы) выполнения послужили: Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» or 20 июня 1997 г.; Федеральный закон № 184 - ФЗ «О техническом регулировании» от 27 декабря 2002 г.;
Федеральный закон. № 69-ФЗ «О газоснабжении в Российской Федерации»; Федеральная научно-техническая' программа «Высоконадежный трубопроводный транспорт»; Государственная научно-техническая программа ПІТК СССР, Минпромнауки России, АН СССР, РАН «Безопасность населения и народнохозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф» 1991-2001гг; соответствующие Постановления Правительства РФ, в том числе № 858 от 14.07. 1997 «Положение об обеспечении доступа независимых организаций к газотранспортной системе Россиііского акционерного общества «Газпром»; № 1370 от 24.11.1998 «Положение об обеспечении доступа организаций к местным газораспределительным сетям».
Цель и задачи исследовании. Целью настоящей работы является создание методических основ и обеспечивающих баз для интегральной информационно-измерительной системы управления промышленной безопасностью распределительных станций (на всех этапах жизненного цикла оборудования, трубопроводов и инженерных систем этих станций); совершенствование информационной среды, необходимой при развитии сети ГРС ТЭК для формирования политики в регионах по обеспечению энергетической безопасности России.
Для достижения поставленной цели на примере газовой отрасли необходимо было решить комплекс взаимосвязанных задач:
1. Разработать научные принципы и базовые процедуры подготовки и принятия
решений, методическую, вычислительную, инструментальную базы, улучшить
обеспечивающие (нормативную и др.) базы для выбора оптимальной структуры
управления промышленной безопасностью ГРС в рамках ЕС МДУ ГХ ОАО
«Газпром».
2. Разработать методические основы информационного обеспечения
диагностического обслуживания ГРС для надежного газоснабжения регионов на
социально приемлемом уровне энергетической безопасности;
3. Разработать и обосновать архитектуру новых образцов информационно-
измерительных систем управления промышленной безопасностью ГРС, разработать
алгоритм их создания и постоянного улучшения технических, эксплуатационных,
экономических характеристик с учетом требований международных стандартов
качества.
4. Оценить эффективность применения созданной информационно-
измерительной системы при выборе оптимальных стратегий эксплуатации,
диагностического обслуживания и экспертизы промышленной безопасности ГРС.
Объект исследования. Объектом исследования являются ГРС ОАО «Газпром», которые представляют всю совокупность номенклатуры и составляют большую часть ГРС, эксплуатирующихся в топливно-энергетической, химической, пищевой и др. отраслях.
Предмет исследования: принципы и методы формирования и построения интегральной информационно-измерительной системы управления промышленной безопасностью ГРС, анализ эффективности реализации указанных методов при развитии сети эксплуатации и проектировании ГРС, методы интеграции информационно-измерительных систем для технического и диагностического обслуживания ГРС управления промышленной безопасностью объектов ТЭК и региональных систем газоснабжения.
Достоверность полученных в диссертации результатов подтверждается опытом эксплуатации ГРС.
Методической основой для работы послужили совокупный инженерно-финансовый анализ жизненного цикла продукции и услуг на основе CALS-технологий, системный анализ рисков при выборе инженерных решений, математическое моделирование, экспертный логический анализ, методы линейного и нелинейного программирования, теории прочности и надежности объектов ТЭК, общие положения вероятностного анализа безопасности ядерных объектов.
Научная новизна работы; 1. В работе представлены базовые процедуры подготовки, принятия и обоснования решений по управлению надежностью и безопасностью ГРС с помощью интегральной информационно- измерительной системы управления промышленной безопасностью ГРС. 2. Предложен алгоритм создания и развития интегральной информационно-измерительной системы технической диагностики, экспертизы промышленной безопасности и управления безопасным сроком службы ГРС. 3. Создана информационная модель интегральной информационно-измерительной системы для управления процессами диагностического обслуживания, надежностью и безопасностью ГРС в период проектной эксплуатации и за его пределами. 4. Разработана методическая, вычислительная и инструментальная базы для выбора оптимальной структуры управления диагностикой и безопасностью ГРС. 5. Предложены методы и системы программного и информационного обеспечения процессов отработки, испытаний, сертификации и опытной апробации оригинальных информационно-измерительных и управляющих систем для мониторинга и диагностики ГРС.
Положении, выносимые на защиту:
1. Архитектура, алгоритм построения и развития интегральной информационно-
измерительной системы управления безопасным сроком службы ГРС.
2. Процедуры подготовки и обоснования решений по управлению
промышленной безопасностью ГРС в общей оболочке отраслевой управляющей
системы ЕС МДУ ГХ.
3. Информационная модель интегральной информационно-измерительной
системы управления промышленной безопасностью ГРС в период проектной
эксплуатации и за его пределами.
-
Инструментальная база из числа оригинальных аппаратно-программных комплексов (информационно-измерительных систем нижнего уровня) для процедур экспертизы промышленной безопасности ГРС.
-
Расчетный код «PROGRES» для информационного обеспечения процессов диагностики и экспертизы промышленной безопасности ГРС.
-
Результаты верификации методических подходов и методик в объектно-ориег^ированных исследованиях, рекомендации но развитию информационной среды управления промышленной безопасностью ГРС.
Практическая ценность и внедрение результатов работы: Предложенная автором методология информационного обеспечения процедур экспертизы промышленной безопасности ГРС является обоснованием научно-технической политики ОАО «Газпром», в части информационной поддержки безопасной эксплуатации ГРС.
Разработанные модели и методики информационного обеспечения диагностического обслуживания и управления безопасностью ГРС верифицированы, апробированы и внедрены на ряде газотранспортных обществ газовой отрасли со значительным положительным социально-экономическим эффектом. Личный вклад автора: Все основополагающие научно-методологические результаты, представленные в диссертации, предложены и разработаны автором лично. Автору принадлежит инициатива в постановке и решении большинства задач при разработке положения и проектов информационной среды для процессов и процедур диагностического обслуживания и управления безопасностью ГРС в целях надежного и бездефицитного газоснабжения и газификации, обеспечения энергетической безопасности регионов России.
Апробация работы: Основные положения работы докладывались на международных конференциях, втом числе «Pipeline Safety» Moscow. 1997, 1999, на международных деловых встречах «Диагностика -2000, 2001, 2002, 2003, 2004» (Кипр, Тунис, Турция, Мальта, Египет), Всероссийских (всесоюзных) симпозиумах, в том числе, конференциях и совещаниях, на технических советах ОАО "Газпром" и Минэнерго РФ, ДОАО "Оргэнсргогаз" и др.
Публикации. Результаты выполненных н диссертации исследований изложены в 27 статьях и докладах (в соавторстве), опубликованных в академических и отраслевых журналах, в научно-технических сборниках, в материалах симпозиумов, конференций и семинаров.
Работа выполнена в ДОАО «Оргэнергогаз».
Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Работа изложена на 169 стр. В том числе содержит
120 стр. основного текста, 41 рисунок, S таблиц, список использованных источников из 69 публикаций и 2 приложения на 5 стр.
