PSI ne s s i

С ис т е м а о б н а ру же н ия

и л о к ал из а ции ут е ч е к

Для надежной эксплуатации трубопровода

необходим постоянный контроль за его

целостностью. Нарушение целостности и

утечка транспортируемого продукта могут

быть обусловлены как внутренним

технологическим воздействием, так и внешним. Во всех случаях утечка должна быть

своевременно обнаружена, локализована и

устранена. Особенно важно не допустить

загрязнение окружающей среды или

максимально ограничить загрязнение, если

авария все-таки произошла.

Созданная в 1969 году компания PSI AG для

нужд контроля целостности трубопроводов

предлагает своим Заказчикам проверенные

решения, основанные на применении

программного обеспечения и алгоритмов

собственной разработки.

Методы выявления и локализации

утечек

Решение PSInessi для СОУ базируется и

является прикладной частью продукта

PSIpipelines. Основой решения является

нестационарная гидродинамическая модель трубопровода реального времени RTTM

собственной разработки - PSInessi. Модель

учитывает динамические процессы, связанные

с переключением исполнительных устройств,

изменением активной топологии трубопровода,

изменением качественных характеристик

продукта - плотности, температуры, а также

учитывает другие факторы. Основываясь на

модели RTTM, PSI AG разработало несколько

независимых друг от друга методов

обнаружения и локализации утечек.

Метод массового баланса. Данный метод

является наиболее распространенным методом:

для заданного временного интервала времени

отслеживается масса продукта, поступившего на входах защищаемой трубопроводной

системы, откачанного на её выходах, а также

масса продукта, находящегося в системе.

Реализация данного метода сталкивается с

необходимостью учитывать изменение

физических свойств самого продукта и условий

его транспортировки – давления, плотности,

температуры, вязкости – во время его движения

по трубопроводной системе. С помощью

модели указанные характеристики рассчиты-

ваются, что делает возможным его применение

также и в нестационарном режиме.

Метод градиентов давления. Динамическая

модель трубопровода определяет на основе

измерений расхода потока ожидаемый профиль

давления. Он сравнивается с измеренным

профилем давления. В случае утечки эти

профили отличаются друг от друга. В месте утечки разница между профилями

максимальна. Для точной локализации утечки

необходимо достаточное количество точек

измерений давления вдоль трубопровода, а

также хорошее качество измерений.

Метод волны давления. При внезапном

возникновении утечки от места утечки со

скоростью звука распространяется волна

разрежения давления в обоих направлениях

трубопровода. Эта волна регистрируется с

высоким временным разрешением на соседних

с местом утечки контрольных пунктах

линейной телемеханики. При известной

скорости звука можно распознать факт

возникновения утечки и локализовать ее с высокой точностью.

Метод «давление-температура». При

остановке трубопровода рассчитывается

асимптотическое приближение температуры

продукта к температуре окружающей среды.

Из-за зависимости объема среды от

температуры возникает изменение давления в

трубопроводе. Рассчитанный профиль давления

сравнивается с измеренным значениями.

Метод перепада давления на отсеченном участке. Этот метод применяется на

отсеченных участках трубопровода. Метод

основан на отслеживании изменений давления и температуры продукта и на расчёте объема,

занимаемого им в этих условиях. После

достижения состояния покоя и выравнивания

температуры трубопровода отслеживается

изменение давления. Наблюдение изменений

позволяет определить потерю с точностью до

литра.

PSI ne s s i

С и с т ем а о б на р у ж е ни я и л о ка л и за ц и и у т еч ек

Соответствие стандартам и нормативам

СОУ разработки PSI AG соответствуют между-

народным промышленным стандартам, включая

API 1155 / 1130 и TRFL - правила эксплуатации

трубопроводов в Германии и аналогичные пра-

вила Австрии, Италии, других стран. Каждая си-

стема проходит тестирование и сертификацию уполномоченными организациями в соответ-

ствии с местным национальным законодатель-

ством.

Проведена адаптация методов и программного

обеспечения СОУ для использования на объек-

тах в России.

Выбор метода и подготовка

трубопровода для СОУ PSI AG в своих проектах всегда внедряет как

минимум два дублирующих друг друга метода.

Выбор методов зависит от наличия контрольно-

измерительных приборов, коммуникационной

инфраструктуры, транспортируемых продуктов и

других условий.

Для внедрения методов СОУ трубопровод дол-

жен быть оснащен контрольно-измерительным

оборудованием и системой телемеханики с опре-

деленными возможностями. На всех входах и

выходах трубопровода должны быть установле-

ны расходомеры, вдоль трассы трубопровода должны быть установлены контролируемые

пункты телемеханики для измерения давления и

температуры продукта. Качество измерения пе-

речисленных параметров существенно влияет на

точность обнаружения и локализации утечек.

Безусловно, все измеренные параметры должны

в реальном времени поступать в СОУ по прото-

колам ОРС, Modbus или иным протоколам.

Для настройки СОУ также нужны точные дан-

ные по самому трубопроводу: длины и диаметры

всех трубопроводных сегментов, расположение

насосных станций и технические характеристики

агрегатов, местоположение задвижек, геодезиче-

ский профиль трубопровода.

Рекомендованы следующие характеристики обо-

рудования КИПиА трубопровода:

точность измерения расхода 0,15%

точность измерения давления 0,1 бар

точность измерения температуры 0,5 ºС

расстояние между ЭПЗ менее 30 км.

Однако следует отметить, что СОУ PSI AG рабо-

тают и при худших характеристиках КИПиА.

При этом достигается чувствительность к утеч-

кам порядка 0,2% от номинального расхода.

Масштабируемое решение

PSIpipelines, как платформа для прикладных ре-

шений, в том числе СОУ PSInessi, разработана

для одновременной работы с несколькими тру-

бопроводами, равно как и с различными сегмен-

тами трубопроводов с транспортируемыми по

единой трубе различными продуктами. СОУ в любое время может быть расширена для кон-

троля других систем. Программное обеспечение

имеет все средства конфигурирования и пара-

метрирования настроек системы на месте.

Интегрированная система управления

СОУ может поставляться Заказчику либо как ав-

тономная система, получающая измерения от

внешней уже существующей SCADA-системы,

либо как часть комплексного интегрированного

решения по автоматизации диспетчерского

управления предприятия на основе комплекса

PSIpipelines .

При желании Заказчика, СОУ может быть инте-

грирована в единую систему со SCADA-системой PSIcontrols с единой моделью данных и

единым интерфейсом оператора, пополняясь за-

дачей контроля партий продуктов, планирования

работы трубопровода, оптимизации энергопо-

требления и другими. В частности, информация

о состоянии трубопровода и выявленных утечках

может быть наглядно представлена на разрабо-

танном PSI AG экране-профиле трубопровода.

Помимо данных СОУ, профиль содержит всю

информацию о фактическом, плановом и расчет-

ном режимах работы трубопровода, расположе-

нии партий, СОД и др.

ИТ-архитектура решения Система строится на базе «клиент-серверной»

архитектуры, сложность которой зависит от

масштаба решения и требований заказчика. По

умолчанию, все лицензии на программное обес-

печение уже предполагают горячее резервирова-

ние серверов. Для «малых» систем возможна ре-

ализация решения и на одном компьютере.

Модель реального времени

нестационарного режима

и система отслеживания

Контроль трубы в

состоянии

останова

Учет состояния

оборудования

Мониторинг

напряженности

Вариантное «что-

если»

моделирование

Мониторинг

температуры

Контроль

плотности

Отслеживание

партий

Обнаружение

утечекКонтроль

скребков

Мониторинг

шероховатости

Повышение

эффективности

работы насосных

Прогноз останова

насосных

Мониторинг

скорости

Локализация

утечек

Гидравлический

профиль

Прогнозное

моделирование

PSIpipelines

PSIcontrol V7

Геоинформационная система Важным инструментом, дополняющим возмож-

ности СОУ, является интеграция PSIpipeline с

геоинформационной системой в режиме обмена

данными о выявленных утечках. Располагая 3D

профилем местности пролегания трубопровода и

моделью распространения продукта в случае

утечки, геоинформационная система способна

прогнозировать границы растекания продукта в

случае его утечки.

Возможна работа в режимах «что-если?» при

проектировании трубопровода и разработке пла-

нов противоаварийных мероприятий.

Мониторинг малоцикловой усталости и

другие методы предотвращения утечек Инженеры PSI AG полностью разделяют кон-

цепцию необходимости всемерного предотвра-

щения потенциальных аварий и утечек продукта.

Важным средством является наличие в составе

PSIpipeline монитора малоцикловой усталости

трубопровода (Stress Monitor). Проводя постоян-

ный анализ кривых давления, Stress Monitor спо-

собен оценить опасное состояние трубопровода

и достижение им предела возможности эксплуа-

тации, даже если это происходит до конца офи-

циального срока службы. Важную роль также

играют средства загрузки и учета данных внут-

ритрубной диагностики, другие аналитические

методы.

Реализованные проекты

Решение PSI AG по контролю целостности тру-

бопроводов в течении многих лет используется

на целом ряде важнейших европейских трубо-

проводных систем, имеющих стратегическое

значение, сложную технологию и проходящих по

крайне критичным к экологии районам.

Наиболее ярким примером являются протяжен-

ные транс-альпийские нефтепроводные системы

TAL и AWP, имеющие крайне сложный рельеф при высоких требованиях к параметрам Системы

обнаружения утечек. Не менее важную роль иг-

рает СОУ в трубопроводной системе RMR райо-

на Рейн-Эйнховен-Роттердам, осуществляющей

транспорт газа, бензина, керосина и других опас-

ных веществ в густонаселенных промышленных

и сельскохозяйственных районах Северо-запада

Европы. Среди проектов последних лет выделя-

ются СОУ трубопроводов Компания DOW

OLEFINVERBUND GmbH для транспортировки

сырья для химической промышленности по 10

трубопроводам на востоке ФРГ, СОУ трубопро-

вода «Плоцк-Остров-Вроцлав» польской компа-

нии «Орлен», ряд проектов на Аравийском полу-

острове.

Компания PSI AG совместно с российским до-черним ООО «ПСИ» реализовала ряд проектов

СОУ для предприятий концернов ОАО «Лу-

койл», ОАО «Татнефть», проводит адаптацию

решения по СОУ и их испытания на трубопро-

водной системе ОАО «АК «Транснефть».

ООО «ПСИ»

Бёме Берндт

119435 г. Москва,

Б. Саввинский пер.12 стр.16

Телефон: +7/499/272 77-79

Факс: +7/499/272 77-79 *109

E-mail: info@psigo.ru

www.psioilandgas.com .