Доклад, представленный на Международной конференции и выставке NO-DIG - 2010 (Москва). Авторы - А.Н. Пахомов, А.А. Потёмин, М.В. Богомолов, В.М. Зарудин, С.И. Сапожников (МГУП «Мосводоканал», Россия, Москва).
Канализация является неотъемлемой частью инженерных систем жизнеобеспечения современного города, которая в случае повреждения представляет собой высокую экологическую опасность для населения, объектов недвижимости и инфраструктуры города в целом. По принципу прохождения сточных вод канализационные трубопроводы подразделяются на самотёчные и напорные. Самотёчные участки канализационной сети характеризуются малой скоростью течения сточных вод и низкой степенью износа трубопроводов. На напорных участках, напротив, наблюдается высокая скорость течения сточных вод под большим давлением и, как следствие, трубопроводы изнашиваются значительно быстрее.
В производственно-эксплуатационном управлении канализационной сети МГУП «Мосводоканал» эксплуатируется около 600 км стальных и чугунных напорных трубопроводов, большинство из которых имеют диаметр от 400 мм до 1400 мм и длительные сроки эксплуатации. Воздействие коррозии наряду с длительной эксплуатацией могут нарушать целостность трубопровода, что, в свою очередь, приводит к выливанию сточной жидкости на поверхность земли и локальному загрязнению территории. В связи с этим чрезвычайно актуальной является разработка методов раннего обнаружения неисправности напорных трубопроводов с целью быстрой ликвидации неисправности, предупреждения дальнейшего разрушения участков канализационной сети и недопущения существенного разлива сточных вод.
Анализ информационных материалов показал, что методы определения разрывов на напорных трубопроводах действующих канализационных насосных станций в России отсутствуют. Между тем, на напорных трубопроводах перекачки нефти успешно эксплуатируются системы обнаружения утечек, алгоритм которых анализирует состояние одного трубопровода по данным двух расходомеров и двух датчиков давления, устанавливаемых в начале и в конце контролируемого участка. Такой принцип построения системы обнаружения утечек не может быть использован в Мосводоканале, так как в большинстве отсутствует возможность обеспечения энергоснабжения, канала связи и охраны на конце контролируемого участка.
В связи с вышеизложенным, в Мосводоканале была поставлена задача разработки системы обнаружения неисправности, функционирующей на основе информации с точек контроля, устанавливаемых в начале напорного трубопровода, на канализационной насосной станции (КНС) предприятия. Разработанный в результате этого метод является простым, но эффективным, и рассчитан на применение на двух и более одновременно работающих напорных трубопроводах канализационной насосной станции при открытых секционных задвижках между ними и базируется на контроле расхода сточной жидкости и давления в напорном трубопроводе. Схема автоматизированной системы обнаружения неисправности напорных трубопроводов представлена на рисунке 1.
Алгоритм обнаружения разрывов основан на одновременном контроле расхода и давления на двух и более работающих трубопроводах и различии расхода и давления на поврежденном (увеличение расхода и уменьшение давления) и неповрежденных (уменьшение расхода) трубопроводах. Метод исключает влияние дросселирования запорно-регулирующей арматурой со стороны КНС на обнаружение разрыва напорного трубопровода.
Для контроля и формирования аварийного сигнала о разрыве трубопровода используются эксплуатируемые на напорных трубопроводах промышленные приборы контроля расхода и датчики давления. Данные измерительных приборов обрабатываются в программируемом логическом контроллере. Информация о возможном разрыве напорного трубопровода передаётся автоматически на автоматизированные рабочие места сменного инженера в местном диспетчерском пункте КНС и в центральном диспетчерском пункте МГУП «Мосводоканал».
В случае если в течение установленного времени сменный инженер не принял должных мер по устранению внештатной ситуации, контроллер формирует команду на закрытие отсекающей задвижки неисправного трубопровода и передаёт её на электропривод соответствующей отсекающей задвижки.
Раннее обнаружение неисправности на канализационных напорных трубопроводах позволяет:
- существенно снизить ущерб, наносимый окружающей среде;
- повысить уровень безопасности при эксплуатации канализационной системы;
- снизить затраты на развёртывание аварийных служб, проведение ремонтно-восстановительных работ, ликвидацию последствий разлива сточных вод и величину штрафов экологическим службам города.
В результате реализации описанного в данной статье метода обнаружения неисправности было разработано унифицированное программное обеспечение, успешно внедрённое и апробированное на КНС «Центральная». В настоящее время ведутся работы по тиражированию разработанного программного обеспечения на другие объекты МГУП «Мосводоканал». Описанный в статье метод запатентован как полезная
Комментарии 0