Введение к работе
Актуальность ' работы. Строительство подземных
коммуникационных коллекторов в г. Москве началось в 1937 г. В настоящий момент протяженность коллекторов более 300 км.
Жилой фонд и промышленность г. Москвы в качестве энергоносителя используют газ метан, в связи с чем возникает опасность появления в коллекторах метана концентрацией более 1%, что создает предпосылки взрыва.
Газовая з ч щита в коллекторах должна обеспечивать выполнение двух функций - контроля и защиты:
Функция контроля состоит в обнаружении образования потенциально взрывоопасной газовой среды, а функция защиты в обеспечении мероприятий по недопущению взрыва.
Потенциально взрывоопасную среду характеризуют два оі/^чительньїх признака: во-первых, возможность образования взрывоопасных концентраций газовых смесей; во-вторых, образование или появление источника инициирования взрыва, которым может служить разогретое до определенной температуры тело, искра, источник открытого огня, электрическое оборудование коллекторов.
Тяжелые условия эксплуатации коллекторов обусловливаются подземным характером работ и стесненными условиями труда.
Необходимость контроля ' за концентрацией метана в атмосфере коллектора возникает в силу того, что газопроводы высокого и среднего давления обычно прокладываются рядом, а иногда пересекают коллекторы. В нормальных условиях концентрация метана в атмосфере коллектора близка к нулю.
.Защита- коллектора от взрыва метана производится за счет автоматического обнаружения метана концентрацией более 1% с последующим включением вентиляторов для разгазирования коллектора.
В связи с этим создание системы автоматического управления дли разгазирования коллектора с требуемым уровнем быстродействия и надежности является актуальной задачей.
Цель работы. Создание системы автоматического управления вентиляцией для разгазирования коммуникационного коллектора с требуемым уровнем быстродействия и надежности.
Идеи работы. Исследовать систему на основании марковского непрерывного потока событий и достичь требуемого уровня быстродействия и надежности, приняв за время безотказной работы время стабильности показаний датчика метана.
Задачи исследования,
1. Исследование быстродействия системы как интервала
времени с момента появления Метана концентрацией более 1% в
коллекторе до момента включения вентиляции и принудительной
подачи воздуха в коллектор, в зависимости от средней предельной
длины пути от очага появления метана концентрацией более 1% в
коллекторе до ближайшего работоспособного датчика метана.
-
Исследование предельной вероятности работоспособного состояния системы как функции количества и времени стабильности показаний датчиков метана и времени восстановления системы.
-
Исследование и разработка метода контроля метана в коммуникационных коллекторах на основе принципа построения
резервированной системы с нскробезопасными каналами измерения метана, распределенными по длине коллектора датчиками метана и логическим объединением их сигналов, при котором входы датчиков метана объединены по газовому фактору, а нх выходы гальванически развязаны между собой и объединены в логические схемы «ИЛИ» от каждого технологического участка коллектора.
Научные положения, разработанные лично диссертантом, и новизна.
1. Найдены зависимости:
быстродействия системы как функции длины технологического участка коллектора, количества датчиков метана, их местоположения и предельной вероятности работоспособного состояния;
. предельной вероятности работоспособного состояния системы как функции количества и времени стабильности показаний датчиков метана и времени восстановления системы.
. Полученные зависимости являются достаточными оценками качества управления процессом разгазирования коллектора и позволили разработать методику расстановки датчиков метана па технологических участках коллекторов, в том числе и на тех, которые пересекают газовые трубы.
2. Полученная математическая зависимость работоспособного
состояния системы автоматического управления вентиляцией для
разгазирования коллектора как функция количества датчиков
метана, времени стабильности их показаний и времени
восстановления системы позволяет производить рациональный
выбор параметров системы в диапазонах нормированного
быстродействия и предельной нормированной вероятности работоспособного состояния системы.
3. Разработан метод контроля метана в коммуникационных коллекторах на основе принципа построения резервированной системы с искробезопасными каналами измерения метана, распределенными по длине коллектора датчиками метана и логическим объединением их сигналов, при котором входы датчиков метана объединены по газовому фактору, а их выходы гальванически развязаны между собой и объединены в логические схемы «ИЛИ» от каждого технологического участка коллектора.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются сопоставимостью результатов теоретических исследований, проведенных на основании марковского непрерывного потока событий, и математической модели системы с результатами экспериментальных и эксплуатационных данных.
Практическая ценность. Предложена новая структура
устройства контроля метана на технологических участках коллектора, в которой входы датчиков метана объединены по газовому фактору, а их выходы, гальванически развязанные между собой, объединены в логические схемы, формирующие унифицированный сигнал о наличии метана.
-
Разработана методика расстановки датчиков метана на технологических участках коллекторов.
-
Разработано и утверждено руководство по регламентному обслуживанию аппаратуры автоматического телеконтроля содержания метана в коллекторах.
3. Организовано производство систем на базе ГСП «Москоллектор». Внедрено 17 систем.
Реализация научных выводов и рекомендаций.
Научные выводы и рекомендации диссертации могут быть использованы при проектировании коммуникационных коллекторов, туннелей и других подземных инженерных сооружений с принудительной системой вентиляции.
Апробация работы.Основные положения и результаты работы докладывались в институте «Гипроуглеавтоматизация», Государственном сетевом предприятии «Москоллектор» и были утверждены в Госстандарте России и Департаменте инженерного обеспечения г. Москвы.
Публикации.По теме диссертации опубликованы 2 статьи, получены 2 патента и 1 положительное решение по заявке автора.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения,
четырех глав, заключения и приложений, изложенных на
страницах, включая библиографию из источников, рис.,
табл.