Формирование алгоритма оценки аварийных участков газоснабжающей сети

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Узбекское агентство связи и информатизации

Самаркандский филиал

Ташкентского Университета информационныхт

Факультет: «Информатики и педагогических технологий»

Кафедра: «Общепрофессиональных дисциплин»

Выпускная квалификационная работа

Тема: «Формирование алгоритма оценки аварийных участков газоснабжающей сети»

по дисциплине: «Информатика и информационные технологии»

Выполнила: студентка

Матвиенко А.

Научный руководитель:

Ходжаев Ш.Т.

САМАРКАНД - 2012

Содержание

Введение

Глава 1. Информационно-аналитические и расчетные модели определения закупорки газопровода

1.1 Зависимость перепада давления в модели газопровода от расхода в нем при закупорке

1.2 Определение месторасположения закупорки участка в модели газопровода при величине закупорки

Глава 2. Разработка модели образования гидратов при течении сырого природного газа в трубах

2.1 Математическая модель неравновесного течения природного газа с конденсированной фазой в каналах сложной формы

2.2 Технологические и конструкторские направления улучшения работы АВО сырого газа

Глава 3.Формализованная часть задачи и алгоритм ее реализации

3.1 Формирование и разработка алгоритма задачи

3.2 Блок-схема программы расчёта

3.3 Обеспечение безопасности жизнедеятельности при работе на компьютере

Заключение

Список использованной литературы

Приложения

Введение

алгоритм блок схема газопровод

Актуальность работы. В своей книге «Мировой финансово-экономический кризис, пути и меры по его преодолению в условиях Узбекистана», Наш Президент И.А. Каримов отмечает что, сегодня, как никогда, исключительную важность приобретают вопросы выработки национальных стратегий по преодолению системного финансового и экономического кризиса, изучению опыта стран, демонстрирующих стабильный экономический рост в нынешних непростых условиях.

Узбекистан за короткий срок обеспечил свою зерновую и энергетическую, в первую очередь нефтегазовую независимость, что создало условия для стабильного развития экономики и позволило обеспечить ежегодную экономию валютных резервов в размере более 4,8 млрд. долл. США. [1]

Так на сегодняшний день Узбекистан производит свыше 6 млрд. куб. метров газа в год.

Система трубопроводного транспорта и распределения природного газа является сложной технической системой управления, характеризующейся своими специфическими свойствами и особенностями, обусловливающими взаимосвязанность этой системы в процессе ее функционирования.

Природа этой взаимосвязанности заключается в общности и единстве критериев функционирования системы, благодаря чему при изменении главных параметров (подачи газа узлу газопотребления, мощности межсистемного газового потока и т.д.) какого-либо существенного элемента этой системы, в принципе, должны изменяться и параметры остальных элементов.

Учитывая, что система трубопроводного транспорта газа в целом является одной из подструктур топливно-энергетического комплекса страны, эти изменения ее параметров могут передаваться и сказываться на функционировании других подструктур топливно-энергетической структуры.

Масштабность, динамичность, наличие многообразных внутренних и внешних связей - все это позволяет квалифицировать газоснабжающую систему как одну из наиболее сложных больших развивающихся подструктур топливно-энергетического комплекса, исследование и решение задач которого обусловливает актуальность работы.

Цель работы состоит в формировании алгоритма оценки и разработке программы автоматизации определения аварийных участков газоснабжающей сети.

Новизна работы заключается в разработке программы автоматизации определения аварийных участков газоснабжающей сети.

Глава 1. Информационно-аналитические и расчетные модели определения закупорки газопровода

1.1 Зависимость перепада давления в модели газопровода от расхода в нем при закупорке

Система транспорта и распределения газа развивается под воздействием закономерностей, характерных для других подсистем топливно-энергетического комплекса, таких как централизация энергоснабжения, концентрация мощностей, комплексное использование ресурсов и др.

Вместе с тем целый ряд решающих специфических свойств и особенностей этой системы приводит, с одной стороны, к своеобразным формам проявления общеэнергетических закономерностей развития, а с другой - к наличию дополнительных закономерностей, характерных преимущественно только для нее. Ряд последних особенностей связан с физическими свойствами газа и технологическими особенностями функционирования объектов добычи, трубопроводного транспортирования и распределения его. Одно из основных особенностей заключается в ограниченных возможностях маневрирования потоками газа и отборами его из месторождений. [2]

Все эти причинно-следственные взаимозависимости ставят задачу разработки научно-обоснованной стратегии, предусматривающей эффективное, надежное и безопасное управление системой не только для отдельных ее подсистем, но и для всей системы, как единой технологической системы. Развитие газовой промышленности сопровождается сооружением и эксплуатацией сложных газотранспортных магистралей. Общее физическое старение сети магистральных газопроводов требует выработки единой технической основы по предотвращению аварий, обеспечению безопасной эксплуатации, основанной на фактическом техническом состоянии. Анализ трубопроводной системы показывает, что надёжность ее функционирования зависит от совершенствования системы ее эксплуатации и ремонта. [2, 3]

Задача обеспечения высокого уровня надёжности и эффективности функционирования магистральных газопроводов является комплексной проблемой. Её успешное решение закладывается на этапах проектирования и сооружения, осуществляется на этапе эксплуатации посредством организации рациональной системы технического обслуживания и выявления нарушений нормальных режимов функционирования. [2, 4] Газопроводные системы являются сложными динамическими системами и состоят из большого числа взаимосвязанных агрегатов и элементов, в них протекают различные технологические процессы. Современные газопроводные системы эксплуатируются в сложных условиях: в широком диапазоне температур, в районах пониженного давления, под воздействием коррозионно-опасных грунтов, вибраций с большой амплитудой и широким спектром частоты и т.д., что существенно влияет на работоспособность системы. [2, 3] Одной из основных причин ухудшения работоспособности газопровода является его закупорка (частичная или полная), связанная с загрязнением трубопровода различными включениями. Достаточно эффективных дистанционных методов определения места закупорки пока не существует. В связи с этим представляется актуальным диагностика внутренней поверхности газопровода, связанная с обнаружением закупорки в нём с целью принятия своевременных инженерных решений обеспечивающих нормальный режим функционирования газопровода и повышение производительности. С этой целью ставится задача определения места закупорки газопровода при различных величинах его засорения при стационарном режиме течения газа. [2, 5]

Для успешного решения задачи диагностики состояния внутренней поверхности газопровода необходимо правильно выбрать показатель, который характеризует его, и, следовательно, эффективность газопередачи и разработать достаточно точный и оперативный метод оценки этого показателя по эксплуатационным изменениям режима работы газопровода. [5] Известно, что в качестве показателя состояния газопровода часто используется коэффициент гидравлического сопротивления, который далеко не полностью характеризует состояние внутренней поверхности газопровода, в связи с чем в последнее время используют другой показатель - коэффициент линеаризации, усреднённый по времени и координате:-

где - коэффициент гидравлического сопротивления,

w - скорость течения газа по трубопроводу,

D - внутренний диаметр трубопровода. Вышеуказанный показатель обладает недостатком - он зависит от режима газопередачи (т.е. от средней скорости движения газа), который может нивелировать изменения данного коэффициента. В то же время данный показатель более полно характеризует состояние внутренней поверхности газопровода, т.к. включает в себя значения внутреннего диаметра газопровода, изменяющегося в процессе эксплуатации. Исходя из вышесказанного, в настоящее время применяют другой коэффициент вида [2]:

где с - скорость воздуха в движущемся газе (с = 310 м/с),

- среднее давление в трубопроводе, определяющееся по формуле:

где - соответственно давления на входе и выходе из трубопровода,

Q - средний расход газа в трубопроводе рассчитанный по экспериментальным данным.

Рассмотрим линеаризованную систему неустановившегося движения газа по трубопроводу, преобразованную по Лапласу:

где М - массовый расход газа,

Х - текущая координата движения газа,

F - площадь поперечного сечения трубопровода,

S - параметр Лапласа. На основе данной системы уравнений разработана математическая модель засорённого участка газопровода [1], описываемая следующим образом:

где ДP - скачок давления в газопроводе в месте закупорки, Р1 и Р2 - соответственно давление в начале и конце газопровода, Мо - массовый расход,

L - длина газопровода, Х1 - искомая точка закупорки в газопроводе.



Преобразуем уравнение (5) в виде линейного уравнения, следующим

образом:

Тогда (5) примет вид:

Искомое значение места закупорки Х1 находится из соотношения:

Строятся графики зависимости Р1 - Р2 от Мо и по построенному графику происходит поиск А. Коэффициент А также можно найти методом наименьших квадратов, используя для этого статистику, полученную из экспериментальных данных. Для исследования влияния зоны закупорки на стационарную характеристику газового потока была собрана экспериментальная установка. Установка состояла из поршневого компрессора, ресивера, редуктора, установленного в начале трубопровода (L = 15м). Для измерения перепада давления были установлены образцовые манометры, для измерения расхода газа сепаратор и газовый счетчик, а для имитации уменьшения поперечного сечения трубопровода установлен вентиль. В качестве испытуемого газа был использован природный газ. Эксперименты проводились при температуре t = 20 єC. Обеспечение стабильного расхода газа (стационарного режима) осуществлялось с помощью редуктора. Для каждого установленного расхода газа, производились измерения перепадов давления в зависимости от изменения сечения закупорки. Это позволяет оценить влияние расхода на перепад давления. На рассматриваемой модели место имитируемой закупорки находилось на расстоянии 0,5 м от начала газопровода. Давление Р1 и Р2 замерялись манометрами, установленными в начале и конце газопровода. Задача заключалась в нахождении места закупорки в газопроводе (Х1) вышеописанным способом и сравнении его с искусственно созданной точкой закупорки. В случае получения приемлемых результатов можно будет считать предлагаемую методику определения места закупорки газопровода допустимой в практических расчётах. [5] Были рассмотрены различные объёмы закупорки сечения газопровода: чистый газопровод, газопровод с закупоркой 20, 40, 60, 80 %. Полученные в процессе эксперимента результаты сведены в таблицы 1-5, а графики зависимости перепада давления от расхода показаны на рисунках 1-4.

1.2 Определение месторасположения закупорки участка в модели газопровода при величине закупорки



Все расчёты были проведены по модели засоренного участка. Согласно результатам эксперимента относительная погрешность отклонения найденных месторасположений закупорок от имитированных в среднем не превышает 2-3 % при величине закупорки более 20 %. Таким образом, были получены приемлемые результаты, позволяющие использовать предлагаемую методику в практических расчётах для определения места закупорки при стационарном режиме течения газа. Закупорки газопровода приводят к нарушению нормального режима работы газопровода и снижению его пропускной способности, а также ухудшают динамическую характеристику газоперекачивающих агрегатов. С целью изучения характера изменения давления расхода газа при закупорке во время функционирования магистральных газопроводов были проведены исследования в производственных условиях на действующим газопроводе. В исследовании закупорка имитировалась шаровым краном, который был установлен в 6 км от начала газопровода. Из анализа полученных результатов следует, что изменение давление газа в начале, в конце, справа и слева от места закупорки подчиняется линейному закону: P (х, t) = Pн + аt. Также из анализа полученных результатов следует, что при образовании частичной закупорки в конце газопровода падение давления наблюдается в первые 5 мин, а затем скорость снижения давления стабилизируются, и в газопроводе устанавливается новый стационарный режим. За период проведения исследования производительность газопровода снизилась на 22.5 %, а гидравлическое сопротивление газопровода увеличилась в 1.24 раза. Динамика изменения давления и расхода газа в начале и конце участка трубопровода при его полной и частичной закупорке приведена в таблице 6 и 7. Повышение и снижение расхода газа в газопроводе при образовании частичной закупорки в отличии от полной закупорки, происходит с некоторым запаздыванием. Реакция динамической характеристики в основном зависит от степени частичной закупорки, а также от места ее расположения. Переходные процессы в газопроводе при его полной и частичной закупорке характеризуется степенью закупорки. Поэтому, при изучении характера изменения параметров газопровода при образовании закупорок необходимо сопоставлять данные об изменении давления и расхода газа с параметрами нового режима работы газопровода. [2. 7]



Глава 2. Разработка модели образования гидратов при течении сырого природного газа в трубах

2.1 Математическая модель неравновесного течения природного газа с конденсированной фазой в каналах сложной формы

На газовых и газоконденсатных месторождениях нашли широкое применение АВО. Они могут быть смонтированы после УКПГ, дожимной компрессорной станции (ДКС) и на других участках УКПГ.

Блоки АВО, используемые на УНГКМ, состоят из 10ч16 аппаратов. В каждом аппарате имеются три продольных теплообменных секций с шестью рядами горизонтальных оребренных труб. В каждом ряду тридцать (двадцать девять) труб, расположенных в шахматном порядке. Поток холодного воздуха снизу вверх через эти шесть рядов создается двумя вентиляторами, установленными на фундаменте под трубчатыми секциями.

АВО в безгидратном режиме работы удовлетворительно охлаждают осушенный природный газ, а также сырой газ при положительных температурах окружающего воздух (ввиду отсутствия гидратообразования). Однако в зимних условиях в процессе охлаждения сырого газа после ДКС первой ступени появляется ряд проблем. В нижнем ряду труб, в результате локального переохлаждения газа, возникают условия для гидратообразования; на внутренней стенке теплообменных труб образуются гидраты, лед и отдельные трубы разрушаются.

Для предотвращения процессов гидратообразования при охлаждении сырого газа в трубах АВО, на практике приходится поддерживать достаточно высокую среднюю температуру газа на выходе из аппаратов, иногда до 18ч20 °C, тем самым, ограничивая не только потенциальные возможности АВО, но и снижая качество газа, подготавливаемого к транспорту. Особенно остро стоит вопрос качества подготовки газа по показателю температура точки росы по влаге в условиях падающего пластового давления.

Основной целью АВО, охлаждающего сырой газ, является получение минимальной температуры газа, подаваемого на осушку при подготовке его к дальнему транспорту. Эта температура не должна быть ниже температуры гидратообразования сырого газа внутри наиболее охлаждаемых теплообменных труб при стационарном режиме охлаждения и она может быть ниже температуры гидратообразования при нестационарном охлаждении, при применении предварительной осушки и подачи ингибитора гидратообразования в трубы нижних рядов.

Необходимым условием образования кристаллогидратов является присутствие в газе конденсированной влаги. Влагосодержание газа определяется отношением массового количества влаги, содержащейся во влажном газе, к массовому количеству сухого газа. В случае превышения точки росы газа температуры газа в газопроводе формируются условия образования кристаллических гидратов. При транспортировке в холодных условиях предпосылки для образования гидратов, прежде всего, появляются на стенке трубы, где и происходит отложение конденсированных частиц. Поэтому целесообразно рассмотреть многомерную структуру течения сырого газа, влияющую на процесс отложения гидратов на стенках. [2,6,7]

Математическая модель основана на стационарных уравнениях вязкого течения, записанных в осесимметричной постановке.



где - плотность газа;

P - давление;

u, v - составляющие вектора скорости на оси x, y;

- коэффициент динамической вязкости;

T - температура газа;

- содержание влаги и гидратов в потоке;

- числа Прандтля и Шмидта;

- газовая постоянная смеси продуктов сгорания.

Плотность определяется из уравнения состояния

.

Система уравнений движения рассматривается совместно с уравнениями переноса кинетической энергии K и скорости диссипации . Коэффициент вязкости определяется суммой

,

где , - коэффициенты молекулярной и турбулентной вязкости,

- эмпирические коэффициенты,

.

Массовая скорость перехода воды в гидраты и скорость образования гидратов задается источниковыми членами . Возможность образования гидратов (при содержании в газе свободной воды, то есть при условии, что температура газа меньше температуры точки росы и больше температуры фазового перехода ) увеличивается с повышением давления и понижением температуры газа. Массовая скорость образования гидратов принимается пропорциональной разности температуры газа и температуры начала гидратообразования .

Граничные условия.

На входе в трубу при заданы начальные параметры потока . На стенке трубы при : для условия прилипания; для температуры

; .

При происходит отложение гидратов на стенку трубы. На выходной границе заданы «мягкие» условия, соответствующие равенству нулю вторых производных для всех переменных.

Рассматривается участок трубы при давлении на входе 0,5 МПа. Характерной особенностью течения является существование условий для образования гидратов в пристенной области даже в начальном участке трубы. С увеличением расстояния зона образования гидратов расширяется и распространяется на все поперечное сечение трубы. Влажность газа снижается по мере связывания воды гидратами. Неоднородное распределение содержания гидратов по сечению трубы, полученное по результатам двумерных газодинамических расчетов, существенно влияет на характер отложений гидратов на стенках трубы. В первую очередь гидраты образуются в непосредственной близости от стенки. Низкая скорость движения газа в ламинарном подслое и высокое содержание гидратов в газе способствуют налипанию гидратов на стенку. [2, 7]

Кроме эффекта отложения на стенках труб, твердые частицы могут оказывать абразивное воздействие на конструктивные элементы запорной и измерительной газовой аппаратуры. Конденсированная фаза при течении природного газа кроме гидратов может содержать другие твердые примеси (окалина, песок и др.) Оценку такого воздействия можно провести на основе решения уравнений движения двухфазной смеси в элементах газопровода. [6]

Уравнения для дисперсной фазы записывались в криволинейной системе координат.

где индекс принадлежит дисперсной фазе;

- теплоемкость и плотность вещества капель;

- число конденсированных частиц в единице объема;

- коэффициенты сопротивления и теплообмена между фазами, определяемые по формулам:

, .

Для решения уравнений, описывающих движение частиц, построена разностная схема, следящая за направлением течения. Для решения разностных уравнений применяется двухуровневый итерационный процесс. В качестве начального приближения для скоростей частиц берутся скорости газа. Численный метод позволяет рассчитывать поля скоростей газовой и дисперсной фаз, траектории движения частиц, массовый поток осаждающихся на стенки частиц. [6]

2.2 Технологические и конструкторские направления улучшения работы АВО сырого газа

Для исследования фактического состояния вопроса эксплуатации АВО на УНГКМ был изучен опыт работы аппаратов воздушного охлаждения на ряде УКПГ. В настоящей работе основное внимание направлено на возможность снижения температуры охлаждаемого природного газа перед его осушкой и подготовкой к транспорту. Для обеспечения антигидратных условий эксплуатации АВО в зимний период рассмотрим использование следующих технических решений:

1) распределение потока газа с увеличением расхода от верхнего к нижнему ряду теплообменных трубок при сохранении среднего расхода по секции аппарата;

2) подача ингибитора в зону наиболее вероятного появления гидратов (нижний ряд труб);

3) комбинированное техническое решение из приведенных выше двух направлений. [2, 6]

Рассмотрим первое техническое решение. Шесть рядов по вертикали теплообменных труб в каждой секции аппарата соединены распределительной и сборной камерами, которые можно рассматривать соответственно как коллекторы для подачи и отбора газа в процессе его охлаждения. Минимизация условий гидратообразования в газе требует максимального расхода потока газа в нижнем ряду при постоянном среднем потоке через секцию. Этому условию будет соответствовать схема «Z» подключения газа при перекрестном движении теплоносителей. Схема подсоединения охлаждаемого газа от существующей схемы она отличается тем, что в распределительную камеру секции аппарата газ подается не снизу, а сверху. Предлагаемая схема распределения потоков полезна не только с точки зрения возможности торможения процесса гидратообразования, но и способствует ускоренной эвакуации зародышей гидратов из нижних рядов труб за счет наибольшей скорости газового потока, определяемой предлагаемой схемой. [2, 6]

Однако результаты испытаний показали незначительное увеличение эффективности. В данном случае следует организовать циркуляцию метанола через работающий аппарат, подавая его в распределительную камеру (коллектор) каждой секции (в аппарате их три) и отбирая из собирающей камеры (коллектора), накапливать в специальной буферной емкости, откуда забирать насосом и подавать на рециркуляцию. При повышении уровня метанола в распределительной камере трубного пучка до сечения труб нижнего ряда метанол захватывается потоком газа и транспортируется по всем теплообменным трубам нижнего ряда, разрушая имеющиеся гидраты и не позволяя появляться новым. Для накопления метанола в распределительной камере необходимо, чтобы в отверстие, через который подается газ, был вставлен патрубок и газ подавался бы в верхнюю зону распределительной камеры. [6, 7]

Положительные стороны предлагаемого решения: разрушаются образовавшиеся гидраты и лед не только в нижних теплообменных трубах, но и в собирающих и, что особенно важно, в распределительных камерах секций АВО; решение способствует эвакуации воды, жидких углеводородов, механических примесей и т.д. из нижних теплообменных труб и не позволяет развиваться зародышам гидратов и льда; метанол подается непосредственно в зону гидратообразования и в необходимом количестве; создается дополнительное термическое сопротивление теплопередаче от фронтального воздействия потока холодного воздуха; процесс может быть организован как на постоянной, так и на эпизодической (временной) основе; минимальные потери метанола с газом.

Подача газа в верхнюю зону распределительной камеры секции АВО без больших материальных затрат приводит к условиям Z-образной схемы подключения газа с увеличением расхода газа по нижнему ряду теплообменных труб.

Более надежно метанол в теплообменные трубы подавать с помощью фитилей, помещенных одним концом в теплообменные трубы на 100…150 мм, а другим, опущенным в метанол, находящийся в распределительной камере. Поток газа с фитиля будет увлекать с собой метанол через всю трубу.

Другая возможность принудительно подать метанол - установить в торце теплообменных труб вспомогательные Г-образные трубы внутренним диаметром 2..3 мм. Располагать их следует аналогично фитилям. [6, 7]

Глава 3. Формализованная часть задачи и алгоритм ее реализации

3.1 Формирование и разработка алгоритма задачи

В работе поставлена и решена задача формирования концептуальной - причинно-следственной модели принятия экспертных решений при оценке неисправностей (аварии на участках, утечка газа и др.) функционирования газораспределительной сети. Следует отметить, что несмотря - на внедрение в эту отрасль новых научно-технических разработок, уровень аварийности газоснабжающих систем снижается недостаточно. Одной из главных причин этого следует видеть в постоянно увеличивающихся сроках эксплуатации трубопроводных систем газоснабжения. Анализ связи проявления дефектов и аварий, с их концентрацией на участках трассы и сети, требует углубленного исследования и изучения этих общих закономерностей. [5]

На рис. 1 приведена примерная, относительно-симметричная схема газораспределительной сети, представленная в виде развернутого графа с сосредоточенными параметрами. Следует отметить, что зачастую, функционирование газораспределительных сетей подвергается неконтролируемым случайным возмущениям, проявление которых во времени не может быть установлено заранее. [2, 7] Это явление предопределяет условия, связанные с представлением объективных характеристик исследуемого объекта в пределах некоторых допущений, что в конечном итоге сказывается и на результатах расчетов.



Рис. 1.

При разработке модели функциональной схемы газораспределительной сети принимается взвешенный граф G(X, E), вершины которого (элементы множества X) соответствуют базовым данным - технологическим показателям (давление и/или количество газа), а ребра (элементы множества E) - дуги соответствующих вершин сети - техническим показателям (длина участка, диаметр трубы).

Каждой вершине хХ графа G(X, E) поставим во взаимно однозначное соответствие вектор w(x)=(l_x, d_x, р_х), который определяет значения характеристик соответствующей вершины х сети. Здесь l_x,- длина участков, d_x - диаметр участков, p_x - давление в соответствующей вершине сети.

Обозначим через k число ГРП (газорегуляторных приборов), которые требуется установить в сети. Отметим, что каждый ГРП характеризуется своими техническими показателями.

Пусть Sмаксимальная мощность i-го ГРП, W - максимально возможная пропускная способность i-го участка сети.

Постановку задачи иерархической структуризации графа сформулируем в следующем виде. Требуется определить разбиение множества вершин X графа G(X,E) на k подмножеств (X₁,...,X_k) (возможные дополнительные подключения, т.е. отводы или подводы к сети) таким образом, чтобы для подграфов G₁(X₁, E₁),..., G_k (X_k, E_k) выполнялись следующие ограничения:

, j=; , j=;

Для решения рассматриваемой задачи предлагается концептуальный алгоритм, обусловленный специальными процедурами и операторами, в основе которых лежат эвристические подходы к построению структуры допустимых решений.

Предположим, что известно подмножество проявлений M⁺ М, которое может быть вызвано некоторой совокупностью неисправностей Z' Z. Тогда вероятность наличия такой ситуации в оцениваемом объекте может быть охарактеризована апостериорной вероятностью P(Z'|M⁺), которая, согласно теореме Байеса, имеет следующий вид:

, (1)

Можно показать, что выражение (2.3.2) связано с функцией относительного правдоподобия L(Z', M⁺) соотношением вида:

(2)

что позволяет использовать для оценки неисправностей в объекте, в каждый момент времени t, вместо вероятности P(Z'|M⁺), функцию относительного правдоподобия L(Z', M⁺).

Таким образом, задача оценки неисправностей, в фиксированный момент времени t для вероятностной модели, заданной на двудольном графе инцидентности G(Z, M, C), и конкретного подмножества проявлений М⁺ может быть сформулирована следующим образом:

L(Z*, M⁺) =, (3)

Оптимальное решение для множества М⁺ задачи оценки неисправностей определяется путем максимизации функции с помощью методов нелинейного программирования. При этом, за критерий повышения надежности функционирования газораспределительных сетей нами использовано следующее выражение:

,

где - уменьшение математического ожидания расчетной зоны;

- стоимости сети;

n - номер расчетной зоны, считая от ГРП (сеть по своей структуре разбита на некоторые зоны). [2, 7]

3.2 Блок-схема программы расчета определение аварийного участка

3.3 Обеспечение безопасности жизнедеятельности при работе на компьютере

Анализ опасных и вредных факторов, возникающих при работе на компьютере. Исследовательская работа в рамках данного проекта заключается в выполнении многих этапов, практически все из которых проходят в тесном контакте с ЭВМ. Длительная работа инженера-программиста с компьютером сопряжена с целым рядом вредных и опасных факторов. Рассмотрим некоторые из них.

Постоянное напряжение глаз. Работа с компьютером характеризуется высокой напряженностью зрительной работы. В выполняемом исследовании значительный объем информации на разных стадиях обработки представлен в графической форме с большим количеством мелких деталей, что дает серьезную нагрузку на зрение. Постоянное напряжение глаз может привести к снижению остроты зрения. Экран видеомонитора должен находиться от глаз пользователя на оптимальном расстоянии 600...700 мм, но не ближе 500 мм с учетом размеров алфавитно-цифровых знаков и символов. Также для снижения утомляемости рекомендуется делать 15-минутные перерывы в работе за компьютером в течение каждого часа.

Влияние электростатических и электромагнитных полей. Большинство ученых считают, что как кратковременное, так и длительное воздействие всех видов излучения от экрана монитора не опасно для здоровья персонала, обслуживающего компьютеры. Однако, исчерпывающих данных относительно опасности воздействия излучения от мониторов, на работающих с компьютерами не существует, и исследования в этом направлении продолжаются.

Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений от монитора компьютера представлены в табл. 4.1.

Максимальный уровень рентгеновского излучения на рабочем месте оператора обычно не превышает 10 мкбэр/ч, а интенсивность ультрафиолетового и инфракрасного излучений от экрана монитора лежит в пределах 10…100 мВт/м².

Таблица 4.1. Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений (в соответствии с СанПиН 2.2.2.542-96)

Наименование параметров	Допустимые значения
Напряженность электрической составляющей электромагнитного поля на расстояние 50 см от поверхности видеомонитора	10 В/м
Напряженность магнитной составляющей электромагнитного поля на расстояние 50 см от поверхности видеомонитора	0,3 А/м
Напряженность электростатического поля не должна превышать для взрослых пользователей для детей дошкольных учреждений, учащихся средних специальных и высших учебных заведений	20 кВ/м 15 кВ/м

Для снижения воздействия этих видов излучения рекомендуется применить мониторы с пониженным уровнем излучения (MPR-II, TCO-92, TCO-99), устанавливать защитные экраны, а также соблюдать регламентированные режимы труда и отдыха.

Длительное неизменное положение тела. Работа с компьютером характеризуется значительным умственным напряжением и нервно-эмоциональной нагрузкой операторов, высокой напряженностью зрительной работы и достаточно большой нагрузкой на мышцы рук при работе с клавиатурой ЭВМ. Большое значение имеет рациональная конструкция и расположение элементов рабочего места, что важно для поддержания оптимальной рабочей пользы человека-оператора.

Шум ухудшает условия труда, оказывая вредное действие на организм человека. Работающие в условиях длительного шумового воздействия испытывают раздражительность, головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, боли в ушах и так далее. В табл. 4.2 указаны предельные уровни звука в зависимости от категории тяжести и напряженности труда, являющиеся безопасными в отношении сохранения здоровья и работоспособности.

Таблица 4.2. Предельные уровни звука, дБ, на рабочих местах

Категория напряженности труда	Категория тяжести труда
	I. Легкая	II. Средняя	III. Тяжелая	IV. Очень тяжелая
I. Мало напряженный	80	80	75	75
П. Умеренно напряженный	70	70	65	65
III. Напряженный	60	60	-	-
IV. Очень напряженный	50	50	-	-

Уровень шума на рабочем месте инженеров-программистов и операторов видеоматериалов не должен превышать 50дБА, а в залах обработки информации на вычислительных машинах - 65дБА. Для снижения уровня шума стены и потолок помещений, где установлены компьютеры, могут быть облицованы звукопоглощающими материалами. Уровень вибрации в помещениях вычислительных центров может быть снижен путем установки оборудования на специальные виброизоляторы.

Техника безопасности при работе на ПК. Техника безопасности на ПК тесно связана с электробезопасностью. Большинство компьютеров имеют трехштырьковый разъем кабеля питания (в отличие от двухштырьковой вилки большинства бытовых приборов). Третий разъем - это так называемая «земля». В грамотно оборудованных компьютеризированных помещениях существует настоящая земля -- заземляющий контур, который через металлическую ленту выводится на заземляющий штырь. Все это довольно громоздкое и дорогостоящее оборудование и часто разъем заземления не используется или используется «земляная» фаза обычной электросети. Результатом неправильного заземления могут быть удары статического напряжения от корпуса ПК. Частенько из-за этого сгорает сетевое оборудование компьютеров. Следует соблюдать не только правила электробезопасности, но и следить за состоянием здоровья обслуживающего персонала и пользователей ПК, защищая их от вредного воздействия электромагнитных излучений, заботясь о зрении, так как именно оно испытывает основные нагрузки при работе с вычислительной техникой.

Важно также следить за состоянием техники и соблюдать основные правила обращения с ней.

Системный блок следует включать как можно реже (обычно включается в начале рабочего дня и выключается, выключается работа на нем -- в конце дня). Для того, чтобы не выгорал экран и не расходовалась лишняя энергия, в компьютере предусмотрен специальный режим гашения экрана -- через определенное время, если никто не работает на нем, т.е. нет обращения к клавиатуре или мыши, он выключается. Если монитор получает питание от системного блока, включая системный блок, включаем и монитор. Если соединение монитора и системного блока параллельно, то сначала необходимо включить монитор, потом системный блок. Выключать в обратной последовательности.

Экран монитора стеклянный, а потому и хрупкий, и поэтому надо обращаться с ним осторожно. Недопустимо попадание жидкости за заднюю часть экрана может замкнуть проводка, что выведет его из строя и может привести к возникновению пожара. В случае попадания жидкости следует отключить электропитание.

Защита от излучения расположена только на экране, поэтому, находясь прямо перед экраном, пользователь наиболее защищен от вредного воздействия излучения. На заднюю и боковые части монитора в целях экономии защиту не устанавливают. Следовательно, находясь сбоку или сзади монитора, можно получить максимально вредное воздействие.

При работе с клавиатурой стоит придерживаться следующих правил:

1) сильно не ударять по клавишам, это приводит к быстрой изнашиваемости прибора.

2) не распивать напитки над клавиатурой, так как попадание жидкости в нее приводит к короткому замыканию и выводит из строя клавиатуру, в случае попадания необходимо обесточить компьютер.

3) не кушать над клавиатурой бутерброды, семечки, так как крошки, попадающие в клавиатуру, нарушают ее работу.

4) при наличии защитной панели следует закрывать клавиатуру, тем самым защищая ее от пыли.

Требования к параметрам микроклимата помещения. Под метеорологическими условиями (ГОСТ 12.1.005-88) понимают сочетание температуры, относительной влажности, скорости движения и запыленности воздуха. Перечисленные параметры оказывают огромное влияние на функциональную деятельность человека, его самочувствие и здоровье и на надежность средств вычислительной техники. Эти микроклиматические параметры влияют как каждый в отдельности, так и в различных сочетаниях.

Температура воздуха является одним из основных параметров, характеризующих тепловое состояние микроклимата. Суммарное тепловыделение в помещении поступает от:

- ЭВМ;

- вспомогательного оборудования;

- приборов освещения;

- людей;

- внешних источников.

Наибольшее количество теплоты выделяют ЭВМ и вспомогательное оборудование. Средняя величина тепловыделения от компьютеров колеблется до 100 Вт/м. Тепловыделения от приборов освещения также велики. Удельная величина их составляет 35 Вт/м. При этом, чем больше уровень освещенности, тем выше удельные величины тепловыделений. Количество теплоты от обслуживающего персонала незначительно. Оно зависит от числа работающих в помещении, интенсивности работы, выполняемой человеком.

К внешним источникам поступления теплоты относят теплоту, поступающую через окна от солнечной радиации, приток теплоты через непрозрачные ограждения конструкций. Интенсивность этих источников зависит от расположения здания, ориентации по частям света, цветовой гаммы и прочее [8].

С целью создания нормальных условий труда программиста, ГОСТом 12.1.005-88 установлены оптимальные и допустимые значения всех параметров микроклимата. Оптимальные параметры при длительном и систематическом воздействии на организм человека обеспечивают сохранение нормального функционирования и теплового состояния организма, создают ощущение теплового комфорта и являются предпосылкой высокого уровня работоспособности. Допустимые параметры микроклимата могут вызвать приходящие и быстро нормализующиеся изменения организма, не выходящие за пределы физиологически приспособительных возможностей, не создающие нарушений состояния здоровья, но вызывающие дискомфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности. Оптимальные и допустимые значения основных микроклиматических параметров представлены в ниже следующей таблице.

Для обеспечения нормальных условий труда необходимо придерживаться вышеуказанных данных. В целях поддержания температуры и влажности воздуха в помещении можно использовать системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Таблица 4.3. Параметры микроклимата производственных помещений

Параметры	Значения параметров
	Оптимальные	Допустимые
Температура	20-22 °С	17-22 °С
Относительная влажность	40-60 %	до 75%
Скорость движения воздуха	ОД м/с	не более 0,3 м/с

На исследуемом предприятии температура воздуха, влажность и скорость движения воздуха держится в рамках оптимальных параметров. Вредные вещества в воздухе рабочей зоны не превышают предельной допустимой концентрации [9].

Заключение

* сформирован алгоритм и разработанна программа автоматизации расчета оценки аварийных участков газораспределительной сети.

* изучены расчетные модели определения закупорки газопровода.

* определены модели образования гидратов при течении сырого природного газа в трубах.

* изучена мматематическая модель неравновесного течения природного газа с конденсированной фазой в каналах сложной формы

* разработана и приведена блок-схема программы автоматизации расчёта.

* разработанная программа расчёта апробирована на данных, соответствующих реальным производственным показателям.

Список использованной литературы

1. Каримов И.А. «Мировой финансово-экономический кризис, пути и меры по его преодолению в условиях Узбекистана», Ташкент, Узбекистан, 2009

2. Ионин А.А. Газоснабжение: Учеб. для вузов.- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1989.- 439 с.: ил.

3. Бусленко Ю.П. "Моделирование сложных систем" М., Наука, 1998г., стр. 399.

4. Бутковский А.Г. "Структурная теория распределительных систем". М., Наука, 1999г., стр.320.

5. Каримов Ф.Р. "Разработка алгоритма квазиоптимального расчета диаметров труб ГРС". Научная статья, сборник трудов СамГУ "Прикладная математика и информатика" Самарканд 1997 г.

6. Ларюхин А.И., Тененев В.А. Численные оценки движения природного газа с твердыми примесями в криволинейных каналах // Вестник Московской Академии рынка труда и информационных технологий. - 2006. - № 25 (47). - С. 183-192.

7. Смирнов В.В. Технико-экономическое обоснование проектирования систем газоснабжания. - М.: Стройиздат,1997.-187 с.

8. http://allmath.ru/appliedath

9. http://www.connect.uz

Приложение

Модуль программы №4

include <vcl.h> //подключаем библиотеку vcl

pragma hdrstop

include "Unit4.h"

pragma package(smart_init)

pragma resource "*.dfm"

TForm4 *Form4;

__fastcall TForm4::TForm4(TComponent* Owner)

: TForm(Owner)

{

void __fastcall TForm4::Button1Click(TObject *Sender)

{ //Указываем стиль рисования

Image1->Canvas->Pen->Style=psDash;

TPoint points[4];

points[0]=Point(150,10);

points[1]=Point(10,120);

points[2]=Point(150,230);

points[3]=Point(290,120);

Image1->Canvas->Polygon(points,3);

TPoint points1[4];

points1[0]=Point(150,40);

points1[1]=Point(40,120);

points1[2]=Point(150,200);

points1[3]=Point(260,120);

Image1->Canvas->Polygon(points1,3);

TPoint points2[4];

points2[0]=Point(150,80);

points2[1]=Point(80,120);

points2[2]=Point(150,160);

points2[3]=Point(220,120);

Image1->Canvas->Polygon(points2,3);

Image1->Canvas->Pen->Style=psSolid;

TPoint points3[5];

points3[0]=Point(105,45);

points3[1]=Point(105,195);

points3[2]=Point(195,195);

points3[3]=Point(195,45);

points3[4]=Point(105,45);

Image1->Canvas->Polyline(points3,4);

TPoint points4[5];

points4[0]=Point(50,90);

points4[1]=Point(50,160);

points4[2]=Point(250,160);

points4[3]=Point(250,90);

points4[4]=Point(50,90);

Image1->Canvas->Polyline(points4,4);

TPoint points5[2];

points5[0]=Point(10,120);

points5[1]=Point(290,120);

Image1->Canvas->Polyline(points5,1);

TPoint points6[2];

points6[0]=Point(150,10);

points6[1]=Point(150,230);

Image1->Canvas->Polyline(points6,1);

Image1->Canvas->TextOutA(170,130,"I фаза");

Image1->Canvas->TextOutA(200,140,"II фаза");

Image1->Canvas->TextOutA(230,150,"III фаза");

TPoint points7[2];

points7[0]=Point(150,10);

points7[1]=Point(145,20);

Image1->Canvas->Polyline(points7,1);

TPoint points8[2];

points8[0]=Point(150,10);

points8[1]=Point(155,20);

Image1->Canvas->Polyline(points8,1);

TPoint points9[2];

points9[0]=Point(10,120);

points9[1]=Point(23,116);

Image1->Canvas->Polyline(points9,1);

TPoint points12[2];

points12[0]=Point(10,120);

points12[1]=Point(23,124);

Image1->Canvas->Polyline(points12,1);

TPoint points10[2];

points10[0]=Point(150,230);

points10[1]=Point(145,220);

Image1->Canvas->Polyline(points10,1);

TPoint points11[2];

points11[0]=Point(150,230);

points11[1]=Point(155,220);

Image1->Canvas->Polyline(points11,1);

TPoint points13[2];

points13[0]=Point(290,120);

points13[1]=Point(277,116);

Image1->Canvas->Polyline(points13,1);

TPoint points14[2];

points14[0]=Point(290,120);

points14[1]=Point(277,125);

Image1->Canvas->Polyline(points14,1);

TPoint points15[2];

points15[0]=Point(150,120);

points15[1]=Point(140,130);

Image1->Canvas->Polyline(points15,1);

Image1->Canvas->Brush->Color=clBlack;

Image1->Canvas->FloodFill(140,130,clBlack,fsBorder);

Image1->Canvas->Brush->Color=clAqua;

TPoint points16[4];

points16[0]=Point(140,130);

points16[1]=Point(135,125);

points16[2]=Point(130,130);

points16[3]=Point(140,135);

Image1->Canvas->Polyline(points16,3);

if (StrToInt(Edit1->Text)>=8)

{

Label2->Caption="Введите значение<=7";

}

Else

{

StringGrid1->RowCount=StrToInt(Edit1->Text)+1;

StringGrid1->ColCount=StrToInt(Edit1->Text)+1;

for (int j=1; j<=StrToInt(Edit1->Text);j

{

StringGrid1->Cells[0][j]="n="+IntToStr(j);

}

for (int I=1; I<=StrToInt(Edit1->Text);I++)

{

StringGrid1->Cells[I][0]="^P"+IntToStr(I);

}

StringGrid1->Cells[1][1]="21,5";

StringGrid1->Cells[2][1]="37,0";

StringGrid1->Cells[3][1]="41,5";

StringGrid1->Cells[1][2]="14,2";

StringGrid1->Cells[2][2]="24,7";

StringGrid1->Cells[3][2]="30,2";

StringGrid1->Cells[4][2]="30,9";

StringGrid1->Cells[1][3]="10,6";

StringGrid1->Cells[2][3]="18,3";

StringGrid1->Cells[3][3]="22,6";

StringGrid1->Cells[4][3]="24,8";

StringGrid1->Cells[5][3]="23,7";

StringGrid1->Cells[1][4]="7,9";

StringGrid1->Cells[2][4]="14,0";

StringGrid1->Cells[3][4]="17,9";

StringGrid1->Cells[4][4]="19,8";

StringGrid1->Cells[5][4]="21,0";

StringGrid1->Cells[6][4]="19,4";

StringGrid1->Cells[1][5]="6,4";

StringGrid1->Cells[2][5]="11,2";

StringGrid1->Cells[3][5]="14,2";

StringGrid1->Cells[4][5]="16,4";

StringGrid1->Cells[5][5]="17,6";

StringGrid1->Cells[6][5]="17,7";

StringGrid1->Cells[7][5]="16,5";

StringGrid1->Cells[1][6]="5,3";

StringGrid1->Cells[2][6]="9,2";

StringGrid1->Cells[3][6]="11,9";

StringGrid1->Cells[4][6]="13,8";

StringGrid1->Cells[5][6]="14,9";

StringGrid1->Cells[6][6]="15,5";

StringGrid1->Cells[7][6]="15,8";

StringGrid1->Cells[8][6]="13,6";

Label3->Visible=true;

}

void __fastcall TForm4::Button2Click(TObject *Sender)

{

for (int j=1; j<=StrToInt(Edit2->Text);j++) {

int l1,l2,l3;

StringGrid2->Cells[0][j]="n="+IntToStr(j);

l1=StrToInt(StringGrid2->Cells[4][j]);

l2=StrToInt(StringGrid2->Cells[5][j]);

l3=StrToInt(StringGrid2->Cells[3][j]);

StringGrid2->Cells[6][j]=FloatToStr(l1*l2/l3);

StringGrid2->RowCount=StrToInt(Edit2->Text)+1;

StringGrid2->ColCount=StrToInt(8);

}

Image2->Visible=true;

Label5->Visible=true;

Image2->Canvas->Brush->Color=clAqua;

Image2->Canvas->FloodFill(140,130,clBlack,fsBorder);

StringGrid2->Cells[0][0]="№ фаз";

StringGrid2->Cells[1][0]="ai";

StringGrid2->Cells[2][0]="ax";

StringGrid2->Cells[3][0]="ГРПср,м";

StringGrid2->Cells[4][0]="lср,м";

StringGrid2->Cells[5][0]="^Pмм";

StringGrid2->Cells[6][0]="^Pi";

}

void __fastcall TForm4::CheckBox1Click(TObject *Sender)

{

if (CheckBox1->Checked)

{

for (int j=1; j<=StrToInt(Edit2->Text);j++)

{

StringGrid2->Cells[1][j]=IntToStr(random(9)+2);

StringGrid2->Cells[2][j]=IntToStr(random(25)+2);

StringGrid2->Cells[3][j]=IntToStr(200);

StringGrid2->Cells[4][j]=IntToStr(random(230)+125);

StringGrid2->Cells[5][j]=IntToStr(random(20)+3);

}

void __fastcall TForm4::Button3Click(TObject *Sender)

{

Form4->Close();

}

Результаты расчетов приведены в следующих интерфейсах программы:



Размещено на Allbest.ru

...