Рассматриваются возможные способы передачи данных при оперативно-дистанционном контроле трубопроводов в пенополиуретановой (ППУ) изоляции.
Ключевые слова: оперативно-дистанционный контроль, СОДК, пенополиуретановая изоляция, изоляция стальных трубопроводов
Система оперативного дистанционного контроля (СОДК) предназначена для контроля состояния теплоизоляционного слоя пенополиуретана (ППУ) предизолированных трубопроводов и обнаружения участков с повышенной влажностью изоляции. Повышение влажности тепловой изоляции трубопроводов может быть вызвано проникновением влаги через наружный гидроизоляционный слой трубопровода (полиэтиленовую оболочку), а также за счет утечки теплоносителя из стального трубопровода вследствие коррозии или дефектов сварных соединений. Для оперативного обнаружения участков увлажнения теплоизоляции труб применяется система ОДК, которая основана на измерении электрической проводимости теплоизоляционного слоя трубопроводов. Для контроля состояния влажности тепловой изоляции используются сигнальные медные проводники с сечением 1,5 мм2 и удельным сопротивлением 0,012-0,015 Ом/м, устанавливаемые в слое пенополиуретановой изоляции всех элементов трубопроводов (трубы, отводы, тройники, задвижки и т. п.) [1].
В настоящее время более всего распространены две системы оперативного контроля:
− первая система ОДК, работающая по принципу закона Ома (Brandes). В этой системе участок дефекта изоляции определяется из отношения длины участка, который контролируется ОДК, к расстоянию до проблемной зоны.
− вторая система (Nordik) работает по принципу отражения импульса. То есть она обнаруживает смешанность параметров электросопротивления контактов, которая возникает в случае повышения влажности тепловой изоляции или повреждения сигнальной проводки [2].
В целом система ОДК включает:
− сигнальные проводники в теплоизоляционном слое трубопроводов, расположенные по всей длине теплосети;
− терминалы для подключения приборов в точках контроля и коммутации сигнальных проводников;
− кабели для соединения сигнальных проводников с терминалами в точках контроля, а также для соединения сигнальных проводников на участках трубопроводов, где устанавливаются неизолированные элементы;
− детектор (стационарный 220 В или переносной 9 В);
− локатор (импульсный рефлектометр);
− тестер изоляции [1].
Рассмотрим несколько способов реализации систем передачи данных при обеспечении оперативного дистанционного контроля трубопроводов в пенополиуретановой изоляции.
Первый способ — это интеграция стационарных детекторов повреждений в качестве первичных источников информации в архитектуру действующих систем телеметрии, выполняющих задачи мониторинга и управления технологическим оборудованием тепловых пунктов. Реализация данного способа возможна при наличии у детектора системы оперативного дистанционного контроля (СОДК) аппаратной возможности передачи данных на входные линии удаленного контроллера (детектор должен быть оснащен специальными выходами для передачи данных типа «токовый выход» или «сухой контакт»). Сотрудники тепловых сетей при этом должны обладать высокими профессиональными навыками для успешной визуализации, анализа и хранения данных детекторов на диспетчерском пульте.
Применяются как кабельные, так и GSM-каналы передачи данных. Этот способ передачи данных реализован для мониторинга и управления рядом тепловых пунктов в Москве, Мытищах, Реутове, Санкт-Петербурге, Астане [4].
Второй способиспользует возможности систем GSM-телеметрии, которые нашли применение в электроэнергетике, газовом хозяйстве, банковской сфере, комплексах охранно-пожарной сигнализации. Высокая конкуренция между производителями таких комплексов является причиной возникновении большого количества надежных и дешевых GSM-контроллеров, применение которых в целях мониторинга параметров состояния трубопроводов в пенополиуретановой изоляции является экономически эффективным и простым в реализации решением [3]. Требованиями, предъявляемыми к системам GSM-телеметрии, являются возможность передачи данных от детектора к контроллеру и наличие программного обеспечения диспетчерского пульта. На рисунке 1 изображена типовая схема диспетчеризации для локального диспетчерского пункта (ЛДП) с применением беспроводных GSM-контроллеров.
Рис. 1. Типовая схема диспетчеризации для локального диспетчерского пункта (ЛДП) [3]
Программное обеспечение диспетчерского пункта должно обеспечивать:
− непрерывный неограниченный контроль за удаленными объектами;
− визуализацию местоположения контролируемых объектов на карте населенного пункта;
− визуальное и акустическое уведомление диспетчера в случае аварии;
− индивидуальное конфигурирование уровня сигнала «Авария» для каждого из объектов;
− стабильность передачи данных при дублировании различными видами передачи данных (модемное соединение, СМС, голосовое соединение);
− возможность передачи и визуализации данных от охранных датчиков, датчиков температуры, давления и т. д.;
− возможность автоматического опроса объектов;
− отсылка СМС на телефоны ответственных лиц при возникновении аварийных ситуаций;
− персонализированное управление и хранение информации о действиях оператора в журнале событий;
− интуитивно понятный интерфейс, бесперебойность работы, простоту эксплуатации и т. д.
Коммутация GSM-контроллеров с детекторами, монтаж и конфигурирование удаленных контроллеров осуществляются самостоятельно сотрудниками отделов КИПиА или специальных подразделений, что значительно упрощается ввиду наличия подробных инструкций. Формирование локального диспетчерского пульта (ЛДП) на уровне предприятия тепловых сетей является относительно простой задачей, так как заключается в установке и настройке бесплатного (зависит от применяемого контрольного оборудования) и интуитивно понятного программного обеспечения. Данный способ реализован предприятиями Новосибирска, Мытищ, Железнодорожного, Дмитрова [4].
Третий способдиспетчеризации показаний детекторов СОДК [3]. В случае если эксплуатирующая организация не видит необходимости в создании собственного ЛДП (отсутствие должного финансирования, персонала или сторонней организации соответствующего уровня подготовки, малое количество объектов), возможно использование сервисов объединенного диспетчерского пульта (ОДП). На ОДП, расположенный в Щелково Московской области, стекается информация от сконфигурированных для работы с ОДП GSM-контролеров, установленных на территории РФ, РК и РБ.
При возникновении аварийной ситуации экстренное оповещение ответственного лица эксплуатирующей организации происходит любым доступным для него (личный кабинет на сайте ОДП, электронная почта, сотовый телефон, диспетчерская служба и т. д.). Также предусматривается плановый опрос по графику, утвержденному эксплуатирующей организацией.
Эксплуатирующая организация должна обеспечить в месте установки детектора и удаленного GSM-контроллера сохранность установленного оборудования, его бесперебойное питание и удовлетворительный уровень GSM-сигнала (при необходимости применение репитера).
Впоследствии возможен дистанционный перевод данных на вновь созданный эксплуатирующей организацией ЛДП. Таким образом, использование услуг ОДП становится тестовым вариантом организации собственного ЛДП.
Способ диспетчеризации показаний детекторов определяется на уровне проектных работ, так как спецификация, а значит и дальнейшее финансирование, формируется специалистом проектной организации, поэтому одной из важных задач эксплуатирующей организации является оформление полного технического задания с указанием требований по диспетчеризации проектируемого трубопровода.
На основании предоставленного технического задания проектировщик должен определить местоположение и комплектацию точки контроля СОДК трубопровода, оснащенной детектором повреждений. Обязательным условием постоянного функционирования такой точки контроля является наличие в ней питания 220 В, 50 Гц. Также поставляются комплектации точек контроля СОДК для работы в автономном режиме [3], однако их применение возможно только в исключительных случаях, так как вне зависимости от типа источника питания (солнечная панель или батареи) комплекты для автономной работы обеспечивают только периодический контроль состояния изоляции трубопровода, что является основным способом снижения энергопотребления.
Опыт внедрения и поставки оборудования для диспетчеризации показаний детекторов состояния трубопроводов в ППУ-изоляции свидетельствует о своевременности, достаточно высоком уровне оснащенности и экономической эффективности данного направления. Профессиональный подход позволяет полностью автоматизировать процесс оповещения об аварийных ситуациях на трубопроводах тепловых сетей, что возможно только для трубопроводов, оснащенных СОДК. При этом предложены различные способы реализации мониторинга показаний детекторов для различного уровня профессиональной подготовки персонала тепловых сетей [4].
Литература:
1. Система оперативного дистанционного контроля. — URL: http://tbk-spb.ru/d/246664/d/9_sistema_operativnogo_distancionnogo_kontrolya.pdf (Дата обращения 09.07.2016).
2. Система оперативного дистанционного контроля (ОДК) состояния тепловой изоляции. — URL: http://www.teplogi.ru/article_control.php (Дата обращения 09.07.2016).
- ООО «Термолайн». Альбом технических решений по проектированию систем оперативно-дистанционного контроля трубопроводов в пенополиуретановой изоляции. М., 2014. — URL: http://www.termomufta.ru/downloads/albomtekhnicheskikhresheniy.pdf (Дата обращения 09.09.2016).
4. Оперативно-дистанционный контроль трубопроводов в ППУ-изоляции. — URL: http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=6162 (Дата обращения 09.07.2016).
