ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВНЕДРЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬЮ В ГАЗОВОЙ КОТЕЛЬНОЙ

Аспирант

е-mail: kmn.projecttgv@mail.ru

Пермский национальный исследовательский
политехнический университет, Пермь

Рассмотрены подходы к созданию автоматизированной системы контроля безопасности в газовой котельной. Приведена математическая модель, описывающая безопасность в газовой котельной. Представлена структурная схема модели управления безопасностью в газовой котельной. Приведены технико-экономические аспекты внедрения автоматизированной системы управления безопасностью в газовой котельной.

Ключевые слова: система управления; газ; газовая котельная; трубопровод; авария; показатель безопасности; модель управления.

TECHNICAL AND ECONOMIC ASPECTS OF IMPLEMENTATION OF THE AUTOMATED CONTROL SYSTEM OF SAFETY OF THE GAS BOILER HOUSE

Graduate student M. N. Kalugin

Perm National Research Polytechnic University, Perm

Discusses the automated system of control of security in the gas boiler house. We propose a mathematical model for determining the security. Shows a block diagram of the model of security control in the boiler. The program is developed, that allows to calculate the indicator of the safety of the workplace. Shows a technical and economic aspects of implementation of the automated control system of safety of the gas boiler house.

Keywords: control system; gas; gas boiler; pipeline; accidents; safety performance; management model.

С каждым годом в мире возрастают объёмы производства, строятся новые дома, что влечёт за собой рост нагрузки на центральные и индивидуальные тепловые пункты, на котельное оборудование. На этом фоне возрастает аварийность технического оборудования. Возросшее число аварий в котельных и тяжесть их последствий ставит вопрос о практической потребности в управлении безопасностью этих объектов.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Обеспечение безопасной эксплуатации теплотехнического оборудования, работающего на газе, – одна из важнейших задач, стоящих перед проектировщиками и обслуживающим персоналом котельной.

Решение этой задачи на практике осложняется изношенностью оборудования, его физическим и моральным старением, неисправностью отдельных элементов средств автоматизации, а также недостаточно высоким уровнем квалификации и низкой технологической дисциплиной обслуживающего персонала, что может повлечь за собой серьезные аварии, сопровождающиеся человеческими жертвами.

Предлагается внедрение автоматизированной системы управления безопасностью в газовой котельной. Для этого устанавливаются регистрирующие приборы: датчики температуры, давления, механического напряжения в стенке трубопроводов, концентрации метана и др. Эти приборы через определенный интервал времени записывают значения всех показателей. Таким образом формируется статистическая база. Также от этих приборов поступает сигнал на компьютер. То есть в программу автоматически вводятся текущие значения параметров. Программа производит расчёт показателя безопасности рабочего места и определяет кластер безопасности. После этого выводит на экран монитора оператора котельной значение показателя безопасности и цвет зоны безопасности. Рабочее место будет безопасным, если показатель безопасности будет больше нуля, и все его слагаемые также неотрицательны.

Рис. 1. Структурная схема модели управления безопасностью в газовой котельной

Задача данной системы – дать оператору информацию о текущем состоянии безопасности в котельной или на определённом её участке. Чтобы оценить безопасность рабочего места, необходимо учесть все имеющиеся на рабочем месте опасные и вредные производственные факторы – источники опасности, влияние природных факторов и человека. При этом очевидно, что опасен любой из присутствующих на рабочем месте. Показатель безопасности рабочего места определяется при помощи программы, в которую заложена математическая модель, соответствующая данному объекту управления.

где P – давление; T – температура; К – концентрация метана; Е – механическое напряжение в стенке трубопровода; Рдоп – предельно-допустимое давление в трубе; Тдоп – предельно-допустимая температура в трубе; Едоп – предельно-допустимое механическое напряжение в стенке трубы; Кдоп – предельно-допустимая концентрация метана в верхней зоне котельной; τдоп – предельно-допустимое время продолжительности опасного воздействия; ρдоп – предельно-допустимое расстояние опасного воздействия; ; ; ; ; ; – текущее значение соответственно давления, температуры, концентрации метана, механического напряжения в стенке, времени опасного воздействия, расстояния опасного воздействия; ; ; ; ; ; – коэффициенты усечения усечённого нормального закона соответственно давления, температуры, концентрации метана, механического напряжения в стенке, расстояния опасного воздействия; времени опасного воздействия; ; ; ; ; ; – среднеквадратическое отклонение случайной величины соответственно давления, температуры, концентрации метана, механического напряжения в стенке, расстояния опасного воздействия; времени опасного воздействия;

; ; ; ; ; - математическое ожидание случайной величины соответственно давления, температуры, концентрации метана, механического напряжения в стенке, расстояния опасного воздействия; времени опасного воздействия; л – интенсивность проявлений случайных изменений соответственно давления, температуры, концентрации метана, механического напряжения в стенке, расстояния опасного воздействия; времени опасного воздействия; t – текущее время.

Непрерывный контроль – затратный метод и поэтому все стараются уйти от него. А статистика аварий с тяжёлыми последствиями неумолима. Как показывает практика, вопрос денег – это всего лишь вопрос приоритетов и организации системы управления объектами, к которым относятся такие опасные, как газовые паровые котельные. Поэтому необходимо вводить в действия всяческие технические решения, направленные на предотвращение аварийной ситуации.

Очевидно, что в техническом проекте оборудования, которое находится в газовой котельной, должны задаваться требования по безопасности на рабочем месте оператора. Показатели безопасности рабочих мест Bрмj

Однако необходимо чётко понимать, что задание требований по безопасности – технико-экономическая задача, связанная с тем, что обеспечение безопасности требует затрат средств G в рублях. Если же не вкладывать средства в обеспечение безопасности, то травмы и снижение работоспособности становятся неизбежны, при этом также становятся неизбежными страховые выплаты. Кроме этих затрат, появляется вероятность дорогостоящего ремонта или замены оборудования, строительства новых сооружений. Все эти затраты обозначим υ (руб.).

Таким образом, имеют место уравнения:

Совместное решение этих уравнений позволяет найти ту сумму средств на обеспечение безопасности в газовой котельной, которая удовлетворяет и требованиям безопасности, и сумме выплат, которые готов выплачивать работодатель в случае аварии [1].

Рис. 2. Качественная зависимость изменения уровня безопасности и ущерба
работодателя от вложений в создание системы безопасности в котельной

Найденная оптимальная величина Bрм вносится в технический проект как величина, которую должен обеспечить проектировщик.

Библиографический список

1. Трефилов основы безопасности производственной деятельности: учеб. пособие. Издательство ПГТУ, 2009. – 84 с.