МОДЕРНИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ КАМЕР ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ С ЦЕЛЬЮ ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМЫ УДАЛЕННОГО МОНИТОРИНГА
|
Введение 6
Глава 1. Безопасная эксплуатация трубопроводных систем теплосети 8
1.1. Возникающие дефекты трубопровода 8
1.2. Существующий способ диагностирования утечек 11
1.3. Недостатки существующего процесса 12
1.4. Постановка задачи 12
Глава 2. Алгоритм работы цифрового аналога теплосети 14
2.1. Проект «Создание цифрового аналога трубопроводных систем
теплосети» 14
2.2. Блок-схема работы цифрового аналога теплосети 17
Глава 3. Подбор устройств для удаленного мониторинга 19
3.1. Параметры для мониторинга состояния трубопровода 19
3.2. Датчик температуры 20
3.3. Датчик расхода воды 21
3.4. Датчик давления 21
3.5. Счетчик импульсов 21
3.6. Конвертер 22
Глава 4. Обзор программного обеспечения цифрового аналога теплосети 24
4.1. Участники процесса работы цифрового аналога 24
4.2. Программа для мониторинга состояния теплосети в режиме
реального времени 27
4.3. Программа обработки сигналов датчиков удаленного мониторинга
теплосети 30
Глава 5. Создание натурного макета участка, демонстрирующего работу цифрового аналога 34
Глава 6. Выбор системы автономного питания с учетом работы
цифрового аналога 39
6.1. Требования к конструкции тепловых камер 39
6.2. Обеспечение электропитанием подземных объектов 39
6.3. Применение термоэлектрических генераторных модулей 41
Глава 7. Разработка конструкции блока 48
Глава 8. Технико-экономическое обоснование 50
8.1. Выбор баз для сравнения 50
8.2. Расчет инвестиционных затрат 51
8.3. Расчет срока окупаемости 53
Заключение 55
Список использованных источников 57
Глава 1. Безопасная эксплуатация трубопроводных систем теплосети 8
1.1. Возникающие дефекты трубопровода 8
1.2. Существующий способ диагностирования утечек 11
1.3. Недостатки существующего процесса 12
1.4. Постановка задачи 12
Глава 2. Алгоритм работы цифрового аналога теплосети 14
2.1. Проект «Создание цифрового аналога трубопроводных систем
теплосети» 14
2.2. Блок-схема работы цифрового аналога теплосети 17
Глава 3. Подбор устройств для удаленного мониторинга 19
3.1. Параметры для мониторинга состояния трубопровода 19
3.2. Датчик температуры 20
3.3. Датчик расхода воды 21
3.4. Датчик давления 21
3.5. Счетчик импульсов 21
3.6. Конвертер 22
Глава 4. Обзор программного обеспечения цифрового аналога теплосети 24
4.1. Участники процесса работы цифрового аналога 24
4.2. Программа для мониторинга состояния теплосети в режиме
реального времени 27
4.3. Программа обработки сигналов датчиков удаленного мониторинга
теплосети 30
Глава 5. Создание натурного макета участка, демонстрирующего работу цифрового аналога 34
Глава 6. Выбор системы автономного питания с учетом работы
цифрового аналога 39
6.1. Требования к конструкции тепловых камер 39
6.2. Обеспечение электропитанием подземных объектов 39
6.3. Применение термоэлектрических генераторных модулей 41
Глава 7. Разработка конструкции блока 48
Глава 8. Технико-экономическое обоснование 50
8.1. Выбор баз для сравнения 50
8.2. Расчет инвестиционных затрат 51
8.3. Расчет срока окупаемости 53
Заключение 55
Список использованных источников 57
В настоящее время для получения информации о ситуации в городе появляется все больше измерительных приборов, датчиков, камер, средств связи и систем хранения данных. Объекты энергетики и инженерного обеспечения не являются исключением. Задача повышения эффективности расходования ресурсов, снижения негативного воздействия на окружающую среду определяет необходимость оперативного мониторинга ситуации на объектах ЖКХ, ведения точного учета расходования энергоресурсов, осуществления управления в режиме реального времени, в частности, на трубопроводах горячего водоснабжения.
На обеспечение безаварийной и экономичной эксплуатации теплотрасс большое влияние имеет качество контроля целостности труб. Среди различных вариантов решения данной задачи существует идея внедрения систем дистанционного контроля состояния трубопроводов. Такая система состоит из аппаратных и программных решений. Одним из аппаратных решений для функционирования систем дистанционного контроля предлагается модернизация тепловых камер теплосети, в которых будут устанавливаться датчики и устройства необходимые для выполнения удаленного мониторинга.
Актуальность работы обусловлена текущей разработкой проекта «Создание цифрового аналога трубопроводных систем теплосети», который позволит получать оперативную информацию о состоянии трубопроводов в городе.
Объект исследования: трубопроводные системы теплосети и контроль их состояния.
Предмет исследования: качество системы удаленного мониторинга состояния трубопровода.
Цель работы: разработать проект модернизации тепловых камер для применения системы удаленного мониторинга. Для достижения цели были поставлены следующие задачи: проанализировать дефекты и причины их
возникновения при работе трубопровода; определить перечень параметров для мониторинга состояния теплотрасс; подобрать датчики и устройства для эффективной работы цифрового аналога; выбрать автономные источники питания для функционирования устройств удаленного мониторинга; разработать конструкцию блока, на который будут крепиться все необходимые датчики и устройства для работы системы удаленного мониторинга и средства автономного питания.
Для достижения цели были использованы следующие методы: изучение литературы по основам построения системы «Умного города», поиск наиболее оптимальных решений для реализации передачи и сбора информации, статические методы обработки информации.
Применение системы удаленного мониторинга трубопроводных систем теплосети даст возможность обеспечивать безопасную эксплуатацию трубопровода за счет оперативного получения информации об их техническом состоянии и параметрах перекачиваемого по ним продукта. Внедрение такой системы повысит качество процедуры контроля состояния и снизит экономические затраты на обслуживание и ремонт трубопровода.
На обеспечение безаварийной и экономичной эксплуатации теплотрасс большое влияние имеет качество контроля целостности труб. Среди различных вариантов решения данной задачи существует идея внедрения систем дистанционного контроля состояния трубопроводов. Такая система состоит из аппаратных и программных решений. Одним из аппаратных решений для функционирования систем дистанционного контроля предлагается модернизация тепловых камер теплосети, в которых будут устанавливаться датчики и устройства необходимые для выполнения удаленного мониторинга.
Актуальность работы обусловлена текущей разработкой проекта «Создание цифрового аналога трубопроводных систем теплосети», который позволит получать оперативную информацию о состоянии трубопроводов в городе.
Объект исследования: трубопроводные системы теплосети и контроль их состояния.
Предмет исследования: качество системы удаленного мониторинга состояния трубопровода.
Цель работы: разработать проект модернизации тепловых камер для применения системы удаленного мониторинга. Для достижения цели были поставлены следующие задачи: проанализировать дефекты и причины их
возникновения при работе трубопровода; определить перечень параметров для мониторинга состояния теплотрасс; подобрать датчики и устройства для эффективной работы цифрового аналога; выбрать автономные источники питания для функционирования устройств удаленного мониторинга; разработать конструкцию блока, на который будут крепиться все необходимые датчики и устройства для работы системы удаленного мониторинга и средства автономного питания.
Для достижения цели были использованы следующие методы: изучение литературы по основам построения системы «Умного города», поиск наиболее оптимальных решений для реализации передачи и сбора информации, статические методы обработки информации.
Применение системы удаленного мониторинга трубопроводных систем теплосети даст возможность обеспечивать безопасную эксплуатацию трубопровода за счет оперативного получения информации об их техническом состоянии и параметрах перекачиваемого по ним продукта. Внедрение такой системы повысит качество процедуры контроля состояния и снизит экономические затраты на обслуживание и ремонт трубопровода.
Качество и безаварийность трубопроводных систем для любого города имеет особое значение. Трубопроводные системы тепловой сети являются основой системы обеспечения населения, производства и сельского хозяйства одним из жизненно важных продуктов, таких как горячая вода. Для обеспечения надежной и экономичной эксплуатации теплотрасс и разрабатывается система удаленного мониторинга.
Целью выпускной квалификационной работы была модернизация тепловых камер тепловых сетей с применением системы удаленного мониторинга.
Для выполнения поставленной цели были решены следующие задачи:
1) Изучены возникающие дефекты и причины их появления при эксплуатации трубопроводных систем теплосети. Проведен анализ существующего процесса периодического контроля состояния трубопровода.
2) Определен перечень параметров для мониторинга состояния теплотрасс. На основании этого, выполнен поиск устройств и датчиков, фиксирующих и передающих всю необходимую информацию и параметры в тепловой камере.
3) Проведен анализ систем автономного питания для обеспечения электроэнергией устройств удаленного мониторинга. Для этой задачи было принято решение использовать термоэлектрические генераторные модули.
4) Разработана конструкция блока, которая будет устанавливаться в трубопровод теплосети и на которую будут монтироваться все датчики и устройства питания, и позволяющая обеспечить работу системы удаленного мониторинга.
Система удаленного мониторинга представляет из себя программно-аппаратный комплекс, который позволяет обеспечить круглосуточный удаленный сбор и анализ данных о состоянии трубопровода.
Рассмотрен алгоритм работы проекта «Создание цифрового аналога трубопроводных систем теплосети», используемый для мониторинга состояния, а также рассмотрены программы для выполнения мониторинга и обязанности участников процесса.
Разработан натурный макет, демонстрирующий работу цифрового аналога теплосети. Полученные положительные результаты работы подтвердили эффективность разработки.
Применение ТГМ для обеспечения электроэнергией устройств удаленного мониторинга является самым эффективным решением, так как обеспечивается необходимое питание устройств за счет температуры трубопровода, а также ТГМ можно применять в высокотемпературной среде тепловых камер.
Установка конструкции блока с датчиками и устройствами для удаленного мониторинга позволит качественно модернизировать тепловые камеры и обеспечить эффективную работу системы.
Проведенное технико-экономическое обоснование разработки показало, что экономический эффект от модернизации тепловых камер и внедрения системы удаленного мониторинга обеспечивается снижением затрат на диагностику, ремонт и предотвращение ущерба, связанного с устранением последствий аварий на теплосетях.
Внедрение проекта «Создание цифрового аналога трубопроводных систем теплосети» даст возможность обнаруживать утечки, механические повреждения в трубопроводе, оценивать состояние трубопровода и обеспечивать безопасность и целостность терминала и трубопроводов, что является важнейшей задачей при их эксплуатации.
Целью выпускной квалификационной работы была модернизация тепловых камер тепловых сетей с применением системы удаленного мониторинга.
Для выполнения поставленной цели были решены следующие задачи:
1) Изучены возникающие дефекты и причины их появления при эксплуатации трубопроводных систем теплосети. Проведен анализ существующего процесса периодического контроля состояния трубопровода.
2) Определен перечень параметров для мониторинга состояния теплотрасс. На основании этого, выполнен поиск устройств и датчиков, фиксирующих и передающих всю необходимую информацию и параметры в тепловой камере.
3) Проведен анализ систем автономного питания для обеспечения электроэнергией устройств удаленного мониторинга. Для этой задачи было принято решение использовать термоэлектрические генераторные модули.
4) Разработана конструкция блока, которая будет устанавливаться в трубопровод теплосети и на которую будут монтироваться все датчики и устройства питания, и позволяющая обеспечить работу системы удаленного мониторинга.
Система удаленного мониторинга представляет из себя программно-аппаратный комплекс, который позволяет обеспечить круглосуточный удаленный сбор и анализ данных о состоянии трубопровода.
Рассмотрен алгоритм работы проекта «Создание цифрового аналога трубопроводных систем теплосети», используемый для мониторинга состояния, а также рассмотрены программы для выполнения мониторинга и обязанности участников процесса.
Разработан натурный макет, демонстрирующий работу цифрового аналога теплосети. Полученные положительные результаты работы подтвердили эффективность разработки.
Применение ТГМ для обеспечения электроэнергией устройств удаленного мониторинга является самым эффективным решением, так как обеспечивается необходимое питание устройств за счет температуры трубопровода, а также ТГМ можно применять в высокотемпературной среде тепловых камер.
Установка конструкции блока с датчиками и устройствами для удаленного мониторинга позволит качественно модернизировать тепловые камеры и обеспечить эффективную работу системы.
Проведенное технико-экономическое обоснование разработки показало, что экономический эффект от модернизации тепловых камер и внедрения системы удаленного мониторинга обеспечивается снижением затрат на диагностику, ремонт и предотвращение ущерба, связанного с устранением последствий аварий на теплосетях.
Внедрение проекта «Создание цифрового аналога трубопроводных систем теплосети» даст возможность обнаруживать утечки, механические повреждения в трубопроводе, оценивать состояние трубопровода и обеспечивать безопасность и целостность терминала и трубопроводов, что является важнейшей задачей при их эксплуатации.