Preview

Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Модель оценки готовности термохимических газоанализаторов

https://doi.org/10.22227/PVB.2020.29.06.61-74

Полный текст:

Аннотация

Введение. Отмечена важность проведения мероприятий по обеспечению пожарной безопасности (ПБ) на объектах топливно-энергетического комплекса (ТЭК), в частности, при течении непрерывных технологических процессов нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ). Благодаря специальному программному обеспечению в составе автоматизированных систем управления технологическими процессами лица, принимающие решения, способны управлять процессами планирования и выполнения данных мероприятий. В качестве объекта исследования выбрана подсистема предупреждения пожаров и взрывов для управления процессами контроля газоанализирующего оборудования.
Теоретические основы. Процесс обеспечения ПБ на объектах нефтепереработки, составной частью которого является процесс технического обслуживания датчиков газоанализаторов, характеризуется такими случайными подпроцессами, как климатические и погодные изменения на объекте. Данный процесс предлагается разбить на два встречных подпроцесса: разрушительный и созидательный. События, связанные с проведением калибровки, поверки или замены чувствительных элементов в термохимических датчиках (ТХД), составляют суть восстановительного подпроцесса. События разрушительного подпроцесса связаны с появлением регистрируемых дежурной сменой сведений об отклонении в работе ТХД от нормированных значений. Случайность этого подпроцесса предлагается описать марковским процессом. Поведение системы датчиков моделируется в виде двух потоков. ТХД имеют два состояния: готов или не готов.
Результаты исследования. Модель готовности газоанализаторов рассчитана как отношение числа потенциально готовых к использованию в соответствии с нормативно-технической документацией ТХД к их общему числу с учетом случайности событий, которые выводят ТХД из состояния готовности. Исследован частный случай, на примере которого проиллюстрирована схема построения марковской модели. Рассчитано возможное число состояний совокупности ТХД для такой ситуации. Динамика перехода между группами состояний в совокупности ТХД подсистемы оповещения о пожаре определяется предлагаемой системой дифференциальных уравнений Колмогорова, которая для частного случая представлена пятью равенствами. Выполненный расчет может быть обобщен на любое количество выносных датчиков.
Выводы. Рассмотрен способ оценки готовности к использованию ТХД газоанализаторов на открытых площадках НПЗ. Метод может быть применен в процессе функционирования автоматизированной системы предотвращения пожаров и взрывов.

Об авторах

И. В. Самарин
Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина
Россия

САМАРИН Илья Вадимович, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры автоматизации технологических процессов

РИНЦ ID: 867674 

119991, г. Москва, Ленинский пр-т, 65, корп. 1



А. В. Крючков
Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина
Россия

КРЮЧКОВ Алексей Вячеславович, канд. техн. наук, доцент кафедры комплексной безопасности критически важных объектов

РИНЦ ID: 1047095

119991, г. Москва, Ленинский пр-т, 65, корп. 1



А. Ю. Строгонов
Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина
Россия

СТРОГОНОВ Андрей Юрьевич, аспирант кафедры автоматизации технологических процессов

РИНЦ ID: 936562

119991, г. Москва, Ленинский пр-т, 65, корп. 1



Список литературы

1. Kidam K., Hussin N.E., Hassan O., Ahmad A., Johari A., Hurme M. Accident prevention approach throughout process design life cycle // Process Safety and Environmental Protection. 2014. Vol. 92. No. 5. Pp. 412–422. DOI: 10.1016/j.psep.2014.05.006

2. Самарин И.В., Орлов А.И. Стратегическое планирование на предприятии: основные закономерности среднесрочных бюджетных планов деятельности предприятия // Естественные и технические науки. 2014. № 5. C. 125–133.

3. Самарин И.В., Фомин А.Н. Стратегическое планирование на предприятии: применение метода анализа иерархий для анализа системы целевых установок // Инновации и инвестиции. 2014. № 6. C. 132–141.

4. Топольский Н.Г., Белозеров В.В., Крючков А.В., Мокшанцев А.В., Михайлов К.А. Автоматизированные системы управления технологическими процессами пожаровзрывоопасных объектов : монография. М. : Академия ГПС МЧС России, 2019. 189 с.

5. Топольский Н.Г., Самарин И.В., Строгонов А.Ю. Модель оценки обеспечения комплексной безопасности в АСУТП с применением диагностики пожарных извещателей для построения автоматизированной системы поддержки управления пожаровзрывобезопасностью // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2018. Т. 27. № 11. С. 15–22. DOI: 10.18322/PVB.2018.27.11.15-22

6. Prakash J. Digital twins define oil & gas 4.0. URL: https://www.arcweb.com/blog/digital-twinsdefine-oil-gas-40 (дата обращения: 25.08.2020).

7. Joly M., Odloak D., Miyake M.Y., Menezes B.C., Kelly J.D. Refinery production scheduling toward Industry 4.0 // Frontiers of Engineering Management. 2018. Vol. 5. No. 2. Pp. 202–213. DOI: 10.15302/J-FEM-2017024

8. Zezulka F., Marcon P., Vesely I., Sajdl O. Industry 4.0 — An Introduction in the phenomenon // IFAC-PapersOnLine. 2016. Vol. 49. No. 25. Pp. 8–12. DOI: 10.1016/j.ifacol.2016.12.002

9. Абросимов А.А., Топольский Н.Г., Федоров А.В. Автоматизированные системы пожаровзрывобезопасности нефтеперерабатывающих производств. М. : МИПБ МВД России, 1999. 239 с.

10. Lewis A.C., Lee J.D., Edwards P.M., Shaw M.D., Evans M.J., Moller S.J. et al. Evaluating the performance of low cost chemical sensors for air pollution research // Faraday Discussions. 2016. Vol. 189. Pp. 85–103. DOI: 10.1039/C5FD00201J

11. Szulczyński B., Gębicki J. Currently commercially available chemical sensors employed for detection of volatile organic compounds in outdoor and indoor air // Environments. 2017. Vol. 4. No. 1. P. 21. DOI: 10.3390/environments4010021

12. Korotcenkov G. Handbook of gas sensor materials: Properties, advantages and shortcomings for applications. Volume 1: Conventional Approaches. New York : Springer, 2013. 442 p. DOI: 10.1007/978-1-4614-7165-3

13. Sekhar P.K., Brosha E.L., Mukundan R., Garzon F. Chemical sensors for environmental monitoring and homeland security // Electrochemical Society Interface. 2010. Vol. 19. No. 4. Pp. 35–40. DOI: 10.1149/2.F04104if

14. Shrivastava N., Shukla V. Fire detection & alarm system in oil & gas refinery // International Journal of Scientific Research & Engineering Trends. 2019. Vol. 5. Issue 1. Pp. 26–31. URL: https://ijsret.com/wp-content/uploads/2019/01/IJSRET_V5_issue1_106.pdf

15. Namuduri S., Narayanan B.N., Davuluru V.S.P., Burton L., Bhansali S. Review — Deep learning methods for sensor based predictive maintenance and future perspectives for electrochemical sensors // Journal of The Electrochemical Society. 2020. Vol. 167. No. 3. P. 037552. DOI: 10.1149/1945-7111/ab67a8

16. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М. : Высшая школа, 2006. 575 с.

17. Прус Ю.В., Крючков А.В., Самарин И.В., Строгонов А.Ю. Методика прогнозирования готовности единиц противопожарного оборудования АСУТП на предприятиях ТЭК // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. 2019. № 3–2. С. 96–103. URL: http://www.nauteh-journal.ru/index.php/3/2019/%E2%84%9603-2/a0696071-eaa8-44dd-8de1-4b1b00665b25

18. Сатин А.П., Ле Тхань Бинь, Прус Ю.В. Прогнозирование готовности пожарной техники на основе марковской модели поломок и восстановления // Технологии техносферной безопасности. 2012. № 5 (45). Ст. 17. URL: http://agps-2006.narod.ru/ttb/2012-5/17-05-12.ttb.pdf

19. Самарин И.В., Строгонов А.Ю. Модель оценки пожарной безопасности на объектах топливно-энергетического комплекса с помощью их временных характеристик на графах стратегического планирования в составе автоматизированной системы поддержки управления // Труды Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина. 2018. № 4 (293). С. 143–154. URL: http://article.gubkin.ru/index.php?lang=ru&page=file&id=2089

20. Прус Ю.В., Колесникова А.Р., Клепко Е.А., Шаповалов В.М. Моделирование структуры и динамики техногенных и пожарных рисков в социотехнических системах // Технологии техносферной безопасности. 2014. № 4 (56). С. 16. URL: http://agps-2006.narod.ru/ttb/2014-4/07-04-14.ttb.pdf

21. Гельфанд И.М. Лекции по линейной алгебре. М. : Добросвет ; Издательство «КДУ», 2006. 320 с.

22. Вентцель А.Д. Курс теории случайных процессов. М. : Наука, 1996. 400 с.


Для цитирования:


Самарин И.В., Крючков А.В., Строгонов А.Ю. Модель оценки готовности термохимических газоанализаторов. Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2020;29(6):61-74. https://doi.org/10.22227/PVB.2020.29.06.61-74

For citation:


Samarin I.V., Kryuchkov A.V., Strogonov A.Yu. Thermochemical gas analyzer readiness assessment model. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2020;29(6):61-74. (In Russ.) https://doi.org/10.22227/PVB.2020.29.06.61-74

Просмотров: 99


ISSN 0869-7493 (Print)
ISSN 2587-6201 (Online)