Wyniki 1-8 spośród 8 dla zapytania: authorDesc:"Łukasz Kotyński"

Zastosowania systemów GIS w ciepłownictwie DOI:10.15199/9.2017.11.1

Czytaj za darmo! »

1. Wstęp GIS czyli Geographic Information System, jest systemem do pozyskiwania, gromadzenia, przetwarzania, analizowania i udostępniania danych przestrzennie odniesionych do powierzchni Ziemi [1]. Wychodząc z definicji systemu informacji przestrzennej, wymienić można jego pięć podstawowych funkcji: ‒ wprowadzanie danych, ‒ transformacja danych, ‒ przechowywanie, uzupełnianie i aktualizacja danych (zarządzanie danymi), ‒ analiza danych, ‒ uzyskiwanie produktu końcowego. To, co odróżnia GIS od innych systemów informacyjnych, to narzędzia umożliwiające łączne analizowanie danych przestrzennych i opisowych. Technologia GIS umożliwia łączenie typowych operacji wykonywanych na danych gromadzonych w bazach danych (zapytania, analizy statystyczne) oraz wizualizowanie zjawisk przestrzennych. Technologia ta umożliwia też przeprowadzanie analiz, a ich wyniki przedstawić w postaci map, raportów lub wykresów. GIS udostępnia mechanizmy wprowadzania, gromadzenia i przechowywania danych przestrzennych oraz zarządzania nimi, zapewnia ich integralność i spójność oraz pozwala na ich wstępną weryfikację. Na podstawie danych zgromadzonych w systemie możliwe jest przeprowadzenie analiz opierających się m.in. na relacjach przestrzennych między obiektami. Wyniki analiz przestrzennych i operacji charakterystycznych dla programów "bazodanowych" przedstawione mogą być w postaci opisowej (tabelarycznej) lub graficznej (mapy, diagramy, wykresy, rysunki). 2. Zadania PEC Przedsiębiorstwa Energetyki Cieplnej (PEC) prowadzą działalność w zakresie obrotu ciepłem co oznacza dystrybucję, sprzedaż oraz konserwację sieci i urządzeń odbiorczych u odbiorców (jeżeli taka jest umowa na dostawę ciepła). PEC jest zobowiązany zarządzać ruchem sieciowym i zapewniać utrzymanie sieci na zasadzie równoprawnego 444 CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA 48/11 (2017) traktowania podmiotów korzystających lub ubiegających się o korzystan[...]

Metody pośrednie wykrywania nieszczelności


  Stale rozwijająca się gospodarka światowa wymaga ciągłych dostaw energii. Część zapotrzebowania na tę energię jest pokrywana przez gaz ziemny, rozprowadzany przez rozległe sieci gazociągów. Istotnym problemem związanym z przesyłaniem gazu na znaczne odległości, są nieszczelności w sieciach. W większości przypadków nieszczelności powstają na skutek przypadkowego uszkodzenia gazociągu (strona "trzecia") lub korozji ścianek gazociągu, bardzo często w miejscach łączenia elementów. Zdarzają się także przypadki nielegalnego podłączenia do sieci. Każdy wyciek gazu jest bardzo niebezpieczny, ponieważ przy odpowiedniej proporcji gazu i powietrza (od około 5-15% zawartości gazu w powietrzu) może powstać mieszanka wybuchowa. Szczególnie niebezpieczne mogą być wycieki w zimie. Zmarznięta ziemia nie przepuszcza gazu na zewnątrz, pozwala mu migrować na znaczne odległości gdzie niespodziewanie może dojść do wybuchu. Oprócz możliwości wybuchu gazu, nieszczelności niosą ze sobą również inne problemy. Wyciek gazu powoduje straty ekonomiczne. Kolejne straty ponoszone są na skutek przerwy w dostawie gazu związane z koniecznością naprawy uszkodzonego odcinka gazociągu. Koszty naprawy sieci oraz w niektórych przypadkach koszty rekultywacji terenów na których obszarze wystąpił wyciek są znaczne. Ogólnie, straty finansowe operatora zależeć będą od czasu wykrycia nieszczelności, zlokalizowania miejsca uchodzenia oraz szybkości naprawy uszkodzonego gazociągu. Metody stosowane do wykrywania nieszczelności muszą się charakteryzować dużą szybkością reakcji na wystąpienie wycieku oraz precyzją jego lokalizacji. Ogólnie metody wykrywania nieszczelności można podzielić na dwie grupy: ▲ metody zewnętrzne wykrywania nieszczelności (bezpośrednie), ▲ metody wewnętrzne wykrywania nieszczelności (pośrednie). Do metod zewnętrznych używa się wyspecjalizowanych czujników lub prowadzi się obserwację wizualną. Wykrycie nieszczelności za pomocą tych metod po[...]

Metody wykrywania nieszczelności w sieciach gazowych cz. II


  Metody oparte na wykorzystaniu modelu należą do tzw. zaawansowanych metod wykrywania nieszczelności w sieciach. Zasada tych metod jest stosunkowo prosta. Z jednej strony mamy dane otrzymane z pomiarów (bezpośrednio zmierzone lub obliczone z pomiarów) oraz, z drugiej strony mamy tego samego typu dane otrzymane z modelu lub estymatora modelu. Porównując odpowiednie wartości można wykryć nieszczelność, jeśli różnice między wartościami przekraczają pewien założony poziom. Porównując te metody łatwo stwierdzić, że wspólną ich cechą jest hierarchiczna struktura (rys. 1). Poziom pierwszy to poziom pomiarów oraz ich analiza z punktu widzenia przydatności do obliczeń. Poziom drugi to porównanie wyników pomiarów z wynikami modelu, a poziom trzeci to analiza wyników i wnioski dotyczące wykrytej nieszczelności. między wartościami zmierzonymi i uzyskanymi z komputerowej symulacji: e1q (t) = q1 (t) - q^ 1 (t) e2q (t) = q2 (t) - q^ 2 (t) (2) Wartości q^ 2 (t) oraz q^ 2 (t) są wynikami komputerowej symulacji modelu sieci. Dokładna analiza tych różnic pozwala na wykrycie istnienia nieszczelności w sieci, przybliżoną lokalizację miejsca wycieku z^ L oraz ilości utraconego gazu q^ wycieku. Informacja o nieszczelności Analiza błędów, ocena sygnałów poziom 3 poziom 2 poziom 1 Model przyczynowo skutkowy Prosty model statyczny Model procesu, filtr, obserwator Wstępne przetworzenie danych Dane pomiarowe (eliminacja błędów grubych) (deterministyczna, stochastyczna) Rys. 1. Schemat metod wykrywania nieszczelności opartych o model a) Model równoległy Podstawowa struktura funkcjonalna tych metod dla przypadku jednej rury jest przedstawiona na rys. 2. Zakłada się pomiar ciśnienia oraz przepływu na początku i na końcu rurociągu co zapisujemy następująco: p1 (t) = p (0,t), p2 (t) = p (L,t), q1 (t) = p (0,t), q2 (t) = p (L,t). (1) Model równoległy opisuje pracę rurociągu[...]

Metoda wykrywania nieszczelności w przesyłowych sieciach gazowych (cz. 1) DOI:10.15199/17.2015.12.1


  W artykule omówiono algorytm wykrywania nieszczelności w sieciach gazowych. Algorytm wykorzystuje symulator dynamiczny oparty o paraboliczny model opisujący nieustalony przepływ gazu w rurociągu. Scharakteryzowano zasady wykrywania nieszczelności opracowanym algorytmem oraz zdefiniowano kryteria ustalania wartości wycieku.1. Wstęp Bezpieczeństwo przesyłu oraz ciągłość dostaw do jedne z głównych kryteriów jakie powinny spełniać sieci gazowe. Pomimo dużej uwagi podczas układania oraz licznych kontroli podczas pracy sieci, na każdym gazociągu może dojść do niespodziewanej awarii. Według raportu EGIG (European Gas pipeline Incident data Group) z 2011 r. [1] za prawie połowę przypadków uszkodzenia gazowej sieci przesyłowej odpowiedzialna jest strona trzecia (48,4%). Pozostałe przyczyny powstawania nieszczelności to: wady konstrukcyjne i materiałowe (16,7%), korozja (16,1%), przemieszczenia gruntu (7,4%), usterki budowlane (4,8%) oraz inne (6,6%). Najpoważniejszym skutkiem takiej nieszczelności jest oczywiście możliwość wybuchu gazu. Do wybuchu gazu może dojść w przypadku zmieszania się metanu zawartego w przesyłanym gazie z powietrzem przy objętości gazu od ok. 5 do 15% oraz przy udziale iskry zapalającej. W Polsce ostatni tragiczny w skutkach wybuch gazu na sieci przesyłowej miał miejsce w Jankowie Przygodzkim w 2013 r. Nie wszystkie nieszczelności powstałe na sieci kończą się wybuchem ale wszystkie powinny być szybko wykryte i naprawione. Problemem z tym związanym zajmują się liczne metody wykrywania nieszczelności, które możemy podzielić na zewnętrzne (sprzętowe) [5] i wewnętrzne (programowe) [6]. Zewnętrzne metody wykorzystujące różne dodatkowe urządzenia montowane na sieci są drogie przez co nie pozwalają na opomiarowanie nimi całego gazociągu. Inne rodzaje metod zewnętrznych, które miejscowo bardzo dokładnie badają występowanie metanu (obchody sieci lub kontrola z powietrza) nie pozwalają na stałą kontrolę całej sieci [8]. [...]

Metoda wykrywania nieszczelności w przesyłowych sieciach gazowych (cz. 2) DOI:10.15199/17.2016.1.2


  W artykule omówiono wyniki badań algorytmu wykrywania nieszczelności w sieciach gazowych. Badania przeprowadzono dla pojedynczego odcinka gazociągu oraz dla sieci o strukturze drzewowej wykorzystując w tym celu dane rzeczywiste. Rezultaty badań potwierdziły poprawność działania algorytmu. Nieszczelności gazociągów były poprawnie lokalizowane a wartości wycieków dokładnie określane.1. Wyniki badań algorytmu dla przypadku pojedynczego gazociągu W celu przetestowania poprawności algorytmu wytypowano trzy gazociągi wysokiego ciśnienia w krajowym systemie przesyłowym, na których zostały wcześniej stwierdzone nieszczelności. Gazociągi różniły się pomiędzy sobą charakterystyką przepływu oraz zmianami ciśnienia w czasie. Każdy z gazociągów był odpowiednio opomiarowany, a dane z pomiarów zostały zarejestrowane w systemie SCADA z krokiem godzinowym. Weryfi kacja odbyła się na podstawie danych archiwalnych, które zawierały pomiary ciśnienia, przepływu oraz temperatury. Dla każdego gazociągu badania obejmowały okres około czterech dni. Początkowe trzy dni obejmowały okres przed wystąpieniem nieszczelności na każdym z gazociągów. Dane te posłużyły do identyfi kacji modelu i zostały przedstawione poniżej w formie wykresów. Kolejna doba zawierała dane dla gazociągów z zarejestrowanymi wyciekami do momentu naprawy uszkodzenia. Charakterystyki badanych gazociągów zostały przedstawione w tab. 1, natomiast zmiany przedstawiające obciążenia i pobory w czasie dla gazociągu pierwszego na rys. 1, 2. Wartości przepływu, ciśnienia oraz charakter tych zmian dla pozostałych dwóch gazociągów był odmienny jednak w celu redukcji objętości wykresów grafi cznie zostaną przedstawione jedynie wyniki dla pierwszego gazociągu. 1.2 Graniczne wartości niepewności przepływu oraz ciśnienia Symulację testowanych gazociągów wykonano z godzinowym krokiem czasowym, takim samym jak w przypadku zarejestrowanych danych z systemu SCADA. Każdy z gazociągów został podzielo[...]

Pakiet oprogramowania do statycznej symulacji sieci ciepłowniczych


  W artykule omówiono doświadczenia zebrane podczas tworzenia pakietu oprogramowania do statycznej symulacji sieci ciepłowniczych oraz podczas wykonania aplikacji obliczeniowej dla rzeczywistego systemu ciepłowniczego.ROZDZIELENIE przedsiębiorstw "sieciowych" od wytwórców ciepła powoduje, że znacznie wzrasta funkcja procesów modelowania przepływu wody w sieciach ciepłowniczych. Operatorzy, odpowiedzialni za realizację usługi dystrybucji ciepła, powinni mieć pełną wiedzę o właściwościach cieplnych i hydraulicznych sieci, którą użytkują. Podczas jednoczesnej pracy takich elementów, jak ciepłownie, sieci rozprowadzające lub węzły cieplne, występuje ich wzajemne oddziaływanie hydrauliczne. W sposób analogiczny, jak w innych systemach płynowych występuje zależność pomiędzy wysokością ciśnienia w dowolnym punkcie układu, natężeniem przepływu wody w dowolnym elemencie sieci a parametrami pracy źródeł ciepła i wartościami obciążeń węzłów ciepłowniczych. Właściwa eksploatacja sieci, to przede wszystkim realizacja dostaw ciepła odbiorcom zgodnie z podpisanymi umowami, przy jednoczesnej minimalizacji szeroko rozumianych kosztów eksploatacji. Z kolei, prawidłowa rozbudowa sieci to wybór wariantu, który spełni warunki przyjętego kryterium kosztów eksploatacji oraz budowy. Zarówno prawidłowa eksploatacja istniejących systemów ciepłowniczych, jak również ich rozbudowa, nie może być realizowana bez pomocy programów obliczeniowych. Oprogramowanie, wykorzystujące modele matematyczne elementów sieci, powinno zatem stanowić podstawowe narzędzie pracy służb odpowiedzialnych za prowadzenie ruchu sieci. Pakiet oprogramowania w środowisku Windows, będący przedmiotem rozważań w niniejszym artykule, umożliwia obliczenia sieci ciepłowniczych o dowolnej konfiguracji, tzn. składających się z dowolnej liczby odcinków sieci kanałowej i preizolowanej, dowolnej liczby ciepłowni (źródeł) oraz dowolnej liczby innych elementów nierurowych: pompowni, reduktoró[...]

Modelowanie nieustalonego przepływu gazu w rurociągu w warunkach zatłaczania wodoru DOI:10.15199/62.2019.2.21


  Technologia P2G (power-to-gas) jest jedną z najbardziej obiecujących metod długoterminowego magazynowania energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych w postaci energii chemicznej paliw. Rozwiązanie wielkoskalowe polega na dostarczaniu wodoru wytwarzanego w procesie elektrolizy do gazu ziemnego transportowanego rurociągami. Pozwala to uzyskać czyste źródło paliwa gazowego do pośredniego magazynowania energii elektrycznej, ponieważ spalanie wodoru nie przyczynia się do antropogenicznych emisji CO2. Podobnie jak w przypadku biogazu, istnieją możliwości techniczne zatłaczania wodoru do sieci gazowej, w szczególności do sieci przesyłowej wysokiego ciśnienia, która współpracuje z podziemnymi magazynami gazu i charakteryzuje się odpowiednimi właściwościami akumulacyjnymi. W wyniku wytwarzania energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii, a w przyszłości być może również dzięki licznym instalacjom P2G, zwiększy się zmienność popytu na gaz i podaży gazu w czasie1). Zmienność i ograniczona przewidywalność odnawialnych źródeł energii jest powodem nowych wyzwań dla służb dyspozytorskich operatorów zarówno systemów elektroenergetycznych, jak i systemów gazowniczych, którzy muszą zapewnić bilansowanie systemów2). Konieczne stają się zaawansowane techniki komputerowego wspomagania prowadzenia ruchu sieci w celu zapewnienia bezpiecznego i niezawodnego działania systemów. Zintegrowane sieci gazu ziemnego i wodoru uważa się za ważny element przyszłej infrastruktury inteligentnego systemu energetycznego. Jednak udział wodoru w gazie ziemnym zmniejsza jego kaloryczność. Efekt ten powoduje większe strumienie gazu i dodatkowe spadki ciśnienia w sieci, które mogą mieć wpływ na niezawodność dostaw gazu do odbiorców. Aby uzyskać podstawową wiedzę o współpracy instalacji P2G z siecią gazową, w szczególności wiedzę o tym w jaki sposób jej obecność wpływa na ciśnienie i przepływ gazu w sieci, należy przeprowadzić symulację komputerową z wykorzystan[...]

Statyczna symulacja sieci gazowych z wieloma źródłami o zróżnicowanej jakości gazu DOI: 10.15199/ DOI:10.15199/62.2019.2.22


  W sytuacji, w której do sieci gazowej dostarczane są gazy o różnych składach, co jest spowodowane zmieniającymi się ładunkami LNG (liquefied natural gas) na rynkach gazu, ożywieniem wydobycia gazu z łupków oraz zatłaczaniem gazów ze źródeł odnawialnych, odpowiednia przepustowość sieci i bezpieczeństwo dostaw gazu odgrywają kluczową rolę w zarządzaniu systemami gazowniczymi. W tym kontekście obecnie stosowane oprogramowanie do symulacji sieci gazowych na potrzeby wspomagania prowadzenia ruchu sieci powinno umożliwić użytkownikowi śledzenie jakości gazu w sieci, a ponadto powinno zapewnić możliwości zadawania poboru gazu w jednostkach energii, a nie w jednostkach objętości. Zatłaczanie gazów ze źródeł odnawialnych do sieci, takich jak biogaz czy wodór, obniża kaloryczność mieszaniny gazu ziemnego odniesioną do jednostki objętości. Z kolei wprowadzanie do sieci regazyfikowanego LNG zazwyczaj prowadzi do wzrostu kaloryczność mieszaniny, ponieważ LNG jest oczyszczony z azotu i dodatkowo, w porównaniu z wysokometanowym gazem ziemnym, może zawierać większą ilość wyższych alkanów. Efektem obniżenia kaloryczności gazu są większe strumienie objętości gazu w sieci wymagane do dostarczenia określonej ilości energii chemicznej paliwa i większe spadki ciśnienia w odcinkach sieci, co może mieć wypływ na pewność dostawy gazu do odbiorców. W celu przeanalizowania wpływu zmian kaloryczności gazu na parametry hydrauliczne sieci należy przeprowadzić komputerową symulację sieci gazowej. Tradycyjnie, na potrzeby projektowania gazociągów wykorzystuje się algorytmy symulacji sieci w stanach ustalonych1), co jest wystarczająco dokładnym przybliżeniem przy doborze średnicy i ciśnienia roboczego gazociągów w przypadkach, w których wielkości poboru gazu i zasilania są stabilne2). Dla stanu ustalonego zmienne nie są funkcją czasu. Obliczenia są wykonywane z wykorzystaniem matematycznego modelu przepływu gazu w rurociągu w postaci równia algebraicznego3).[...]

 Strona 1