Обслуживание автоматизированного резервуарного парка в технологическом процессе подготовки нефти.

Рассматривая резервуарный парк как объект управления, следует уделить внимание нескольким важным особенностям, влияющим на создание автоматических систем:

- повторяемость объектов и технологических схем и в связи с этим необходимость использования типовой аппаратуры;

- зависимость параметров объекта от состояния всех объектов резервуарного парка;

- пожаро- и взрывоопасность объекта вынуждает использовать специальное оборудование, осуществлять автоматический контроль температурного режима и загазованности, автоматизировать систему пожаротушения, а также проводить дополнительные мероприятия по предупреждению взрывов и пожаров;

- объект удален от населенных пунктов, и поэтому при построении системы необходимо учесть возможные колебания напряжения, предусмотреть резервирование вспомогательных систем, централизованный ремонт автоматики, использование средств телемеханики;

- поскольку объект имеет большой вес в народном хозяйстве и в экономике в целом, необходимо по возможности максимально снизить потери путем создания автоматизированной системы управления, применения систем регулирования, резервирования технологического оборудования, построения системы технологической защиты. В задачу автоматизации резервуарных парков входит:

- дистанционный контроль за наполнением и опорожнением резервуаров;

- дистанционное управление задвижками на приемных и нагнетательных трубопроводах резервуаров;

- контроль параметров, обеспечивающих учет нефти и нефтепродуктов, накапливаемых и хранимых в резервуарах;

При больших скоростях наполнения и опорожнения резервуаров требуется также автоматическое подключение резервуаров к нагнетательным или откачивающим трубопроводам. Последнее требование особенно важно для резервуарных парков головных насосных станций магистральных нефтепроводов, где скорость наполнения и опорожнения резервуаров определяется производительностью магистральных насосов.

В резервуарных парках преимущественно используются электрические схемы контроля и управления.

Автоматизация резервуарных парков обеспечивает:

- управление резервуарным парком из местного диспетчерского пункта, т. е. автоматический централизованный контроль;

- высокую точность измерения уровня: уровень жидкости в резервуаре может измеряться с точностью до ±1 мм;

- цифровую передачу данных, что позволяет практически безошибочно передавать информацию;

- электронную обработку полученных данных, обеспечивающую обработку результатов измерения и выдачу информации о количестве продукта, хранимого в резервуаре непосредственно в кубометрах или в тоннах;

- экономичность, получаемую за счет повышения точности при товароучетных операциях и увеличения эффективности использования емкости резервуарного парка;

- повышение организации труда, т. к. не требуется постоянного обслуживающего персонала, работающего под открытым небом;

- гибкость: системы автоматизации могут расширяться, а данные накапливаться и использоваться по необходимости.

Для представления рассматриваемого технологического процесса как объекта управления переменные процесса разбиваются на группы.

К входным переменным относятся:
X₁ — количество поступившей из нефтепровода нефти;
Х₂ — температура поступившей нефти;
Х₃ — качественный состав поступившей нефти;
Х₄— давление, под которым нефть подается из нефтепровода в резервуар;
Управляющие переменные:
U₁ — давление приходящей нефти;
U₂ — давление расходуемой нефти;
Переменные, характеризующие условие протекания технологического процесса:
Z₁ — температура нефти в резервуаре;
Z₂ — температура стенок резервуара;
Z₃ — уровень подтоварной воды в резервуаре;
Z₄ — вязкость нефти;
Z₅ — давление воздуха или паров нефти в газовом пространстве резервуара;
Выходные переменные:
Y₁ — верхний уровень нефти в резервуаре;
Y₂ — нижний уровень нефти в резервуаре;
Y₃ — потеря нефти с «дыханиями».
Возмущающими воздействиями в данном процессе являются:
- состав нефти;
- состояние насосов;
- колебания температуры окружающей среды;
- состояние резервуаров;
- и т. д.

Отметим, что некоторые переменные процесса не могут быть определены с достаточной степенью точности, ввиду отсутствия соответствующих контрольно-измерительных приборов. К примеру, очень сложно поддерживать непрерывный контроль за состоянием резервуаров или измерять потери нефти с «дыханиями». Эти переменные затрудняют оценку состояния процесса и ухудшают оперативное управление им. Таким образом, данный объект можно отнести к классу объектов с неполной информацией.

В процессе анализа процесса необходимо учесть, что вследствие налипания парафина на стенки резервуара и приемно-раздаточных патрубков, старения резервуаров, непостоянства содержания воды в нефти и других причин характеристики процесса перекачки нефти через резервуарный парк дрейфуют во времени, т. е. процесс нестационарен.

Существующая практика управления резервуарным парком нефтеперекачивающей станции

В советские времена, в начале 70-х, вопрос автоматизации резервуарных парков решился радикально: братская республика Венгрия поставила в рамках СЭВ большое количество соответствующих систем KOR-VOL, которые комплексно решали поставленную задачу. Комплексы KOR-VOL прослужили 20 лет и продолжают служить до сих пор в самых разных уголках бывшего СССР. Однако время берет свое. Не говоря уже о естественном за такой срок физическом износе (особенно в условиях отсутствия запчастей), KOR-VOL давно устарели морально.

Идея модернизации отслужившего свой срок оборудования зрела давно. Однако было ясно, что вот так взять и отключить плохо ли, хорошо ли, но работающее оборудование и поставить новое, которое еще неизвестно как будет работать, на таком объекте, как нефтехранилище, нельзя. Да и средства на комплексную замену оборудования изыскать труднее. В таких условиях и родилась идея поэтапной модернизации без демонтажа существующей системы. Фирма "Шатал" совместно с АО ICL КПОВС разработала проект модернизации и осуществила внедрение первого этапа в нефтегазодобывающем управлении (НГДУ) "Заинскнефть" (Республика Татарстан).

В качестве первого этапа модернизации было решено заменить только электронную часть существующего комплекса, на который поступают аварийные сигналы и сигналы с датчиков уровней, расположенных непосредственно на резервуарах. Соответствующая схема приведена на рис.2.3.2 (здесь ЦИТС - центральная инженерно техническая служба НГДУ).

Рисунок 2.2 – Общая схема автоматизации резервуарного парка
Проблему сопряжения сигналов, поступающих с селекторов, выполненных на достаточно архаичной элементной базе, с современным оборудованием удалось решить, оставаясь в рамках применения стандартных модулей нормализации и гальванической развязки производства фирмы Grayhill.
В целом система построена на базе промышленной компьютерной техники производства фирмы Advantech, что обеспечило легкость компоновки и сопряжения всех составляющих системы. Таким образом, на первом этапе модернизации сохранились следующие элементы KOR-VOL:

- датчики общих и межфазных уровней во всех резервуарах;
- селекторы выбора датчиков, сигнальные и силовые кабели;
- шкафы электропитания уровнемеров и аварийных сигнализаций;
- распределительные коробки.
Функциональная схема модернизированной системы показана на рис.2.3 Новый информационно-измерительный комплекс реализован как автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора с использованием графической SCADA-системы Трейс Моду российской фирмы AdAstra. АРМ оператора обеспечивает выполнение следующих функций:
- сбор и отображение на экране монитора в табличном и графическом виде информации об общих и межфазных уровнях во всех резервуарах;
- прием аварийных сигналов уровнемеров (min, maxl, max2) и сигналов неисправности кодовых датчиков, их отображение в графическом виде на мнемосхемах;
- звуковую сигнализацию аварии и запись времени возникновения аварийного сигнала в архив;
- расчет массы нефти в каждом резервуаре;
- передачу информации с АРМ операторов товарного и очистного парка на АРМ главного диспетчера;

ввод с клавиатуры в память компьютера значений параметров, датчики которых на данный момент отсутствуют (плотность нефти, процент содержания воды и т.п.) и которые определяются лабораторно; *
- хранение и просмотр архивных данных в течение суток, месяца, квартала;
- автоматическое возобновление работы системы без вмешательства
оператора в случае временного отключения электропитания. В ходе дальнейшей модернизации намечается выполнение следующих работ:
- на втором этапе планируется замена старых уровнемеров, прокладка новых или привязка к старым силовым/сигнальным линиям, установка новых коммутационных блоков, шкафов электропитания и распределительных коробок, контроль и управление состоянием задвижек и насосов;
- на третьем этапе предполагается модернизировать систему пожарной сигнализации с заменой устаревших датчиков, установкой новых и со сведением всех линий сигнализации на единый пульт пожарной сигнализации.
Система функционирует на объекте с октября 1996 г. Она построена таким образом, что переключением всего одного разъема легко можно вернуться к старой системе KOR-VOL, что обеспечивает большую надежность работы резервуарного парка.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: