Автоматизация магистрального насосного агрегата

Рассмотрение контрольно-измерительной аппаратуры и вспомогательных механизмов, используемых в автоматизации магистрального насосного агрегата перекачки нефти: термопреобразователя, датчика давления Метран-100 и виброизмерительного прибора "Янтарь".
Краткое сожержание материала:

Размещено на

ВВЕДЕНИЕ

Успехи в развитии отечественной нефтяной и газовой промышленности в значительной степени стали возможны вследствие создания и развития средств и систем автоматизации.

Автоматикой называется отрасль науки и техники, которая охватывает совокупность технических средств и методов, освобождающих человека от непосредственного выполнения функций контроля и управления производственными процессами. Автоматизация производства повышает надежность протекания процесса, уровень информативности персонала о процессе, экономичность. Уменьшаются трудовые затраты, средства автоматизации позволяют вести точный учет средств и продуктов труда.

Успешный процесс переработки нефти и газа зависит от строгого контроля и поддержания на заданном уровне давления, температуры, расхода, а также от контроля качества выходного продукта. Поэтому современное производство возможно только при оснащении технологических установок соответствующими автоматическими измерительными приборами, информационно-измерительными системами и системами автоматического управления. Применение ЭВМ и микропроцессорных контролеров повышает качество автоматизации за счет гибкого программирования, возможности изменения параметров настройки регуляторов в зависимости от требований технологического процесса.

Назначением системы является автоматизация технологических процессов НПС. Она должна обеспечивать автономное поддержание режима работы насосной и его изменение по командам с АРМ технолога из операторной и из вышестоящего уровня управления по каналам телемеханики.

Целями создания системы являются:

- автоматизация НПС в соответствии с "Техническими требованиями на разработку системы автоматизации НПС";

- унифицирование системы;

- расширение функциональных возможностей автоматизации по сравнению с существующими средствами;

- достижение высоких технико-экономических показателей работы за счет автоматизированного поддержания наиболее рационального режима работы технологического оборудования;

- повышение уровня надежности работы и живучести технологического оборудования и средств автоматизации;

- повышение экологической безопасности производства;

- снижение трудозатрат на техническое обслуживание и ремонт.

Система автоматики должна обеспечивать выполнение заданных функций как автономно под наблюдением оператора из МДП, так и в составе СДКУ под наблюдением диспетчера РДП.

Система автоматики должна обеспечивать замену в полном объеме существующих средств автоматизации различного аппаратного исполнения на НПС.

1. КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЕПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ СТАНЦИЙ И ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

Нефтеперекачивающие (насосные) станции подразделяются на головные (ГНПС) и промежуточные (ПНПС). Головная нефтеперекачивающая предназначается для приема нефти с установок её подготовки на промысле или из других источников и последующей закачки нефти в магистральный нефтепровод. Промежуточные станции обеспечивают поддержание в трубопроводе напора, достаточного для дальнейшей перекачки.

Объекты, входящие в состав ГНПС и ПНПС, можно условно подразделить на две группы: первую - объекты основного (технологического) назначения и вторую - объекты вспомогательного и подсобно-хозяйственного назначения.

К объектам первой группы относятся: резервуарный парк, подпорная насосная, узел учёта нефти с фильтрами, магистральная насосная, узел урегулирования давления и узлы с предохранительными устройствами, камеры пуска и приёма очистных устройств, технологические трубопроводы с запорной арматурой.

К объектам второй группы относятся: понижающая электроподстанция с распределительными устройствами, комплекс сооружений, обеспечивающих водоснабжение станции, комплекс сооружений по отводу промышленных и бытовых стоков, котельная с тепловыми сетями, инженерно-лабораторный корпус, пожарное депо, узел связи, механические мастерские, мастерские ремонта и накладки контрольно-измерительных приборов (КИП), гараж, складские помещения, административно-хозяйственный блок и т.д.

На головных нефтеперекачивающих станциях осуществляются следующие технологические операции: приём и учёт нефти, краткосрочное хранение нефти в резервуарах, внутристанционные перекачки нефти (из резервуара в резервуар), закачка нефти в магистральный трубопровод, пуск в трубопровод очистных и диагностических устройств. На ГНПС может производиться подкачка нефти из других источников поступления, например, из других нефтепроводов или попутных нефтепромыслов.

На промежуточных нефтеперекачивающих станциях происходит повышение напора транспортируемой нефти с целью обеспечения её дальнейшей перекачки.

Как правило, магистральные нефтепроводы разбивают на так называемые эксплуатационные участки с протяженностью 400 - 600 км, состоящие из 3 - 5 участков, разделенных ПНПС, работающих в режиме "из насоса в насос", и, следовательно, гидравлически связанных друг с другом. В то же время эксплуатационные участки соединяются друг с другом через резервуарные парки, так что в течение некоторого времени каждый эксплуатационный участок может вести перекачку независимо от соседних участков, используя для этого запас нефти своих резервуаров.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ АВТОМАТИЗАЦИИ

2.1 Описание автоматизированных объектов

Объектами автоматизации НПС являются:

- Магистральная насосная с насосным залом и отделением электродвигателей, разделенными брандмауэрной стеной;

- Магистральные насосные агрегаты МНА1-МНА4 типа НМ-10000 с электродвигателями СТД-8000 (МНА № 1-3) и АТД-4-8000 (МНА №4). Входные задвижки № 1-1,2-1,3-1,4-1, выходные задвижки № 1-2,2-2,3-2,4-2. Задвижка параллельно-последовательной работы агрегатов №14;

- Маслосистема принудительной смазки подшипников насосных агрегатов (3 маслонасоса, 2 маслобака, 3 маслофильтра, 1 аккумулирующий бак, 2 емкости хранения масла и 4 вентилятора охлаждения масла);

- Система сбора и откачки утечек МНС (2 емкости сбора утечек ЕП-40, 2 погружных насоса и 2 центробежных насоса откачки утечек);

- Система приточно-вытяжной вентиляции насосного зала МНС (2 приточных и 2 вытяжных вентилятора);

- Система подпорной вентиляции отделения электродвигателей МНС (2 подпорных вентилятора);

- Система беспромвальной вентиляции отделения электродвигателей (2 вентилятора).

Автоматизируемое оборудование должно быть оснащено приспособлениями для установки датчиков контроля и дополнительных механизмов.

Все исполнительные механизмы должны быть оснащены приводом с электрическими сигналами управления.

Запорная арматура трубопроводов и внутренней обвязки нефтенасосной должна быть оснащена датчиками сигнализации крайних положений (открыто, закрыто).

Товарная нефть, поступающая от поставщиков в нефтяную транспортную сеть подвергается анализу и учету в узлах учета количества и качества нефти, установленных на НПС.

Физико-химические свойства нефти по данным заказчика следующие и представлены в таблице 2.1.1.

Таблица 2.1.1- Физико-химические свойства нефти

Наименование показателей	Значение
Температура нефти, С: максимальная минимальная	50 20
Плотность нефти, кг/м?: максимальная минимальная	885 860
Вязкость нефти, м2/c: максимальная минимальная	0,00004 0,00025
Массовая доля серы, %	4,0
Массовая доля воды, %	до 1,0
Концентрация хлористых солей, не более, г/см3	0,0003
Массовая доля механических примесей, не более, %	0,05
Давление насыщенных паров, не более, Па	665

Насосный цех относится к взрывоопасным помещениям. В зале насосов установлены четыре основных насосных агрегата. В зале электродвигателей, который находится в соседнем помещении с насосной, размещены четыре синхронных электродвигателя, а также расположен блок централизованной маслосистемы с аккумулирующим баком. Насосные агрегаты обвязаны трубопроводами-отводами, которые соединяют их приемные и напорные патрубки с общим коллектором. Агрегаты нефтяные электронасосные центробежные магистральные типа НМ предназначены для транспортирования по магистральным трубопроводам н...