Вакуумная компрессорная станция Нефть и газ

СПБГУАП / Санкт-Петербург

Введение

Настоящий дипломный проект, на вакуумную компрессорную станцию, разработан в соответствии с «Положением о технологических регламентах по добыче, переработке газа и конденсата предприятиями Министерства Топлива и Энергетики», утвержденным заместителем Министра Газовой промышленности. Технологический регламент является основным документом, определяющим режим и порядок проведения операций технологического регламента, обеспечивает необходимое качество выпускаемой продукции, а так же рациональное и экономическое ведение технологических процессов, сохранность оборудования и безопасность работ

[1].

Вакуумная компрессорная станция (ВКС) предназначена для очистки,

компримирования и осушки попутного нефтяного газа, с целью подачи его по системе газопроводов высокого давления на кусты скважин, при эксплуатации нефтяных скважин.

Для автоматизации системы управления станцией существует отдел автоматизации производства. В зону обслуживания данным отделом включается оборудование и программное обеспечение, реализующее рабочие места в операторной вакуумной компрессорной станции, с выполнением следующих видов работ:

1)техническое обслуживание системы;

2)сопровождение программного обеспечения системы;

) совместные работы;

Основные задачи отдела автоматизации:

1) организация работ по внедрению на объектах управления

рациональных систем автоматизации и телемеханизации производственных процессов и автоматизированных систем управления производством;

СПБГУАП / Санкт-Петербург

автоматизированных систем управления производством и контроль за их выполнением;

3) контроль за производственно-технологической деятельностью БПО АП и цехов автоматизации;

Целью данного дипломного проекта является разработка автоматизированной системы управления технологических процессом очистки, компримирования и осушки нефтяного газа, на базе одного из современных программируемых контроллеров (в частности SLC 5/04 от фирмы Allen Bradley).

автоматизированный логический контроллер осушка

СПБГУАП / Санкт-Петербург

1. Технологический процесс

Общая характеристика объекта

Система предназначена для:

1) Дистанционного наблюдения и управления работой вакуумной компрессорной станции (ВКС) с автоматизированного рабочего места (АРМ)

оператора;

2)Ведения технологического режима ВКС (сбор информации,

регулирование, функционально-групповое управление, блокировки) в

соответствии с технологическим регламентом;

3) Архивирования информации с целью последующего пользования для анализа и формирования отчетной документации.

Целями создания системы являются:

1)Повышение качества ведения технологического режима и его безопасности;

2)Повышение точности измерения и регулирования технологических параметров;

) Повышение оперативности действий персонала;

) Сокращение потерь газа и улучшения экологической обстановки на объекте;

) Повышение надёжности системы управления объектом.

Характеристика объекта управления.

Объектом управления является вакуумная компрессорная станция попутного нефтяного газа [1].

В состав технологического оборудования ВКС входят:

1)три компрессорных агрегата ВКГ -1…3 марки 7ГВ-50/7;

2)два входных газовых сепаратора ГС- 1,2;

) узел учета газа;

) встроенная маслосистема;

СПБГУАП / Санкт-Петербург

) две подземные емкости.

Условия эксплуатации технологического комплекса ВКС соответствуют макроклиматическому району с холодным климатом с диапазоном расчетных температур от -43оС до +40оС. Температура в помещениях должна поддерживаться не ниже 5 оС.

Объекты управления системы относятся к взрывопожароопасным объектам с зоной В-Iа (помещения) и В-Iг (технологические площадки КС)

по ПУЭ.

Функциональные требования.

Система обеспечивает выполнение следующих функций:

1)управления технологическим процессом;

2)информационных;

) обслуживания системы.

Система имеет функционально и территориально распределённую структуру.

В состав системы входит:

1)автоматизированное рабочее место оператора;

2)станция управления технологической установкой (станции управления должны быть размещены отапливаемом помещении).

Управляющая сеть системы обеспечивает обмен информацией между АРМ и станциями управления.

Система обеспечивает возможность расширения путем подключения дополнительных станций управления и организации дополнительных рабочих мест.

Количество контролируемых сигналов и сигналов управления системы определяется схемой автоматизации. Максимальное количество переменных,

обрабатываемых и отображаемых на АРМ системы, не превышает 5000.

Максимальное количество переменных, архивируемых на АРМ системы, не превышает 100.

Время полного опроса контролируемых сигналов и выдачи

СПБГУАП / Санкт-Петербург

управляющих воздействий для каждого контура управления не превышает 1

секунды. Время обновления статической информации на экране монитора АРМ превышает 1 секунды с момента выбора видеокадра. Время обновления динамической информации на экране монитора АРМ превышает 2 секунд с момента ее изменения.

Система обеспечивает непрерывное круглосуточное ведение технологического режима, сохраняя возможность выполнения основных функций при выходе из строя отдельных элементов. Система обеспечивает диагностику ее технических средств в режиме нормальной работы.

В системе предусмотрены программные и аппаратные средства защиты от неквалифицированных действий персонала, способных привести к нарушениям технологического режима.

Система обеспечивает сохранение работоспособности при отключении электроэнергии на время до 20 минут за счёт применения источников бесперебойного питания.

Полный средний срок службы системы - 10 лет. Средний межремонтный ресурс - 20000 часов при коэффициенте готовности не менее

0.99. В течение указанного полного срока службы допускается проведение средних ремонтов путём замены отдельных блоков, узлов и деталей.

Характеристика сырья, готовой продукции и вспомогательных материалов

Исходным сырьем для ВКС является попутный нефтяной газ, который имеет следующий состав (табл. 1.1.).

Таблица 1.1 - Состав нефтяного газа

СПБГУАП / Санкт-Петербург

двигателя

Азот газообразный:

Применяется для продувки аппаратов и трубопроводов при подготовке их к ремонту и пуску в работу. Азот газообразный соответствует требованиям ГОСТ 9293-74.

СПБГУАП / Санкт-Петербург

2. Автоматизация технологического процесса ВКС

Структура АСУТП

Нефтяной газ от ДНС поступает на измерительные линии узлов учета газа, где производится замер и нормирование поступившего газа.

Газ после учета газа подается на входные газовые сепараторы ГС-1,2,

где происходит отделение капельной жидкости, нефти и газового конденсата,

которые сбрасываются в емкость ЕП-2.

Освобождённый от капельной жидкости газ из сепараторов ГС-1,2

поступает на приём газокомпрессорных агрегатов ВКГ-1,2,3 типа «7ГВ-

50/7». В газокомпрессорной установке газ поступает на вход маслонаполненного винтового компрессора, где смешивается с маслом и сжимается до заданных параметров. Газомасляная смесь поступает в маслоотделители М-1…3, где происходит разделение смеси на масло и газ.

Нагревшийся при компрессировании газ поступает в напорный трубопровод, где он охлаждается при помощи температуры окружающего воздуха.

Из напорного трубопровода, через узел учета газа, газ подается в сборный газопровод на ГПЗ.

При аварийном отключении одного из компрессоров или аварии на газопроводе производится сброс газа на факел.

Дренаж от компрессорных установок осуществляется в емкость ЕП-1.

При заполнении дренажных емкостей ЕП-1,2 скопившаяся жидкость откачивается в трубопровод нефти на ДНС.

Смазочное масло используется в компрессорах как охлаждающая,

смазывающая и уплотняющая среда. Смазочное масло через фильтры подается в камеру сжатия компрессоров для образования газомасляной смеси, смазки и охлаждения роторов компрессоров, а также к подшипникам для их смазки и охлаждения.

СПБГУАП / Санкт-Петербург

Чистое масло для компрессорной станции из автоцистерн поступает в емкости Е-1,2 для промежуточного хранения. Насосы Н1/1,1/2 используются для перекачки чистого и отработанного масла.

Отработанное масло от компрессорных установок поступает в емкости Е-1,2. Из емкости Е-1,2 при помощи насосов Н- 1/1,1/2 отработанное масло заканчивается в автоцистерны и отправляется на регенерацию.

Функциональная схема автоматизации объекта приведена в приложении А.

Объекты и объёмы автоматизации

В качестве объектов автоматизации рассматриваются:

1)узел учёта газа;

2)два входных газовых сепаратора ГС-1,2;

) три компрессорных агрегата ВКГ-1…3 марки 7ГВ-50/7; ) встроенная маслосистема;

) две подземные емкости.

Структура контроля и управления.

Проектом автоматизации для создания системы управления ВКС предусматривается следующая структура контроля и управления. На технологических объектах, устанавливаются первичные датчики, местные приборы контроля технологических параметров. Для осуществления дистанционного контроля и управления технологическим процессом в операторной устанавливается программный технологический комплекс

(ПТК), а в разделе внутриплощадочные сети будет выполнена кабельная связь между датчиками и исполнительными механизмами с ПТК.

Объемы контроля.

Для перечисленных выше технологических объектов, проектируемых и выполненных заводами-изготовителями блочно-комплектного оборудования объемы автоматизации обеспечивают:

СПБГУАП / Санкт-Петербург

На узел учета газа проектом предусматривается:

1)дистанционное и местное измерение температуры газа на узле;

2)дистанционное и местное измерение давления газа на узле;

) дистанционное и местное измерение расхода газа на узле;

) сигнализация загазованности узла учёта газа.

Входные газовые сепараторы ГС-1,2.

Проект должен обеспечивать:

1)дистанционное измерение и сигнализация уровня газа в сепараторе;

2)дистанционное, местное измерение и сигнализация давления в

сепараторе;

) дистанционное измерение и сигнализация загазованности;

) дистанционное измерение давления на выходе газосепаратора.

Компрессорные агрегаты ВКГ-1…3 марки 7ГВ-50/7.

Проектом осуществляется:

1)дистанционное измерение и сигнализация температуры подшипников двигателя ВКГ;

2)дистанционное измерение и сигнализация температуры масла в масловводе ВКГ;

) дистанционное измерение и сигнализация температуры газомасленной смеси на выходе ВКГ;

) изменение уровня масла в Е ВКГ;

) дистанционное измерение и сигнализация давления на масловводе ВКГ;

) дистанционное измерение и сигнализация давления на выходе

ВКГ;

) дистанционное измерение и сигнализация давления на всасе ВКГ;

) ток двигателя ВКГ;

В подземных емкостях ЕП-1,2 проектом предусматривается:

1)дистанционное измерение и сигнализация уровня в емкости ЕП;

2)дистанционное измерение и сигнализация давления на выходе