Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Вакуумная компрессорная станция Нефть и газ

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
05.09.2023
Размер:
819.54 Кб
Скачать

СПБГУАП / Санкт-Петербург

W рег

=

0.36z 0.18

(z 1)

 

.

Рисунок 4.5 - График переходной характеристики системы автоматического регулирования.

Определение показателей качества

Перерегулирование - это максимальное отклонения регулируемой величины от установившегося значения, выраженное в процентах. hуст=1; hmax=1.12;

СПБГУАП / Санкт-Петербург

σ =

h

max

h

уст

100

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

уст

 

 

% =12 %.

Время регулирования - минимальное время по истечению, которого регулируемая величина будет оставаться близкой к установившемуся значению с погрешностью ±5%.

tр=26 секунд.

В соответствии с заданием были найдены оптимальные настройки ПИ регулятора кр=0.18, Ти=1. Полученные показатели качества удовлетворяют заданному условию. Перерегулирование не превышает 25% и составляет 12 %, время регулирования составляет 26 сек.

Расчет исполнительных устройств

При автоматизации объектов нефтяной и газовой отрасли в качестве исполнительных устройств обычно используют исполнительные механизмы с электрическим приводом. При их расчете определяют типоразмер и условный проход - внутренний диаметр присоединительного патрубка. Затем производится проверка на влияние вязкости протекающей жидкости.

Рассчитанное исполнительное устройство будет установлено на выходе газа из газосепаратора ГС1для регулирования давления газа. Данные для расчета представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Исходные данные

Наименование параметра

Значение

Максимальный расход среды, м3/ч

15876

Плотность газа при 20 оС, кг/м3

0,852

Коэффициент запаса

1,2

Потери давления в исполнительном устройстве при максимальном открытии клапана, Па

6·105

Коэффициент кинематической вязкости, м2/с

1,33·10-6

6 105
0,852

СПБГУАП / Санкт-Петербург

Расчет клапанов выполняется в следующем порядке.

) Определим максимальную расчетную пропускную способность Кхmax

по уравнению:

K

= 36 10

3

F

 

 

 

 

 

 

 

max

 

 

max

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

min

. (4.6)

где Fmax - максимальный расход среды, м3/с; с - плотность газа, кг/м3; з - коэффициент запаса;

ДРmin - потери давления в исполнительном устройстве, Па. Подставляя исходные данные в формулу 4.6, получим:

K max = 36 103 1,2 4,41 = 227,02

.

) Предварительно выбираем клапанное двухседельное исполнительное устройство с условным проходом Dy = 100 мм и Кхy = 250 м3/ч.

) Выбранное исполнительное устройство проверяем на влияние вязкости протекающей через него нефти. Для этого рассчитаем критерий Рейнольдса:

 

F

 

Re = 0,353

max

 

D

 

 

y

 

 

. (4.7)

где Fmax - максимальный расход среды, м3/ч;

х - коэффициент кинематической вязкости, м2/с; Dy - условный проход регулирующего органа, мм.

Подставляя исходные данные в формулу 4.7, получим:

Re = 0,353

15876

= 4,214 *10

7

 

 

 

1,33 10

6

100

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

По графику определяем коэффициент ш, учитывающий влияние кинематической вязкости газа. Так как рассчитанное значение Re > 2000, то коэффициент ш = 1.

) Определяем значение пропускной способности Kхв с учетом влияния вязкости газа, используя формулу:

K в

= K max

. (4.8)

Подставляя исходные данные в формулу 4.8, получим:

СПБГУАП / Санкт-Петербург

K

в

=1 227,02 = 227,02

.

 

 

 

 

 

Так как рассчитанное значение Kхв меньше предварительно выбранного значения Kхy, то оставим выбранное исполнительное устройство, для которого Dy = 100 мм и Кхy = 250 м3/ч.

Т.к. найденное значение Kхв<Kхy, то выбранное исполнительное устройство: двухседельный клапан с Dy=50 мм и Kхy=63 м3/час считается подходящим для данных параметров технологического процесса.

СПБГУАП / Санкт-Петербург

5. Безопасность и экологичность проекта

Введение Проблема защиты окружающей среды - одна из самых важнейших

задач современности. Выбросы промышленных предприятий, энергетических систем и транспорта в атмосферу, водоемы и недра на современном этапе развития достигли таких размеров, что в ряде районов земного шара,

особенно в крупных промышленных центрах, уровни загрязнения существенно превышают допустимые санитарные нормы.

Рабочую среду КС составляет нефтяной попутный газ, пластовая вода.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) углеводородов в воздухе рабочей зоны составляет 300 мг/м3. В состав нефтяного попутного газа входят углеводороды парафинового ряда, образующие с воздухом взрывоопасные смеси.

Безопасность проекта

Так как в состав нефтяного газа входят углеводороды, то при взаимодействии с воздухом может образоваться взрывоопасная смесь.

Нижний предел взрываемости (4,5%) является основной характеристикой производства по пожароопасности и взрывоопасности, что свидетельствует о возможности быстрого образования взрывоопасных концентраций в случае наличия неплотности в аппаратуре и трубопроводах.

Удельный вес отдельных углеводородов превышает удельный вес воздуха, что создает дополнительную опасность скопления газа в пониженных местах.

В связи с изложенным, вакуумная компрессорная станция и установка осушки по пожарной опасности относится к категории (А) по СНИП П-90-81.

Технологический процесс протекает при высоких температурах и давлении,

что повышает пожароопасность и взрывоопасность производства.

СПБГУАП / Санкт-Петербург

Безопасность технологического процесса ВКС обусловлена правильным выбором технологической схемы, ее аппаратурного оформления, соблюдением технологических параметров, своевременным выполнением профилактического обслуживания и профилактических ремонтов.

С целью исключения ситуаций и условий пожара, взрыва или отравления необходимо соблюдать следующие основные правила безопасности ведения процесса:

1)все аппараты должны эксплуатироваться в соответствии с техническими характеристиками изготовителей аппаратов;

2)не допускать нарушения параметров технологического режима

ВКС;

) следить за исправностью контрольно-измерительных приборов;

) систематически проверять состояние и исправность предохранительных клапанов;

) следить за показаниями и исправностью сигнализаторов довзрывоопасных концентраций на наружной площадке и в помещениях блок-боксов;

) следить за исправностью систем сигнализации и блокировок;

) систематически проводить осмотр аппаратов и трубопроводов ВКС и своевременно производить необходимый ремонт;

) не допускать производство, каких либо ремонтных работ на аппаратах и трубопроводах, находящихся под давлением;

) систематически проверять состояние и исправность средств пожаротушения и средств защиты от статического электричества;

) электрооборудование, установленное на ВКС должно отвечать требованиям ГОСТа по взрывозащите.

Датчики сигнализаторов довзрывоопасных концентраций (ДВК)

установлены в блок боксах компрессора, турбопривода, насосов конденсата,

подготовки топливного газа, блок сепарации, блок арматуры подогревателей,

СПБГУАП / Санкт-Петербург

блок арматуры факельной системы, блок арматуры агрегата и обеспечивают подачу предупреждающего светового и звукового сигнала на щит оператора с дублированием сигналов по месту при 40% НКПВ. Кроме этого работа сигнализаторов, установленных в блок-боксах, взаимодействует с работой вентиляционных систем.

В целях быстрого обнаружения пожара помещения и установки оборудованы автоматической пожарной сигнализацией, с выводом сигнала о пожаре на приемно-контрольный прибор установленный в помещении с круглосуточным пребыванием людей.

Здания и помещения обеспечены первичными средствами тушения пожара в соответствии требований правил пожарной безопасности ППБ-01-

93 и ППБО-85. Для размещения на территории противопожарного инвентаря установлены пожарные щиты.

Коммуникации трубопроводов прокладываются на эстакадах, имеют постоянный доступ к осмотру и ремонту, закрытая сеть производственно-

ливневой канализации, смотровые колодцы должны быть постоянно закрыты крышками и засыпаны песком слоем 10 см, на линиях канализации устанавливаются гидрозатворы.

Территория очистных сооружений оборудована противопожарным кольцом с пожарными гидрантами, находящимися вдоль проезжей части.

Мероприятия по обеспечению противопожарной защиты:

1)Территория производственных объектов ВКС, а также производственные помещения и оборудование должны постоянно содержаться в чистоте и порядке.

2)Не допускается замазученность производственной территории,

помещений и оборудования, загрязнение легковоспламеняющимися и горючими жидкостями (ЛВЖ, ГЖ), мусором и отходами производства.

) Курение на ВКС допускается только в специально отведенных

(по согласованию с пожарной частью) местах, оборудованных урнами для окурков и емкостями с водой. В этих местах должны быть вывешены

СПБГУАП / Санкт-Петербург

надписи "Место для курения"

) Запрещается разведение костров, выжигание травы, нефти на территории ВКС.

) Въезд на территорию ВКС (взрывопожароопасного объекта)

допускается только по специальному пропуску. Автотранспорт, тракторы и другие агрегаты должны быть оборудованы искрогасителями, а также средствами пожаротушения.

) Запрещается выполнять производственные операции на оборудовании с неисправностями, а также при отключении КИП, по которым определяются заданные режимы температуры, давления, концентрации горючих газов и паров и др. технологические параметры, что может привести к возгоранию и распространению пожара.

) За герметичностью оборудования необходим строгий контроль.

) Отогревать замерзшую аппаратуру, арматуру, трубопроводы,

задвижки разрешается только паром или горячей водой.

9) Промасленную, либо пропитанную ГЖ (горючей жидкостью)

ветошь (обтирочный материал), следует складывать в специальные металлические ящики с плотно закрывающимися крышками, которые по окончании рабочего дня должны вычищаться, а содержимое выноситься в отведенное для вывоза мусора место.

10)Проходы, выходы, коридоры, тамбуры, стационарные лестницы,

чердачные помещения должны постоянно содержаться в исправном состоянии, не загромождаться.

) Все двери эвакуационных выходов должны свободно открываться в направлении выхода из здания.

) Спец. одежду рабочих необходимо своевременно стирать и ремонтировать. Сушить спец. одежду необходимо в специально отведенных для этих целей местах (сушилках).

) Производство огненных и газоопасных работ необходимо проводить согласно соответствующих инструкций и при наличии документов

СПБГУАП / Санкт-Петербург

на проведение особо опасных работ на взрывопожароопасных объектах.

) Все производственные помещения, установки, площадки с оборудованием должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения в соответствии с действующими нормами.

Каждый работающий в цехе должен знать:

1)инструкции по безопасному ведению технологического режима процесса подготовки нефти выполнять правила пожарной безопасности в цехе и на своем объекте;

2)расположение средств пожаротушения и правила пользования

ими;

 

 

)

расположение ближайшего телефона, пожарного извещателя и

номера вызова пожарной команды;

 

 

 

 

)

свои обязанности согласно ПЛВА в цехе и, в случае

возникновения пожара, быть готовым выполнить их.

 

 

Таблица 5.1- Классификация производственных помещений и

установок по пожароопасности и взрывоопасности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наименование помещений или

Категория п-ва по

 

Класс взрывоопасных помещений

 

 

территории

 

пожарной опасности по

 

наружных установок по ПУЭ

 

 

 

 

 

СНиП П-90-81

 

 

 

 

1

Машинный зал ВКС

А

 

В-1а

 

 

3

Площадка приема сепараторов

А

 

В-1г

 

 

4

Площадка емкостей

А

 

В-1г

 

 

6

Ремонтно-механическая мастерская

Д

 

В пределах взрывоопасной зоны

 

 

8

Операторная

Г

 

П-1

 

 

9

Компрессорная воздуха КИП

Г

 

П-1

 

Производственные шум и вибрация Уровни шума на рабочих местах производственных и вспомогательных

помещений и на территории производственных объектов должны соответствовать значениям, указанным в ГОСТ 12.1.003-83.

Зоны, где уровень шума выше 85 дБ (в насосных), должны быть обозначены знаками безопасности (ГОСТ 12.4.026-76).

Уровни вибрации на органах управления механизмами и рукоятками

СПБГУАП / Санкт-Петербург

ручных машин должны соответствовать значениям, указанным в ГОСТ

12.1.012-78.

Уровни вибрации фундаментов машин и механизмов не должны превышать значений, указанных в ГОСТ 12.1.012-78.

Во время эксплуатации шумоопасных и виброопасных машин и оборудования персонал должен следить за состоянием устройств по снижению уровней шума и вибрации и принимать своевременные меры по устранению замеченных нарушений в их работе.

При креплении площадок для обслуживания машин к их вибрирующим частям следует применять виброизоляторы.

При постоянном пребывании обслуживающего персонала в помещениях насосных станций, где уровень шума превышает санитарные нормы, следует устанавливать изолирующие кабины для наблюдения.

Вибрация трубопроводов насосами не допускаются.

Работники промышленно-санитарных лабораторий должны периодически, не реже одного раза в год, измерять параметры шума и вибрации на рабочих местах.

Параметры шума и вибрации на рабочих местах необходимо измерять в соответствии с утвержденными методиками, стандартами, инструкциями по эксплуатации приборов. Результаты измерений шума и вибрации следует вносить в санитарно-технический паспорт предприятия.

Аппаратура, применяемая для измерения параметров шума и вибрации,

должна иметь свидетельство о госповерке, выдаваемое органами Госстандарта РФ.

Аппаратура, применяемая для измерения шума и вибрации во взрывоопасных помещениях, должна быть взрывобезопасной. В случае отсутствия такой аппаратуры шумомер и виброметр необходимо размещать вне взрывоопасной зоны.

На постоянных рабочих местах оценку постоянных шумов следует проводить по уровням звука (дБ) и октавным уровням звукового давления