Вакуумная компрессорная станция Нефть и газ
.pdf
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 |
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