Разработка автоматизированной системы управления технологическим процессом ДНС-7 Федоровского месторождения

Технологический процесс автоматизации дожимной насосной станции, функции разрабатываемой системы. Анализ и выбор средств разработки программного обеспечения, расчет надежности системы. Обоснование выбора контроллера. Сигнализаторы и датчики системы.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 30.09.2013
Размер файла 3,0 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

­ нарушение берегов водных преград, частичное нарушение рельефа;

­ повреждение русла рек;

­ нарушение растительности на берегах водоемов;

­ загрязнение местности отходами строительного производства.

Основными видами воздействия на поверхностные и подземные воды являются:

­ загрязнение водных объектов;

­ водопотребление.

Анализ всех факторов, воздействующих на подземные воды, природоохранных мероприятий, позволяет заключить, что воздействие на подземные воды при обустройстве и эксплуатации не приведет к их истощению и загрязнению.

Об этом свидетельствует и то, что:

­ строительство водопропускных сооружений на автодорогах позволит избежать существенного изменения гидрологического режима поверхностных и грунтовых вод, а также явлений подтоплений;

­ загрязнение поверхностных вод предупреждается за счет строительства площадок за пределами водо-охранных зон [1].

6.2.3 Почвенно-растительный покров

Площадка ДНС предусматривает вырубку леса в радиусе 50м от всех зданий и сооружений. Особо неблагоприятное воздействие на почвенно- растительный слой возможно при авариях на нефтепроводах. Уменьшение воздействия можно создать путем формирования при выборе трасс всех линейных сооружений в единые технологические коридоры, а также размещение трубопроводов на технологически менее уязвимых угодьях, на менее ценных землях. А также нужно проводить рекультивацию земель (уборка мусора, посев растений, восстановление земель).

Локализация нефтяного загрязнения на поверхности почвы при малых разливах нефти осуществляется путем оконтуривания участка плугами с глубиной погружения в почву на 20- 25 см. При средних аварийных разливах локализация осуществляется путем установления барьеров из земли.

Локализация больших объемов разлива нефти производится с помощью отрываемых траншей.

После локализации производится сбор нефти (сорбенты в виде рулонов, матов, порошка).

Далее ведется рекультивация участков.

Таким образом, выполнение технических и природоохранных проектных решений обеспечивает надежную работу трубопроводов, а воздействия на окружающую среду при строительстве, эксплуатации и возможных авариях будет минимально [1].

6.2.4 Противопожарные мероприятия

Основными взрыво и пожароопасными вредными и токсичными веществами находящимися в производстве являются: нефть, нефтяной газ, сточные и пластовые воды, метанол, ингибитор.

Проектируемые сооружения размещены на безопасном расстоянии от смежных предприятий и не могут представлять для них серьезной опасности.

Основными источниками опасности являются:

­ насосы перекачивающие нефть под большим давлением;

­ электродвигатели подключенные к сетям высокого напряжения;

­ соединительные муфты насосов и электродвигателей;

­ трубопроводы высокого давления.

Вредные и пожароопасные вещества подлежат удалению системами вытяжной вентиляции из помещения в котором они находятся.

Сепарационная и другая аппаратура работающая под давлением оборудуется предохранительными клапанами, манометрами и указателями уровня.

Оборудование вытяжной вентиляции взрывоопасных помещений предусмотрено во взрыво-безопасном исполнении.

Кнопки дистанционного пуска пожарных насосов устанавливаются в операторной и на видных легко доступных местах. Противопожарное оборудование хранится в специальном блок - боксе.

Согласно положениям СН-245-71 объекто-обустройства ДНС по санитарной классификации относится к третьему классу. Нормируемая санитарно- защитная зона-300м.

Система пожарно- охранной сигнализации обеспечивает надежную охрану объектов и современное оповещение дежурного персонала о возникновении пожара.

Средствами пожарной сигнализации оснащаются следующие объекты:

­ емкость дренажная;

­ блок насосной внешней перекачки;

­ блок- бокс насосной дозирования ингибитора с насосами.

Проектом автоматизации предусмотрена следующая работа системы пожаротушения:

­ автоматический пуск насосов пожаротушения при возникновении пожара в любом помещении;

­ автоматическое открытие задвижек пожаротушения в соответствующих помещениях;

­ автоматическое отключение насосов для циркуляции воды в системе пенотушения при пуске насосов пожаротушения;

­ автоматический ввод резервного насоса при выходе из строя рабочего;

­ дистанционный пуск пожаронасосов из операторной;

­ контроль давления насосов на выкиде насосов;

­ пуск пожаронасосов дренажной емкости.

Для получения пенообразующего раствора применяется пенообразователь ПО-6К. В качестве пенообразующих устройств приняты пеногенераторы ГПС-600.Сигнализация о работе пожаронасосов и открытии задвижек вынесена в операторную [1].

6.3 Прогнозирование чрезвычайных ситуаций

Наиболее опасными участками ДНС являются сепараторы С-1, С-2, газосепаратор ГС, насосные блоки, запорная арматура, фланцевые соединения, узлы учета нефти и газа.

Основные причины техногенного характера, которые могут повлечь за собой аварии и несчастные случаи:

­ отступление от норм технологического регламента (превышение допустимых параметров по давлению, температуре, уровню жидкости в аппаратах и т.д.);

­ нарушение инструкций безопасного производства работ;

­ неисправность приборов КИПиА, неработоспособность системы сигнализации и блокировок;

­ коррозия аппаратов и ответвленных трубопроводов;

­ нарушение герметичности технологического оборудования;

­ нарушение инструкций безопасного проведение работ, низкая производственная дисциплина технологического персонала;

­ несвоевременное проведение ремонтных работ;

­ несоблюдение сроков ревизии ППК;

­ отключение электроэнергии и воды.

Основные правила по предотвращению нарушения технологического режима:

­ строгое соблюдение аналитического контроля каждые два часа;

­ визуальная проверка сальниковой набивки и утечки жидкости через сальники на насосных агрегатах;

­ недопущение нахождения на объекте посторонних лиц и техники.

При аварийной ситуации на станции действия обслуживающего персонала должны быть направлены:

­ на спасение людей, застигнутых аварией и оказание первой помощи пострадавшим;

­ пpинять меpы для вызова вpача к месту пpоисшествия или доставки постpадавшего в медицинский пункт;

­ на локализацию аварии, отключение находящегося в аврийном состоянии оборудования;

­ на принятие мер, уменьшающих вредное воздействие аварии и ее последствий;

­ на быстрейшую ликвидацию аварии и ее последствий;

­ на вывод установки после ликвидации на нормальный технологический режим.

Рассмотрим более основательно чрезвычайную ситуацию - порыв нефтепровода на ДНС.

Определим возможный экологический ущерб, нанесенный окружающей природной среде в результате аварийных разливов нефти из-за нарушения технологического режима работы ДНС. В частности рассчитаем общий объем нефти, растворенной в водном объекте.

Предельно-допустимый сброс (ПДС) - это масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта, в единицу времени с целью обеспечения нормального качества воды в контрольном створе (г/час).

ПДС (г/час) рассчитывается:

ПДС = q Спдс, (6.1)

где q - утвержденный расход сточных вод, м3/час;

Спдс - допустимая концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, г/м3

ПДС = 833 27,601 = 22991,535 г/час = 201,41 т/год

Концентрация каждого загрязняющего вещества в контрольном створе (Ск.ст., мг/л) определяется уравнением:

Ск.ст =[(Сст - Сф) / n] + Сф, (6.2)

где Сст - фактическая концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, мг/л (для нефтепродуктов Сст =0,25 мг/л);

Сф - фоновая концентрация загрязняющего вещества в водном объекте, мг/л (для нефтепродуктов Сф = 0,24 мг/л);

n - кратность общего разбавления сточных вод в водном объекте.

Ск.ст =[(0,25 - 0,24) / 456,0147] + 0,24 = 0,24002193 мг/л

Допустимая концентрация каждого загрязняющего вещества в сточных водах

(Спдс, мг/л) определяется по формуле:

Спдсi = n (Спдкi - Сфi) + Сфi, (6.3)

где Спдкi -предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в водном объекте, мг/л (для нефтепродуктов Спдк =0,3 мг/л);

Сфi -фоновая концентрация загрязняющего вещества в водном объекте, мг/л);

Спдс = 456,0147 (0,3 - 0,24) + 0,24 = 27,601 мг/л

Фактический сброс Мi (г/час) загрязняющего вещества определяется:

Мi = q Сстi, q = 833 м3/час

М = 833 0,25 = 208,25 г/час

Расчеты Спдс и ПДС для всех водных объектов аналогичны, различие лишь в расчете показателя кратности разбавления (n), который зависит от типа водного объекта.

Кратность разбавления (n) сточных вод при сбросе в водный объект определяется по методу Руффеля и состоит из начального разбавления (nн), происходящего непосредственно у выпуска, и основного разбавления (nо), которое продолжается по мере удаления от места выпуска. При стоке в водоем (n):

n = nн nо, (6.4)

n = 1,0001111 455,9641 = 456,0147

При этом рассматриваются два случая:

­ выпуск в мелководную часть или верхнюю треть глубины водоема, а загрязненная струя распространяется вдоль берега и имеет одинаковое с ветром направление;

­ выпуск в нижнюю треть глубины водоема, а загрязненная струя распространяется к береговой полосе против выпуска и имеет направление обратное направлению ветра.

Так как нефтепровод, из которого произошел аварийный разлив нефти, находится на мелководье для расчета кратности разбавления (n) выбираем первый случай.

Метод Руффеля имеет следующие ограничения:

­ средняя скорость ветра не превышает 5,5 м/с и соответствует наиболее неблагоприятному в санитарном отношении направлению ветра: в первом случае - вдоль берега, во втором - от берега;

­ расстояние от выпуска да контрольного створа вдоль берега в первом случае не превышает 1км; во втором - не более 500 м.

Кратности начального разбавления (nн) определяется по формуле:

nн = (q + 2,15 10-3 V Н2ср)/(q + 2,1510-42ср), (6.5)

где q - расход сточных вод, м3/с (q =2,3 м3/с);

V - скорость ветра, м/с (V =3,3 м/с);

Н2ср - средняя глубина водоема вблизи выпуска, м (Нср=0,2м).

nн = (2,3 + 2,15 10-3 3,3 0,22)/(2,3 + 2,1510-4 3,3 0,22) = 1,0001111

Кратность основного разлива определяется:

, (6.6)

где L расстояние от места выпуска до контрольного створа, м (L = 300 м).

;

Расчет платы за загрязнение поверхностных вод вследствие разлива нефти при авариях на нефтепроводах производится в соответствии с положениями Постановления правительства Российской Федерации от 28.08.92 г. № 632 “Об утверждении порядка определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды (ОПС), размещение отходов, других видов вредного воздействия ”. В связи с тем, что загрязнение ОПС при аварийных разливах нефти не подлежит нормированию, вся масса происходящих при этом выбросов растворенной в воде нефти должна учитываться как сверхлимитная.

Пасi = АСi Ni 25 Кэ Кин, (6.7)

где АСi - аварийный сброс загрязняющего вещества в водный объект, т/год.

Кэ - коэффициент экологической ситуации (для водных объектов Тюменской области Кэ = 1,05);

Кин - коэффициент инфляции (Кин = 110,92);

Ni - базовый норматив за сброс 1 тонны загрязняющего вещества, руб (для нефтепродуктов Ni = 44,35 руб).

Пасi =201,4058 44,35 25 1,05 110,92= 26007868,81 руб

Плата за загрязнение ОПС разлившейся нефтью при авариях на нефтепроводах не освобождает эксплуативующие их предприятие от своевременного проведения мероприятий по ликвидации последствий аварий разливов нефти и соблюдения требований и правил, предусмотренных Законом РФ “ Об охране окружающей природной среды ” [20].

При порывах трубопроводов необходимо отключить поврежденный участок, отглушить поврежденный участок, освободить от продукта, убрать замазученность или устранить загазованность в месте порыва и приступить к ремонту.

6.4 Выводы по разделу

Из проведенного анализа системы автоматизации на дожимной насосной станции и устойчивости элементов объекта пришли к выводу, что ДНС, при соблюдении правил техники безопасности и графика профилактических работ, является относительно безопасным производством для жизнедеятельности человека и экологии.

Автоматизация системы управления технологическими процессом на ДНС позволяет создать безлюдную технологию, а также сократить число аварий (загазованность, порыв трубопровода, пожар, взрыв) за счет срабатывания технологических защит и блокировок.

При порыве нефтепровода на ДНС ущерб, нанесенный окружающей природной среде, оценивается как тяжелый.

Заключение

Для достижения наибольшей эффективности работы дожимной насосной станции ДНС-7 Федоровского месторождения необходимо использовать автоматизированную систему управления технологическим процессом.

Автоматизированная система в дипломном проекте разработана на базе контроллера SLC-500. Составлена программа для данного контроллера, с использованием программного обеспечения для программирования микропроцессорных контроллеров серии SLC-500 RSLogix500. Разработан информативно емкий и удобный в работе MMI (человеко-машинный интерфейс), разработанный в RSView3.2.

Объем сигналов системы является следующий:

­ дискретные входы - 158;

­ дискретные выходы - 67;

­ аналоговые входы - 51.

Данный проект обеспечивает минимальное вмешательство человека в технологический процесс.

Приборы и микропроцессорный контроллер достаточно надежны и современны, что гарантирует безотказную и эффективную работу технологического процесса.

Комплексной оценкой экономической эффективности спроектированной системы автоматизации, было установлено, что реализация проекта прибыльна (внутренняя норма доходности 71%, срок окупаемости 2,5 года), а сама система является рентабельной (191%).

Список используемых источников

1 “Технологический регламент ДНС-7 Федоровского месторождения нефти“ - 61 c.

2 www.tek.ibs.ru

3 www.avtprom.ru

4 www.automation-draives.ru

5 www.cta.ru

6 Приборы и средства автоматизации. Каталог.Т.7. Приборы регулирующие. Сигнализаторы температуры, давления, уровня. Датчики реле. Исполнительные механизмы отечественного и зарубежного производства.- М.: ООО Издательство «Научтехлитиздат», 2005.488 с.

7 “Альбатрос. Каталог продукции. Выпус 9”. - Москва: ЗАО “Альбатрос”, 2005. - 324 с.: ил.

8 “Датчики температуры. Тематический каталог № 2”. - Выпуск 3 - Челябинск: Промышленная группа “Метран”, 2005. - 200 с.: ил.

9 “Датчики давления: Тематический каталог № 1”. - Выпуск 3 - Челябинск: Промышленная группа “Метран”, 2005. - 312 с.: ил.

10 “Вибропреобразователи DVA-1. Руководство по эксплуатации”. - Пермь: ООО НПП “ТИК”, 2003 - 19 с.: ил.

11 “Расходомеры. Счетчики. Клапаны. Регуляторы: Тематический каталог № 3”. - Выпуск 3 - Челябинск: Промышленная группа “Метран”, 2005. - 204 с.: ил.

12 www.ruscable.ru

13 “Системный обзор SLC 500”. Обзор. - Allen-Bradley, 1999. - 46 с.: ил.

14 “Процессоры в модульном исполнении SLC5/03 и SLC5/04”. - Allen-Bradley, 1999. - 74 с.: ил.

15 Аналоговые модули ввода-вывода (серия 1746) SLC 500. Руководство пользователя./Allen-Bradley A Rockwell International Company, 1996. -66с

16 RSView 32. Руководство пользователя.-Milwaukee: Rockwell Software Inc. 1997.-557 с.

17 Методические указания к оценке экономической эффективности технических систем в курсовом и дипломном проектировании для студентов направления АСОиУ, АТП, УИТС дневного и заочного обучения. Доцент И.А. Силифонкина, ассистент М.П. Ермакова, отв. Редактор к.э.н., доцент Л.Н. Руднева. Тюмень 2003.-32с

18 Безопасность жизнедеятельности и промышленная безопасность. Учебное пособие, под ред. Проф.В.Д. Шантарина. Изд-е 2, Стероид-Тюмень. ТюмГНГУ 2003.-308с.

19 Правила безопасности при эксплуатации магистральных газопроводов Трушкин В.И., Курченков В.Г., Янович А.Н М: Недра, 1985 г.-107 с.

20 Основы законодательства Российской Федерации об охране здоровья граждан от 22 июля 1993г. №5487-1(с изменениями от 2 марта 1998г., 20 декабря 1999г., 2 декабря 2000г.)

21 Методические указания по дипломному проектированию для студентов очного и заочного обучения специальности 220201 - Управление и информатика в технических системах. Ассистент кафедры КС Медведева М.М., ассистент кафедры КС Фомин В.В., ассистент каф. КС Дубатовка У.В..Редактор: д.т.н., профессор, зав. каф. КС Кузяков О.Н., Тюмень, ТюмГНГУ 2006.- 29с

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.