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 + 2,1510-4 VН2ср), (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
Технологический процесс цеха подготовки и перекачки нефти, структура и функции системы автоматического управления процессом. Назначение и выбор микропроцессорного контроллера. Расчет системы автоматического регулирования уровня нефти в сепараторе.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 05.12.2012Описание технологического процесса перекачки нефти. Общая характеристика магистрального нефтепровода, режимы работы перекачивающих станций. Разработка проекта автоматизации насосной станции, расчет надежности системы, ее безопасность и экологичность.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 29.09.2013Основные приемы и технологический процесс производства деревянных панелей. Выбор аппаратных средств автоматизации системы управления линии обработки. Структурная схема системы управления технологическим процессом. Разработка системы визуализации.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 17.06.2013Проектирование автоматической системы управления технологическим процессом производства картона: анализ возмущающих воздействий, выбор комплекса технических средств, разработка программного обеспечения. Создание системы защиты "Обрыв картонного полотна".
дипломная работа [3,6 M], добавлен 18.02.2012Понятие автоматизации, ее основные цели и задачи, преимущества и недостатки. Основа автоматизации технологических процессов. Составные части автоматизированной системы управления технологическим процессом. Виды автоматизированной системы управления.
реферат [16,9 K], добавлен 06.06.2011Предпосылки появления системы автоматизации технологических процессов. Назначение и функции системы. Иерархическая структура автоматизации, обмен информацией между уровнями. Программируемые логические контролеры. Классификация программного обеспечения.
учебное пособие [2,7 M], добавлен 13.06.2012Обоснование необходимости разработки автоматизированной системы управления (АСУ) ТП У-07,08. Разработка структурной схемы АСУ. Описание функционирования системы. Модульные базовые платы. Расчет показателей надежности. Разработка программного обеспечения.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 31.12.2015Обоснование необходимости автоматизации РТК штамповки. Разработка системы логико-программного управления. Основные параметры гидрораспределителя. Определение составов входных и выходных сигналов. Разработка программы управления контроллера Овен.
курсовая работа [957,2 K], добавлен 22.05.2016Назначение и технологическая схема установки предварительного сброса воды (УПСВ). Функции и структура автоматизированной системы управления УПСВ, разработка ее уровней и выбор оборудования. Расчет надежности и технико-экономической эффективности системы.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 29.09.2013Основные технические средства автоматизации. Типы программных блоков и блоков данных контроллера. Методика диагностирования оборудования. Основные системы управления технологическим процессом. Предупреждения о неисправностях в работе крана №80.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 12.06.2013