Основные критерии выбора датчика разности давлений:

1) основная приведенная погрешность;

2) диапазон измерений давления;

3) диапазон измеряемой среды;

4) диапазон окружающей среды;

5) стоимость.

В данном дипломном проекте рассмотрим несколько современных датчиков разности давлений. Сопоставив их характеристики с требованиями, предъявляемыми к датчикам разности давлений на НПС, выберем наиболее оптимальный датчик.

На сегодняшнее время на рынке множество датчиков разности давлений и на производстве остро стоит вопрос его выбора. Проведем сравнительный анализ между датчиками разности давлений типа Rosemount 3051s («Rosemount», США), Метран-150 (ЗАО Промышленная группа Метран, Россия), EJA 110A («Yokogawa Electric Corporation», Япония), которые будут рассмотрены ниже.

Датчик разности давлений типа Rosemount 3051s.

Новое поколение датчиков по функциональности, техническим характеристикам и удобству применения. Особенностью являются малые значения основной приведенной погрешности, дополнительной погрешности от влияния температуры и статического давления, улучшенные показатели нестабильности измерений во времени.

В датчиках давления Rosemount 3051s мембраны расположены не параллельно друг другу (как традиционный бипланарный дизайн), а в одной плоскости (рисунок 4.3).

а) б)

а) традиционный бипланарный дизайн датчиков давления; б) копланарный дизайн «Coplanar™» датчиков давления;

Рисунок 4.3 - Расположение мембран в зависимости от конструктивного исполнения датчиков давления

Схема получила название «Coplanar™». В отличие от распространенной бипланарной схемы, обеспечивает минимальные габариты и массу датчика и позволяет интегрально соединить различные первичные элементы, фланцы уровня, клапанные блоки, выносные мембраны и т.д.

Уникальная герметичная платформа «SuperModule™» (см. рисунок 4.4) представляет собой сварной корпус, заполненный инертным газом, из нержавеющей стали и имеет очень высокую степень защиты от воздействия пыли и воды.

Рисунок 4.4 - Уникальная платформа «SuperModule™»

Единственная плата электроники внутри «SuperModule™» преобразует аналоговый сигнал от изменения давления с емкостного чувствительного элемента в самый распространенный промышленный аналоговый сигнал 4-20 мА с наложенным на него цифровым протоколом HART™, то есть объединяет функции аналогово-цифрового и цифро-аналогового преобразователей. Это позволяет для решения некоторых задач измерения не применять электронный блок, а сразу подключить датчик-сенсор «SuperModule™» к промышленной АСУТП, поддерживающей сигнал 4-20 мА или HART™, через специальный разъем. Таким образом «SuperModule™» является фактически законченным датчиком давления [8].

Общий вид датчика разности давлений типа Rosemount 3051s показан на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 - Общий вид датчика разности давлений типа Rosemount 3051s

Основные технические характеристики датчика разности давлений типа Rosemount 3051s приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Основные технические характеристики датчика разности давлений типа Rosemount 3051s

Датчик разности давлений типа Метран-150.

Интеллектуальный датчик разности давлений серии Метран-150, общий вид которого представлен на рисунке 4.6, предназначен для непрерывного преобразования в унифицированный токовый выходной сигнал и/или цифровой сигнал в стандарте протокола HART разности давлений;

Управление параметрами датчика:

- с помощью HART-коммуникатора;

- удаленно с помощью программы HART-Master, HART-модема и компьютера или программных средств АСУТП;

Улучшенный дизайн и компактная конструкция:

- поворотный электронный блок и ЖКИ;

- высокая перегрузочная способность;

- защита от переходных процессов;

- внешняя кнопка установки «нуля» и диапазона;

- непрерывная самодиагностика.

Рисунок 4.6 - Общий вид датчика разности давлений типа Метран-150

Основные технические характеристики датчика разности давлений типа Метран-150 приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Основные технические характеристики датчика разности давлений типа Метран-150

Датчик состоит из сенсора и электронного преобразователя. Сенсор состоит из измерительного блока, схема которого представлена на рисунке 4.7, и платы аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Давление подается в камеру измерительного блока, преобразуется в деформацию чувствительного элемента и изменение электрического сигнала.

1 - корпус; 2 - емкостная измерительная ячейка; 3 - разделительная мембрана; 4 - разделительная жидкость; 5 - измерительная мембрана; 6 - пластины конденсатора;

Рисунок 4.7 - Схема измерительного блока

Измерительный блок датчиков этих моделей состоит из корпуса 1 и емкостной измерительной ячейки Rosemount 2. Емкостная ячейка изолирована механически, электрически и термически от измеряемой и окружающей сред. Измеряемое давление передается через разделительные мембраны 3 и разделительную жидкость 4 к измерительной мембране 5, расположенной в центре емкостной ячейки. Воздействие давления вызывает изменение положения измерительной мембраны 5, что приводит к появлению разности емкостей между измерительной мембраной и пластинами конденсатора 6, расположенным по обеим сторонам от измерительной мембраны. Разность емкостей измеряется АЦП и преобразуется электронным преобразователем в выходной сигнал [8].

Датчик разности давлений типа EJА 110A.

Датчик дифференциального давления типа EJА 110A, представленный на рисунке 4.8, предназначен для измерения расхода жидкости газа или пара, а также может быть использован для измерения уровня, плотности и давления.

Рисунок 4.8 - Общий вид датчика разности давлений типа EJА 110A

Основные технические характеристики датчика типа EJА 110A приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Основные технические характеристики датчика типа EJА 110A

Важнейшей особенностью датчиков давления серии EJA 110А является резонансный принцип измерения давления, основанный на преобразовании упругой деформации монокристаллической кремниевой мембраны, возникающей под действием приложенной разности давлений, в частотный электрический сигнал. Преобразование осуществляется при помощи двух микроскопических полых Н-образных резонаторов (представленных на рисунке 4.9), сформированных на поверхности кремниевой мембраны, которые служат частотно-задающими элементами для двух генераторов переменного напряжения. Механическая конструкция мембраны такова, что при ее деформации частота одного резонатора уменьшается, а другого - увеличивается. Возникающая при этом разность частот линейно зависит от приложенной разности давлений и практически не зависит от температуры и статического давления (при их измерении частоты обоих резонаторов изменяются на одну и ту же величину, а их разность остается неизменной).

Резонаторы

Рисунок 4.9 - Кремниевая мембрана

Благодаря тому, что частота выходного сигнала с резонансного сенсора может измеряться непосредственно цифровыми счетчиками, вся обработка сигнала в электронном модуле датчиков сделана полностью цифровой (кроме преобразования результатов измерений в аналоговый выходной сигнал 4...20 мА).

Отсутствие аналого-цифрового преобразования существенно повышает надежность и метрологические характеристики датчиков. Кроме того, датчикам типа EJA 110А не требуется подстройка нуля и калибровка после перенастройки шкалы, что значительно уменьшает объем работ по обслуживанию датчиков и снижает расходы на их эксплуатацию. При передаче результатов измерений по цифровым протоколам связи датчики типа EJA 110А в перенастройке шкалы вообще не нуждаются [9].

Обоснование выбора датчика.

После рассмотрения ряда датчиков разности давлений, существующих на рынке, составлена сводная таблица основных характеристик приборов (таблица 4.4)

Таблица 4.4 - Сводная таблица основных характеристик приборов

Из таблицы видно, что датчик разности давлений типа EJА 110A, обладает рядом преимуществ перед остальными рассмотренными альтернативами.

Диапазон измерения давления вполне достаточен для нормальной работы фильтра-грязеуловителя. Основная приведенная погрешность достаточна, чтобы обеспечить точное измерение.

Датчик разности давлений типа EJА 110A имеет широкий диапазон температур измеряемой и окружающей среды, благодаря чему прибор может использоваться в разных температурных условиях. Стоимость датчика приемлемая, соответствующая понятию «цена-качество»

Отличительные черты и преимущества:

- высокая надежность и приспособленность к промышленным условиям эксплуатации;

- полностью цифровая обработка сигнала с сенсора, расширенная

самодиагностика;

- лучшее в мире соотношение цена/качество, минимальная стоимость владения.

4.3 Дополнительные сведения о датчике разности давлений типа EJA 110A

В датчиках давления серии EJA 110А в полной мере реализованы все функциональные возможности, характерные для современных микропроцессорных датчиков давления:

- местная и дистанционная перенастройка нуля и шкалы как с заданием

эталонного давления, так и без него;

- выбор единиц измерения, вида выходной характеристики (прямая/обратная, линейная/ корнеизвлекающая);

- проверка и, при необходимости, подстройка аналогового выходного сигнала:

- установка постоянной демпфирования;

- непрерывная самодиагностика с выдачей результатов на встроенный дисплей, а также через аналоговый выходной сигнал и цифровые протоколы связи.

Кроме того, датчики серии EJA 110А имеют ряд дополнительных возможностей:

- непрерывный контроль температуры электронного модуля и капсулы сенсора, а также статического давления, проверка их соответствия допустимым пределам;

- наличие нескольких вариантов режима отсечки малых сигналов для обеспечения стабильных измерений при малых расходах;

- возможность изменения сторон низкого и высокого давления без отключения от процесса;

Датчики давления серии EJA 110А могут оснащаться съемным жидкокристаллическим дисплеем (рисунок 4.10), предназначенным для:

- отображения выходного сигнала в % шкалы;

- отображения измеренной разности давлений в стандартных или нестандартных единицах измерения (в том числе, попеременно с отображением выходного сигнала в % шкалы);

- отображения расхода (в приближении постоянной плотности) в % шкалы или других единицах измерения (в т.ч. попеременно с отображением выходного сигнала в % шкалы);

- отображения выбранных стандартных единиц измерения (из 14 возможных) выбранной выходной характеристики, результатов самодиагностики;

- перенастройки нуля и шкалы по месту с использованием винта перенастройки на корпусе датчика.

Рисунок 4.10 - Съемный жидкокристаллический дисплей

Узел приема давления представлен на рисунке 4.11.

Рисунок 4.11 - Узел приема давления

Узел приема давления рассчитан на работу как с обычными, так и с коррозионно-активными средами. Конструкция капсулы сенсора обеспечивает защиту сенсора от односторонней перегрузки величиной вплоть до предельно допустимого статического давления.

Широкий диапазон перенастройки шкалы (1:100 у большинства модификаций), отличная приспособленность к промышленным условиям эксплуатации, заложенная уже в базовых исполнениях датчиков «EJA 110А», максимальная унификация элементов конструкции в пределах модельного ряда и четкая сегментация моделей по применениям - все это позволяет снизить расходы на проектирование, минимизировать вероятность ошибок при выборе модели и исполнения датчиков и обеспечивает максимальную гибкость и эффективность применения датчиков давления серии «EJA 110А» в промышленности.

С другой стороны, широкий выбор дополнительных опций дает возможность оптимальным образом подобрать исполнение датчиков даже для самых сложных условий эксплуатации. Масса равна 3,9 кг.

У приборов в исполнении 1ExdIICT4…T6 взрывозащита обеспечивается специальной конструкцией корпуса с использованием взрывонепроницаемых кабелевводов и заглушек, соблюдением требований ГОСТ Р 51330.0-99, ГОСТ Р 51330.13-99, гл.7.3 ПУЭ и других нормативных документов к прокладке неискробезопасных кабельных линий во взрывоопасных зонах.

На рисунке 4.12 представлена схема включения датчика.

Рисунок 4.12 - Схема включения

В комплект поставки входит:

1) датчик разности давлений «EJA 110A» в соответствии с кодом заказа;

2) принадлежности в соответствии с кодом заказа;

3) руководство пользователя;

4) копия свидетельства Ростехрегулирования об утверждении типа СИ;

5) методика поверки;

6) свидетельство о первичной поверке;

7) разрешение Ростехнадзора на применение на опасных производственных объектах;

8) копия сертификата соответствия ГОСТ Р на датчики давления серии «EJA 110А» и взрывонепроницаемые кабельные вводы и заглушки (при их заказе).

4.4 Разработка программного обеспечения логического управления ФГУ

Алгоритм управления ФГУ.

Система ФГУ на входе НПС имеет в резерве один исправный фильтр заполненный нефтью с закрытой приемной задвижкой. Перевод фильтра-грязеуловителя из «резерва» в «работу» проводится с периодичностью 1 раз в месяц при проведении технического обслуживания. При загрязнении ФГУ № 1, автоматически в работу включается ФГУ № 2.

При нормальной работе Ф-1 нефть протекает через задвижки № 1, 2. Ф-2 находится в «резерве» (см. рисунок 4.1). Если при перепаде давления больше чем 0,03 МПа с выдержкой времени 3 сек. давление не нормализовалось, то включается сигнализация о засорении Ф-1. Открываются задвижки № 3, 4. Проводится измерение перепада давления на Ф-2. Если есть перепад, но после 3 сек. давление пришло в норму, то закрываются задвижки № 1, 2, Ф-1 переводится в «резерв». Проводится чистка Ф-1, замеряется давление после чистки. Если есть перепад давления на Ф-2, то включается аварийная сигнализация, оба фильтра находятся в неработоспособном состоянии, производится остановка станции, проводят ремонт фильтров.

Граф переходов, представленный на рисунке 4.13, составлен на основе словесного описания алгоритма управления.

Рисунок 4.13 - Граф переходов

Программирование.

Автоматизация сбора и обработки измерительной информации связана с задачей программирования логики работы инструментальных средств автоматизации - логических контроллеров.

Использование стандартных языков и компьютерных средств программирования позволяют существенно снизить затраты на разработку прикладного программного обеспечения контроллеров и обеспечить его переносимость с одного контроллера на другой.

Инструменты программирования ПЛК на языках МЭК 61131-3 могут быть специализированными для отдельного семейства ПЛК (например, STEP 7 для контроллеров SIMATIC S7-300/400) или универсальными, работающими с несколькими (но далеко не всеми) типами контроллеров: CoDeSys, ISaGRAF, ИСР "КРУГОЛ", Beremiz.

Для программирования ПЛК используются стандартизированные языки МЭК (IEC) стандарта IEC61131-3:

- графические:

1)LD - язык релейных схем;

2)FBD - язык функциональных блоков;

3)SFC - язык диаграмм состояний - используется для программирования автоматов;

- текстовые:

1)IL - список инструкций;

2)ST - структурированный текст.

Языком программирования был выбран язык ST. ST - язык структурированного текста. Относится к классу языков высокого уровня, похожих на Паскаль, удобен для программирования сложных логических и вычислительных процедур, которые сложно или невозможно описать графическими языками.

Порядок создания программы:

- создание проекта;

- объявление переменных: booleans (булевые), analog (аналоговые), timers (таймерные);

- создание программ;

- написание текста программы на выбранном языке с помощью соответствующего редактора;

- присоединение переменных ввода-вывода, позволяет программисту определить физические платы системы исполнения и то, каким образом переменные ввода-вывода присоединяются к каналам этих плат;

- генерация кода прикладной программы, включающая проверку синтаксиса программы;

- тестирование или имитация. Используется для отладки программ на компьютере, когда аппаратные средства системы исполнения недоступны;

- загрузка программы в контроллер [10].

Список переменных, используемых в программе для данного проекта, приводится в таблице 4.5.

Таблица 4.5 - Описание переменных применяемых в программе

Листинг программы на языке ST представлен в приложении Б.

На рисунке 4.14 приведены результаты работы программы.

а) б) в)

г) д)

а) исходное состояние; б) включение в работу Ф-2; в) включение в работу Ф-1; г) оба фильтра в резерве; д) включение в работу Ф-1 после его чистки;

Рисунок 4.14 Результаты работы программы

5. Охрана труда и техника безопасности на НПС «Мраково»

Темой дипломного проекта является автоматизация НПС «Мраково». С целью обеспечения безопасности производства при монтаже и эксплуатации средств автоматизации, рассмотренных в технической части, необходимо дать характеристику производственной среды, в которой производится автоматизация, сделать анализ производственных опасностей и вредностей.

Охрана труда и техника безопасности, на НПС, должны соблюдаться при всех видах работ, связанных с монтажом, обслуживанием и наладкой средств автоматизации.

Несоблюдение требований безопасности производства на НПС может привести к производственным травмам, отравлениям, а экологической безопасности - к загрязнению окружающей среды.

Надежность работы системы автоматизации увеличивается, рассматриваемый объект становится более безопасным и безвредным, при соблюдении техники безопасности во время всех видов работ исключается возможность возникновения аварийных ситуаций, взрывов, пожаров и получения производственных травм.

5.1 Анализ потенциальных опасностей и производственных вредностей на НПС «Мраково»

Первичные датчики устанавливаются непосредственно на технологические объекты (трубопроводы, емкости дренажные), где в процессе эксплуатации системы рабочей средой является нефть, а вторичные приборы в операторной.

Нефть, являясь легковоспламеняющейся жидкостью, при выходе на поверхность в случае аварии на трубопроводе создает предпосылки для возникновения пожароопасных событий.

Испарение легких компонентов из разлившейся нефти может привести к образованию газовоздушной смеси и взрывоопасной концентрации.

Взрывоопасные и токсические свойства нефти на НПС «Мраково» приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Взрывоопасные и токсические свойства нефти на НПС «Мраково»

Производственные опасности и вредности могут быть обусловлены следующими факторами:

- при монтаже, эксплуатации первичных приборов в насосном зале может возникнуть опасность отравления парами нефтяного газа через неплотные соединения арматуры, трубопроводов. В таблице 5.1 приведены токсические свойства и попутного нефтяного газа;

- взрывопожароопасность обусловлена тем фактом, что при обслуживании системы автоматизации в производственной среде возможно наличие взрывожароопасных смесей и при нарушении норм, правил и инструкций по технике безопасности не исключена возможность возникновения источника зажигания (искра, открытый огонь), и как следствие, пожара и взрыва;

- поражение электрическим током с напряжением U = 380 В, в случае выхода из строя заземления электрооборудования или пробоя электроизоляции, неприменения средств защиты и так далее при обслуживании средств автоматизации;

- воздействие электрического тока с напряжением В, при смене вторичной аппаратуры, из-за случайного прикосновения к токоведущим частям стоек системы контроля и управления, а также в случае нарушения изоляции кабелей, проводов без снятия напряжения;

- опасности, связанные с наличием давления при обслуживании первичных приборов (P ? 0,6 МПа возникают при нарушении «Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих с давлением» ПБ 03-576-03, а также в случае отказа регулирующих органов и приборов контроля системы автоматизации) [11];

- воздействие атмосферного (удар молнии) и статического электричества. Прямой удар молнии, при котором ток может достигнуть 200 А, напряжением 150 миллионов вольт, а температура более 200 єС вызывает разрушения большой силы;

- производственные травмы, причиной которых может быть недостаточное освещение рабочего места. Освещение, несоответствующее условиям работы, вызывает повышенную утомленность, замедленную реакцию, приводит к ухудшению зрения и может явиться существенной причиной травматизма;

- во время монтажа, ремонта на дренажных ёмкостях датчиков может возникнуть опасность падения с высоты, а также возможность получения механических травм у персонала обслуживающего средства автоматизации;

- метрологические параметры должны соответствовать допустимым нормам производственного микроклимата в операторной. В связи с тем, что продуктом перекачки является нефть, насосный зал НПС относится к категории А.

Помещение операторной, где установлены вторичные приборы, согласно НПБ 105-03 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности», относится к помещениям без повышенной опасности к категории Д.

Классификация помещений по взрывоопасности приведена в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Классификация помещений по взрывоопасности

5.2 Мероприятия по обеспечению безопасных и безвредных условий труда

Мероприятия по технике безопасности при эксплуатации объектов НПС «Мраково».

Во избежание несчастных случаев при обслуживании объектов НПС, направляемый на работу, персонал должен иметь соответствующую подготовку, пройти производственный инструктаж, ознакомиться с правилами внутреннего распорядка, общими правилами техники безопасности и с безопасными методами работы при обслуживании объектов НПС, а также с методами оказания первой помощи. По окончании инструктажа направляемые на работу сдают экзамен по технике пожарной безопасности, ПУЭ, ПТБ, ПТЭ и получают удостоверение с присвоенной квалификационной группы. Инструктажи допуска персонала к самостоятельной работе соответствуют требованиям ГОСТ 12.0.004-90 (1999) «ССБТ. Организация обучения безопасности труда. Общие положения» [12].

Безопасные и безвредные условия труда, при проведении работ, связанных с облуживанием АСУ ТП, достигаются следующим:

- заземление оборудования. Емкостей, коммуникаций, в которых возникают заряды статического электричества (Rз ? 100 Ом). Необходимая защита от поражения электрическим током обеспечивается защитным заземлением корпусов всех приборов и оборудования. Электрическая изоляция между отдельными электрическими цепями и корпусом должна выдерживать в течение минуты действии испытательного повышенного напряжения 1000 В промышленной частоты. Электрическая изоляция между отдельными электрическими цепями и корпусом должна быть не менее 0,5 МОм.

- по способу защиты человека от поражения электрическим током изделия АСУ ТП соответствуют классам 1 и 2 (для изделий, предназначенных для соединения с источником напряжения U=220 В) и классу 3 (для изделий, предназначенных для соединения с источником напряжения 24 В);

- электрическое сопротивление между элементами защитного заземления и корпусом коммутационного панельного каркаса не более 0,1 Ом. Измерение сопротивления заземляющего устройства производится не реже одного раза в год;

- все токоведущие части, находящиеся под напряжением, превышающим U = 2 В по отношению к корпусу, имеют защиту от случайных прикосновений во время работы;

- подключение внешних цепей, разъемов, проведение ремонтных работ должны осуществляться только при отключенных напряжениях питания;

- подключение источников сетевого питания должно осуществляться через автоматические выключатели;

- защита технологических трубопроводов от атмосферного электричества и вторичных проявлений молний;

- автоматическая аварийная защита технологического оборудования, позволяющая отключить возможность работы его в аварийных условиях;

- оснащенность наглядными плакатами, четкими надписями, табличками, запорная арматура пронумерована;

- насосы снабжены предохранительными клапанами, которые не допускают повышения давления выше регламентируемого;

- конструкцией приборов: все части устройств, находящихся под напряжением размещены в корпусах, обеспечивающих защиту обслуживающего персонала от прикосновения к деталям, находящихся под напряжением;

- надежным креплением оборудования при монтаже на объекте автоматизации;

- подключение разъемов, замена плавких вставок, предохранителей производится только при отключенных напряжениях питания устройств. Подключение напряжения питания осуществляется через автоматы защиты.

Таким образом, в НПС осуществляется комплекс организационных и технических мероприятий, обеспечивающих надежность, эффективность, безопасность работы объектов с необходимой степенью защиты персонала и окружающей среды.

Мероприятия по промышленной санитарии.

К ним относятся требования по спецодежде, требования к освещению, микроклимату, требования к организации и оборудованию рабочего места, которые нормируются ГОСТ 12.4.103-83 (2002) «ССБТ. Одежда специальная защитная, средства индивидуальной защиты ног и рук. Классификация» [13].

Требования к спецодежде:

- спецодежда и спецобувь выдаются операторам, технологам, слесарям КИП и А, слесарям-ремонтникам, слесарям-монтажникам в пределах установленных норм;

- во время работы рабочие обязаны пользоваться выданной им спецодеждой и спецобувью.

Так же стоит заметить, что персонал объекта должен быть оснащен противогазами.

Противогазы применяют при объемной доле свободного кислорода в воздухе не менее 18 % и суммарной объемной доле паро и газообразных вредных примесей не более 0,5 %. Средством индивидуальной защиты служит противогаз с коробкой марки ДОТ 600 А2В3Е3Р3. Индивидуальные фильтрующие противогазы должны храниться в специальных шкафах каждый в отдельной ячейке с надписью фамилии рабочего.

Передача противогаза другому лицу запрещается. Ремонтные рабочие (при выполнении работ по ремонту и очистке различных емкостей, а также при ремонтных работах в колодцах, подвальных помещениях и пр.) обязаны иметь шланговые противогазы типа ПШ-1М.

Шланговые противогазы предназначены для защиты органов дыхания и глаз человека при работе в атмосфере с объемной долей вредных веществ более 0,5 % и объемной долей кислорода в воздухе менее 18 %.

На рабочих местах НПС предусмотрено рабочее и аварийное освещение. Напряжение сети рабочего и аварийного освещения составляет 220 В. Для аварийного и рабочего освещения предусмотрены светильники ВЗГ-200 (взрывозащитное исполнение) с освещенностью равной 50 лк, в соответствии со СНИП 23-05-95 (2003) «Естественное и искусственное освещение» [14].

Температуре воздуха в помещении насосной станции должна быть от 5 до 35 єС, относительная влажность воздуха - не более 80 % при 25 єС.

5.3 Мероприятия по пожарной безопасности

Мероприятия по пожарной безопасности при автоматизации НПС разработаны в соответствии с нормативным документом ППБ-01-03 «Правила пожарной безопасности в РФ» и в соответствии с ГОСТ 12.1.004-91 (1999 года) «ССТ. Пожарная безопасность. Общие требования» [15].

Перед началом работы ёмкостей, насосов система автоматизации должна быть в исправном состоянии, а в случае необходимости отремонтирована. При неисправности системы автоматизации эксплуатация объектов запрещается.

Основные мероприятия по пожарной безопасности:

- территория нефтеперекачивающей станции должна содержаться в чистоте и порядке. Не допускается замазученность территории: загрязнение горючим мусором и хламом. Загромождение дорог, проездов к зданиям, сооружениям и средствам пожаротушения, а также противопожарных разрывов;

- при производстве работ в газовой среде воспрещается применение ударных инструментов, изготовленных из стали: ударные инструменты должны быть изготовлены из цветного металла (меди, латуни, бронзы). Режущие инструменты должны обильно смазываться маслом, тавотом или мыльным раствором;

- на объектах должен быть организован контроль воздушной среды газоанализаторами, предназначенными для контроля многокомпонентных смесей;

- отогрев замерзших нефтепроводов допускается только паром или горячей водой или горячим песком при закрытой запорной арматуре;

- категорически запрещается применение для освещения насосных, резервуаров и других производственных сооружений факелов, спичек. Свечей, керосиновых фонарей и других источников открытого огня;

- необходимо постоянно следить за исправностью силовой и осветительной электропроводки. Различные неисправности электросетей, которые могут вызвать пожар, должны быть устранены;

- обслуживающий персонал обязан знать устройство и инструкции по применению первичных средств пожаротушения;

- для тушения электропроводки и электрооборудования разрешается использовать только углекислотные огнетушители ОПУ-5;

- предусматривается молниезащита взрывоопасных зданий и сооружений согласно «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений» СО 153-34.21.122-03. Молниезащита нефтеперекачивающей станции предназначена для безопасности людей, сохранности зданий, сооружений от удара молнии. В комплекс грозозащитных устройств входят молниеприемники, токоотводы и заземление [16].

Пожарную защиту объектов НПС обеспечивает автоматическая система пенотушения, которая включает в себя средства обнаружения пожара, системы сигнализации, управления, пожаротушения. Срабатывание системы пенотушения происходит: автоматически, дистанционно или вручную. При возникновении пожара сигнал от пожарных датчиков, приводит в действие систему пожаротушения согласно ГОСТ 12.3.046-91 (2001) «ССБТ. Установки пожаротушения автоматические. Общие технические требования» [17].

Охлаждение технологических установок осуществляется из стационарных комбинированных лафетных стволов и от пожарных гидрантов, установленных на сети противопожарного водопровода с использованием передвижной пожарной техники.

5.4 Расчет вентиляции в насосном зале НПС

Исходными данными для расчета вентиляции являются:

1 - рабочее давление, Р = 4 МПа;

2 - температура перекачиваемого нефтепродукта, Т = 283 К;

3 - объём помещения, Vп = 760 м³;

4 - суммарный объем аппаратуры, Vа = 15 м³;

5 - свободный объём помещения, V=Vп - Vа = 760 - 15 = 745 м³.

Количество газа, выделяющееся через не плотности оборудования и трубопроводов, определяется по формуле

, кг/час, (5.1)

где К - коэффициент, учитывающий износ оборудования и равен 1,2;

I - коэффициент, зависящий от рабочего давления и степени негерметичности равен 0,25;

М - молекулярная масса газа. Подставляя в формулу (5.1), находим:

кг/час.

Требуемый воздухообмен в производственном помещении, исходя из расчёта разбавления выделяющихся вредных газов до предельно допустимой концентрации, находится по формуле:

, (5.2)

м³/час.

где n = 1 - коэффициент, учитывающий долю производственных вредностей, которые поступают в рабочую зону, и определяются опытным путём;

g = 300 - предельно допустимая концентрация, мг/м³;

k = 0,002 - степень не герметичности технологического оборудования.

Определяем кратность воздухообмена, то есть сменяемость воздуха (число полных смен) в объёме помещения за час:

(5.3)

По необходимому воздухообмену и кратности воздухообмена подбираем вентилятор, который удовлетворяет рассчитанным данным.

Производственная вентиляция, рассчитанная выше, соответствует следующим требованиям:

- производственная вентиляции не должна быть источником дополнительной опасности и вредности;

- производственная вентиляция должна быть взрывопожаробезопасной;

- производственная вентиляция должна быть экономичной.

6. Оценка экономической эффективности от внедрения датчика разности давлений типа EJA 110A

6.1 Методика расчета экономической эффективности инвестиций

Так как темой дипломного проекта является автоматизация НПС и рассматривается внедрение датчика разности давлений, то в данной главе целесообразно оценить экономическую эффективность её применения.

В результате внедрения нового датчика ожидается:

- сокращение затрат на ремонт и обслуживание оборудования;

- сокращение затрат по сбору, обработке и анализу информации обслуживаемого объекта;

- сокращение затрат, вызванное сокращением обслуживающего персонала;

Внедрение более совершенных средств измерения позволит повысить уровень автоматизации.

Цель расчета - определить экономический эффект от внедрения датчика разности давлений типа EJA 110A.

Таким образом, можно определить экономическую эффективность от внедрения данного датчика.

Для оценки эффективности инвестиционных проектов применяется метод дисконтированной оценки, который базируется на учете временного фактора. Данный метод учитывает временной фактор с позиции стоимости денег в будущем. Данный метод учитывает временной фактор с позиции стоимости денег в будущем. В соответствии с методическими рекомендациями оценка эффективности инвестиционных проектов предусматривает расчет следующих показателей:

- чистый дисконтированный доход (ЧДД);

- индекс доходности инвестиций (ИД);

- внутренняя норма доходности (ВНД);

- срок окупаемости инвестиций (СО).

Расчетный период разбивается на шаги, в пределах которых производится агрегирование данных, используемых для оценки финансовых показателей. Шаги расчета определяются их номерами (0, 1, …). Время в расчетном периоде измеряется в годах или долях года и отсчитывается от фиксированного момента, принимаемого за базовый (обычно в качестве базового принимается момент начала или конца нулевого шага).

Норма дисконта (приведения) отражает возможную стоимость капитала, соответствующую возможной прибыли инвестора, которую он мог бы получить на ту же сумму капитала, вкладывая его в другом месте, при допущении, что финансовые риски одинаковы для обоих вариантов инвестирования. Другими словами, норма дисконта должна являться минимальной нормой прибыли, ниже которой предприниматель счел бы инвестиции невыгодными для себя.

Для инвестиционного проекта в качестве нормы дисконта иногда используется ставка процента по долгосрочным ссудам на рынке капитала или ставка процента, которая уплачивается получателем ссуды.

Если рассчитанный ЧДД положителен, то прибыльность инвестиций выше нормы дисконта и проект следует принять. Если ЧДД равен нулю, то прибыльность равна норме дисконта. Если ЧДД меньше нуля, то прибыльность инвестиций ниже нормы дисконта и от этого проекта следует отказаться. При сравнении альтернативных проектов предпочтение должно отдаваться проекту с большим значением ЧДД.

Важнейшим показателем эффективности инвестиционного проекта является чистый денежный доход (другие названия ЧДД - интегральный экономический эффект, чистая текущая приведенная стоимость, чистая текущая стоимость, Net Present Value, NPV) - накопленный дисконтированный эффект за расчетный период. ЧДД рассчитывается по следующей формуле:

, (6.1)

где - чистая прибыль, полученная в t-ом году от реализации инвестиционного проекта;

- амортизационные отчисления в t-ом году;

- инвестиции, необходимые для реализации проекта в t-ом году;

Е - норма дисконта (является экзогенно задаваемым основным экономическим нормативом) - это коэффициент доходности инвестиций;