Автоматизация технологического процесса вакуумной компрессорной станции

Разработка автоматизированной системы управления технологическими процессами очистки, компримирования и осушки нефтяного газа на базе программируемого логического контроллера SLC-500 фирмы Allen Bradley. Расчёт системы автоматического регулирования.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 06.05.2015
Размер файла 309,0 K

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.

8. Из таблицы выбирается та пара, которая соответствует условию .

9. Далее с помощью программируемой среды MatLab строится замкнутая система, и определяются прямые показатели качества [17].

Так как осуществляется в дискретной форме, то и остальная часть произведения должна быть преобразована из непрерывной в дискретную форму. Далее находится изображение элементов . Для этого раскладывается на простые дроби и преобразовывается в дискретную форму. Полученная дробь умножается на - фиксатор 0-порядка и , т.к. в объекте присутствует звено с запаздыванием . , где Т - это период дискретизации, он выбирается как наибольший общий делитель постоянной времени объекта и времени запаздывания . Таким образом, период дискретизации выбирается равным 2. В итоге получается передаточная функция приведённой непрерывной части:

Передаточная функция разомкнутой системы:

Воспользовавшись программой Mathcad, методом на основе частотного показателя колебательности, определили группу значений кр и Ти, изменяя значения Ти на интервале [Тmax-0.5Тmax; Тmax+0.5Тmax], т.е.. Разбивается интервал варьирования Ти на 10 равных частей и на каждом интервале строится АФЧХ передаточной функции разомкнутой системы, таким образом, чтобы она касалась запретной зоны, но не заходила в нее.

Запретная зона: ; , центр (-5.762; 0).

Меняя z на eTiw и изменяя щ=[0.. р/T] строим в одной системе координат запретную зону и АФЧХ разомкнутой системы:

Рисунок 4.4 - График запретной зоны и АФЧХ разомкнутой системы

Полученные значения заносятся в таблицу:

Таблица 4.1 - Найденные значения кр и Ти для ПИ регулятора

Ти

0.5

1

2

3

4

5

6

кр

0.08

0.18

0.35

0.44

0.47

0.5

0.52

кр/Tи

0.16

0.18

0.175

0.147

0.117

0.1

0.087

Согласно таблице 4.1 наиболее оптимальными значениями являются кр=0,18 и Ти=1. Оптимальными значениями на интервале варьирования Ти считается наибольшее значение выражения кри.

Передаточная функция ПИ регулятора примет вид:

.

Рисунок 4.5 - График переходной характеристики системы автоматического регулирования.

4.3 Определение показателей качества

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

% =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.

4.4 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

Расчет клапанов выполняется в следующем порядке.

1) Определим максимальную расчетную пропускную способность Кхmax по уравнению:

. (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:

.

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

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

. (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:

.

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

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

. (4.8)

Подставляя исходные данные в формулу 4.8, получим:

.

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.

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.

5.1 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.

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;

3) следить за исправностью контрольно-измерительных приборов;

4) систематически проверять состояние и исправность предохранительных клапанов;

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

6) следить за исправностью систем сигнализации и блокировок;

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

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

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

10) 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, 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.

3) 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 надписи "Место для курения"

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

5) Въезд на территорию ВКС (взрывопожароопасного объекта) допускается только по специальному пропуску. Автотранспорт, тракторы и другие агрегаты должны быть оборудованы искрогасителями, а также средствами пожаротушения.

6) 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.

7) За герметичностью оборудования необходим строгий контроль.

8) 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.

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

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

13) Производство огненных и газоопасных работ необходимо проводить согласно соответствующих инструкций и при наличии документов на проведение особо опасных работ на взрывопожароопасных объектах.

14) 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;

3) расположение ближайшего телефона, пожарного извещателя и номера вызова пожарной команды;

4) 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 территории

Категория п-ва по пожарной опасности по СНиП П-90-81

Класс взрывоопасных помещений наружных установок по ПУЭ

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 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 (дБ).

На постоянных рабочих местах оценку шумов, непостоянных по характеру действия на персонал, должны оценивать по эквивалентному уровню звука (дБ).

В случае если шум по характеру постоянный на непостоянном рабочем месте и разница уровня звука в различных местах рабочей зоны (зоне обслуживания) составляет более 5 дБ, шум следует оценивать по эквивалентному уровню звука.

Уровень вибрации следует измерять непосредственно на рабочих местах или в наиболее характерных точках рабочей зоны при номинальных режимах работ, установленных в зоне машин или технологического оборудования.

С учетом результатов санитарно-технической паспортизации предприятием необходимо принимать меры по снижению параметров шума и вибраций до пределов, допустимых санитарными нормами.

Отопление и вентиляция.

Система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха помещений (насосных, операторных, лабораторий, складов) должна удовлетворять требованиям СН 245-71 и СН 433-79.

Все общественно-бытовые помещения должны быть оборудованы естественной или механической вентиляцией.

Вентиляционные установки следует осматривать и испытывать не реже двух раз в год (летом и зимой) в соответствии с графиком. Результаты осмотра и испытания должны быть занесены в паспорт.

Санитарно-гигиеническую эффективность вентиляции необходимо проверять не реже одного раза в год.

Все вновь вводимые в действие вентиляционные установки должны быть испытаны, отрегулированы и сданы в исправном и подготовленном состоянии с соответствующей документацией.

Системы общеобменной, приточной и вытяжной вентиляции помещений насосных должны обеспечивать необходимый воздухообмен в зависимости от количества выделяющихся вредных веществ и избыточного тепла.

Местные вентиляционные установки должны быть включены на период работы технологического оборудования.

В помещениях насосных должны быть установлены автоматические газоанализаторы, снабженные устройством для увеличения воздухопроизводительности приточно-вытяжных общеобменных систем, при превышении концентраций вредных веществ в воздухе выше ПДК.

Защита от проявления статического электричества.

Для защиты от накопления и проявления зарядов статического электричества все оборудование и трубопроводы заземлены. Сопротивление заземляющего устройства. предназначенного для стока электростатических зарядов, не превышает 100 Ом.

Сопротивление заземлителей на каждое присоединение должно быть не более:

10 Ом- все блочные сооружения, котельная,

50 Ом- прожекторные мачты, подземные емкости,

40 Ом - блок компрессора, КПП, электротехнический блок, операторная

В соответствии с РД 39-22-113-78 для защиты от опасных проявлений зарядов статического электричества все металлическое и электропроводное неметаллическое оборудование, трубопроводы представляют собой на всем протяжении непрерывную электрическую цепь, которая присоединяется к контуру заземления не менее чем в двух точках.

Для защиты от электромагнитной индукции между трубопроводами, в местах их взаимного сближения на расстояние менее 10 см. через каждые 25-30 м. привариваются металлические перемычки вдоль всей трассы эстакады, и через каждые 250-300 м присоединяются к заземлителям с сопротивлением не более 50 Ом.

Скорость движения электризующихся жидкостей по трубопроводам и истечения их в аппараты, если имеется возможность образования взрывоопасных концентраций газо-воздушных смесей, должна ограничиваться до такой величины, чтобы заряд, вносимый в емкость с потоком жидкости, не мог вызваться ее поверхностью искрового заряда с энергией, достаточной для воспламенения окружающей среды.

Запрещается проведение работ внутри аппаратов, где возможно образование взрывоопасных смесей, в спецодежде из электризующихся материалов.

Не допускается во взрывоопасной среде истечение газов через неплотности аппаратов и трубопроводов, находящихся под высоким давлением, т.к. это вызывает сильную электризацию.

Безопасный метод удаления продуктов из технологических систем и отдельных видов оборудования.

Освобождение аппаратов и трубопроводов от продуктов производится при плановой остановке ВКС на ремонт, а так же в случае аварийной остановки.

Остановку АКС производить в соответствии с настоящим регламентом.

Маслобаки маслосистемы освобождаются в емкость отработанного масла ЕМ-1, с последующим вывозом в автоцистернах на нефтебазу или другим потребителям.

Аппараты и трубопроводы углеводородного конденсата герметичны и исключают его попадание в системы бытовой, промышленной и ливневой канализации, а также в открытые водоемы и почву.

Основные мероприятия по обеспечению безопасности и защите работающих.

Все рабочие, ИТР, поступающие на станцию, могут быть допущены к самостоятельной работе только после прохождения ими инструктажа по ТБ, пожарной безопасности, газобезопасности, стажировке на рабочем месте и проверке полученных ими знаний.

Обслуживающий персонал должен быть обучен и аттестован на соответствующую квалификацию.

Необходимо:

1) строгое соблюдение норм технологического режима.

2) осуществление систематического контроля выполнения должностных инструкций, при соблюдении правил безопасности.

3) своевременное выполнение мероприятий по подготовке ВКС к эксплуатации в осенне-зимний период и подготовки к весеннему паводку.

4) соблюдение мер пожарной безопасности при проведении пожароопасных и взрывоопасных работ.

Все работающие должны быть обеспечены соответствующей спецодеждой, спецобувью и предохранительными приспособлениями, которые должны выдаваться по установленным нормам.

Спецодежда и спецобувь должны соответствовать размеру и росту работающего. Спецодежда не должна стеснять движения работника во время работы.

При работе в колодцах, в масляных резервуарах и других местах, где возможно скопление отравляющих паров, рабочие должны пользоваться изолирующими или штанговыми противогазами марки ПШ-1 и ПШ-2 (с принудительной подачей воздуха).

5.2 Экологичность проекта

Большую опасность для окружающей среды представляет собой нефть, масла, промысловые, сточные высокоминерализированные пластовые воды.

Пластовые и сточные воды, содержащие различные вещества (газ, нефть, соли и т.д.) крайне плохо воздействуют на живые организмы и растительный мир. Попадая в почву - биологически активную среду, загрязнение приводит к значительным изменениям ее физико-химических свойств. Разрушение слабых почвенных культур сопровождается снижением водопроницаемости почв. За счет загрязнения нефтью в почве резко возрастает соотношение между углеродом и азотом, что нарушает нормальное питание растений. Кроме того, нефтепродукты, содержащиеся в пластовой и промышленно-сточной воде, впитываются в грунт, сильно загрязняя подземные воды, в результате чего плодородный слой почвы не восстанавливается в течение длительного времени (20 лет). Объясняется это вытеснением из грунта кислорода, необходимого для жизнедеятельности растений и микроорганизмов.

При строительстве запроектированного объекта воздействие на поверхностные воды будет происходить при:

1) устройстве подводных переходов трубопроводами;

2) строительстве автодорог и мостов;

1) использовании поверхностных вод на производственные нужды.

Газообразные выбросы с аппаратов и трубопроводов при их освобождении, и предохранительных клапанов, собираются в закрытую систему и выводятся на факел.

Одним из источников загрязнения природы на маслосистеме являются производственные отходы.

На маслосистеме возможны залповые выбросы при опорожнении оборудования во время его остановки, а также другие залповые выбросы.

При порыве трубопровода загрязнение атмосферы углеводородами возможно до 33.4 ПДК в радиусе 51.4 м от места порыва.

Основные мероприятия экологичности окружающей среды включают в себя:

1) полную герметизацию технологического оборудования;
2) сбор и максимальное использование попутного нефтяного газа;
3) полную утилизацию сточных вод;
4) уменьшение температуры процесса и количества сжигания газа;
5) 100%-ный контроль сварных швов соединений трубопроводов;
6) защита оборудования и трубопроводов от внутренней и наружной коррозии;
7) автоматическое регулирование уровней в аппаратах;
8) аварийная сигнализация предельных значений регулируемых параметров;
Мероприятия по регулированию выбросов при (НМУ):
При неблагоприятных метеорологических условиях вводится первый режим работы предприятия, что обеспечивает снижение выбросов на 20%. Для этого достаточно:
1) усилить контроль за точным соблюдением технологического регламента;
2) сместить во времени технологические процессы, связанные с большим выделением вредных веществ в атмосферу (продувку, заполнение и опорожнение);
3) прекратить испытания оборудования;
4) в резервуарном парке осуществлять контроль, за содержанием углеводородов, не реже чем через 2 часа.

Таблица 5.2 - Характеристика максимально возможных загрязнений, при авариях

Авария

Объем проливов за период экспл.

Вероятность аварии

Наименование проливов

Объем проливов на аварию, т

Площадь загрязнения, кв.м

Концентрация

порыв выкидной линии

1.95т

1 раз в 10 лет

Масляная эмульсия

0,435

17.26

100%

повреждение трубопровода

6.0т

1 раз в 10 лет

Масляная эмульсия

5.0

108.0

100%

Особо неблагоприятное воздействие на почвенно-растительный слой возможно при авариях на трубопроводах.

Локализация масляного загрязнения на поверхности почвы при малых разливах масла осуществляется путем оконтуривания участка плугами. Оконтуривание производится с глубиной погружения лемеха в почву на 20-25 см.

При средних аварийных разливах локализация масла осуществляется путем установления барьеров из земли с устройством защитных экранов, предотвращающих интенсивную пропитку барьера маслом.

Локализация больших разливов масла производится с помощью отрываемых траншей. Сбор масла осуществляется при помощи техники, которая имеется в производственных подразделениях, в сочетании с маслосборными устройствами различных конструкций.

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.

Таблица 5.3 - Характеристика пожароопасных и токсичных продуктов.

Нименование продуктов

Температура вспышки

Пределы взрываемости

ПДК в воздухе раб. зоны, мг/м3

Действи на организм человека

верхний

нижний

Нефтяной газ

-

14,10

4,5

300

Нервно-наркотического действия

Метанол

-

34,7

6,0

5

Сильнодействующее ядовитое в-во. При принятии внутрь 30мг наступает смерть.

Углеводородный конденсат

40

120

0,75

100

Наркотическое действие, сушит кожу

Триэтиленгликоль (ТЭГ)

165,5

-

-

-

Отравляющий нервный и почечный яд

Масло КП-8

180

-

-

-

Раздражающее воздействие на кожу

5.3 Безопасность в ЧС

Одной из наиболее распространенных ЧС является возникновение пожаров.

Пожар -- неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб. Пожары возникают как стихийное бедствие или как результат неосторожного обращения с огнем, наносят большой материальный ущерб, приводят иногда к несчастным случаям и гибели людей.

Основными источниками опасности являются:

1) насосы перекачивающие масло под большим давлением;

2) электродвигатели подключенные к сетям высокого напряжения;

3) соединительные муфты насосов и электродвигателей;

4) трубопроводы высокого давления.

Производственные и бытовые помещения перекачивающих и наливных станций, в которых выделяются вредные для здоровья людей или создающие взрывоопасные смеси с воздухом пары, газы и пыль, оборудуют естественной, механической или смешанной вентиляцией. Вся аппаратура работающая под давлением оборудуется предохранительными клапанами, манометрами и указателями уровня.

С целью своевременного обнаружения предаварийных ситуаций, связанных с наличием неорганизованных утечек технологических сред из аппаратов и трубопроводов, и возможностью возникновения в блок боксах ВКС опасной загазованности, установлены детекторы (датчики) довзрывоопасных концентраций горючих газов в соответствии с «Требованиями к установке датчиков стационарных сигнализаторов в производственных помещениях и на наружных установках предприятий нефтяной и газовой промышленности». (РДБТ - 39- 0147191 -003-88).

При возникновении концентраций в воздухе блок- боксов равной 20% НКПВ наряду со светозвуковой сигнализацией автоматически включается вентсистема.

При концентрации 40 % НКПВ наряду со светозвуковой сигнализацией автоматически отключается подача электроэнергии к энергопотребителям, находящимся в блок боксе (электродвигатели маслонасоса, вентилятора, нагревательные приборы и приборы освещения).

При выходе из строя сигнализаторов, обслуживающий персонал должен установить постоянный контроль довзрывоопасных концентраций с помощью переносных газоанализаторов внутри указанных помещений.

Для проезда механизированных средств пожаротушения на территорию обеспечен кольцевой проезд вокруг каре очистных сооружений.

В случае аварии газ, поступающий на ВКС направляется на факел.

Важную роль в обеспечении противоаварийной защиты имеются предохранительные клапана, предназначенные для защиты оборудования и трубопроводов от возможного разрушения в случае повышения давления в системе ВКС выше допустимого регламентом.

Каждый случай срабатывания предохранительного клапана следует рассматривать как аварийный.

В процессе эксплуатации необходимо проводить периодическую проверку герметичности предохранительных клапанов.

Необходимо следить за герметичностью аппаратов и трубопроводов, которые могут быть нарушены при резких колебаниях давления и температуры, размораживании участков трубопроводов, при нарушении теплоспутников и пр.

Обнаруженные утечки продуктов через неплотности запорной арматуры должны немедленно устранятся в соответствии с рабочими инструкциями по эксплуатации арматуры. Не устраненные пропуски могут в дальнейшем привести к аварийной остановке, пожару или взрыву. Состояние трубопроводов во многом определяет нормальную эксплуатацию ВКС.

Дополнительными мерами по предупреждению аварийной разгерметизации ВКС является:

1) поддержание рабочих условий процесса в строгом соответствии с нормами, указанными в регламенте;

2) блокировки, препятствующие развитию аварийных ситуаций;

3) средства обнаружения и сигнализации утечек горючих газов в блок - боксах;

4) специальная подготовка обслуживающего персонала;

5) наличие детальной эксплуатационной документации и рабочих инструкций;

6) соблюдение режима, не допускающего на площадку ВКС посторонних лиц.

На вакуумной компрессорной станции при авариях возможен разлив конденсата и масла. При авариях разливы на территории ВКС необходимо немедленно убрать.

Углеводородный конденсат, газы и пары конденсата локализовать подводом пара к месту пропуска.

При разливе масла на территории ВКС необходимо место разлива засыпать песком, перемешать песок с маслом, убрать загрязненный песок и удалить с территории ВКС (вывезти в специально отведенное место для захоронения нефтезагрязненного песка).

После уборки место разлива вторично засыпать песком.

При разливе углеводородного конденсата на открытой площадке место разлива засыпать песком с последующим его удалением с территории ВКС в специально отведенное место для захоронения нефтезагрязненного песка.

5.4 Электробезопасность. Молниезащита. Защита от статического электричества

Требования электробезопасности направлены на создание таких условий эксплуатации оборудования, при которых исключаются образование электрической цепи через тело человека.

Объекты энергосбережения должны обслуживаться энерготехническим персоналом, имеющим соответствующую группу допуска. Напряжение на электрооборудование должно подаваться и сниматься дежурным электроперсоналом по указанию ответственного за эксплуатацию этого оборудования или старшего по смене. При возгорании электрооборудования, напряжение с него должно быть снято.

Важным фактором безопасности является заземление оборудования путем присоединения к контору заземления. Заземляющее устройство является одним из средств защиты персонала в помещении от возникновения искры, от напряжения, возникающего на металлических частях оборудования, не находящихся под напряжением, но могущих оказаться под ним в результате повреждения изоляции.

Все сооружения установок, в зависимости от категории, должны быть надежно заземлены при помощи заземляющих устройств от прямых ударов, вторичных проявлений молнии и статического электричества.

Каждая часть электроустановки, подлежащая заземлению, присоединяется непосредственно к сети заземления при помощи отдельного ответвления. Последовательное включение в заземляющий проводник заземляющих частей и электроустановок.

На ВКС предусматривается система молниезащиты зданий, сооружений и оборудования, а также защита от статического электричества.

Для определения зоны защиты рассчитаем число возможных воздействий молний:

N = [(S + 6 hx)(L + 6 hx) - 7,7h2х] n 10-6 , (5.1)

где hx - наибольшая высота здания или сооружения, м;

S, L - соответственно ширина и длина здания или сооружения, м;

n - среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности (удельная плотность ударов молнии в землю) в месте нахождения здания или сооружения, n = 1.

N = [(15 + 6 7) (25 + 6 7) - 7,7 49] 110-6 = 0,0034417 < 1,

значит, зона защиты типа Б.

Необходимая высота молниеотвода определяется подбором при условии, что S / 2 = 7,5 м rcx. Примем h = 15 м.

По формуле для h L 1,5h (как для одиночного молниеотвода):

r0 = rc = 1,5 h=1,5 15 = 22,5 м,

hc = h0 0,14(L1,5h) = 0,92 15 0,14(251,515) = 13,45 м,

rcx = r0( hchx)/h c= 22,5(13,457)/13,45 = 10,789963 м,

h0 = 0,92h = 0,92 15 = 13,8 м.

Так как rcx = 10,8 S / 2 = 7,5 (на защищаемом уровне hx = 7 м), то высота молниеотвода (h = 15 м) подобрана правильно.[15]

5.5 Расчет устойчивости элементов объекта

Одной из наиболее частых аварий на ВКС при работе с горючими и легковоспламеняющимися веществами являются взрывы.

При взрыве паровоздушной и газовоздушной смеси в абсорбере (рисунок 5.1.) выделяют зону детонационной волны с радиусом , зону ударной волны. Определяют также: радиус зоны смертельного поражения людей ;радиус безопасного удаления ; радиус предельно допустимой взрывобезопасной концентрации пара, газа .[15]

Радиус зоны детонационной волны определяется по формуле:

, (5.2)

где Q - количество газа, т

Радиус зоны смертельного поражения людей определяется по формуле:

, (5.3)

Рис.5.1. Взрыв паро- и газовоздушной смеси. 1 - зона детонационной волны; 2 - зона ударной волны; - радиус зоны смертельного поражения людей; - радиус безопасного удаления;- радиус предельно допустимой взрывобезопасной концентрации пара, газа; - радиус зоны детонационной волны; и - расстояния от центра взрыва до элемента предприятия в зоне ударной волны.

Определим вероятные параметры ударной волны при взрыве газовоздушной смеси в газосепараторе:

(м);

(м).

Избыточное давление в зоне детонационной волны в первой зоне:

(КПа), .

Исходя из этого соотношения получим давление во фронте ударной волны в зоне ударной волны (КПа).

Избыточное давление во фронте детонационной волны Рф= 5 (КПа). Исходя из этого получим соотношение:

.

Найдем радиус безопасного удаления:

(м).

Выводы по разделу

Из проведенного анализа и расчетов устойчивости элементов объекта пришли к выводу, что вакуумная компрессорная станция, при соблюдении правил техники безопасности и графика профилактических работ, является относительно безопасным производством для жизнедеятельности человека и экологии. Введение автоматизированной системы управления технологическими процессами ВКС позволяет создать безлюдную технологию, а также сократить число аварий за счет срабатывания технологических защит и блокировок.

6. Комплексная оценка экономической эффективности проекта

6.1 Методика расчета экономических показателей проектируемой системы

Экономическая часть дипломного проекта выполнена на базе технической части и на основе исходных данных.

К основным исходным данным относятся:

1) действующие цены на материалы, приборы и т.д.;

2) срок реализации проекта;

3) тарифы на электроэнергию;

4) нормы амортизации, вытекающие из срока реализации проекта;

5) ставки налогов (налог на прибыль - 24%, налог на имущество - 2,2% от остаточной стоимости проекта, ставка НДС - 18%);

6) средняя заработная плата;

7) накладные расходы (в %), прибавленные к з/плате (единый социальный налог - 26%, коэффициент доплат к з/п - 4%, районный коэффициент - 70%);

Степень автоматизации процесса определяется экономическим эффектом, который может быть получен от внедрения автоматического управления. Экономический эффект образуется за счет перевода технологического процесса на автоматическое управление, что в свою очередь приводит к повышению его рентабельности.

Оценка эффективности проекта осуществляется с помощью расчета системы показателей. При этом все эти показатели имеют важную особенность: расходы и доходы, разнесенные по времени приводятся к единому моменту времени - расчетному или базовому моменту. Расчетным или базовым моментом считается дата реализации объекта или начало производства продукции.

Экономическая эффективность капитальных вложений на разработку и внедрение системы автоматизации определяться методами окупаемости, простой нормы прибыли и дисконтирования.

Экономическая эффективность капитальных вложений на разработку и внедрение автоматизированной системы управления технологическими процессами добычи нефти может определяться с помощью расчета следующих показателей:

1) чистый дисконтированный доход;

2) внутренняя норма доходности;

3) срок окупаемости капитальных вложений;

4) рентабельность проекта.

Перечисленные показатели являются результатами сопоставлений распределенных во времени доходов к инвестициям и затратам на производство.

В качестве базового момента приведения разновременных доходов и расходов принимаем дату начала реализации проекта.

Чистый дисконтированный доход рассчитывается по формуле:

ЧДД = ЧДt t , (6.1.)

где ЧДt - чистый доход в году t, тыс.р.;

t - коэффициент дисконтирования (приведения), доли ед.;

tн, tк - соответственно начальный и конечный годы расчетного периода.

Проект считается прибыльным и его следует принять, если ЧДД больше нуля (ЧДД>0) в случае же, когда ЧДД меньше нуля (ЧДД<0) - проект отвергается.

Отдельный член денежного потока наличности (ЧДt) равен разности между ожидаемой величиной доходов от реализации проекта и всеми видами затрат, и может отличаться от другого как по знаку (т.е. быть отрицательным), так и по величине, и рассчитывается по формуле:

ЧДt = П + At - Ht - Kt , (6.2.)

где П - прибыль, обеспечиваемая внедрением системы в году t.

Аt - амортизационные отчисления от стоимости системы, тыс.р.;

Ht - сумма налогов, уплачиваемых предприятием из прибыли в бюджет, тыс.р.;

Кt - единовременные затраты в году t, тыс.р.

Так как система автоматизации технологических процессов позволяет сократить эксплуатационные расходы, то прибыль (чистый доход), обеспечиваемая внедрением системы, определяется как разность между годовыми эксплуатационными затратами до и после автоматизации. Тогда формула (4.2.) примет вид формула (4.3.):

ЧДt = Cдt - Срt + At - Ht - Kt , (6.3.)

где Cдt , Срt - годовые эксплуатационные затраты на систему автоматизации соответственно в действующем и разработанном вариантах, тыс.р;

Общая экономия годовых эксплуатационных затрат в результате автоматизации может быть определена и по отдельным статьям затрат.

Экономия годовых эксплуатационных затрат выражается следующим образом:

Э = Энефти + Ээл.эн + Эзп , (6.4.)

где Энефти увеличение добычи нефти после внедрения АСУ ТП, руб.;

Ээл.эн стоимость сэкономленной за год электроэнергии, руб.;

Эзп стоимость сэкономленной за год заработной платы рабочим, руб.;

Экономия за счет уменьшения потерь нефти определяется по формуле:

Энефти = (Qнефти Цнефти нефти) / 100 %, (6.5.)

где: Qнефти производительность до внедрения АСУ ТП, т/год;

Цнефти - цена 1 т. нефти, руб;

Н - изменение добычи нефти, %.

Экономия расхода электроэнергии определяется по формуле:

Ээл.эн = (Qнефти Qэл. эн эл. эн Цэл. эн ) / 100 %, (6.6.)

где: Qэл. эн расход электроэнергии на 1 тонну нефти, кВт/ч;

эл. эн - изменение расхода электроэнергии, %;

Цэл. эн стоимость электроэнергии, руб. за 1 кВт/ч.

Экономия заработной платы определяется по формуле:

Эзп = L Зо (6.7.)

где: Зо - среднегодовая зарплата одного работника, руб.;

L - количество сокращенных работников.

Расчет рентабельности единовременных затрат производится по формуле:

P = (ЧДД + К) / К 100, (6.8.)

где К - общие единовременные затраты, тыс.р.

. (6.9.)

Считается, что если полученная рентабельность равна 100%, то рентабельность проекта равна заданной, если больше, то имеет место сверхрентабельность, если меньше - проект не обеспечивает заданный уровень рентабельности.

Коэффициент дисконтирования определяется по формуле:

t = (1 + Eн)tp- t , (6.10.)

где Ен - нормативный коэффициент эффективности единовременных затрат, равный ставке банковского процента за долгосрочный кредит, выраженный в долях единиц;

tp - расчетный год;

t - год, затраты и результаты которого приводятся к расчетному году.

В качестве начального года расчетного периода принимается год начала финансирования работ по созданию проекта, включая проведение научных исследований.

Конечный год расчетного периода определяется моментом завершения жизненного цикла системы, прекращением его использования на производстве.

В качестве расчетного года обычно принимается наиболее ранний из всех рассматриваемых вариантов календарный год, предшествующий началу использования на предприятии разрабатываемой системы.

Изменение чистого дисконтированного дохода за счет использования системы будет рассчитываться по формуле (6.1.).

Для анализа эффективности единовременных затрат на разработку и внедрение системы используется показатель - внутренняя норма доходности (коэффициент эффективности единовременных затрат ВНД), определяемый из соотношения:

(6.11.)

Вычисляемые коэффициенты эффективности позволяют судить об общем и минимальном уровне эффективности единовременных затрат, осуществляемых на предприятии.

Другим назначением показателя ВНД является оценка возможности привлечения заемных средств на разработку и внедрение системы. Расчетное значение ВНД соответствует максимально допустимому проценту за кредит, который может быть использован для полного финансирования единовременных затрат по данной системе.

Если величина ВНД равна проценту за кредит, то чистый дисконтированный доход оказывается равным нулю. Таким образом, вычисляемое значение позволяет судить о приемлемости для предприятия условий кредитования.

Другим показателем, применяемым для анализа эффективности единовременных затрат, является срок окупаемости Ток. Экономическое содержание этого показателя заключается в определении момента времени, необходимого для покрытия единовременных затрат в проект.

Период возврата единовременных затрат (Ток) определяется последовательным сложением величин:

. (6.12.)

Пока полученная сумма не сравняется с величиной единовременных затрат, приведенных к расчетному году. Количество произведенных сложений равняется периоду возмещения капитальных вложений или сроку окупаемости.

Сумма налогов на прибыль и имущество рассчитывается по формуле:

Н = Нпр + Ним , (6.13.)

где Нпр - налог на прибыль, тыс. руб.;

Ним - налог на имущество, тыс. руб.

, (6.14.)

где СТпр - ставка налога на прибыль, %.

, (6.15.)

где Коt - остаточная стоимость внедряемой системы в году t, тыс. руб. ;

СТим - ставка налога на имущество, %.

Отчисление на амортизацию в модернизированном варианте, руб., рассчитывается по формуле:

(6.16.)

где: На - норма амортизации, %.

К - общие единовременные затраты, тыс.р.

6.2 Расчет капитальных вложений на вводимую систему автоматизации

Расчет единовременных затрат.

Единовременные затраты предприятия - заказчика на приобретение устройства включают единовременные затраты предприятия изготовителя и его прибыль, а также НДС, т.е. определяются по формуле (6.17.).

(6.17.)

где К - единовременные затраты на создание системы автоматизации тыс.руб;

r - коэффициент рентабельности предприятия разработчика, доли ед.;

НДС - ставка налога на добавленную стоимость, доли ед.

Затраты на транспортировку изделия равны:

Ртрпоб Ктрп , (6.18.)

где Ктрп - коэффициент, учитывающий затраты на транспортировку изделия.

Кроме того, в ряде случаев следует учесть затраты на монтаж, установку и запуск в работу у заказчика:

Рмуз = К Кмуз , (6.19.)

где Кмуз - коэффициент, учитывающий затраты на монтаж, установку и запуск в работу.

При этом совокупные затраты предприятия заказчика будут складываться из затрат на приобретение, затрат на транспортировку, монтаж, установку и запуск в работу.

В общем случае единовременные затраты на создание системы определяются по формуле:

К = Краз + Кпрог + Кизг , (6.20.)

где Краз - затраты на проектирование (разработку) системы, тыс.руб.;

Кпрог - затраты на программирование, тыс.руб.;

Кизг - затраты на изготовление, тыс.руб.

Примерный перечень исходных данных предприятия разработчика для расчета единовременных затрат представлен в табл.1.

Исходные данные для проведения расчета экономической эффективности.

Внедряемая система автоматизации позволит увеличить экономичность и производительность компрессорной станции.

Таблица 6.1 - Исходные данные для расчета единовременных затрат.

Показатель

Значение

1. Заработная плата разработчика, т.руб.

10

3. Районный коэффициент, доли ед.

0,8

4. Коэффициент отчисления в социальные фонды, доли ед.

0,26

5. Время разработки системы, месяцы

5

6. Коэффициент накладных расходов, доли ед.

0,4

7. Годовой фонд работы ЭВМ, час

2920

8. Годовой фонд оплаты труда персонала обслуж-щего ЭВМ, руб.

130000

9. Норма амортизационных отчислений ЭВМ, доли ед.

0.5

10. Норма амортизационных отчислений здания, доли ед.

0,024

11. Площадь занимаемая ЭВМ, м2

5

12. Стоимость одного м2 здания, тыс.руб.

9

13. Стоимость ЭВМ, тыс.руб.

30

14. Коэффициент накладных расходов на экспл. ЭВМ, доли ед.

0,04

15. Потребляемая мощность ЭВМ, Вт

380

16. Стоимость кВт/часа, руб.

0,8

17. Коэффициент затрат на ремонт ЭВМ (от стоимости), доли ед.

0,04

18. Затраты на материалы для эксплуатации ЭВМ, руб.

3280

19. Ставка НДС, доли ед.

0,18

20.Коэффициент интенсивного использов-я оборудования, доли ед

0,8

Расчет затрат на проектирование (разработку) системы.

Затраты на разработку можно представить в виде:

Краз = Зо Траз (1+Кд) (1+Кр) (1+Ксн) (1+Кн.раз) , (6.21.)

где Зо - месячный оклад разработчика, руб.;

Траз - трудоемкость разработки проекта и проектной документации, чмес (примерный перечень элементов трудоемкости разработки представлен в таблице 2);

Кд, Кр - соответственно коэффициенты доплат к заработной плате и районный, доли ед. ;

Ксн - коэффициент отчислений на социальные нужды, доли ед. ;

Кнраз - коэффициент накладных расходов, доли ед.

Таблица 6.2 - Данные для расчета трудоемкости разработки

Стадии разработки

Трудоемкость, чел. месяц

1. Изучение патентов

0,4

2. Изучение литературных источников

0,7

3. Разработка технического задания

0,4

4. Разработка эскизного проекта

0,3

5. Разработка технического проекта

0,9

6. Разработка рабочего проекта

2,9

7. Внедрение проекта

0,6

Трудоемкость разработки проекта и проектной документации (Траз) равна:

Траз= 0,4 + 0,7 + 0,4 + 0,3 + 0,9 = 2,7 чел. месяц

Подставив трудоемкость разработки (Траз) в формулу (6.21.) получаем затраты на разработку системы (Краз):

Краз= 10000 2,7 (1 + 0,07) (1 + 0,8) (1 + 0,26) (1 + 0,4) = 91731,5 руб.

Расчет затрат на разработку программного обеспечения.

Затраты на разработку программного обеспечения можно представить в виде:

Кпрог о Тпрог (1+Кд) (1+Кр) (1+Ксн) (1+Кн.прог) +Смч Тпрог Кч , (6.22.)

где Зо - месячный оклад программиста, тыс.руб;

Тпрог - время на создание программы, мес.;

Кн.прогр - коэффициент накладных расходов, доли ед. ;

Cмч - стоимость машино-часа ЭВМ, руб.;

Кч - коэффициент перевода единиц времени.

Стоимость машино-часа ЭВМ рассчитывается по формуле:

Смч = Sэкс / Тпол , (6.23.)

где Sэкс - годовые эксплуатационные расходы, связанные с обслуживанием ЭВМ, р.;

Тпол - годовой фонд работы ЭВМ, час.

Эксплуатационные расходы рассчитываются по формуле:

Sэкс = 12 ЗП (1+Кд) (1+Кр) (1+Ксн) + А + Тр + Э + М + Нрэкс , (6.24.)

где ЗП - месячная оплата труда всего обслуживающего персонала в сумме, руб.;

А - амортизационные отчисления от стоимости ЭВМ и здания, руб./год;

Тр - затраты на ремонт, руб./год;

Э - затраты на электроэнергию, руб./год;

М - затраты на материалы, руб.;

Нрэкс - накладные расходы, связанные с эксплуатацией ЭВМ, руб./год.

Затраты на амортизацию вычисляются по формуле:

А = Кэвм Нэвм + Сзд Sзд Нзд , (6.25.)

где Кэвм - балансовая стоимость ЭВМ, р. ;

Нэвм - норма амортизационных отчислений от стоимости ЭВМ, доли ед.;

Сзд - стоимость 1 м2 здания, р/м2;

Sзд - площадь, занимаемая ЭВМ, м2;

Нзд - норма амортизационных отчислений от стоимости здания, доли ед.

Затраты на ремонт вычислим по формуле :

Тр = Кэвм Ктрэвм , (6.26.)

где Ктрэвм - коэффициент, учитывающий затраты на ремонт ЭВМ.

Кэвм - балансовая стоимость ЭВМ, р. ;

Затраты на электроэнергию, потребляемую ЭВМ за год эксплуатации определяем по формуле:

Э = Ц Тпол N Км , (6.27.)

где Ц - цена за один кВтч электроэнергии, р.;

N - потребляемая мощность, кВт ;

Км - коэффициент интенсивного использования мощности вычислительной техники.

Тпол - годовой фонд работы ЭВМ, час.

Затраты на материалы определяем по формуле :

, (6.28.)

где i - вид материала;

Цi - цена i-того материала, р.;

Мi - количество i-го материала.

Расчет представлен в виде таблицы.

Таблица 6.3 - Перечень и стоимость материалов используемых для ЭВМ

Наименование материала

Кол-во в год

Цена за ед., р.


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.