Проектирование систем автоматизации промышленных установок первичной переработки нефти

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева

Проектирование систем автоматизации промышленных установок первичной переработки нефти

Современный этап развития промышленного производства характеризуется переходом к использованию передовых технологий, стремлением добиться предельно высоких эксплуатационных характеристик, как действующего, так и проектируемого оборудования, необходимостью свести к минимуму любые производственные потери. Все это возможно только при внедрении систем автоматизации проектирования (САПР) промышленного оборудования путем применения современных методов моделирования на основе вычислительной техники.

При разработке устройств управления (УУ), направленных на обеспечение качества работы промышленных установок первичной переработки нефти, существует проблема синтеза их оптимальных параметров, которую может решить САПР этих устройств. Таким образом, на первый план выдвигается задача совершенствования процесса проектирования устройств управления промышленными установками первичной переработки нефти.

В основу первичной переработки нефти входят два процесса: обессолиание нефти, протекающий на типовых установках ЭЛОУ (электрообессолиающая установка), и разделение нефти на фракции по интервалам температур кипения, протекающий на типовых установках АВТ (атмосферно-вакуумная трубчатка). Эти установки являются основополагающими, от которых зависят количество и качество получаемой продукции. Типовые установки АВТ в день могут перерабатывать до 4800 тонн нефти, из которых потери составляют в среднем 1-2%.

Для повышения эффективности функционирования САПР устройств управления промышленными установками первичной переработки нефти возникает необходимость исследования рабочего процесса и создания научно обоснованной методики выбора рациональных алгоритмов и параметров настройки элементов этих устройств. Нефтеперерабатывающие заводы относятся к числу технологически сложных и взрывоопасных объектов. Для корректного управления технологическим процессом и предотвращения чрезвычайных ситуаций требовалась разработка современного комплекса автоматики.

Схема автоматизации

Сырьем для НПЗ является нефть, которая поступает по трубопроводу. Для отгрузки готовой продукции - светлых и темных нефтепродуктов, сжиженных углеводородных газов, продуктов нефтехимии, а также гранулированной серы - используется несколько видов транспорта. Основной объем готовой продукции отгружается по железной дороге. Отгрузка также выполняется с помощью автомобильного транспорта и трубопроводов.

Назначение:

Система автоматики НПЗ предназначена для автоматизации технологического процесса атмосферной перегонки нефти на мазутную, дизельную и бензиновую фракции, а также отпуска нефтепродуктов потребителям.

Система обеспечивает мониторинг и управление следующими объектами НПЗ:

· печи подогрева нефти;

· ректификационные колонны и теплообменники;

· технологическая насосная станция;

· резервуарный парк нефти и нефтепродуктов;

· площадка емкости химических реагентов;

· насосная станция отгрузки;

· установки налива в авто и железнодорожные цистерны;

· аварийные и дренажные емкости;

· другое технологическое оборудование.

Система выполняет следующий объем функций:

· автоматический контроль технологических параметров и параметров состояния оборудования;

· автоматическая защита оборудования по аварийным и предельным значениям контролируемых параметров и при отказах систем обеспечения;

· поддержание режимов работы оборудования в пределах нормативных условий эксплуатации;

· управление запорной арматурой на технологических трубопроводах;

· программное управление и защита насосных агрегатов;

· регулирование технологических параметров;

· отображение и регистрация на мониторах АРМ операторов технологических установок и резервуарного парка контролируемых технологических параметров и параметров состояния оборудования, как в процессе работы, так и при проведении ремонтных и пусконаладочных работ;

· составление отчетов и сводок;

· документирование информации (архивация событий нижнего уровня и действий оператора).

Система автоматики НПЗ построена по распределенному принципу на базе ПЛК промышленного исполнения и состоит из контроллеров, связанных между собой и системой информационного обеспечения оператора технологической сетью.

Особенности:

· гибкость

При необходимости система автоматики может быть доукомплектована соответствующими модулями, позволяющими решать те или иные задачи по автоматизации технологического процесса атмосферной перегонки нефти на мазутную, дизельную и бензиновую фракции. Возможно проведение последовательной реконструкции автоматики технологического объекта, исходя из наличия инвестиционных ресурсов. Также возможно наращивание системы автоматики при наращивании технологических мощностей НПЗ.

· функциональность

Входящие в состав системы автоматики НПЗ устройства позволяют реализовать дополнительные режимы функционирования оборудования (имитация, тестирование, маскирование), защитить систему от несанкционированного доступа, осуществить контроль действия персонала по журналу событий, установить причины аварий по хронологической последовательности, минимизировать затраты электроэнергии и времени на поддержание технологического процесса на НПЗ, повысить уровень надежности работы и живучести технологического оборудования.

· совместимость

Система автоматики НПЗ предоставляет возможность сопряжения с существующими системами сторонних производителей.

автоматизация нефть перегонка

Структурная схема системы автоматики НПЗ

Проектные решения:

В короткий срок были запроектированы, изготовлены и поставлены на объект системы управления технологическими процессами и пожаротушением. Данное решение реализовано на базе SCADA Infinity и контроллеров ЭЛСИ-ТМ.

Оборудование автоматизации объекта реализовано на единой программной и элементной базе, что позволяет оптимизировать затраты на дальнейшую эксплуатацию. Алгоритмы противоаварийной защиты объекта реализованы с помощью контроллера автономной системы ПАЗ в составе поставленного комплекса автоматики, что способствует повышению уровня отказоустойчивости объекта.

На этапе формирования задач очень важно учитывать, что Автоматические системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) относятся к сложным инженерным системам, требующим детальной проработки с учетом специфики предприятия, особенностей протекающих процессов и технических характеристик объекта внедрения.

Размещено на Allbest.ru