Отчет по практике в ВГУИТ

Содержание

Введение                                                                                                                   3

1. Литературный обзор по теме научно-исследовательской работы.                     5

1.1Назначение и состав ГРС                                                                                    5

1.2 Описание основного технологического процесса ГРС                                     5

1.3 Описание процесса одоризации газа на ГРС                                                     8

1.4 Одоризация газа                                                                                               11

1.4.1 Одоранты для одоризации газа                                                                    11

1.4.2 Типы одорантов                                                                                            12

1.5 Системы одоризации                                                                                        16

2. Задачи научно-исследовательской работы и пути (алгоритмы) их решения.  21

3. Описание разработанных математических или физических моделей.              22

4. Анализ результатов исследований на моделях и/или промышленных объектах.        29

Заключение.                                                                                                            31

Список использованных источников                                                                    32

Введение

В процессе выполнения подготовительных процедур к эксплуатации применительно к объекту немаловажное значение имеет вопрос автоматизации технологических процессов в нефтегазовой отрасли. Без какой-либо необходимости в обслуживающих сотрудниках удачно разработанные системы работают в течение долгих лет, но при этом важно учитывать, что человеческий фактор во время проектирования систем имеет важное значение. Ошибка в результате невнимательности разработчика проекта может даже не проявляться на этапе ПНР и опытной эксплуатации. Такие упущения, которые были допущены сотрудником во время разработки проекта в ходе эксплуатации, скорее всего, будут проявляться. Для предупреждения опасности нарушения технологического процесса важна оперативная реакция обслуживающих сотрудников.

Послегарантийное обслуживание комплексов Российские компании, которые продают импортное нефтегазовое оборудование, а также устанавливают и вводят его в эксплуатацию, не всегда предлагают послегарантийное обслуживание собственных комплексов. В результате обслуживающий персонал проводит работы по модернизации и/или ремонту самостоятельно. Подобная деятельность, обычно требует дополнительного использования автоматизационных устройств технического типа, а именно: устройств ввода/вывода, а также датчиков устройств-преобразователей протокольных интерфейсов, контроллеров, устройств исполнителнения, разработку ПО (алгоритмического и программного).

На газораспределительных станциях потребность осуществления данных работ является важным и обычно связана с некорректным использованием оборудования. Так, во время отказа блока автоматической газовой одоризации оператору дозировать необходимо поступление одоранта в трубопровод потребителя ручным способом.

Одоризация — основная часть процесса технологического типа на газораспределительной станции. Выпуск газа потребителю без газовой одоризации может стать причиной аварий, как у промышленного так и бытового потребителя. Это связано с тем, что у газа нет цвета, а также запаха. Наличие газа определяется посредством датчиков.

Цель работы — это разработка соответствующей системы автоконтроля и авто- управления блоком одоризации газа. Тем самым, необходимо:

• улучшить условия труда оператора и обслуживающего персонала;
• диспетчеру ЛПУМГ круглосуточно на экране монитора получать информацию в полном объеме о режимах работы данного вида оборудования.

1. Литературный обзор по теме научно-исследовательской работы.

Природный газ, направляемый потребителям, в случае утечки, должен быть немедленно обнаружен на каждом участке трубопроводной сети, а также любом другом месте, во избежание взрыва. Поскольку природный газ не пахнет, ему придают характерный запах путем ввода пахучих веществ, благодаря которому становится возможным ощущать запах газа еще до достижения взрывоопасных пределов. Операция по введению в газ пахучих веществ называется одоризацией, а вводимое вещество — одорантом.

Газ подаваемый потребителям, должен быть одорирован в соответствии с требованиями ГОСТ 5542-87 «Газы горючие природные для промышленного и коммунального потребления».

В настоящее время одоризация природного газа в России осуществляется добавлением в него одоранта СПМ (смесь природных меркаптанов). Одорант СПМ производится с 1984 г. на Оренбургском газоперерабатывающем заводе (ОГПЗ) из меркаптансодержащего сырья Оренбургского газоконденсатного месторождения. В связи с изменением структуры сырьевой базы ОГПЗ за счет увеличения доли нефтей, вовлекаемых в переработку, состав получаемого одоранта также меняется.

Несмотря на то, что используемый в настоящее время одорант СПМ полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым ТУ 51-313239492002 [2J и международным стандартам качества, в последнее время существуют неоднократные жалобы от потребителей газа на его неудовлетворительную одоризацию.

Основное значение эффективной одоризации природного газа связано с обеспечением безопасности потребителей. В связи с этим разработка новых одорантов, позволяющих придать газу стойкий запах при снижении других негативных последствий, весьма актуальна.

Теоретические основы процесса одоризации были заложены в работах С.Н Бузинова, Д. Катца, Ю.П. Коротаева, Е.В. Левыкина, И.Г. Лоджевского, А.Л. Хейна, И.А. Чарного, А.И. Ширковского и др.

Развитие теории процесса одоризации газа в нашей стране имеет более чем полувековую историю. Достижения в этой области связаны с именами известных ученых, таких как И.А. Чарный, А.И. Ширковский, М.В. Филинов, Д.И. Астрахан, A.M. Власов, Г.Г. Гершанович, Р.Ф. Гимер, А.Е. Евгеньев, Г.И. Задора, С.Н. Закиров, М.Ф. Каримов, М.В. Лурье, В.М. Максимов, A.A. Михайловский, Г.И. Солдаткин, и др., а также зарубежных исследователей А. Ван Эвердингена, Е. Вудса, Г. Кречтмара, К. Кутса, М.Р.Тека, В. Херска и др. 

Благодаря основополагающим решениям выдающихся организаторов газовой промышленности А.К. Кортунова, С.А. Оруджева, В.А. Динкова, Н.К. Байбакова, В.А. Каламкарова, М.В. Сидоренко, К.К. Смирнова и др., в нашей стране создана и функционирует сеть газопроводов общим объемом ~ 150 млрд. м³.

Большая заслуга в проектировании систем передачи газа принадлежит научно-исследовательским и проектным институтам ВНИИГАЗ и ВНИПИТРАНСГАЗ, а также ООО «ПОДЗЕМГАЗПРОМ».

Собственно методика одоризации газа разрабатывалась специалистами Мингазпрома, Союзбургаза, ВНИИГАЗа, МИНХ и ГП и других научноисследовательских и производственных организаций. Принципиальные ее положения были изложены в работах И.И. Афанасенкова, В.Г. Васильева, Н.С. Ерофеева, А.В. Кацмана, М.С. Корочкина, Е.В. Левыкина, И.Г Лоджевского, A.M. Мастеркова, В.Н. Раабена, С.И. Стражгородского, А.Л. Хейна и многих др.

2. Задачи научно-исследовательской работы и пути (алгоритмы) их решения.

Объект исследования: система автоматизированного управления ГРС (одоризационный газовый блок).

Задачи исследования:

Осуществить техническое решение по внедрению в автоматизированном режиме процесса одоризации на газораспределительной станции с помощью создания САУ одоризационным блоком.

Во время исследования проанализировать и провести синтез разработанных алгоритмов для управления технологическим одоризационным газовым процессом на газораспределительной станции, выбрать техническое автоматизационное средство и написать ПО для автоматизации.

По итогам исследования разработать проект АСУ блока одоризации.

Сфера использования: различные технические решения могут быть использованы на существующих ГРС.

Экономическая ценность работы: проведенное исследование предоставит возможность в сжатые сроки восстановить нормальную работу в абсолютно автоматизированном режиме, избегая затрат на дорогостоящие работы.

3. Описание созданных моделей (физического и математического типа).

В основу анализа функционирования устройства у ручного режима положен метод работы. В случае выхода из строя микропроцессорного блока управления процесс одоризации выполняется в ручном состоянии. Операторы определяют дозу каждые четыре часа на базе текущего расхода и регулируют капельницу дозирования. Достаточно низкую степень точности при использовании этого метода контроля имеет одоризация. Норма ввода одоранта (этилмеркаптана) в газ составляет 16 г (19,1 см3 ) на 1000 нм3 газа, согласно ВРД 39-1.10-069-2002. Для того чтобы сравнить время процесса введения одоранта в автоматическом (расчетном) и ручном режиме понадобится сопоставить графики. Разница непосредственно между требуемым расходом и фактическим расходом довольно большая.

Рисунок 15 — Графики процесса ввода одоранта в автоматическом и ручном режиме

Рассчитаем объем использованного одоранта при таких режимах, как общий, а также четырехчасовой.

Таблица 6 — Расход одоранта в течении суток

Рисунок 16 — Четыре часовые и суточный объемы расхода одоранта в разных режимах

Расчеты приводят к следующим выводам:

1. Величина среднего дневного изменения расхода одоранта при капельной (ручной) одоризации по-прежнему довольно мала, составляет не более 1%, а это говорит о том, что когда оператор управляет скоростью одоризации, используя среднедневной расход, реальная текущая норма соответствует вычисленной.
   1. 4-х часовые расходы разнятся (они отличны от вычисленных, недоодоризация/переодоризация достигает значения 7,3/15,8%, происходит

неравномерная газовая одоризация в дневном цикле, что есть нарушение условий газовых поставок потребителю по договору.

• При внезапных колебаниях величины расхода высока вероятность того, что ручная одоризация окажется неточной, в то время как при незначительных часовых изменениях она условно приемлема.
  • Восстановление одоризационного режима в автоматическом режиме является необходимой мерой для выполнения положений соглашения о подаче газа.

Алгоритм функционирования системы в режиме автоматической работы

Когда газ проходит через узел учета в трубопроводе, на диафрагме БСУ появляется разность давлений ΔP, которая изменяется соразмерно величине расходования газа в трубопроводе. С помощью датчиков разности давлений, температуры и осуществляется измерение газовых параметров и преобразование значений в токовые аналоговые сигналы величиной 4-20 мА. Данные сигналы передаются в электронный компьютер измерительного блока, где вычисляется величина расхода газа. Затем сигнал текущего значения, полученный от датчика измерительного блока, передается в блок одоризационного управления. В момент начала вычисления расхода на электромагнитный клапан дозирования UD1 подается сигнал управления, который активирует дозирующий насос за счет повышенного давления в его приводной камере в течение определенного времени (5 секунд). Доза, подаваемая насосом, поступает в плюсовую камеру ДП2 соответствующего веса ИВ1, которая представляет собой измерительную трубку определенного вида и датчик перепада давления, с помощью которого устанавливается давление столба подачи дозы. После этого снимается сигнал управления Э/М клапана, и избыточное давление в камере привода насоса сбрасывается через измерительную трубку весового устройства, вытесняя дозу в дозатор одоранта, установленный на трубе, активная часть которого находится в газовом канале.

Датчик снова производит необходимых замер величины давления столбца, находящегося в измерительной трубке с одорантом. Вес поданной дозы зависит от величины разности давлений столба и площади сечения трубки. Блок управления на основе данных о весе дозы и весе норматива одоранта на 1 тыс. м3 газа вычисляет количество газа, на которое подается доза, и по его истечении снова подается команда на ввод дозы.

Если нет весового расходомера или в силу определенных обстоятельств он не функционирует и, соответственно, функция определения веса дозы в блоке управления выключена, то объем газа, приходящийся непосредственно на подаваемую в газовый поток дозу, рассчитывается на основании введенных значений объема дозы, заданного на насосе-дозаторе, и объема нормативного количества одоранта на 1 тыс. м3 газа. В момент прохождения вычисленного объема газа контроллер подсчитывает расход газа и управляющий сигнал заданной длительности (5 секунд) поступает на э/м клапан установки-дозатора — УД1, доза подается в газовый поток и подсчет объема прошедшего газа начинается заново.