close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Автоматизация локального объекта на примере АСУТП

код для вставкиСкачать
В.Г. ЧУЛКОВ (ООО "Инсист Автоматика")
Автоматизация локального объекта на примере АСУТП подогрева нефти
Рассматриваются проблемы амортизации и создания современных многоуровневых АСУТП для
печей подогрева нефти установок подготовки нефти.
Современная автоматизация, основанная на компьютерных
технологиях, стремительно ворвалась в жизнь буквально в последнее
десятилетие. Подлежащего переоснащению оборудования очень много, и
даже крупные нефтяные компании осуществляют переход на новую технику
поэтапно. При этом очередность модернизации может диктоваться не только
технологическими соображениями, но и некоторыми внешними факторами.
Так, например, печи подогрева нефти - обязательное технологическое звено
установок подготовки нефти (УПН) - в традиционном исполнении оказались
несоответствующими новым требованиям Госгортехнадзора. В связи с
необходимостью оперативной модернизации множества печей группа
проектов по созданию АСУТП подогрева нефти как на действующих, так и на
вновь строящихся объектах нефтедобычи предприятием "Инсист
Автоматика" была выделена в отдельное направление.
Проблема старения
В настоящее время в районах нефтедобычи Западной Сибири работают сотни печей подогрева
нефти типа ПТБ-10 (производства Сызранского завода) и Магдебург (производства бывшей ГДР). ТП
подогрева нефти в таких печах достаточно прост: нефть по трубе-змеевику проходит через емкостьтеплообменник, в которой подвергается нагреву пламенем горящей газовоздушной смеси от ряда
горелок. На сегодня эти печи оказались морально устаревшими по целому ряду параметров, а именно:
 объем информационных функций имеющихся средств автоматизации не обеспечивает
эффективного ТП подогрева нефти, отсутствует возможность работы в составе АСУТП
установки подготовки нефти в целом;
 работа печей часто идет без автоматического поддержания соотношения "газ-воздух",
что приводит к перерасходу топлива и ухудшению экологической обстановки;
 номенклатура оснащения средствами КИПиА не соответствует действующим
требованиям, схема газовой обвязки не обеспечивает контроля загазованности в застойных
зонах функциональных блоков печей, что может привести к аварийной ситуации.
Новый уровень качества
Многие печи работают уже десятилетиями, средства КИПиА и аппаратура автоматизации
выработали свой ресурс и нуждаются в замене. Предприятием "Инсист Автоматика" совместно с
разработчиком печей (Саратовским НТЦ) разработан проект их комплексной модернизации. Он
предусматривает не только внедрение современной системы управления печами, но и доработку
конструкции печей с целью повышения качества и безопасности ведения ТП. В результате
всесторонней модернизации удается выйти на новый уровень качества практически по всему спектру
важнейших показателей, приводимых ниже.
Безопасность:
 достижение полного соответствия новым ужесточенным нормам Госгортехнадзора
посредством изменения газовой обвязки печи, применение электроприводных
быстродействующих запорных клапанов и установка клапана утечки между ними;
 введение системы контроля довзрывоопасной концентрации среды в теплообменной
камере и в коллекторе воздуховода как перед розжигом, так и во время работы печи в
помещении подготовки топлива; постоянный контроль загазованности не только в системах
оборудования, но и по периметру установки;
 введение автоматического режима ТП печей, в том числе: подготовки, розжига, вывода
на базовый режим, работы в базовом режиме, аварийного и планового остановов;
 защита, сигнализация и блокировка печей с расшифровкой причины.
Экономичность:
 сокращение расхода газа за счет применения регулирующего электроприводного
затвора на линии подачи топлива к камерам сгорания;
 сокращение расхода электроэнергии за счет применения частотно-регулируемого
электропривода (ЧРЭ) дутьевого агрегата;
 сокращение потерь нефти и вредных выбросов в атмосферу за счет общей оптимизации
работы оборудования в автоматическом режиме;
 увеличение срока службы технологического оборудования в результате
автоматической оптимизации процесса горения на благоприятных для оборудования режимах и
диагностики состояния основных частей оборудования;
 снижение эксплуатационных расходов за счет сокращения числа и длительности
ремонтов и простоев, перевода в автоматический режим значительного количества функций,
ранее осуществлявшихся персоналом; кроме того, в новой АСУ исключено большое количество
электромеханических устройств, характерных для старой автоматики и представлявших в
совокупности систему с низкой надежностью.
Эффективность управления и культура производства:
 автоматическое регулирование заданной температуры продукта на выходе из печей
при оптимальном соотношении "газ-воздух";
 применение ПЛК, увеличение числа датчиков и, соответственно, точек измерения и
управления;
 накопление и архивирование информации о работе оборудования и действиях
персонала в базе данных и формирование отчетов;
 дистанционный контроль и управление работой печей и технологическими задвижками
с АРМ оператора и местных операторских панелей на станции управления;
 возможность интегрирования в АСУ более высокого уровня.
В качестве иллюстрации эффективности работы новой системы управления можно привести
такой пример. По старой схеме в случае отказа одной из четырех горелок печи автоматически
срабатывала общая блокировка, и печь отключалась целиком. Причем индикации с указанием
конкретной отказавшей горелки не было, поэтому поиск причины срабатывания блокировки требовал
значительного времени и усилий. В новой системе причина и место отказа указываются сразу.
Нетрудно представить и просчитать, каких простоев и издержек удается избежать с внедрением новой
АСУТП.
Техническая структура
Как и другие свои проекты, Инсист Автоматика производит АСУТП печей подогрева нефти на
базе ПТК "ИСА" собственной разработки. Структура КТС представляет собой многоуровневую
распределенную систему.
Нижний ("полевой") уровень
Нижний уровень включает датчики давления и температуры с унифицированным выходным
сигналом 4-20 мА, датчики расходов нефти и газа, сигнализаторы наличия пламени и загазованности,
блоки искрового розжига, электроприводные ИМ.
Средний уровень
На среднем уровне находятся станции управления (СУ) печью. СУ конструктивно выполнены в
виде отдельных шкафов со своими операторскими панелями управления, позволяющими вести ТП при
отключении верхнего уровня АСУТП. В шкафу СУ помещены контроллер с модулями ввода/вывода,
промежуточные реле, барьеры искробезопасности и набор рядов зажимов для подключения полевого
оборудования. На этом уровне по содержащейся в контроллере программе реализуется обработка
входных аналоговых и дискретных сигналов, осуществляются функции автоматического ведения
режима, блокировок и защит, производится выдача управляющих сигналов на ИМ. Питание СУ
обеспечивается через источник бесперебойного питания.
Верхний уровень
Верхний уровень находится в помещении операторной УПН и оснащен высоконадежным ПК в
промышленном исполнении. Компьютер служит для визуализации всех контролируемых и управляемых
параметров и функций, оперативного управления ТП, автоматического ведения архивов,
формирования отчетов и т.д. Питание операторской станции обеспечивается через источник
бесперебойного питания.
Представленный проект по комплексной модернизации печей подогрева нефти, совмещающий
внедрение новой АСУТП с корректировками самого ТП и изменениями конструкции печей, осуществлен
в России впервые. АСУТП подогрева нефти внедрена на ряде объектов компаний ЮКОС, ЛУКОЙЛ. По
плану развития в течение пяти лет предусмотрена полная модернизация имеющегося парка печей.
Аналогичный проект внедряется на объектах компаний Сибнефть и КомиТЭК.
В промышленности очень много разнообразного оборудования, связанного с процессами
нагрева, подобного печам подогрева нефти. Проекты по печам базировались на разработках Инсист
Автоматики в другой, давно и успешно реализуемой отдельной группе проектов - по автоматизации
котельных. В принципе, оборудование любого назначения - от химической промышленности до
пищевой - работает на близких физических принципах и оперирует сходными параметрами: давление,
температура, время, расход и т.п. Поэтому Инсист Автоматика, выступая как системный интегратор,
осуществляет свои разработки в самых различных отраслях. А успешная модернизация печей
подогрева нефти стала ярким подтверждением универсальности используемой технологии
автоматизации.
Владимир Геннадьевич Чулков - главный инженер проектов ООО "Инсист Автоматика".
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа