Впроекте изложены общие сведения об лпдс «Нурлино», нефтяном предприятии ОАО «Уралсибтранснефть», общие положения охраны труда, техники безопасности, и охраны (стр. 14 из 19)

3.3.4 МОДУЛЬ СОПРЯЖЕНИЯ С ТЕРМИНАЛОМ МСТ

Модуль сопряжения с терминалом МСТ предназначен для подключения терминала и обеспечивает:

- двухсторонний информационный обмен с терминалом по „последовательному интерфейсу RS-485 в формате протокола Modbus RTU;

- просмотр на терминале текущей конфигурации КПК, массива данных телеметрии каналов ввода/вывода КПК, а также ввод с терминала параметров настройки интерфейсных модулей КПК;

- двухсторонний информационный обмен с модулем процессора МП7, входящим в состав КПК.

3.3.5 ТЕРМИНАЛ

Терминал предназначен для работы в составе КПК и обеспечивает:

- двухсторонний информационный обмен с МСТ, входящим в состав КПК, по последовательному интерфейсу RS-485 в формате протокола Modbus RTU;

- просмотр текущей конфигурации КПК, массива данных телеметрии каналов ввода/вывода КПК, а также ввод параметров настройки интерфейсных модулей КПК.

3.3.6 ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК

Система обнаружения утечек и ударов установлена на действующих наземных, подземных и подводных трубопроводах. Она позволяет обнаруживать утечки из (и осведомить об ударах по) любых трубопроводов. С распределением датчиков каждые 15 км по длине трубопровода определяет местоположение утечки (минимальный размер дыры или растрескивания – 5 мм) с точностью около 100 м по трубопроводу. Система оповещает пост управления (или, по необхомости, несколькие посты управления) в режиме реального времени о детекции утечки или удара о продуктопровод.

Система обнаружения утечек и ударов для продуктопроводов основана на:

- акустическом методе обнаружения с помощью специфических датчиков, установленных на трубопроводе;
- определении места разгерметизации или удара на базе GPS приемников для измерения разницы времени появления шума;
- специально разработанной компьютерной системе анализа шума, позволяющей определить позицию и тип аварийной ситуации (утечка или удар), а также, в случае разгерметизации, размер отверстия или растрескивания.
Основные преимущества настоящей акустической системы следующие:
- обнаружение и определение местоположения утечки или удара о трубопровод;
- прямое определение (без сравнения с моделью);
- обнаружение и определение на больших расстояниях (в некоторых условиях до 50 км между двумя датчиками);
- превосходная точность для определения места разгерметизации;
- обнаружение в реальном масштабе времени;
- обнаружение утечки маленького диаметра (минимум 5 мм);
- малая трудоемкость установки системы;
- использование сертифицированных взрывобезопасных датчиков;
- техническое обслуживание весьма ограничено.

Эта система обнаружения утечек использует один из следующих двух типов датчика:
— Гидрофон, который устанавливается внутри трубопровода, в Т- образном фитинге трубопровода (в контакте с продуктом);
— Акселерометр, который устанавливается снаружи трубопровода.

Определяя скорость распространения звука внутри трубопровода, и используя точное расстояние между датчиками, позиция разгерметизации может быть точно вычислена с помощью следующей формулой:

где d - расстояние между источником шума и рассматриваемым датчиком
D - расстояние между рассм. датчиком (A) и соседним датчиком (B)
V - скорость звука в трубопроводе
t - разность времени прихода шума к датчикам A и B: t = T1 - T2

Определенное число датчиков установлено вдоль трубопровода для ее защиты по всей протяженности. Основной вариант распределения датчиков предполагает их установку через каждые 15 км.

Принципы локализации или выявления утечки или удара идентичны. Неожиданный случай, такой как удар молотком, анкером, экскаватором, буровой машиной или выстрелом по трубопроводу, взрыв или землетрясение, является источником шума, который распространяется в трубопроводе. Так же как и шум утечки, это кратковременное столкновение может быть дистанционно обнаружено, и его координаты по трубопроводе, вычислены. Удар хорошо определяется, так как это очень энергетический и короткий импульс. Амплитуда и длина этого импульса будут зависеть непосредственно от типа аварии.

Удар и утечка хорошо различимы. Удар кратковременен. Утечка может произойти внезапно, но шум от нее постоянный. Удары о трубопровод могут повреждать его, причиняя разгерметизацию. Осведомление о производящихся ударах служит предварительной тревогой утечки для оператора.

Для того, чтобы определить местоположение утечки или ударов, предлагаемая Центральная Система Управления будет программирована с заданными параметрами, как точным расстоянием между датчиками и скоростью звука (измеренной или расчетной).

Как только утечка или удар обнаруживается, оператор отправляет комманду на место происшествия для его перекрытия и для ликвидации аварии. Для выполнения этой задачи расстояние d между местоположением утечки или удара и одным из датчиков выдается системой.

Точность определения местоположения зависит от трех факторов:
— точность определения скорости звука (которая может быть измерена или рассчитана);
— точность определения линейного расстояния между датчиками;
— точность "глобального" времени, выдаваемого навигационной спутниковой системой GPS, использование которой бесплатно.

Нормальная общая точность системы – около 1% расстояния между датчиками. Точность может быть увеличена, определив с меньшей погрешностью скорость звука по трубопроводу.

3.4 ПРИНЦИП РАБОТЫ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ НАСОСНЫМИ АГРЕГАТАМИ

В систему автоматического управления задаются данные по давлению. Система автоматического управления сравнивает фактическое давление с заданным и в случае если фактическое давление меньше чем на 1Атм подается сигнал на включение последующего агрегата. В случае если фактическое давление превышает заданное на давление дополнительного агрегата (в последовательном соединении насосов), то автоматически отключается последний включенный насос.

При аварии нефтеперекачивающего агрегата подается сигнал на блок контроля и управления, который в последующем передает сигнал на контроллер САУ. При обнаружении утечки сигнал поступает на контроллер, который в свою очередь через блок контроля и управления переходит на ручной режим с сопутствующим аварийным сигналом.

Функциональная схема работы системы управления представлена на рис.3.4.1

рис.3.4.1 Функциональная схема работы системы управления.

При пуске нефтеперекачивающего агрегата подается сигнал на открытие задвижек. Задвижка №1, перед нефтеперекачивающим агрегатом (по потоку), после плавного открытия передает сигнал – “задвижка открыта”. Сравнивается давление до открытия и после, датчик давления установлен до и после агрегата, после и до задвижек соответственно. Если давление в участке увеличилось, то поступает сигнал на включение агрегата, одновременно открывается 2 задвижка. Аналогично сравнивается давление после сигнала - “задвижка открыта”. Привод задвижки оснащен преобразователем частоты который регулирует скорость открытия (закрытия) задвижки, что позволяет сократить количество гидроударов по насосу (практически избежать их).

При отключении насоса подается сигнал на одновременное закрытие двух задвижек, что категорически исключает гидроудары.

Блок-схемы открытия и закрытия задвижек представлены на рис 3.4.2 и 3.4.3.

рис 3.4.2 Блок-сема алгоритма на открытие задвижек

рис.3.4.3 Блок-схема алгоритма на закрытие задвижек

На данный момент на нефтеперекачивающей станции ЛПДС «Нурлино» включение нефтеперекачивающих агрегатов происходит вручную - оператором. Для автоматического управления мною была разработана система автоматического контроля и управления нефтеперекачивающими агрегатами и построена графическая система автоматики, представленная на рис 3.4.4., по которой были написаны уравнения переходов и выходов, составлена лестничная диаграмма.

Управление нефтеперекачивающими агрегатами может осуществляться, как и из операторной, так и в непосредственной близости насосов при помощи терминала, который в свою очередь подключен к КПК. При нажатии кнопки пуск подается сигнал Х0 на положение A1(1,0,0,0). Если насос №1 работает нормально и необходимо повысить давление, то подается сигнал Х5 на положение А5 и автоматически включается насос №2. Представим что насос №2 – неисправен, тогда поступает аварийный сигнал о неисправности насоса и идет переключение в режим А6 (1 и 3 насосы – работают, 2-неисправен).

В случае если система обнаружила утечку на магистрали, система управления и контроля переходит на ручной режим с сопутствующей аварийной сигнализацией.

В графической системе автоматизации рассмотрены разные режимы работы электромеханического комплекса. Режим А15 – аварийный, в случае если необходимый для работы насос неисправен и его невозможно заменить, либо при повышении давления не осталось исправных агрегатов.