Установки подготовки нефти на НПЗ

Рис.10

Основные функции:

1.      Управление насосами;

2.      Поддержание необходимого давления группы насосных агрегатов на выходе;

3.      Строгий контроль за работой насосов и переключением на резервный насос в случае аварии рабочего;

4.      Переключение насосов в режим работы от сети, в случае неисправности преобразователя частоты ;

5.      Управление режимом работы преобразователя частоты через панель управления станции;

6.      Возможность запуска и остановки любого из насосов при помощи кнопок в ручном режиме управления прямым пуском от сети.

3.5. Выбор дозировочного блока

Из всех блоков дозирования выбрала блок дозировочный регулируемый БДР Д для подачи деэмульгаторов, потому что при прочих равных условиях его цена ниже.

Блок дозировочный регулируемый для подачи деэмульгаторов предназначен для дозированного ввода жидких деэмульгаторов в трубопровод промысловой системы транспорта и подготовки нефти с целью осуществления внутритрубопроводной деэмульсации нефти.

Всё оборудование блока размещается в теплоизолированном блок-боксе со съёмной крышей и разделённым на два изолированных друг от друга отсека - технологического и аппаратурного.

В технологическом отсеке смонтированы:  
- ёмкость технологическая безнапорная для хранения и подогрева реагента, оснащённая электрическим обогревателем, визуальным указателем уровня с мерной линейкой, датчиками предельных уровней, заправочной горловиной с фильтром и дыхательным отверстием;
- ёмкость мерная для измерения расхода химреагента (размещена в технологической ёмкости);
- насос шестерёнчатый, осуществляющий заполнение технологической ёмкости химреагентом и периодическое его перемешивание по программе;
- агрегаты электронасосные дозировочные, плунжерные или мембранные, осуществляющие непрерывное объёмное дозирование химреагента.

В аппаратурном отсеке смонтирован шкаф управления и электронагреватель. Оборудование шкафа управления обеспечивает объём автоматизации и контроля для работы без постоянного присутствия обслуживающего персонала с возможностью дистанционного контроля и управления:
- заполнение технологической ёмкости химреагентом и автоматическое отключение шестерёнчатого насоса при заполнении ёмкости, снижении уровня химреагента ниже минимума, превышении давления в нагнетательной линии выше или ниже допустимых значений;
- циклическое перемешивание химреагента и под-держание его температуры в заданных пределах;
- местный контроль давления и температуры химреагента;
- ручное местное управление насосами-дозаторами, вентилятором, электрическими нагревателями, освещением;
- автоматическое отключение насосов-дозаторов при повышении давления и минимальном уровне химреагента в технологической ёмкости;
- поддержание температуры воздуха в отсеках блок-бокса в заданных пределах;
- индикацию аварийного состояния технологического оборудования;
защиту эл. цепей освещения технологического и аппаратурного отсеков от короткого замыкания;
контроль и управление технологическим оборудованием в различных вариантах исполнения с возможностью дистанционного - управления и подключения блока к АСУТП верхнего уровня.

3.6. Выбор датчиков и исполнительных механизмов.

При разработки данной системы автоматизации в выборе датчиков давления, температуры и уровнемеров я использовала комплексный подход. Проанализировав датчики нескольких фирм таких как  отечественных «Новолаб», «НефтеКип»(специализируются на приборах для химической и нефтяной промышленности), «Тепловодохран», «Метран» и зарубежных Systemair, пришла к выводу что наиболее оптимальный вариант предлагает фирма «Метран». В основе выбора лежит то, что выбранные датчики являются новейшими разработками, использующими новые технологии коммуникации (в частности цифровой выход и Hart-протокол) требуемую технологическим процессом точность (датчики давления применяются для контроля давления в емкостях, резервуарах, аппаратах в системе безопасности, то есть завышенная точность в измерении давления не требуется) и взрывозащищенное исполнение, что очень важно на предприятиях нефтяной отрасли.

3.6.1. Датчики давления

При выборе конкретной модели я сравнила несколько датчиков различных фирм представителей:

Метран 150

Измеряемые среды: жидкости, в т.ч. нефтепродукты; пар, газ, газовые смеси

Диапазоны измеряемых давлений:

минимальный 0-0,025 кПа;

максимальный 0-60 МПа

Выходные сигналы:

4-20 мА с HART-протоколом; 0-5 мА

Основная приведенная погрешность  ±0,075%

Диапазон температур окружающей среды от -40 до 80°С

Дополнительная температурная погрешность до ±0,05%/10°С

Диапазон перенастроек пределов измерений 50:1

Высокая стабильность характеристик Взрывозащищенное исполнение вида "искробезопасная цепь'' и "взрывонепроницаемая оболочка" Гарантийный срок эксплуатации - 3 года Внесены в Госреестр средств измерений под №32854-06, сертификат №25415, ТУ 4212-022-51453097-2006

Интеллектуальные датчики давления серии Метран-150 предназначены для непрерывного преобразования в унифицированный токовый выходной сигнал и/или цифровой сигнал в стандарте протокола HART входных измеряемых величин:

- избыточного давления;

- абсолютного давления;

- разности давлений.

Управление параметрами датчика:

- с помощью HART-коммуникатора;

-  удаленно с помощью программы H-Master, HART-модема и компьютера или программных средств АСУТП;

- с помощью клавиатуры и ЖКИ.

Улучшенный дизайн и компактная конструкция. Поворотный электронный блок и ЖКИ. Высокая перегрузочная способность. Защита от переходных процессов. Внешняя кнопка установки "нуля". Непрерывная самодиагностика.

WIKA IS-20-H

Выходные сигналы: 4-20 мА

Допустимая температура окружающей среды: -30…+105

Основная приведенная погрешность  ±0,25%

ПДТВХ-1-02

Выходные сигналы: 4-20 мА

Верхние пределы измерений, МПа  до 100

Пределы допускаемой основной погрешности, %     ±0,5%

Допустимая температура окружающей среды:    -40…+80

Таким образом ПДТВХ-1-02 не подходит по точности и отсутствию выходного цифрового сигнала. WIKA IS-20-H не подходит по температуре окружающей среды, так как в северных регионах России температура -30 °С и ниже обычное дело. Метран 150 подходит по всем параметрам.

3.6.2. Датчики температуры

При выборе сравнивались несколько модификаций датчиков  Метран и ТИН

Метран 280

•          Высокая точность

•   Высокая стабильность метрологических характеристик

•   Выходной сигнал 4-20 мА/HART

•   Цифровая передача информации по HART протоколу

•   Использование 2-х-проводных токовых линий для передачи сигналов

•  Дистанционные управление и диагностика

•   Внесены в Госреестр средств измерений под №23410-06, сертификат №24979, ТУ-4211-007-12580824-2002

•  Свидетельство о взрывозащищенности электрооборудования

№02.187 Метран-280Exia, №02.188 Метран-280Exd

•  Сертификат соответствия

№РОСС RU.ГБ06.В00126 требованиям ГОСТ Р 51330.0, ГОСТ Р 51330.1, ГОСТ Р 51330.10

•   Модернизированные ИПТ Метран-280-1

-  гальваническая развязка входа от выхода;

-  повышенная защита от электромагнитных помех;

-   программируемые уровни аварийных сигналов и насыщения;

-  конструктив электронного преобразо­вателя обеспечивает высокую надежность при длительной эксплуатации;

-  сокращен минимальный поддиапазон измерений.

Интеллектуальные преобразователи температуры (ИПТ) Метран-280 предназначены для точных измерений температуры в составе автоматических систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Использование ИПТ допускается в нейтральных, а также агрессивных средах, по отношению к которым материал защитной арматуры является коррозионностойким.

Связь ИПТ Метран-280 с АСУ ТП осуществляется:

-  по аналоговому каналу - передачей информации об измеряемой температуре в виде постоянного тока 4-20 мА;

- по цифровому каналу - в соответствии с HART-протоколом в стандарте Bell-202.

Для передачи сигнала на расстояние используются 2-х-проводные токовые линии.

Для измерения температуры нефти выбран ряд специализированный термодатчиков серии ТИН. Эти датчики отличаются хорошей надежностью, испытаны в сложных условиях работы на УКПН северных регионов России, обладают высокой точностью.

Danfoss MBT 5252

Выходной сигнал 4-20 мА

Диапазон измерения температуры -50 – +200

Точность: ±0,05%

Выбран датчик Метран 280-1, потому что имеет цифровой выходной сигнал. Датчики фирмы Danfoss дорогие не имеют цифрового сигнала и обладают точностью, которую на данном объекте управления нецелесообразно поддерживать.

3.6.3. Датчики уровня

Радарный уровнеметр Rosemount серии 5600

-   Измеряемые среды:

•          нефтепродукты,     щелочи,     кислоты, растворители,           водные           растворы, алкогольные напитки;

•          суспензии, глина, извести, руды и бумажная пульпа;

•          гранулированные материалы от руды до пластиковых гранул, мелкодисперсионные порошковые материалы, цемент и пр.

-  Температура окружающего воздуха -40…70°С

-  Выходные сигналы: 4-20 мА с цифровым сигналом на базе HART-протокола

-  Исполнение:

•                 обыкновенное;

•                 взрывозащищенное;

-  Степень зашиты от воздействия пыли и воды IP66

-   Межповерочный интервал - 2 года

-   Гарантийный срок эксплуатации - 1 год

-   Внесены в Госреестр средств измерений под №25548-03, сертификат №15817

Радарные уровнемеры серии 5600 - интеллектуальные приборы для бесконтактных измерений уровня различных продуктов в резервуарах и емкостях любого типа и размеров. Рекомендуются для технологического учета продуктов с погрешностью измерений уровня ±5 мм. Серия уровнемеров 5600 позволяет осуществлять успешные измерения как в простых, так и сложных условиях технологического процесса. Благодаря высокой чувствительности радарные уровнемеры серии 5600 могут применяться для измерений уровня продуктов с малой диэлектрической проницаемостью, работать в широком диапазоне значений температур и давлений. В датчике серии 5600 собрано все лучшее, что позволяет обеспечить радарная технология при данных измерениях. Уровнемеры обладают высокой гибкостью благодаря широкому выбору сменных антенн и материалов, просты в обслуживании и управлении, что в совокупности удешевляет затраты на обслуживание и обладание в целом.

Взлет СУ.

Назначение Ультразвуковой сигнализатор уровня «Взлет СУ1» предназначен для определения предельных значений уровня жидких сред через стенку емкости без непосредственного контакта со средой. Способ установки Ультразвуковые датчики крепятся без врезки на наружной поверхности емкости на уровне, который необходимо отслеживать. Датчики имеют магнитное крепление для быстрого монтажа и демонтажа на объекте, что обеспечивает минимальные эксплуатационные расходы. Для емкостей из немагнитных материалов может быть выполнен другой способ крепления. Отличительные особенности * не требуют врезки; * благодаря бесконтактному методу определения уровня, сигнализаторы могут применяться на емкостях с агрессивными средами. Принцип действия Излучающий и приемный датчики крепятся друг напротив друга на стенке емкости на уровне, который необходимо отслеживать. Признаком наличия среды является появление ультразвукового сигнала на приемном датчике. Дополнительные возможности * измерение уровня в емкостях под давлением; * возможность измерения уровня любых жидкостей, проводящих ультразвуковой сигнал, таких как агрессивные, вязкие и т. д. эти характеристики даннаого прибора определили его выбор.

Датчик уровня Barcon Серия LHC/PPC

Давление: величина измеренного давления передаётся через мембрану из нержавеющей стали или измерительный преобразователь на основе керамического конденсатора и преобразуется в температурно-компенсированный выходной сигнал. Величина сигнала пропорциональна давлению или уровню жидкости.

Технические характеристики

         Износоустойчивый и предельно точный

         Используется пьезорезистивный эффект или керамический конденсатор

         Многочисленные варианты использования в различных технологических процессах

         Корпус из алюминия или нержавеющей стали

         Точность не хуже 0,2%

         Простота монтажа и конфигурирования

         По заказу поставляется устройство отображения

         Тип выхода: 4...20 мА, HART, PROFIBUS-DP

Выбран датчик уровня Barcon, так как он имеет максимальную точность, а для оптимального ведения технологического процесса требуется точность до нескольких мм.

3.6.4. Измерение расхода жидкостей

Сравнив технические характеристики расходомеров Метран и Smith Meter, я выбрала ультразвуковой расходомер жидкости Smith Meter™ Ultra 6 так как погрешность измерения самая малая 0,5% от измеренного значения. Ультразвуковой расходомер не создаёт помех движению нефти.  Возможность бесконтактного измерения расхода любых сред. Долговечность и надёжность.

Ультразвуковой расходомер жидкости Smith Meter™ Ultra 6

Расходомер жидкости Smith Meter™ Ultra6 представляет собой 6-канальный ультразвуковой расходомер с блоком обработки сигналов (SPU), предназначенный для линий передачи нефтепродуктов. Это  новая модель в семействе высокоточных ультразвуковых измерительных устройств компании FMC Technologies Measurement Solutions, к которому также относятся расходомеры газа MPU 1200, 600 и 200. В расходомерах серии Ultra6 используется одна технология, они работают на тех же принципах настройки канала, электроники и обработки сигнала, что и один из лучших в мире расходомеров MPU 1200.

Принцип действия расходомеров Ultra6 основан на хорошо известном принципе времени прохождения акустического сигнала. Принцип измерения основан на явлении изменения направления и скорости распространения ультразвукового импульса в зависимости от рабочей среды. Скорость ультразвукового импульса, распространяющегося в направлении потока, увеличивается, тогда как скорость импульса против направления потока, уменьшается. Частотные сигналы, вызванные турбулентностью и шумом, отфильтровываются.