Описание установки как объекта автоматизации

Анализ объекта и обоснование необходимости разработки АСУТП

Описание установки как объекта автоматизации

На сегодняшний день асфальтосмолопарафиновые отложения (АСПО) остаются одной из наиболее актуальных проблем нефтяной промышленности при добыче на нефтяных скважинах традиционным методом с использованием электрических центробежных насосов (ЭЦН). Тяжелые компоненты нефти отлагаются на металлических поверхностях нефтепромыслового оборудования, уменьшая срок его службы и снижая его производительность, и таким образом, являются серьезной проблемой не только в процессе добычи нефти, но и при транспортировке и хранении. Дорогостоящий ремонт и замена компонентов добычи нефти приводит к дополнительным затратам и убыткам во время простоя скважины. Для борьбы с твердыми отложениями используются специальные химические реагенты - ингибиторы, препятствующие процессу их образования. Именно поэтому важнейшей задачей является периодическая регулируемая подача ингибитора в призабойную зону скважины. Этот процесс зачастую приходится проводить в суровых климатических условиях с низкими температурами и при опасности взрыва. Кроме того, ситуация осложняется тем, что нефтяные скважины сильно отличаются друг от друга по устройству, глубине залегания нефти, а также по количеству и составу содержащихся отложений, климатическому режиму, свойствам горных пород. С целью достижения вышеперечисленного используют установке дозирования ингибитора БРМ-4

Установке дозирования ингибитора БРМ-4 (рисунок 1.1) состоит из смесителя 1, к которому через коллектор монтируются ротаметра Р1 визуального контроля расхода жидкости, трубопровод основной жидкости с краном 6.

К ротаметру подключен входной фильтр Ф1, с краном К1 и вентиль регулирующий ВР1.

На входе смесителя вмонтированы манометр и мановакуумметр для контроля параметров давления. Установка собрана на раме 1 и крепится к фундаменту на анкерных болтах.

Общий вид установки представлен на рисунке 1.1. Параметры установки приведены в таблице 1.1.

1.1- смеситель; Р1 - ротаметр; Ф1, Ф3- входной фильтр;

ВР1- вентиль регулирующия; 1.2- рама; Н- насос

Рисунок 1.1 – Общий вид установки дозирования ингибитора БРМ-4

Таблица 1.1 – Параметры установки дозирования ингибитора БРМ-4

Технологическая схема дозирования ингибитора БРМ-4 представлено на рисунке 1.2.

По трубопроводу 1Б на установку подается основная жидкость с помощью насоса Н1 и через фильтр-Ф3.

Рисунок 1.2 – Технологическая схема установки дозирования ингибитора БРМ-4

По трубопроводу 1Д ингибидор самотёком через входной фильтр Ф1, кран К1, ротаметр Р1 регулирующие вентиля ВР1 подаются на установку.

Расход ингибидора 1Д, в соответствии с существующими рецептурами регулируется вентилями ВР1.

Контроль за расходом осуществляется визуально по соответствующим ротаметрам Р1.

Основная жидкость насосом Н1 под давлением подается в инжектор смесителя, где создает разрежение и подсасывает строго дозируемое количество добавок. Далее частично перемешанная и дозированная жидкость попадает в смеситель, где смешивается окончательно. Жидкость после смешивания по трубопроводу 1П направляется на хранение в резервуар.

Работа на установке осуществляется следующим образом.

Открываются краны К1; К4. Затем включается насос Н1. Работа установки контролируется по манометрам. Показания манометра на нагнетающем трубопроводе насоса не должны быть менее 0,7 МПа.

Осуществляя визуально контроль за расходом дозируемых жидкостей по ротаметрам, оператор производит регулировку соответствующими вентилями ВР1.

По окончанию работы выключается насос Н1, закрывается кран К4. Затем поочередно краны К1.

Варианты совершенствования технологического процесса

Основным недостатком технологического процесса в настоящий момент является необходимость ручного регулирования расхода ингибидора с помощью регулирующих вентилей ВР1 по показаниям ротаметров Р1 соответственно, а также ручного управления кранами К1, и К4 и насосом Н1. Кроме того, необходимо обеспечивать контроль давления по манометру.

Поскольку компаундирование (смешение) компонентов должно осуществляться в строгом соответствии с соотношением объемных долей, задаваемых рецептурой, регулирование расхода в ручном режиме может привести к отклонению состава получаемых смесевых топлив и ухудшению их потребительских качеств.

Переход на автоматическое регулирование расхода компонентов смесевого топлива и автоматическое управление запорными кранами и насосом, позволит не только добиться точного соответствия состава смеси требуемому, но и отказаться от постоянного присутствия оператора, осуществляющего контроль и управление процессом, на установке.

Автоматический контроль давления в нагнетающем трубопроводе позволит повысить технологическую безопасность эксплуатации установки и улучшить диагностируемость насосного оборудования и контроль герметичности трубопроводов.

Для устранения указанных недостатков в дипломном проекте предлагается разработка автоматизированной системы управления блоком трехкомпонентного компаундирования.

Для выполнения указанной разработки в рамках дипломного проекта предлагается:

− заменить ротаметр Р1 на измерительный преобразователь расхода с унифицированным выходным сигналом и обеспечить прием данных от них;

− заменить регулирующие вентили ВР1 на регулирующий клапан с электроприводом;

− заменить запорные краны К1 и К4 на запорные клапаны с электромагнитным приводом;

− заменить показываюший манометр на преобразователь давления с унифицированным выходным сигналом;

− организовать дистанционное задание оператором уставки по расходу каждого из смесевых компонентов;

− обеспечить мониторинг и автоматическое регулирование расхода смесевых компонентов по ПИД-закону в соответствии с уставкой регулирующими клапанами с электроприводом;

− обеспечить контроль давления в нагнетающем трубопроводе;

− обеспечить мониторинг технологических параметров и управление процессом средствами системы диспетчерского управления и контроля на основе SCADA.