Автоматизация газораспределительной установки

Необходимая тепловая мощность обеспечивается двумя  водогрейными котлами в отсеке котельной  для повышения степени надежности узла. В случае отказа одного котла, второй может обеспечить работоспособность  станции в аварийном режиме.

Циркуляционные  насосы установлены на входе водогрейных  котлов и работают под управлением  прибора контроля и защиты насосов  в режиме распределения времени  работы. При выходе одного насоса из строя исправный насос обеспечивает работоспособность на 100%. Для защиты системы от превышения внутреннего гидравлического давления, котлы оборудованы предохранительными сбросными устройствами (сброс осуществляется в расширительный бак).

Электроснабжение  БПГ осуществляется от промышленной сети 220В/50Гц, или 380В/50Гц в зависимости  от требований заказчика. Питание заводится  через шкаф вводной, оборудованный автоматами защитного отключения. Вводной шкаф устанавливается в отсеке котельной.

газораспределительный логистический автоматизация управление

1.6 Узел одоризации газа

 

Газ, подаваемый в населенные пункты, должен быть одорирован. Для одоризации газа может применяться этилмеркаптан (не менее 16 г. на 1000 м) или другие вещества.

Газ, подаваемый промышленным предприятиям и электростанциям, по согласованию с потребителем может  не одорироваться.

В случае наличия централизованного узла одоризации газа, расположенного на магистральном газопроводе, допускается не предусматривать узел одоризации газа на ГРУ.

Узел  одоризации устанавливается, как правило, на выходе станции после обводной линии. Подача одоранта допускается как с автоматической, так и с ручной регулировкой.

На ГРУ необходимо предусматривать емкости для хранения одоранта. Объем емкостей должен быть таким, чтобы заправка их производилась не чаще 1 раза в 2 мес. Заправка емкостей и хранение одоранта, а также одоризация газа должна осуществляться закрытым способом без выпуска паров одоранта в атмосферу или их нейтрализацией.

1.7 Режимы работы и режимные параметры АГРУ «Энергия-1» Салихово

 

Режимы  управления:

– полностью автоматическое управление;

– дистанционное управление исполнительными механизмами с удаленного АРМ оператора;

– дистанционное ручное и дистанционное автоматическое управление исполнительными механизмами от панельного АРМ оператора, встроенного в шкаф САУ.

Автоматические  блочные газораспределительные  станции «Энергия» (рис. 1) предназначены для питания отдельных потребителей природным, попутным, нефтяным, предварительно очищенным от тяжелых углеводородов, и искусственным газом от магистральных газопроводов с давлением (1,2–7,5 МПа) путем снижения давления до заданного (0,3–1,2 МПа) и поддержания его. Станции «Энергия» эксплуатируются на открытом воздухе в районах с умеренным климатом при температуре окружающего воздуха от –40°С до +50°С с относительной влажностью 80% при 20°С.

Номинальная пропускная способность  станции «Энергия-1» по газу в условиях по ГОСТ 2939–63 равна 10000 м³/ч при входном давлении Рвх=7,5 МПа (75 кгс/см²) и Р вых = 0,3 МПа (3 кгс/см²).

Максимальная пропускная способность  станции равна 40000 м³/ч газа при входном давлении Рвх=7,5 МПа (75 кгс/см²) и Рвых=1,2 МПа (12 кгс/см²).

Таблица 1. Характеристики ГРС 

Показатели	Значения
	Энергия-3		Энергия-1			Энергия-3.0
Пропускная способность, нм3/ч	1000–6000		10000–40000			3000
Давление рабочей среды, МПа:
-на входе	от 1,2 до 7,5
-на выходе	0,3; 0,6; 0,9; 1,2 (по требов.)
Температура рабочей среды,°С:
на входе	Любая
на выходе	по требованию
Температура,°С:
окр. среды	от –40 до +50
в помещениях ГРУ	от –40 до +50						не менее +5
Кол-во выходов газа	один	Один				один или более,   по требованию
Содержание капельной жидкости в газе	не лимитируется
Содержание механических примесей в газе	не лимитируется
Минимальный размер механических частиц, удерживаемых в фильтрах, мкм	400				5
Количество котлов, шт.	–	–				2–3 (один резервный)
Тепловая мощность, кВт:
– котла	–	–				29,7
– подогревателя	100	235, 350 или 980				–
Расход газа, м3/ч:
– на котел	–	–				3,5
– на подогреватель (Факел-ПГ-5)	12	–				–
– на подогреватель (ПГ-10)	–	41				–
– на подогреватель (ПТПГ-30)	–	115				–
– на подогреватель (ПГА-200)	–	33				–
Давление теплоносителя, МПа:
– с котлами	–	–				0,2–0,3
– от теплосети	–	–				до 0,6
– в подогревателе	атмосферное						до 0,6
Температура теплоносителя,°С	70–95
Тип одоризатора	автоматический с дискретной подачей
	Габаритные размеры, мм			Масса, кг
Блок редуцирования	5450/2200/2700			3800
Блок переключения	4800/2200/2700			4500
Блок одоризации	1800/1180/2270			256
Блок КИП и А (вариант)	4500/2450/2700			3950
Подогреватель газа ПГ-10	5450/2200/2700			3800

 

1.8 Описание технологической схемы

 

Технологическая схема АГРУ «Энергия-1» Салихово представлена на рисунке 1.4.

Газ высокого давления, поступивший на вход ГРУ, проходит через шаровой кран №1 (см. рис. 1.4) на подогреватель газа ПТПГ-15М, где нагревается с целью предотвращения выпадения кристалогидратов.

Нагрев  осуществляется в змеевике радиационным излучением горелки и теплом отходящих  газов.

Подогретый  газ высокого давления через краны №7,6 поступает в блок редуцирования совмещенный с узлом очистки. Узел редуцирования состоит из двух редуцирующих ниток: рабочей и резервной.

В блоке  редуцирования происходит редуцирование  топливного газа на питание горелок  от Рвых. до 100–200 мм. вод. ст.

Из блока  редуцирования газ низкого давления проходит на замерный узел.

После замерного  узла газ поступает в узел одоризации, а затем в блок переключений. Газ идет в блок переключения через входной кран №12 и через выходную нитку выбрасывается на свечу.

Подготовленный  газ подается потребителю с выходным давлением 0,6 МПа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.4 – Технологическая схема АГРУ «Энергия-1» Салихово

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Объем автоматизации

 

2.1 Уровни автоматизации

Как правило, системы контроля и управления – это двухуровневые системы, так как именно на этих уровнях реализуется непосредственное управление технологическими процессами.

Нижний  уровень – уровень объекта (контроллерный) – включает различные датчики  для сбора информации о ходе технологического процесса, электроприводы и исполнительные механизмы для реализации регулирующих и управляющих воздействий. Датчики  поставляют информацию локальным программируемым  логическим контроллерам (PLC – Programming Logical Controller). Как правило, задачи управления решаются на контроллерном уровне.

Для уменьшения человеческого фактора, связанного с неправильной эксплуатацией сложного технологического оборудования, необходимо внедрение средств автоматизации  на основе человекомашинного интерфейса, интуитивно понятного человеку, которые должны обобщать, структурировать и систематизировать информацию.

Верхний уровень включает, прежде всего, одну или несколько станций управления, представляющих собой автоматизированное рабочее место (АРМ) диспетчера / оператора. В основном в качестве рабочих станций используются ПЭВМ типа IBM PC различных конфигураций.

Актуальность  АРМ оператора ГРУ состоит в необходимости повышения эффективности взаимодействия оператора (диспетчера) с системой и сведения к нулю его критических ошибок при управлении; сокращении времени на обработку информации, на поиск необходимой информации; улучшении качества контроля и учета аналоговых и дискретных параметров; управлении технологическим оборудованием, т.е. повышении эффективности работы оператора.

Все компоненты системы управления объединены между  собой каналами связи. Взаимодействие АРМ с САУ ГРУ осуществляется по сети Ethernet. Структурная схема представлена на рис. 2.1.

 

Рисунок 2.1 – Структурная схема системы контроля и управления ГРУ

 

Функции, которые выполняет АРМ САУ  ГРУ:

• обеспечение механизма регистрации пользователей для защиты от несанкционированного управления технологическим оборудованием ГРУ;
• отображение на мониторе мнемосхем крановой обвязки и технологического оборудования ГРУ в форме видеокадров, выполненных по принципу многоуровневого вложения от общего к частному;
• визуализация на мониторе информации от датчиков и сигнализаторов о состоянии технологического оборудования ГРУ, а также информации, поступающей от локальных САУ в реальном масштабе времени (подогревателей газа и др.);
• отображение аналоговых параметров, в том числе в виде трендов за заданный промежуток времени, и контроль их достоверности;
• отображение уставок аналоговых параметров с возможностью их изменения;
• отображение состояний исполнительных механизмов и контроль их исправности;
• дистанционное управление исполнительными механизмами (кранами, вентиляторами, ДКД);
• регистрация и архивирование информации с согласованной глубиной ретроспективы о состоянии крановой обвязки ГРУ, состоянии технологического оборудования, аварийных и предаварийных ситуациях, действиях оператора (по управлению технологическим оборудованием, изменению уставок технологических параметров);
• отображение и регистрация учета расхода газа по нескольким замерным узлам (мгновенного, суточного, месячного расхода), изменение конфигурационных параметров, в том числе с учетом химического состава газа;

– отображение текущей аварийной и предупредительной информации в журнале текущих тревог;

• звуковое оповещение оператора об аварийной ситуации, включающее аварийную и предупредительную звуковую сигнализацию;
• автоматическая генерация и печать журналов оператора;
• ведение архивов журналов событий, трендов и журналов оператора.

Внедрение таких систем на газораспределительных  станциях приобретает особое значение, так как позволяет обеспечить эффективную работу ГРУ в заданных режимах, повысить качество работы, обеспечить безаварийность и экологическую безопасность, повысить производительность труда.

Средства  автоматизации ГРУ (САУ ГРУ) предназначены для повышения надежной и стабильной работы ГРУ и обеспечения непрерывной подачи газа потребителям.

 

 

2.2 Функции автоматизации

Комплекс  технических средств автоматизации, установленный на технологическом  оборудовании обеспечивает:

1) Управление  узлом переключения, в том числе:

– измерение давления и температуры газа на входе ГРУ, сравнение измеренных значений с заданными технологическими и аварийными границами, формирование и выдача предупредительной и аварийной сигнализации;

– измерение давления и температуры газа на выходе ГРУ, сравнение измеренных значений с заданными технологическими и аварийными границами, формирование и выдача предупредительной и аварийной сигнализации;

– сигнализация положения кранов узла переключения, охранного крана ГРУ; дистанционное (с локального пульта ГРУ и с диспетчерского пункта) управление кранами узла переключения, охранным краном ГРУ и автоматическое отключение ГРУ при авариях. Управление узлом очистки газа, в том числе: измерение перепада давления в сепараторе;

– сигнализация минимального и максимального допустимого уровня жидкости в сепараторе; дистанционное и автоматическое управление краном на линии сброса жидкости в зависимости от уровня жидкости в фильтре-сепараторе;

– предупредительная сигнализация максимального уровня жидкости в сборных емкостях;

2) Управление  узлом предотвращения гидратообразований, в том числе:

– измерение давления и температуры газа на выходе блока подогрева;

– сигнализация положения кранов на входе и выходе блока подогрева, крана на линии подачи газа в обход подогревателя;

– автоматическое и дистанционное управление кранами;