Кафедра АППиЭ

Тема: Автоматизация системы откачки утечек нефти на НПС-21 ООО «Транснефть-Восток» в г. Сковородино

ВВЕДЕНИЕ

В Нефтяной промышленности при работе с нефтяными продуктами важно, что бы  утечек не было, ведь  это может привести к пожару, взрыву и экологической катастрофе. Во избежание таких ЧС была с конструирована система сбора и откачки утечек, которая изображена на рисунке 1.

Система состоит из двух емкостей в которые стекают нефтяные продукты. При наполнении срабатывают датчики уровня 3 и 8, и насосами нефтяные продукты перекачивается через шаровые краны 4 и 9 на котельную. При аварии используют краны 5 и 10 для сброса в нефтепровод.

ПРОБЛЕМА

Проблема данной системы заключается в том, что не все оборудование имеет возможность управляться автоматически. Например при заполнении емкости человеку необходимо идти на объект и открывать кран вручную, а это большие потери во времени, что может привести к аварийной ситуации. Отсутствует возможность мониторинга данной системы, и это может привести к неожиданным сработкам и к непредсказуемым развитиям событий. Так же емкости не имеют взаимосвязи, т.е. нефтепродукты текут хаотично и  заполняют емкости не равномерно, что является без порядковым процессом и усложняет возможность контроля уровня. Опять же, сигнализация о происходящем на данном объекте поступает на контроллер и загорается лампочка и на этом как бы вся информация и заканчивается. Подведя итоги был вынесен вердикт, что этот объект нельзя оставлять в таком плачевном состоянии.

РЕШЕНИЕ
 
Данная система нуждается в модернизации. Для это нужно было ввести в систему ряд таких изменений как:
1. Заменить или модернизировать оборудование для возможности автоматического управления (заменить шаровые краны на задвижки с электроприводом).
2. Улучшить систему регулировки направления потоков нефтяных продуктов посредством внедрения дополнительных задвижек и тем самым так же создать возможность взаимосвязей емкостей между собой.
3. Добавить, помимо ПДУ, радарный уровнемер для возможности мониторинга уровня в ёмкости.
4. Подключить всю систему к ПЛК и написать программу которая будет отслеживать и регулировать весь процесс.
5. Создать визуализацию в Trace Mode для наблюдения за всеми процессами, протекающими на объекте, и разместить его в операторной*.
6. Создать щит управления процессом с возможностью управления в ручном и автоматическом режиме.

* - в дипломной работе вся система будет смоделирована в среде CoDeSys, а визуализация и пульт управления в Trace Mode.

Собрав все воедино получим систему, которая будет выглядеть как показано на рисунке 2

Система состоит из:

1,11 - Ёмкость подземная
2,12 - Обратный клапан
3,13 - Погружной насос
4,14 - Радарный уровнемер
5,6,15,16 - Поплавковый датчик уровня
7,8,9,17,18 ,19 - Задвижка с электроприводом
10 - ПЛК

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Нефтяные утечки проходят через задвижку 9 (см. рисунок 1) и попадают в  подземную ёмкость 1. Для измерения и отслеживания уровня в ёмкости стоит радарный уровнемер 4 и для ограничения максимума и минимума стоят поплавковые датчики уровня 5 и 6. При срабатывании ПДУ 5 сигнал поступает на  ПЛК 10 и ПЛК отправляет сигнал на включение насоса 3,открытие задвижки 7,закрытие задвижки 9 и открытие задвижки 19. После выполнения данного алгоритма нефтяные продукты начинают течь в подземную ёмкость 11  и откачиваться из первой ёмкости на котельную. Во второй ёмкости принцип работы остается неизменным и срабатывания всех датчиков происходит по тому же алгоритму. Когда ПДУ 6 срабатывает , в ПЛК поступает сигнал что, который говорит о том что уровень в первой ёмкости достиг минимума и насос качает в холостую. ПЛК отправляет сигнал на отключение насоса 3, закрытие задвижек 7. После  того как вторая емкость наполнится и сработает ПДУ 15 , нефтепродукты будут течь в первую ёмкость, а из второй будут качаться через задвижку 17. При аварийной ситуации переполнения обеих емкостей (когда ПДУ 5 и 15 сработали) происходит аварийный сброс через задвижки 8 и 18. Вся система работает в автоматическом режиме, но также предусмотрено ручное управление.

ИТОГИ

Благодаря внедрению такой модернизованной системы облегчается  возможность наблюдения и контроля за системой, снижается риск возникновения ЧС, т. е. увеличивается надежность.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На данном этапе разработки составлен план действий и начерчены необходимые схемы, выбрано необходимое оборудование в соответствии с нормами взрывозащиты (т.к. нефтепродукты являются агрессивной средой). В дальнейшем будет создана визуализация и написано ПО.
Спасибо за внимание!