Автоматизация установки обессоливания нефти, расположенной на УППН Гожан ЦДНГ-3 НГДУ Чернушканефть (ООО Лукойл-Пермнефть).

Введение На современном этапе развития нефтегазодобывающей промышленности большое значение имеет развитие автоматического управления производством, замена физически и морально устаревших средств автоматизации и систем управления техническими процессами и объектами нефтегазодобычи. Введение новых систем автоматического контроля и управления приводит к повышению надежности и точности отслеживания технологического процесса. Системный подход при решении вопросов автоматизации технологических процессов, создание и внедрение автоматизированных систем управления позволили осуществить переход к комплексной автоматизации всех основных и вспомогательных технологических процессов бурения, добычи, обессоливания и транспортировки нефти и газа. Нефть, выкачиваемая из подземных пластов, имеет в своём составе, кроме пластовой воды, различные нежелательные примеси, процент содержания которых в ней различен. Он зависит как от состояния пласта, из которого добывается нефть, так и от географического положения месторождения. Добываемая в Пермской области нефть в подавляющем большинстве случаев обладает повышенным содержанием хлористых солей. Эффективная очистка от нежелательных примесей – одна из основных задач, стоящих в нашем регионе перед цехами подготовки нефти. Первичная подготовка добываемой нефти на промыслах вызвана необходимостью уменьшить транспортные расходы, предотвратить образование стойких эмульсий, не допустить гидратообразования в нефтепроводах, сократить приемистость водонагнитательных скважин, уменьшить коррозионное разрушение внутрипромыслового, магистрального и заводского оборудования и нефтепроводов при транспорте нефти, газа. 1 РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 1.1 Общая характеристика производственного объекта УППН “Гожан” ЦДНГ-3 УППН “Гожан” расположен на Гожанском нефтяном месторождении в Куединском районе Пермской области. Процесс очистки нефти можно представить в виде схемы, показанной на рис.1.1. Узел учета предназначен для учета количества нефти, поступающей на УППН “Гожан” ЦДНГ-3. Количество поступающей по трубопроводу нефти контролируется турбинными счетчиками, импульсные сигналы которых заводятся на вторичные преобразователи расхода. После узла учета, нефть через делитель фаз, отделяющий пластовые воды, поступает сначала в сепараторы, предназначенные для отделения лёгких газообразных примесей (разгазирование), а затем – самотеком в резервуары, где отстаиванием понижается обводненность нефти с 30 до 5 %. Из резервуаров очищенная нефть через буферные ёмкости непрерывно подается насосами в печи, в которых происходит её нагрев до 55-600С с целью подготовки для последующего глубокого обезвоживания и обессоливания в специальных резервуарах. Из этих резервуаров нефть через теплообменники, предназначенные для нагрева потока поступающей сырой нефти, перекачивается в ёмкости товарной нефти. В случае получения некондиционной нефти в резервуарах она для дополнительного обезвоживания подается к теплообменникам через электродегидраторы. Рис. 1.1. Схема процесса очистки нефти на УППН

Аннотация
Целью дипломного проекта, является автоматизация установки обессоливания нефти, расположенной на УППН Гожан ЦДНГ-3 НГДУ Чернушканефть (ООО Лукойл-Пермнефть).
Задачи стоявшие перед разработкой:
 получение в режиме реального времени информации о ходе технологических процессов;
 внедрение автоматизированных средств диагностирования и предупреждения возникновения аварийных ситуаций;
 контроль состояния исполнительных механизмов и вспомогательных агрегатов;
 замена ручного ведения документооборота автоматизированным;
 замена устаревших средств КИПиА на современные, повышающие надёжность и точность измерений, обеспечивающие удобство в обслуживании и более высокий организационный уровень, а также снижающие трудоёмкость управления технологическими процессами.
Для реализации этих задач целесообразно строить информационно-измерительную и управляющую систему на иерархическом и централизованном принципе. В качестве устройства связи с объектом рационально использовать устройства управляемые контроллером, с последующей передачей информации в IBMсовместимый компьютер. Окончательную обработку информации, визуализацию, ведение архивов и формирование управляющих сигналов проводить с помощью компьютера в программной среде построения систем диспетчерского управления и сбора данных (SCADA).

Содержание
Введение 9
1 РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 10
1.1 Общая характеристика производственного объекта УППН Гожан ЦДНГ-3 10
1.2 Построение АСУ ТП установки обессоливания 11
1.3 Выбор оборудования для автоматизации установки обессоливания 13
1.3.1 Выбор датчика давления 13
1.3.2 Выбор датчика расхода 17
1.3.3 Приборы для измерения температуры 21
1.3.4 Приборы для измерения уровня 22
1.3.4.1 Выбор датчика уровня 23
1.3.4.2 Выбор сигнализатора уровня 26
1.3.5 Выбор солемера 30
1.3.6 Компоновка вторичных преобразователей в шкафу АСУ ТП обессоливания нефти 30
1.3.6.1 Описание каналов ввода вывода теплоэнергоконтроллера ИМ2300 ЩМ 31
1.3.6.2 Описаие каналов ввода вывода микропроцессорного измерителярегулятора ТРМ138 32
1.3.6.3 Описание каналов ввода вывода контроллера микропроцессорного ГАММА8М 34
1.3.6.4 Описание каналов ввода вывода измерителя УКТ38 фирмы ОВЕН 35
1.3.7 Анализ характеристик программируемых логических контроллеров 36
1.3.7.1 Описание каналов вводавывода ПЛК-84.М1 задействованных в данном проекте 39
1.3.8 Реализация системы управления в SCADA-системе 41
1.3.9 АРМ оператора установки обессоливания нефти 44
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 46
2.1. Принципиальная схема технологического процесса обессоливания нефти 46
2.2. Автоматизация технологического процесса обессоливания нефти 47
2.3. Блок теплообменников и насосов 48
2.4. Контур подачи исходной (производственной) воды 51
2.5. Контур подачи горячей (греющей) воды 53
2.6. Работа системы контроля технологического процесса 54
3 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 56
3.1. Система управления процессом обессоливания нефти 56
3.2. Моделирование процесса обессоливания нефтей 56
3.3.1. Регулирование температуры 63
3.3.1.1. Синтез системы управления регулирования температуры 63
3.3.1.2. Компьютерный анализ системы управления температурой 65
3.3.2. Регулирование подачи производственной (нагретой) воды 66
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ АВТОМАТИЗАЦИИ УСТАНОВКИ ОБЕССОЛИВАНИЯ НЕФТИ 71
4.1. Технико-экономические показатели установки обессоливания 72
4.1.1. Капитальные затраты 72
4.1.2. Эксплуатационные расходы в год на установку обессоливания 74
4.2. Экономические результаты, обеспечиваемые АСУ 75
4.2.1. Определение экономического эффекта 75
Технико-экономическое обоснование проекта 78
4.3. Вывод по разделу 78
5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТАНОВКИ ОБЕССОЛИВАНИЯ НЕФТИ 80
5.1. Общие положения 80
5.2. Анализ опасных, вредных производственных факторов и причин аварийных ситуаций 81
5.3. Мероприятия по защите от опасных, вредных производственных факторов и от возникновения аварийных ситуаций 83
5.4. Возможные чрезвычайные ситуации на установке обессоливания 89
5.5. Мероприятия по ликвидации аварийных ситуаций 89
5.6. Охрана окружающей среды 92
5.7. Расчет заземления электрооборудования установки обессоливания 93
5.8. Вывод по разделу 95
Заключение 96
Список литературы 98

Список литературы
1. Автоматизация типовых технологических процессов и установок/ А. М. Корытин, Н. К. Петров, С. Н. Радимов, Н. Т. Шапорев. М.: Энегроатомиздат,1988.-432 с.
2. Антропов Д., Петров Т., Тяплошкин А. Распределённая система контроля технологического процесса переработки высокосернистой нефти // СТА-2002 №2.
3. Горячев В.П. Основы автоматизации производства в нефтеперерабатывающей промышленности. М.: Химия, 1987. 128 с.
4. Информационный, измерительный и управляющий комплекс «Деконт»: Руководство по эксплуатации РЭ 4205-002-48531244-99. Ч. 2. Техническое описание (Редакция апрель 2003 г.) / Компания ДЭП. М.: 2003. 60 с.
5. Исаакович Р.Я., Логинов В.И., Попадько В.Е. Автоматизация производственных процессов нефтяной и газовой промышленности. М.: Недра, 1983. 424с.
6. Каталог продукции ЗАО Альбатрос Устройства уровнеметрии и средства автоматизации. Выпуск 8.0 2004
7. Каспарьянц К.С. Промысловая подготовка нефти и газа. М.: Недра, 1973. 376 с.
8. Левченко Д. И. Технология обессоливания нефти на нефтеперерабатывающих предприятиях. М.: Химия; 1985. 320 с.
9. Маршалл В. И. Основные опасности химических производств. М.: Мир, 1989. 360 с.
10. Межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации электрических установок. ПОТ РМ 0162001 (с изменением и дополнением от 01.07.2003 г.).
11. Методическое указание по техникоэкономическому обоснованию. Г. А. Тимофеева, Ю. В. Старков; П.: ПГТУ, 2003.
12. Организация производства и управление предприятием. Под ред. Туровец О. Г. М.: ИНФРА-М, 2003.- 528 с.
13. Правила пожарной безопасности в нефтяной промышленности. ППБО85; М.: Недра, 1986.
14. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие/ А. С. Клюев, Б. В. Глазов, А. Х. Дубровский. Под редакцией А. С. Клюева. М.: Энергоатомиздат, 1990. 512 с.
15. Технологический регламент УППН Гожан ЦДНГ НГДУ Чернушканефть 2005.
16. Электронный каталог Метран 2004
17. Электронный каталог Siemens «Automation & Drives» a CA01 10/2003
18. http://www.microm.ru/prod_skbpa.shtm
19. http://www.oilelectroniccompany.ru/