Автоматизация колонны стабилизации конденсата

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 
высшего образования
Уфимский государственный нефтяной технический университет

Факультет автоматизации производственных процессов
Кафедра автоматизации технологических процессов и производств

Курсовой проект по курсу 
«Автоматизация технологических процессов и производств»
на тему:
Автоматизация колонны стабилизации конденсата






Выполнил: ст. гр. БАТ-12-01							     Ж.М. Лукпанов

Проверил: к.т.н, доцент 								З.В. Агзамов





Уфа 2016
РЕФЕРАТ
     
     Курсовой проект 75 с., 17 рисунков, 3 таблицы, 20 использованных источников, 5 приложений. АВТОМАТИЗАЦИЯ УСТАНОВКИ СТАБИЛИЗАЦИИ КОНДЕНСАТА, CENTUM CS3000, ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ.
     Объектом исследования является КОЛОННА СТАБИЛИЗАЦИИ УСТАНОВКИ СТАБИЛИЗАЦИИ КОНДЕНСАТА.
     В процессе исследования были рассмотрены технологический процесс установки стабилизации конденсата, выполнен анализ существующего уровня автоматизации, и методов контроля за технологическим процессом.
     Цель проекта- построение имитационной модели в VisSim.
     В результате исследования существующего уровня автоматизации установки была разработана функциональная схема автоматизации. С помощью SCADA-пакета был создан человеко-машинный интерфейс для управления технологическим процессом.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 
высшего образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Кафедра автоматизации технологических процессов и производств 

ЗАДАНИЕ
На выполнение курсового проекта (КП) по курсу
«Автоматизация технологических процессов и производств»

1 Тема КП: Автоматизация установки стабилизации конденсата

2 Срок утверждения задания 29.01.16 Срок сдачи законченного КП 11.04.16

3 Исходные данные к выполнению КП :технологический регламент колонны стабилизации конденсата, включающий в себя назначение технологического процесса, характеристика сырья и продуктов, характеристика и спецификация оборудования, описание технологического процесса, нормы технологического режима, контроль технологического процесса, безопасная эксплуатация производства, возможные неполадки технологического процесса, отходы производства, технологическая схема, санитарная характеристика зданий и помещений, наружных установок, характеристика взрывоопасности объекта, перечень сигнализаций и блокировок, ФСА и ПАЗ , рекомендуемая литература: 
- А.П. Веревкин, О.В. Кирюшин, Автоматизация технологических процессов и производств;
- С.А. Ахметов, М.Х. Ишмияров, А.П. Веревкин, Е.С. Докучаев, Ю.М. Малышев, Технология, экономика и автоматизация процессов переработки нефти и газа;

4 Задание на КП (вопросы, подлежащие разработке, и ожидаемые результаты):
     Технологическая часть: изучить исходную информацию, технологическую схему, исследовать закономерности процессов, выявить и сформировать таблицы параметров регулирования, контроля, сигнализаций и блокировок (защит); исходя из взрывоопасности технологического процесса проанализировать соответствие используемого оборудования, провести классификацию производства по прилагаемой форме; сделать литературный обзор по установке стабилизации конденсата с целью повышения эффективности технологического процесса и управления показателями качества, а также улучшения его безопасности; сформировать рекомендации для модернизации системы автоматизации технологического процесса, обосновать актуальность задач КП.
     Ожидаемые результаты: знания о технологическом процессе, таблицы параметров регулирования, контроля, сигнализаций и блокировок (защит); классификация производства по прилагаемой форме, выводы о необходимости применения конкретных методов повышения эффективности технологического процесса и управления показателями качества на основе литературного обзора, а также улучшения его безопасности, рекомендации по модернизации системы автоматизации технологического процесса.
     Проектная часть: Модернизировать СПАЗ и РСУ: доработать систему блокировок, установить газоанализаторы и отсечные клапаны на технологический блок, отобразить на ФСА. В программном пакете CentumCS 3000 разработать мнемосхему технологического процесса, новые системы регулирования.
Ожидаемые результаты: доработанные ФСА и СПАЗ, спецификация, мнемосхема технологического процесса в среде Centum CS 3000.
     Расчетно-исследовательская часть: на основе данных построить имитационную модель колонны стабилизации в Vissim 3.0.
Ожидаемые результаты: получение имитационной модели в VisSim 3.0 с передаточными функциями колонны стабилизации конденсата.
5.Содержание пояснительной записки: 
     1. Введение.
2. Краткое описание технологической схемы и закономерностей процесса.
3. Литературный обзор методов управления установкой и обеспечения безопасности.
4. Расчетно-исследовательская часть.
5. Проектная документация (предлагаемая ФСА, ТСА, спецификация).
6. Заключение.
7. Список использованных источников.
6 Объем и перечень графической части и листингов программного обеспечения:
1. ФСА объекта в нормальном режиме.
2. Функциональная схема ПАЗ и блокировок.
3. Имитационные модели управления установкой стабилизации конденсата.
4. Окна мнемосхем SCADA – системы CS 3000.

Задание выдал: З.В. Агзамов			Дата выдачи задания: ___________
Руководитель КП ___________  ./______________ /
                                              (Подпись)            (Инициалы, фамилия)

Согласовано: Д.С. Матвеев		Дата согласования: ___________
Руководитель ВКР ___________  ./______________ /
                                              (Подпись)            (Инициалы, фамилия)

Задание получил:	Ж.М. Лукпанов		Дата получения задания __________
Студент ___________________  _________________  
      (Подпись)       (Инициалы, фамилия, группа)
СОДЕРЖАНИЕ
														С.
Введение…………………………………………………………………………………...6
1 Краткое описание технологического процесса	7
1.1 Назначение технологического процесса 	7
1.2 Характеристика сырья и продуктов	10
1.3 Описание технологической схемы	12
1.4 Характеристика взрывоопасности объекта	17
1.5 Нормы технологического режима	17
1.6 Перечень сигализации и блокировок	17
2 Описание и анализ существующей системы автоматизации 	16
2.1 Задачи управления и защиты которые решаются системной автоматизации	16
2.2 Краткая характеристика архитектуры системы и состава технических средств	18
2.3 Литературный обзор	20
2.4 Выводы по литературному обзору 	27
3 Расчетно-исследовательская часть 	28
3.1 Описание процедуры создания имитационной модели	28
3.2 Разработка компьютерной имитационной модели блока установки стабилизации колонны	29
3.3 Выводы по третьему разделу	38
4 Программно-техническая реализация системы управления в CENTUM CS3000…39
Заключение 	41
Список использованных источников 	42
Приложение А (обязательное). Характеристика взрывоопасности объекта	43
Приложение Б (обязательное). Нормы технологического режима	45
Приложение В (обязательное). Перечень сигализации и блокировок	50
Приложение Г (справочное). Спецификация датчиков	58
ВВЕДЕНИЕ

     Целью курсового проекта является улучшение существующей схемы автоматизации установки стабилизации конденсата, создание системы управления УСК в DCS YOKOGAWA CANTUM CS3000R3.
     Основными задачами курсового проекта ставятся: улучшение структурной схемы автоматизации, улучшение ФСА и схемы блокировок ПАЗ, разработка мнемосхем управления вакуумным блоком и программ контроллеров СПАЗ и РСУ.
     Курсовой Проект состоит из:
* Технологической части, где приводится краткое описание технологии и регламента процесса;
* Части «Автоматизация», где проводится анализ существующей системы автоматизации и даются рекомендации по ее улучшению и модернизации, проводится литературный обзор методов автоматизации вакуумного блока установок АВТ;
* Описаний схем автоматизации, структурной схемы и схемы блокировок;
* Заказных спецификаций на средства КИПиА;
* Мнемосхем процесса;
* Комплекта чертежей ФСА и схемы ПАЗ;
* Таблиц сигнализаций и блокировок системы ПАЗ.
1 Краткое описание технологического процесса
      
1.1  Назначение технологического процесса

     КПК предназначен для подготовки потока добываемой продукции, поступающей с промысла от сателлитной установки и от манифольдных станций, подключенных напрямую, а также от УКПГ -2 и УКПГ -3.
     Подготовка сырья на КПК предусматривает разделение поступающей газожидкостной смеси на газовую и жидкую фазы с дальнейшей подготовкой товарной нефти для подачи в магистральную нефтепроводную систему КТК, и подготовкой кислого (содержащего сероводород, углекислый газа, меркаптаны) газа, для закачки в пласт или на Оренбургский Газоперерабатывающий завод (ОГПЗ) и подготовкой топливного газа для использования на собственные нужды в качестве топливного и для выработки электроэнергии на ГТУ.
     Производительность КПК составляет:
   * По стабильному жидкому конденсату (нефть и конденсат) – 10,28 млн.т/год.
   * Подготовка кислого газа для экспорта и закачки в пласт – 5,36 млрд. м3/год;
   * Установка очистки – свыше 1.0 млрд/год.
   * Производительность КПК оценивается из расчета 8000 часов работы в год. В состав КПК входят следующие основные установки и технологические линии:
   * Площадка входных манифольдов – 130;
   * Передвижная площадка камер приема очистных устройств – 190;
   * Площадка тестового сепаратора - 200;
   * Площадка установки сепараторов-разделителей газа среднего давления –
   201 А/В;
   * Площадка установки сепараторов-разделителей газа среднего давления – 202; 
   * Площадки стабилизации и очистки конденсата – 5-210/213/214;
   * Площадка хранения и откачки конденсата – 220;
   * Площадки осушки высокосернистого газа и контроля точки росы – 5-341/343;
   * Площадка очистки топливного газа и регенерации амина – 5-339;
   * Площадка осушки топливного газа и контроля точки росы –5-340;
   * Площадка рекомпремирования кислого газа – 5-360;
   * Площадка компремирования газа выветривания НД – 5- 362;
   * Площадка компремирования и откачки высокосернистого газа – 5-364;
     Установка стабилизации конденсата - 210А/В/С/D состоит из четырех параллельных технологических линий, где производится обезвоживание, обессоливание, стабилизация и обессеривание конденсата. Конденсат от сепаратора-разделителя газа низкого давления направляется в питательную емкость колонны стабилизации конденсата далее подогреваясь в подогревателе направляется в обессоливатель. В линию конденсата подаются деэмульгатор и промывочная вода до входа в обессоливатель. Конденсат от обессоливателя подается в колонну стабилизации конденсата. Конденсат со дна колонны стабилизации конденсата направляется в разделитель конденсата. Газ с верхней части колонны стабилизации охлаждаясь в охладителе поступает в емкость орошения колонны стабилизации.  Газ, исходящий из емкости орошения колонны стабилизации конденсата, смешивается с газом от питательной емкости и обессоливателя и направляется на установку компремирования газа выветривания низкого давления (участок 362).
     Товарной продукцией КПК является:
   * Стабилизированная товарная нефть (в смеси с конденсатом) для реализации по магистральной нефтепроводной системе КТК, СТ РК1347-2005/ГОСТ Р 51858-02, MOD;
   * Очищенный топливный газ на собственные нужды ГОСТ 5542-87;
   * Осушенный от влаги кислый газ, содержащий кислые компоненты (сероводород, углекислый газ, меркаптаны) - высокосернистый газ для закачки в пласт (удовлетворяет условиям надежности эксплуатации системы закачки газа в пласт).
     Все виды товарной продукции должны соответствовать стандартам и техническим условиям их транспортирования, хранения, поставки и использования.
     В таблице 1.1 представлены качественные показатели на товарную продукцию нефть (в смеси с конденсатом) для реализации по магистральной нефтепроводной системе КТК.
Таблица 1.1 - Качественные показатели на товарную продукцию СТ РК1347-2005/ГОСТ Р 51858-02, MOD

Наименование показателя
норма
Методы испытания

1
2
3

1. плотность при 200С кг/м3 не более
830-895
ГОСТ 3900
2. Выход фракций, % объемных, не менее
при температуре до 2000С
при температуре до 3000С
при температуре до 3500С

21-30
42-52
53-62
ГОСТ 2177
3. Массовая доля парафина %
6.0
ГОСТ 11851
4. Массовая доля воды % не менее
0.5
0.5
1.0
ГОСТ 2477-65
5. Массовая доля механических примесей % не более
0.05
0.05
0.05
По ГОСТ 6370-83
6. Концентрация хлористых солей мг/дм3 не более
100
300
900
По ГОСТ 21534
7. Давление насыщенных паров, кПа (мм рт.ст.) не более
66.7
(500)
66.7
(500)
66.7
(500)
По ГОСТ 1756

Норма для нефти вида

8. массовая доля сероводорода млн-1 (ppm) не более
20
50
100
По ГОСТ Р 50802
9. массовая доля метил-и этилмеркаптанов в сумме млн -1 (ppm) не более
40
60
100


1.2 Характеристика сырья и продуктов

     Сырьем для КПК является газожидкостная смесь, поступающая от сателлитной установки и манифольдных станций, также потоки кислого газа и частично стабилизированного конденсата от установок подготовки УКПГ-3 (от УКПГ-2 через УКПГ-3) для до подготовки.
     Характерными особенностями месторождения являются:
* аномально низкая пластовая температура (до 100°С) при аномально высоком пластовом давлении 520-600 кг/см2;
* высокое содержание жидких углеводородов в добываемом газе;
* наличие сероводорода, углекислого газа, меркаптанов в пластовом флюиде, что обуславливает высокую коррозионную агрессивность рабочих сред в процессе подготовки;
* наличие парафинов в жидкой фазе (конденсате и нефти);
* применение различных хим.реагентов (ингибиторов коррозии, дисперсантов), метанола, ТЭГ, ДЭГ, амина и др.).
     В таблицах 2.1, 2.2 представлены физико-химические свойства газа и конденсата, компонентные составы газа, нефти и конденсата месторождения Карачаганак в соответствии с технологической схемой разработки.
Таблица 2.1 - Основные характеристики пласта и физико-химические свойства пластового газа и конденсата
Наименование параметра
Единица измерения
1 объект
2 объект
3 объект




Северо
восточный
Юго-западный
Начальное пластовое давление
МПа
54.3
56.5
58.7
58.7
Текущее пластовое давление
(авторский надзор на 01.01.2003 г.)
МПа
45.3
49.0
51.9
52.9
Давление начала конденсации
МПа
44.7
48.5
-
-
Давление насыщения нефти
МПа
-
-
58.1
55.3
Потенциальное содержание С5*вышс в пластовом газе
г/м3
470
640
-
-
Коэффициент сверхсжимаемости пластового газа
Доли ед.
1.32
1.40
-
-
Коэффициент сжимаемости
1/МПа*104
-
-
26.8
21.5
Газосодержание
м3/т
-
-
625
449
Мольная доля cуxoгo газа в пластовом
Доли ел.
0.917
0.900
-
-
Плотность пластового газа
кг/м3
441
474
-
-
Плотность пластовой нефти
кг/мЗ
-
-
601
651
Объемный коэффициент
Доли ед.
-
-
2.28
1.99
Вязкость пластовой нефти
мПа*с
-
-
0.28
0.57
Вязкость пластового газа
мПа*с
0.068
0.084
-
-
Плотность конденсата пятиступенчатой сепарации при 20 °С
кг/мЗ
774.5
789.1
-
-
Вязкость конденсата пятиступенчатой сепарации при 20°С
мПа с
1.28
1.95
-
-

Таблица 2.2 - Параметры дегазированной нефти и конденсата
Параметры
Единица измерения
Конденсат
Нефть северо-восточного участка
Нефть юго-восточного участка
Плотность при 200С
кг/м3
782
844
865
Вязкость при 200С
мПа*с
1.61
7.5
13.5
Содержание серы
%масс
0.9
0.7
0.9
Содержание парафинов
%масс
2.9
3.8
5.0
Содержание асфальтенов
%масс
0.07
0.08
0.34
Содержание смол
%масс
0.7
1.23
3.68
Температура застывания
0С
ниже-10
ниже-10
-28 - +11
Выход фракций
%об.до
1500С
24.5
23.1
16.0
Выход фракций
%об.до
2500С
53.5
47.8
41.2
Выход фракций
%об.до
3000С
68.2
62.2
47.0
     
       1.3 Описание технологической схемы

     Установка 210 включает в себя следующее оборудование:
   * 5-210Х-VS-01 – расходный бак колонны стабилизации конденсата;
   * 5-210Х-ХХ-01 – блочно-комплектное устройство обессоливания конденсата (1, 2 ступени);
   * 5-210Х-VA-01 – емкость орошения колонны стабилизации конденсата;
   * 5-210Х-VE-01 – колонна стабилизации конденсата;
   * 5-210Х-НА-01А/В/С/D – дополнительный ребойлер колонны стабилизации конденсата;
   * 5-210Х-НА-02А/В – боковой ребойлер колонны стабилизации конденсата;
   * 5-210Х-НА-03А/В – подогреватель сырого конденсата;
   * 5-210X-HA-04A/B – входной подогреватель колонны стабилизации конденсата
   * 5-210Х-НС-01 – конденсатор колонны стабилизации конденсата;
   * 5-210Х-НС-02 – концевой холодильник конденсата;
   * 5-210Х-НС-03 – воздушный холодильник колонны стабилизации конденсата;
   * 5-210Х-НD-01А/В/C/D – ребойлер колонны стабилизации конденсата;
   * 5-210Х-РА-04А/В – насосы орошения колонны стабилизации конденсата
   * 5-210Х-XY-02 – блок дозирования ингибитора коррозии;
   * 5-210Х-XY-03 - блок дозирования деэмульгатора
     Мощность установки стабилизации конденсата определяется требованием к производству 10,28 млн. тон/год стабилизированной очищенной нефти для транспортировки по трубопроводу КТК. Требуется четыри линии стабилизации, каждая с производительность 321 тонн/час стабилизированной очищенной нефти. 
     Установка стабилизации предназначена для стабилизации конденсата с доведением давления насыщенных паров по Рейду до значения меньшего, чем 0,65 бар значительным отпариванием потока непрямым подведением теплоты в паровом рейболере. Для повышения эффективности использования тепла боковые и запасные рейболеры потребляю рекуперированное тепло, поступающего от потока кубовой жидкости испарителя конденсата.  Небольшое количество пара, отходящего с верха колонны, сжижается в воздухоохладителе и возвращается в стабилизатор для орошения в целях уменьшения потерь C5+ с газом мгновенного испарения, уходящего с емкости орошения. После понижения содержания CO2 и H2S в конденсате кубовой жидкости стабилизатора, производится его очистка.  Тем не менее, конденсат имеет значительное содержание меркаптанов, которые необходимо удалить на установке очистки газолина перед экспортом конденсата.  
     Для уменьшения коррозии производится непрерывная закачка ингибитора коррозии в газоотводные линии.
     
     
     1.3.1 Питательная емкость колонны стабилизации конденсата 5-210-VS-01.
     Подача конденсата на установки стабилизации осуществляется с сепаратора-разделителя НД 202-VQ-01/02. Двухфазовая смесь подается в питательную емкость колонны стабилизации конденсата 5-210X-VS-01, где газовая фаза отделяется и подается на всасывающую линию компрессора газа выветривания НД 5-362X-KA-01, при этом обеспечивается контроль давления. Рабочее давление - 15,5 бар.
     Жидкость в питательной емкости используется для уменьшения колебаний в потоке конденсата на входе и обеспечения постоянного расхода на обессоливатели 5-210X-XX-01 и колонну стабилизации 5-210X-VE-01.
     Некондиционная нефть периодически подается в питательную емкость стабилизатора с насосов некондиционной нефти 6-561Х-PС-03A/B.  Одна из трех технологических линий стабилизатора используется для отвода. Расход некондиционной нефти составляет только 10 м3/ч и, таким образом, не оказывает значительного влияния на работу технологической линии стабилизатора. 
     Конденсат, поступающий из питательной емкости, предварительно подогревается во входном подогревателе колонны стабилизации конденсата 5-210X-HA-03. В межтрубном и трубном пространстве тепло теплообменника рекуперируется за счет потока кубовой жидкости разделителя. Конденсат подогревается с 28?C до 68?C.  При данной повышенной температуре происходит снижение вязкости, что приводит к повышению эффективности процесса обессоливания. 
     1.3.2 Обессоливание 5-210X-XX-01.
     Для достижения необходимого содержания соли в нефти установка обессоливания 5-210X-XX-01 предусматривает две ступени электростатической деминерализации.
     Конденсат подается на установку при температуре 68?C и смешивается с водой с обессоливателя2-ой ступени 5-210X-VU-02. Периодическое взаимодействие повторно используемой и добываемой воды разбавляет содержание соли в водной фазе и уменьшает содержание соли в оставшейся воде нефти, уходящей из обессоливателя 1-ой ступени 5-210X-VU-01. Обессоливатель 1-ой ступени работает при 13,5 бар.
     Конденсат не стабилизирован после подогрева во входном подогревателе и после понижения давления в смесительном клапане. Для каждой ступени обессоливания предусматривается бак-дегазатор для удаления газа перед подачей в бак электростатической деминерализации.  Газ с дегазаторов-обессолевателей 5-210X-VS-03/04 подается во всасывающий трубопровод компрессора газа выветривания НД 5-362Х-KA-01 A/B/C, при этом обеспечивается контроль давления.  Дегазаторы располагаются над обессоливателями (электростатической деминерализации) для обеспечение постоянного наличия жидкости в последних. Жидкости с дегазаторов сбрасываются в баки-обессоливатели 5-210X-VU-01/02 и распределяются на межфазном уровне гидравлическим затвором. Поток нефти направляется вверх по баку с прохождением через высоковольтное электростатическое поле, что вызывает возбуждение и объединение капель воды.  Нефть покидает бак через трубный коллектор.  
     При достижение водяных капель критического размера в связи с процессом объединения, происходит их оседание в нефти и формирование водной фазы на дне бака. Вода направляется при контроле межфазового уровня на установку очистки технологической воды 6-562.
     Нефть, выделившаяся в обессоливателе первой ступени, смешивается при прохождении смесительного клапана с промывочной водой, включающей в себя продувочную воду бойлера, поверх которой находится питательная вода бойлера. Общее количество промывочной воды в технологической линии составляет 4,6 м3/ч. 
     Нефть и вода поступают на вторую ступень обессоливания, где технологический процесс идентичен первой ступени, за исключением того, что вода возвращается вверху первой ступени для обеспечения первоначального разбавления. Обессоливатель второй ступени работает под давлением 11,5 бар. Насосы рециркуляции воды обессоливателя
     5-210X-PA-01 A/B рециркулируют воду с выходной линии второй ступени на входную линию первой ступени для обеспечения «внутренней рециркуляции» для достаточного количества воды, смешанной с конденсатом до каждого смесительного клапана для достижения хорошего взаимодействия между фазами жидкостей.  
     Подача электроэнергии на решетку обессоливателя обеспечивается тремя высоковольтными трансформаторами (трехвольтная система). 
     1.3.3 Колонна стабилизации конденсата 5-210X-VE-01.
     Обезвоженный и обессоленный конденсат при контроле уровня подается с обессоливателей в колонну стабилизации конденсата 5-210X-VE-01. Часть потока направляется при регулировании расхода в верхнюю линию колонны стабилизации. Данный поток может быть направлен в конденсатор 5-210X-HC-01 для увеличения количества имеющейся жидкости для рециркуляции в колонну или напрямую на верхнюю тарелку. 
     Подача тепла в колонну стабилизации обеспечивается за счет бокового рейбойлера стабилизатора 5-210X-HA-02, дополнительного рейболера колонны стабилизации 5-210X-HA-01 и ребойлера стабилизатора 5-210X-HD-01. Боковой и дополнительный ребойлер используют рекуперированное тепло с потока кубовой жидкости разделителя. Ребойлер стабилизатора использует пар СД (21 бар, 215?C) в качестве теплоносителя. Высокосернистый газ, выделившийся в питательной емкости стабилизатора 5-210X-VS-01, может использоваться для устранения возможного накопления свободной воды на тарелках стабилизатора. Десорбированный газ используется для увеличения потока пара в верхней секции колонны и улучшения абсорбции свободной воды, что представляет собой преимущество отсутствия увеличения общего производства газа мгновенного испарения на установке колонны стабилизации. 
     Верхний продукт колонны стабилизации конденсата частично конденсируется в воздухоохладителе 5-210X-HC-01. Сбор жидкостей производится в емкости орошения 
     5-210X-VA-01, и газы направляются на всасывающую линию компрессора газа выветривания 5-362X-KC-01A/B/C/D. Емкость орошения представляет собой трехфазный сепаратор. Вода отводится через регулирующий клапан на установку очистки технологической воды 6-562 при контроле регулирования межфазового уровня. 
     Поток углеводородов переходит через перегородку в емкости и направляется в закрытую дренажную систему при контроле уровня или возвращается в колонну для орошения насосами 5-210X-PA-04A/B.
      Образование отложений тяжелых углеводородов на стенках трубок ребойлеров, подогревающихся паром среднего давления снижает эффективность их работы. Обработку внутренней поверхности ребойлеров 5-210Х-HD-01A/B/C/D ингибитором ЕС-3021А проводится с насосной станции с одноблочной монтированной установки из двух пневматических объемных насосов (один рабочий, один запасной).
     Процедура дренирования и пропарки теплообменников и ребойлеров колонны стабилизации проводится при механической изоляции, циркуляцией и чисткой деминерализованной водой, в соответствии с сертификатом на отключение системы защиты PSV и датчиков обнаружения газа и сертификата на механическое отключение. 
     
     
1.4  Характеристика взрывоопасности объекта

     Данные по характеристикам взрывоопасности объекта приведены в таблице А.1 приложения А.
     
1.5  Нормы технологического режима

     Данные по нормам технологического режима приведены в таблице Б.1 приложения Б.
     
1.6  Перечень сигнализаций и блокировок

     Данные по блокировкам и сигнализациям приведены в таблице В.1 приложения В.
     
     
2 Описание и анализ существующей системы автоматизации
      
2.1 Задачи управления и защиты, которые решаются системой 
автоматизации

     Автоматизация технологического процесса стабилизации конденсата является трудоёмкой задачей. Основные технологические объекты блока стабилизации конденсата представляют собой объекты с распределенными параметрами, подверженные случайным детерминированным возмущениям, воздействующим как на входные, так и на выходные параметры.
     Основными задачами автоматизации блока получения масляной фракции являются:
   * стабилизация основных технологических параметров с целью получения продуктов заданного качества;
   * оптимизация технологического процесса по технико-экономическому критерию.
     АСУТП установки стабилизации конденсата организуется в виде двухуровневой функционально распределительной, иерархической системы на базе программно-технического комплекса CENTUM CS 3000 фирмы YOKOGAWA Electric Corporation и включает в себя следующие подсистемы:
   * подсистему контроля, управления и сигнализации, далее называемую распределенной системой управления (РСУ);
   * подсистему противоаварийной автоматической защиты (ПАЗ).
     РСУ обеспечивает централизованный контроль состояния объекта, сигнализацию отклонения параметров от нормы, регулирование параметров процесса по стандартам закона, ручное и дистанционное управление процессом, формирование журнала аварийных сообщений, расчет технико-экономических показателей, формирование отчетных документов о производственной деятельности установки.
     ПАЗ обеспечивает защиту технологического оборудования и персонала в аварийных ситуациях, сигнализацию срабатывания подсистемы защиты, фиксирование порядка срабатывания системы защиты, возможность ручного инициирования срабатывания системы защиты.
     Структура АСУТП установки стабилизации конденсата включает следующие уровни управления процессом:
   * верхний уровень – уровень оперативного управления, реализуемый на базе операторских станций (ОС) системы CENTUM CS 3000, обеспечивающий централизованный контроль и дистанционное управление технологическим процессом, формирование и выдачу отчетных документов;
   * нижний уровень – уровень автоматического управления, реализуемый на базе контроллеров CENTUM CS 3000, обеспечивающий функции регулирования, автоматического управления и защиты. Технически это обеспечивается датчиками (первичными преобразователями), каналами связи, усилителями, задатчиками, регуляторами, исполнительными устройствами, функциональными блоками.
     Верхний уровень АСУТП реализуют следующие функции:
* архивирование событий;
* управление регуляторами, исполнительными механизмами и электроприводами в дистанционном режиме;
* визуализация состояния технологических объектов управления в реальном масштабе времени;
* выработка управлений для предотвращения развития аварийных событий, в частности, подключение резервного оборудования, диагностика наличия и причины неисправности, формирование уставок для подсистем нижнего уровня и т. д.
* Нижний уровень АСУТП реализуют следующие функции:
* поддержание технологических параметров на заданных значениях (уставках);
* контроль за технологическими параметрами, для которых не выполняется функция регулирования;
* сигнализация о параметрах, значения которых вышли за пределы, рассматриваемые как предельно допустимые;
* блокировка управлений, являющихся результатом ошибочных действий технологического персонала;
* противоаварийная защита (ПАЗ) процесса и производства при возникновении аварийных ситуаций.

2.2 Краткая характеристика архитектуры системы и состава технических средств

     Организация управления процессом стабилизации конденсата строится на базе системы CENTUM CS 3000. Выбор этой системы обусловлен высокими качественными характеристиками, обеспечивающими устойчивость процесса регулирования. Основные задачи, решаемые системами управления CENTUM:
* безопасное ведение технологических процессов,
* реализация решений задач оптимального управления,
* обеспечение устойчивости процессов регулирования,
* управление периодическими процессами,
* взаимодействие с подсистемами верхнего и нижнего уровня,
* сбор и накопление данных.
* Основные достоинства системы:
* гибкая система резервирования;
* удобная конфигурация рабочего места оператора, имеющая возможность независимого накопления исторической информации;
* высокая скорость данных по внутренней шине (шина ESB, скорость 128 Мбит/с);
* большой объем оперативной памяти (до 32 Мбайт);
   * связь с подсистемами верхнего и нижнего уровней (Передача информации в общезаводскую сеть с использованием протокола ОРС. Также осуществляется связь с подсистемами нижнего уровня (ПЛК,SCADA).
     Всего в данной системе, возможно, контролировать около 100000 величин, а максимально возможное число контроллеров в комплексе-256.
     Система CENTUM CS 3000 для связи со станциями, включенными в конфигурацию системы(верхний уровень), использует технологии V net, ESB и Ethernet. Сеть V Net связывает в единую распределенную систему контроллеры и станции операторов. Шина Ethernetиспользуется для подключения станции оператора HIS (используемой для управления, контроля и вывода на дисплей переменных процесса), ENG и супервизорных систем. Нижний полевой уровень связи контроллеров с удаленными блоками ввода/вывода реализует шина RIO bus. К одной шине может быть подключено до 8 блоков ввода/вывода.
     RISC-процессор имеет память - 8 Мбайт, а расширенный объем памяти - 16 Мбайт.
     Число входов/выходов: нормально - 300 аналоговых и 1000 дискретных, максимально - 1280 аналоговых и 4096 дискретных.
     Имеются два контроллера:
     Standart FCS (LFCS) - через сеть RIO соединяется с выносными блоками ввода/вывода; контроллер может резервироваться «пара и резерв».
     Compact FCS (SFCS) - в конструктиве порядка 30 блоков ввода/вывода, могут резервироваться центральный процессор и блок питания.
     Для программирования работы контроллеров используются следующие пакеты:
* SequentialFunctionChart (SFC) - функциональный графический конфигуратор: SEBOL Block - язык, ориентированный на периодические процессы (целесообразно комбинирование с SFC);
* SequenceTableBlock - табличный конфигуратор операций контроля и последовательного управления: LogicChartBlock - графический конфигуратор логических действий.
     Конфигурация системы CENTUM CS 3000 приведена на рисунке 2.1


Рисунок 2.1 – Конфигурация системы CENTUM CS 3000
     
       2.3 Литературный обзор 

     Установка стабилизации и очистки конденсата предназначена для стабилизации собранного со скважин Тарасовского месторождения конденсата. После установки стабилизации конденсата стабильный конденсат по трубопроводу направляется на базу ГСМ ОАО НК «Роснефть-Пурнефтегаз», откуда отправляется потребителю по железной дороге.
     АСУ ТП представляет собой программно – технических средств, реализующих следующие функции:
* сбор и архивирование оперативной информации о работе установки;
* контроль аварийных отклонений технологических параметров;
* контроль и управление состоянием технологического оборудования;
* автоматическая защита и блокировка оборудования;
* управление технологическим процессом;
* регулирование технологических параметров;
* анализ предаварийных ситуаций;
* выдача оперативной информации о ходе технологического процесса на станциях отображения информации;
* подготовка и обмен информацией со смежными системами управления;
* диагностика работоспособности технологического оборудования и ПТК АСУ ТП.
     Система управления технологическим процессом на базе программного продукта Honeywell Experion представляет собой объединенные в единую сеть надежные контрольные устройства, рабочие станции и мощные программные средства, обеспечивающие управление технологическим процессом.
     Серверы системы имеют следующую конфигурацию:
* процессор–PentiumIV или выше частотой 2,5 ГГц;
* ОЗУ – 2 Гбайта;
* Кэш память - 512 кбайт;
* Диск – 36 Гбайт;
* OC Windows 2000 Server.
     Система имеет 3 сетевых уровня, каждый из которых может быть реализован разными вариантами типовых сетей.
     Сетевая структура системы приведена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Сетевая структура системы
     Основным контроллером системы Experion PKS является контроллер С200. 
     Прикладные программы пользователя могут быть написаны на языках C/C++, VisualBasic, Visual C/C++ и реализовываться на сервере, рабочих станциях и в контроллерах.
     Для создания систем противоаварийнойзащиты используется специальный контроллер противоаварийнойзащиты фирмы Honeywell Fail Safe Controller (FSC), имеющий центральный процессор с четырехкратным резервированием.
     В системе Experion PKS возможны несколько типов рабочих станций:
* Flex;
* Console;
* ConsoleExtension.
     Астраханский газоперерабатывающий завод предназначен для подготовки и переработки пластового газа с получением товарных продуктов, в состав которого входят:
* установки сепарации пластового газа высокого давления (1-4 У-171, 1-2 У-271); 
   * установки сероочисткигаза раствором диэтаноламина (1-4 У-172, 1-2 У-272);  
   * установки осушки и отбензинивания очищенного газа (У-174, 274); 
   * установок по производству и хранению серы и доочистки отходящих газов (1-4 У-151, 1-2 У251); 
   * установки очистки и компримирования газов выветривания конденсата (У-141, 241); 
   * установки стабилизации конденсата и обработки пластовой воды (У-120, 220); 
   * комбинированная установка, включающая  блок  электрообезвоживания  и электрообессоливания (ЭЛОУ), бл.......................