Автоматизация нефтяной насосной станции

Введение

Актуальность данной темы заключается в том, что современное состояние научно-технического прогресса характерно для все более широкого использования микроэлектроники в различных секторах экономики. Роль микроэлектроники в развитии общественного производства определяется ее практически неограниченными возможностями решения различных проблем во всех секторах экономики, которые оказывают глубокое влияние на культуру и жизнь современного человека.
В научной литературе особое внимание сейчас уделяется внедрению микропроцессоров, которые предлагают решение задач автоматизации управления механизмами, приборами и устройствами.
Адаптация микропроцессора к особенностям конкретной задачи осуществляется в основном за счет разработки соответствующего программного обеспечения, которое затем сохраняется в памяти программ.
Проблема заключается в том, что частое включение нефтяной насосной станции и короткие интервалы работы приводят к быстрому износу оборудования, что очень нежелательно. Поэтому ремонт насосной станции следует проводить сразу после обнаружения «симптома».
Предмет работы - специфика работы автоматизации нефтяной насосной станции.
Объект работы - нефтяная насосная станция.
Цель данной работы: рассмотреть теоретические и практические аспекты автоматизации нефтяной насосной станции.
В связи с поставленной целью необходимо рассмотреть следующие задачи:
Понятие и сущность нефтяной насосной станции.
Автоматизация нефтяной насосной станции.


1. Понятие и сущность нефтяной насосной станции

Нефтяная насосная станция - это комплекс сооружений и устройств для транспортировки нефти до потребителя или ближайшей насосной станции (см. рис. 1).


Рисунок 1 – Нефтяная насосная станция

Система сбора и транспортировки продуктов из нефтяных скважин включает в себя бустерные насосные станции, которые обеспечивают транспортировку продуктов из скважин через нефтяные резервуары к станциям подготовки нефти и центральным станциям сбора и обработки нефти.
В системе магистральных нефтепроводов напорные и промежуточные насосные станции различаются. Головка предназначена для приема и подачи масла в основную маслопровод, чтобы обеспечить повышение давления перекачиваемого масла в магистральной маслопроводе.
Нефтяная насосная станция состоит из основного оборудования - основных насосов и вспомогательных насосных агрегатов, включая систему КИПиА, а также вспомогательного оборудования - систем смазки, охлаждения, вентиляции, протечки и дренажа.
Система автоматизации и управления нефтеперекачивающей станции включает в себя следующие подсистемы: автоматика общей станции, насосные агрегаты, вспомогательное оборудование и установки.
Ряд инструментов и устройств для управления общей станцией автоматизации включают в себя:
контроль загрязнения газа или пожара и выполнение соответствующих функций управления;
дистанционный запуск вспомогательных систем и открытие клапанов на технологических трубопроводах;
центральный контроль основных параметров станции, их регистрация, необходимая сигнализация и защита;
отключение насосных агрегатов, если параметры отклоняются от номинального значения;
регулирование совокупного предложения агрегатов путем дросселирования или байпаса.
Подсистема для вспомогательного оборудования и средств обеспечивает:
неисправность работы и неисправность резервных блоков;
автоматический запуск резервного насосного агрегата в случае неисправности основного блока.
Система автоматизации основного насосного агрегата защищает следующие основные параметры:
давление охлаждающей воды на входе в электродвигатель;
частота вибрации насосного агрегата, измеренная на подшипниках насоса и электродвигателя;
температура подшипников насоса и двигателя, корпус насоса, воздух на выходе из электродвигателя;
ток в обмотках двигателя;
утечка перекачиваемой жидкости из уплотнений насоса;
давление масла на входе в подшипники.
С помощью автоматизации блоки запускаются и останавливаются, а рабочие параметры насоса контролируются.
Раздельный или комбинированный транспорт безводной и гидратированной нефти в районах с суровыми климатическими условиями (в Северной и Западной Сибири) использует блочные нефтеперекачивающие станции БННС

. Наиболее важные технические данные перечислены ниже. БННС состоит из четырех насосных агрегатов и блока управления. Конструкция насосного агрегата включает в себя основание, укрытие, установку насосного агрегата, трубопроводов, систем вентиляции и отопления, электрооборудования, блоков управления и автоматики.
В блоке насоса блок установлен на опорной плите, состоящей из модифицированного НК560/300 МО12аСОП масляного насоса, имеющий горизонтально расположенную на входе соплу типа ОП, которая соединена с электрическим двигателем сцепления.

2. Автоматизация нефтяной насосной станции

Нефтяные насосные станции используются для перекачки товарной нефти с месторождения до потребителя. Автоматизация насосной станции направлена на обеспечение безопасной и бесперебойной работы, сокращения времени простоя насосных агрегатов, поддержания оптимальных условий перекачки и обеспечения работы без обслуживающего персонала непосредственно на насосной станции.
В настоящее время на месторождениях используются автоматизированные нефтеперекачивающие станции БННС-10000-30, разработанные ВНИИСПТ. Помимо откачивания насосов, в этих системах также установлены насосы повышения давления для обеспечения работы станции дозирования масла. Общий вид установки БННС-10000-30 показан на рисунке 2. Система состоит из блока управления 1, модульной комплектной трансформаторной станции 2 типа 2КТП-400/6 КБ, распределительного устройства 3 мощностью 6 кВ, трех главных насосных агрегатов 4, станции измерения масла 5 и двух насосных агрегатов выдержки 6.


Рисунок 2 - Автоматизация блочной насосной станции

Основной насосный агрегат монтируется в пространстве, выполненном из сварной стальной конструкции и облицованном стальными листами с теплоизоляционным слоем, установленными на сварной металлической основе. Оборудование состоит из насосного агрегата с центробежным насосом ND9HZ, электродвигателя VAO-132-2, клапана электропривода КЛЕП-40-150, установленного на линии нагнетания, и двух клапанов электропривода КЛЕП-16-50 на линии системы охлаждения насоса, линии возврата 150-40 клапана на трубопроводе подачи и вентилятор.
Блок дожимного насоса состоит из: насосного агрегата, включающего электродвигатель ВАО-102-4 и центробежный насос
НДВ, электропривод клапана КЛЕП-16-250 на линии всасывания насоса, обратный клапан КОП-150-40 на выходе из насоса.
Как и основной насосный агрегат, дожимный насос расположен в отапливаемом помещении и установлен на раме.
Блок управления имеет блоки управления для основного и промежуточного насосов и общий блок управления. Комната управления обогревается электрическими обогревателями, контроль положения которых осуществляется датчиком температуры DTKB-53.
Установка БННС-10000-30 производится следующим образом. Нефть из резервуара 6 (рис. 3) подается на впуск дожимного насоса 2. Второй бустерный насос - 10 в режиме ожидания. После насоса 2 масло проходит через клапан 9 в установку 22 под давлением 0,66 МПа для учета количества и качества масла. Если масло окажется несоответствующим, оно автоматически вернется на станцию обработки масла.


Рисунок 3 - Технологическая схема автоматизации нефтяной насосной станции

После установки кондиционированное масло поступает в приемные патрубки перекачивающих насосов 21 и 16