Эксплуатация системы автоматизации газораспределительной станции

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 Р вых=1,2 МПа (12 кгс/см2).

 

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 ГРС	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 АГРС «Энергия-1» Салихово представлена на рисунке 1.4.

Газ высокого давления, поступивший на вход ГРС, 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 АГРС «Энергия-1» Салихово

 

 

2. Автоматизация технологического объекта управления ГРС

 

2.1 Объем автоматизации

 

2.1.1 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 ГРС 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 ГРС осуществляется по сети Ethernet. Структурная схема представлена на рис. 2.1.

 

Рисунок 2.1 – Структурная схема системы контроля и управления ГРС

 

Функции, которые выполняет АРМ САУ ГРС:

• обеспечение механизма регистрации пользователей для защиты от несанкционированного управления технологическим оборудованием ГРС;
• отображение на мониторе мнемосхем крановой обвязки и технологического оборудования ГРС в форме видеокадров, выполненных по принципу многоуровневого вложения от общего к частному;
• визуализация на мониторе информации от датчиков и сигнализаторов о состоянии технологического оборудования ГРС, 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 ГРС, 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 ГРС в заданных режимах, повысить качество работы, обеспечить безаварийность и экологическую безопасность, повысить производительность труда.

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

 

 

2.1.2 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 ГРС, сравнение измеренных значений с заданными технологическими и аварийными границами, формирование и выдача предупредительной и аварийной сигнализации;

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

– сигнализация положения кранов узла переключения, охранного крана ГРС; дистанционное (с локального пульта ГРС и с диспетчерского пункта) управление кранами узла переключения, охранным краном ГРС и автоматическое отключение ГРС 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;

– сигнализация о работе подогревателя от системы управления подогревателя; сигнализация аварии подогревателя.

3) Управление узлом редуцирования газа, в том числе:

– контроль положения кранов на линиях редуцирования;

– автоматическое и дистанционное включение / отключение линий редуцирования, в том числе резервных и вспомогательных в соответствии с ВРД 39–1.10–069–2002;

– сигнализация давления газа на линиях редуцирования между последовательно установленными регулирующими устройствами;

– автоматическое регулирование давления газа, подаваемого потребителям.

4) Коммерческий учет газа по  каждому потребителю, в том числе:

– измерение общих для всех потребителей параметров и введение необходимых констант; измерение давления газа; измерение температуры газа;

– измерение расхода газа (счетчик газа с импульсным выходом);

– расчет расхода газа в соответствии с ГОСТ 30319.1–96, ГОСТ 30319.2–96, ГОСТ 30319.3–96, ГОСТ 8.563–97, ПР 50.2.019–96.

6) Управлением блоком одоризации  газа, в том числе:

– сигнализация минимального уровня в емкости хранения одоранта;

– управление дозированной подачей одоранта в газ;

– сигнализация наличия потока одоранта;

– учет количества введенного одоранта.

7) Управление краном на обводной  линии, в том числе:

– положение крана на обводной линии;

– дистанционное (с локального пульта ГРС и с диспетчерского пункта) управление краном на обводной линии.

8) Сигнализацию состояния узла энергопитания, в том числе:

– сигнализация отключения основного источника питания; сигнализация состояния резервного источника питания;

– сигнализация переключения на резервный источник;

– учет расхода электроэнергии.

9) Коммерческий учет газа на  собственные нужды, в том числе:

– измерение параметров и введение необходимых констант;

– измерение давления газа;

– измерение температуры газа;

– измерение расхода газа (счетчик газа с импульсным выходом);

10. Контроль состояния ГРС, в том числе:

– выявление аварийных ситуаций по соответствующим алгоритмам, включение аварийных защит ГРС;

– измерение температуры в блоке КИП;

– сигнализация наличия довзрывоопасной концентрации природного газа в помещениях ГРС;

– пожарная сигнализация;

– сигнализация проникновения на территорию ГРС и в помещения ГРС;

– сигнализация утечек одоранта;

– контроль работы и управление станцией катодной защиты (измерение напряжения, тока, потенциала и регулирование выходного напряжения / тока);

11. Самодиагностика технического состояния САУ ГРС, в том числе: