СТАТЬИ ПО ТЕМАМ

 
 

Автоматизация

Практический опыт по повышению качества, надежности и безопасности АСУ ТП для нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности

Статья опубликована в Спецвыпуске журнала "Сфера Нефтегаз", приуроченного к Московской выставке НЕФТЬ И ГАЗ 2009/MIOGE 2009
   

 



1. Повышение надежности и безопасности эксплуатации многопоточных печей: интеллектуальная система противоаварийной защиты

Для многопоточных печей разработана интеллектуальная система противоаварийной защиты (ПАЗ), которая предназначена для решения следующих задач:

  • соответствие с требованиями действующих нормативных документов
  • предотвращение срабатывания ПАЗ по ложному сигналу от датчиков
  • защита от несанкционированного розжига печи.
В соответствии с требованиями нормативных документов, ПАЗ печи реализована по следующим параметрам:
  • прекращение подачи сырья в любой из змеевиков
  • превышение предельно допустимой температуры сырья на выходе из любого змеевика
  • превышение предельно допустимой температуры на перевале печи
  • падение разрежения в печи
  • понижение давления топливного газа к пилотным горелкам
  • повышение или понижение давления топливного газа к основным форсункам
  • погасание пламени.
Защита ПАЗ от ложного срабатывания предусматривает:
  • применение в алгоритмах кратковременных задержек для защиты от "дребезга" и кратковременных импульсных помех в показаниях приборов
  • анализ аварийного сигнала на достоверность с учетом анализа одновременного поведения нескольких параметров, однозначных по своей реакции на аварийную ситуацию.
Повышение интеллекта системы ПАЗ печей исключает непредсказуемость в работе защиты, оперативный персонал получает возможность незамедлительного вмешательства в ход событий.

Защита от несанкционированного розжига печи направлена на предотвращение образования в печи взрывоопасной газовоздушной смеси и её взрыва при розжиге печи. Подсистема обеспечивает:

  • автоматическую продувку печи перед розжигом в течение заданного времени и блокирование в закрытом состоянии отсечных клапанов (ОК) на топливе к основным и пилотным горелкам
  • разрешение на розжиг пилотных горелок в течение определенного времени и повторная продувка печи, если розжиг не был произведен
  • запрет на открытие ОК на топливе к основным форсункам, пока не произведен розжиг пилотных горелок.
Система интеллектуальной ПАЗ для печей прошла экспертизу на промышленную безопасность Ростехнадзора и эксплуатируется на установках первичной переработки нефти (АТ-1, АТ-2) и каталитического риформинга (Л-35-11/300) на ООО "РН - Туапсинский НПЗ".
Подробное описание см. журнал "Нефтепереработка и нефтехимия", №6, 2006г., стр.48.

2. Повышение стабильности поддержания технологического режима: подсистема ранней диагностики технологического процесса

Подсистема ранней диагностики технологического процесса предназначена для повышения стабильности ведения технологического режима и воспроизводимости заданного технологического режима от смены к смене:

  • позволяет на раннем этапе определить отклонение текущего режима от заданного
  • рассчитывает обобщенный показатель отклонения текущего режима от заданного по каждому технологическому участку и установке в целом
  • у оперативного персонала отпадает необходимость анализировать состояние большого количества параметров и их изменение во времени, а непосредственно уделить внимание тем параметрам, изменение которых привело к отклонению режима
  • графическое отображение показателя отклонения позволяет технологам контролировать качество ведения технологического режима в течение длительного времени и разрабатывать мероприятия, направленные на улучшение стабильности ведения технологического процесса.
Подсистема внедрена и функционирует на установках первичной переработки нефти (АТ-1, АТ-2) ООО "РН - Туапсинский НПЗ". Подробное описание: см. журнал "Нефтеперерабтка и нефтехимия", №7, 2006г., стр.45.

3. Повышение качества нефтепродуктов: подсистема прогнозирования качества бензина, керосина, расчет режимных параметров колонны К-2 на установках первичной переработки нефти

Подсистема прогнозирования качества бензина и керосина, отбираемых из колонны К-2 на установке первичной переработки нефти, в соответствии с текущим режимом в колонне рассчитывает прогнозируемые среднюю температуру кипения бензина, температуру НК (начала кипения) и КК (конца кипения) керосиновой фракции.
Также рассчитываются режимные параметры колонны К-2, поддержание которых должно обеспечить требуемое качество бензина и керосина:

  • температура верха К-2
  • температура отбора из колонны керосиновой фракции
  • расход острого орошения бензина
  • расход керосинового циркуляционного орошения
  • расход пара в керосиновый стриппинг
  • величины отбора нефтепродуктов в зависимости от состава нефти, качества получаемых продуктов и производительности установки.
Подсистема прогнозирования качества позволила:
  • сделать протекание процесса ректификации в колонне К-2 более понятным и "прозрачным" для технологического персонала
  • оперативно информировать технологический персонал о необходимых действиях при ведении технологического режима колонны К-2
  • стабилизировать колебание температуры КК бензина в пределах 2-3°С
  • сократить налегание температур кипения бензиновой и керосиновой фракций до величины - не более 5°С.
Подсистема внедрена и функционирует на установке первичной переработки нефти АТ-1 ООО "РН - Туапсинский НПЗ", г. Туапсе. Подробное описание: см. журнал "Нефтепереработка и нефтехимия", №7, 2006г., стр.45.

4. Сбережение электроэнергии: использование частотных преобразователей в системах регулирования

Частотные преобразователи используются для управления работой воздушных холодильников на охлаждении бензиновых фракций с колонн К-1, К-2 установки первичной переработки нефти, для управления насосами на откачке мазута с К-2 и подачи дизельного циркуляционного орошения.

Управление частотными преобразователями осуществляется от системы управления стандартным токовым сигналом 4-20мА и обеспечивает:

  • стабильность давления в колонне К-1, К-2 независимо от времени года и суток
  • снижение потребления электроэнергии для воздушных холодильников в зависимости от времени года и суток на 10-25%, для насосов - на 10-40%
  • снижение величин пусковых токов
  • стало возможным исключить из схемы регулирования регулирующий клапан.
Подсистема внедрена и эксплуатируется на установке первичной переработки нефти АТ-2 ООО "РН-Туапсинский НПЗ". Подробное описание: см. журнал "Нефтепереработка и нефтехимия", №4, 2006г., стр.49.

5. Повышение безопасности работы установки: автоматическая система ликвидации аварийной ситуации

Автоматическая система ликвидации аварийной ситуации предназначена для ликвидации аварийной ситуации (при пожаре, выбросе легких углеводородов и т.д.) в соответствии с планом ликвидации аварийной ситуации. Автоматическая система ликвидации аварийной ситуации позволяет:

  • сократить время ликвидации аварийной ситуации до нескольких секунд
  • исключить ошибочные действия при ликвидации аварийной ситуации
  • уменьшить риск травматизма оперативного персонала при выполнении операций ликвидации аварийной ситуации.
Система внедрена и эксплуатируется на установке первичной переработки нефти АТ-2 ООО "РН - Туапсинский НПЗ".

6. Подготовка эксплуатационного персонала: обучающая система по ликвидации аварийной ситуации

Для повышения качества обучения обслуживающего персонала действиям по плану ликвидации аварийных ситуаций (ПЛАС) в проектируемые АСУ ТП встроены обучающие подсистемы по ПЛАС. Это позволяет проводить обучение персонала непосредственно на рабочих местах без отключения системы управления.

Каждая аварийная ситуация обучающей подсистемы представляет собой фрагмент технологической схемы с указанными на ней клапанами, запорной арматуры, насосами. Управление запорными органами, клапанами, насосами и другим оборудованием осуществляется с экрана монитора с помощью виртуальных клавиш. После выполнения всех операций имеется возможность сравнить результат с правильным вариантом.

Обучающая подсистема по ПЛАС позволяет:

  • проводить обучение персонала на рабочих местах
  • улучшить качество восприятия требований ПЛАС
  • возможность анализировать ошибочные действия
  • возможность руководителя в любое время на рабочем месте проверить подготовку знаний обслуживающего персонала по ПЛАС.
Система внедрена и функционирует на установках первичной переработки нефти АТ-1, АТ-2 ООО "РН - Туапсинский НПЗ".