УДК 658.012.011.56
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МАЗУТНОГО ТЕРМИНАЛА
А. Л. Онучин, С. П. Сердобинцев
Рассмотрен способ повышения эффективности управления мазутным терминалом. Выявлены пути оптимизации управления терминалом и предложены технические решения по построению автоматизированного комплекса.
мазут, нефтебаза, терминал, автоматизированное управление, высоковязкие нефтепродукты, разогрев
Экономическое развитие России на современном этапе в большей степени определяется положением дел в сырьевых отраслях. Технологические процессы нефтеперерабатывающей и транспортной отраслей промышленности характеризуются крупнотоннажностью, значительной единичной мощностью агрегатов, пожаро - и взрывоопасностью, что обуславливает повышенные требования к системам управления, особенно в части качества управления, оперативности принятия решений, надёжности.
Создание и внедрение эффективных автоматизированных систем управления процессами перевалки высоковязких нефтепродуктов, обеспечивающих необходимую надёжность функционирования и оперативность управления, являются актуальной научно-исследовательской задачей.
Рис. 1. Структура мазутного терминала
Основными технологическими элементами мазутного терминала (рис. 1) являются: железнодорожная эстакада, насосная станция, теплообменники, котельная, резервуарный парк, наливное устройство танкера.
Оборудование мазутного терминала обеспечивает: разогрев, извлечение из железнодорожных цистерн, фильтрацию, перекачку, подачу потребителю и поддержание температуры хранения мазута в резервуарном парке.
В существующих системах нестабильность процесса извлечения мазута из железнодорожных цистерн, вызванная возможностью закупоривания сливного трубопровода, приводит к необходимости уменьшать интенсивность извлечения, что увеличивает продолжительность процесса слива [1]. Увеличение интенсивности извлечения приводит к закупориванию сливного трубопровода и аварийной остановке всего терминала. Решение проблемы закупоривания сливного трубопровода [2] позволит увеличить скорость извлечения мазута из железнодорожной цистерны более чем в два раза и как следствие повысить экономическую эффективность терминала в целом.
Управление мазутным терминалом осуществляется в соответствии со следующим алгоритмом.
Технологические трубопроводы заполняются мазутом, и запускается система циркуляции и разогрева.
При подходе железнодорожной цистерны она подключается к сливному трубопроводу. В цистерну под высоким давлением подаётся горячий мазут, что приводит к разрушению холодного мазута и его извлечению из цистерны. Двухфазная смесь мазута поступает в сливной трубопровод.
При увеличении давления мазута растёт вероятность попадания в сливной трубопровод нерасплавленных фрагментов [2], диаметр и количество которых являются случайными величинами и зависят от давления мазута, подаваемого в цистерну.
Фрагменты нерасплавленного продукта накапливаются в фильтре грубой очистки [3], установленном на входе насосной станции. Концентрация нерасплавленных фрагментов в двухфазной смеси продукта зависит от разности температуры смеси и температуры мазута, достаточной для устойчивой работы установки. Понижение средней температуры сливаемого мазута приводит к увеличению количества поступающих фрагментов и заполнению фильтра.
Для прогнозирования наполняемости фильтра используется значение интеграла разности температуры сливаемого мазута и заданного значения температуры, при которой обеспечивается устойчивая работа сливного устройства [4]. В алгоритме управления, представленном на рис. 2, интеграл заменяется интегральной суммой, с уменьшением которой увеличивается подача мазута на разогрев сливного трубопровода [5]. При падении давления на входе насоса корректируется заданное значение температуры и пересчитывается интегральная сумма. При продолжающемся падении давления ниже критического значения останавливается извлечение, и система переходит в режим разогрева.
Для управления мазутным терминалом использована двухуровневая система управления, верхним уровнем которой является автоматизированное рабочее место (АРМ) диспетчера. На нижнем уровне применена распределённая система полевых контроллеров. Преимущество такой структуры − повышение надёжности функционирования и оперативность управления.
Контроллеры нижнего уровня предназначены для сбора, первичной обработки и передачи информации на АРМ, а также отработки необходимых технологических блокировок и нештатных ситуаций. Каждый контроллер с датчиками и регуляторами является подсистемой автоматизированного комплекса и может работать автономно при неисправностях в других контроллерах и сети.
Задачи выбора алгоритма функционирования, сбора и обработки статистической информации и формирования управляющих сигналов настройки регуляторов возлагаются на АРМ. Все подсистемы управления объединены сетью Ethernet и подключены к АРМ, которое, в свою очередь, по общей компьютерной сети предприятия предоставляет информацию о текущем функционировании терминала руководящему персоналу и программам автоматизации документооборота (1С-Предприятие).
Рассмотренная автоматизированная система является свободно расширяемой как в отношении подключения новых датчиков, так и подключения новых контроллеров к полевой шине, что позволяет расширять и модернизировать систему без дополнительных затрат на изменения уже функционирующих элементов.
Применение автоматизированного комплекса позволяет увеличить производительность терминала перевалки высоковязких нефтепродуктов на 40 %, повысить экономичность и надёжность нефтебазы.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ литературНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. А. Динамика вязкой несжимаемой жидкости/ Н. А. Слезкин. Гос. изд-во тех.-теорет. литературы. - М., 1955. - 520 с.
2. Л. Совершенствование автоматизации мазутного терминала/ А. Л. Онучин, С. П. Сердобинцев // Автоматизация и современные технологии. - 2007. - №9. - С. 7-10.
3. А. Фильтрование, теория и практика разделения суспензий/В. А. Жужиков.- М.: Химия, 1971. - 440 с.
4. Л. Автоматизированное устройство для слива высоковязких продуктов из ёмкости/ А. Л. Онучин, С. П. Сердобинцев // Патент России № 000. 2009. Бюл. 22.
5. Л. Способ управления процессом слива высоковязких продуктов из емкости/ А. Л. Онучин, С. П. Сердобинцев // Патент России № 000. 2006. Бюл. 28.
IMPROVING THE EFFICIENCY OF THE TERMINAL dark Oil
A. L. Onuchin, S. P. Serdobincev
A method for improving the management of oil terminal. The ways of optimizing the management terminal and the proposed technical solutions for the construction of automated complex.
Основные порталы (построено редакторами)