Автоматизация установки переработки нефтяного газа

Управление технологическими процессами установки переработки газа осуществляется системой автоматического регулирования по возмущению.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ

Принцип работы САР по возмущению заключается в том, что регули­рующее устройство воздействует на регулируемый объект по заранее определенной программе до того, как регулируемый параметр успевает измениться под влиянием внешнего воздействия. Система автоматического регулирования по возмущению эффективна в технологических процессах с часто изменяющейся нагрузкой.

Изменения текущего регулируемого параметра с помощью давления сжатого воздуха, меняющегося в пределах 0,02-0,1 МПа, непрерывно передаются из датчика в местное измерительное устройство, где преобразуются в сигналы постоянного тока от 4 до 20 мА.

Все технологические процессы, протекающие на установке, регулируют с центрального пункта управления (ЦПУ).

Система не допускает возможности ручного регулирования путем открытия и закрытия пере­пускных задвижек, так как клапаны не имеют таких задвижек.

Все первичные контрольно-измерительные приборы и автоматические регуляторы установлены в утепленных герметичных блок-боксах, изготовленных из полиуретана, хорошо удерживающего тепло и не пропускающего влагу.

Все первичные КИП и А и арматура КИП (уровне мерные колонки, импульсные линии, регулирующие клапаны) имеют тепло спутники, в которых в качестве теплоносителя применяют раствор горячего гликоля.

Уровни в технологических емкостях и сепараторах измеряют буйковыми и поплавковыми уровнемерами, смонтированными только на выносных колонках, что обеспечивает возможность систематической их проверки и ремонта без опорожнения аппаратов.

Температуру технологических сред измеряют термометрами, смон­тированными на трубопроводах в стальных чехлах, что обеспечивает возможность их проверки и ремонта без остановки аппаратов.

Лотки импульсных линий, пневматических трасс, защитных элек­тротехнических трубопроводов выполнены только на резьбовых соединениях, поэтому при ремонте этих трубопроводов не применяют газоэлектросварку.

Электрические цепи КИП и А разделены монтажом не только по величине напряжения, но и по назначению, уложены раздельно (пирометрические цепи, слаботочные цепи измерения, цепи сигнализации, цепи блокировки и управления).

Схемы сигнализации высоконадежны, собраны на типовых релейных, малогабаритных блоках платного монтажа с реализацией всех необходимых функций: выделение и запоминание первопричины нарушения режима, готовность к приему следующего сигнала, проверка и опробование.

Номенклатуры типовых схем КИП и А, монтажных блоков и элементов несложные, что создает дополнительные удобства при их эксплуата­ции.

Система измерения и регулирования процессов – пневмоэлектрическая. В качестве ее исполнительных механизмов служат пневматические регулирующие и отсекающие клапаны. Преобразование пневматического сигнала в электрический и наоборот осуществляется непосредственно у места установки клапана.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ

Система обеспечивает: точность и надежность средств измерения; быструю передачу сигналов на большие расстояния; непрерывность действия исполнительных механизмов, их высокую чувствительность.

Высокое качество воздуха КИП и А с точкой росы ниже -70 °С необходимо для надежной работы пневматических регуляторов, особенно в зимнее время.

Все средства измерения, примененные в проекте установки, отличаются точностью, надежностью, малыми габаритами, широким диапазоном настроечных характеристик.

На установке осуществляется следующий объем контроля и управления технологическим процессом:

- контроль технологических параметров процесса местными приборами контроля;

- передача текущих значений технологических параметров к регуляторам;

- автоматическое регулирование параметров процесса;

- индикация и сигнализация в операторной об отключениях параметров в технологическом процессе;

-  индикация положения пневмоприводной арматуры.

Комплекс технических средств состоит из малоканальных микропроцессорных контроллеров типа «Ремиконт Р-130», позволяющих осуществлять локальное, программное, супервизорное, много связанное регулирования.

Ремиконт Р-130» содержит средства оперативного управления, расположенные на лицевой панели контроллера. Эти средства позволяют вручную изменять режимы работы, устанавливать задание, управлять ходом выполнения программы, вручную управлять исполнительными механизмами, контролировать сигналы. Отображение информации осуществляется регистрирующими и показывающими приборами типа А-543; А-542; ФЩЛ-502 и А-650.

Проектом предусматриваются серийно выпускаемые датчики: термопары типа «ТХК» и «ТХА»; измерительные преобразователи с искробезопасной цепью «Сапфир-22-EХi» для контроля давления, расхода, качества и уровня. Для замера

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ

хозрасчетных показателей применены турбинные расходомеры высокой точности совместного Российско-Югославского предприятия «ЕНХА».

В качестве исполнительных механизмов используются пневматические регулирующие клапаны, оборудованные электропневмопозиционерами типа «ЭПП-EХi». Исполнение регулирующих клапанов выбрано с учетом исключения создания аварийных ситуаций при отсутствии воздуха КИП.

Система противоаварийных защитных блокировок независима от системы сигнализации и регулирования, соответствует требованиям «Общих правил взрывобезопасности для нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств». Технологическая сигнализация осуществляется на базе устройств А-323, бесконтактной системы БНКУ и мнемосхемы технологических процессов со встроенными сигнальными лампами.

 Контроль загазованности взрывоопасных производственных помещений и территорий установки осуществляется в соответствии с требованиями ТУ-ГАЗ-86 и выполняются на базе аппаратуры СТМ-4 в объеме проекта ВНИПИ нефтепромхима. Сигнал об аварии выведен на пульт оператора.

Проектом предусмотрено управление регулирующими и отсекающими клапанами, и другими устройствами как автоматически, так и дистанционно.

Все приборы, отборные устройства и т.п. соприкасающиеся со средой, выбраны стойкими к этой среде при рабочих условиях. То же относится к климатическим особенностям. Датчики наружной установки монтируются в специальных обогреваемых шкафах. Прокладка трассы КИП – надземная, в закрываемых металлических коробах. Измерительные и командные цепи выполняются экранированным контрольным кабелем.

На установке предусматривается заземление всех средств автоматизации. Электропитание системы контроля, управления и блокировок предусматривается от особой группы электроприемников I категории в соответствии с ПУЭ.

Для обеспечения надежного воздухоснабжения устройств КИП и А установки, проектом предусматриваются специальные ресиверы с часовым запасом сжатого воздуха.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ

Метрологические характеристики средств автоматизации и контроля отвечают требованиям технологии и свойствам продуктов.

В помещениях операторной предусмотрены средства для ликвидации возможных загораний кабелей и оборудования.

В соответствии с заданием автоматизированная система управления технологическими процессами не предусматривается, однако принятые принципиальные решения, позволяют в дальнейшем «безударно» осуществить АСУ ТП или подключить к вышестоящей системе. Проект обеспечивает возможность передачи хозрасчетных данных в диспетчерский пункт.

Автоматизация объектов отопления и вентиляции в составе:

- приточные вент системы в производственном и вспомогательном корпусах;

- аварийная вытяжная вент система в насосной ЛВЖ производственного корпуса;

- тепловой пункт компрессорной станции, объектов водоснабжения и канализации в составе: резервуары противопожарного (водоснабжения) запаса воды;

- насосная противопожарного водоснабжения;

-  насосная пенотушения;

- резервуары раствора пенообразователя, насосная станция производственно-ливневых стоков;

- насосная установка для перекачки бытовых стоков выполняется по проекту, выполненному ВНИПИ нефтехимпром, сигнал об аварии выведен на пульт оператора в помещении операторной.        

- На установках нефте- и газопереработки постоянно измеряются, регулируются и регистрируются следующие основные параметры: расход сырья, промежуточных продуктов, готовой продукции, топлива, пара, температура потоков в аппаратах, емкостях и трубопроводах, уровень жидкостей в технологических аппаратах и емкостях.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ

3.3 Описание схемы управления

 

Осушенный попутный нефтяной газ с давлением 3,4 МПа (34,7 кгс/см²) и температурой 20…45 °С поступает на установки НТК.

Основная часть нефтяного газа (около 75 %) направляется в аппараты воздушного охлаждения Т-313. Температура газа на выходе из Т-313 контролируется и регулируется частотным приводом электродвигателя вентилятора.

В теплообменнике Т-313 газ охлаждается до температуры от минус 20 до плюс 35 °С.

Далее газ поступает в трубное пространство кожухотрубчатого рекуперативного теплообменника Т-301. В теплообменнике Т-301 газ охлаждается до температуры минус 25…плюс 12 °С.

Из теплообменника Т-301 нефтяной газ поступает в пропановый холодильник Т-303. Давление нефтяного газа на входе в трубное пространство Т-303 измеряется по месту манометром. В пропановом холодильнике нефтяной газ охлаждается за счет испарения жидкого пропана, поступающего в межтрубное пространство Т-303 из Е-504/1, Е-504/2 ПХУ-1, до температуры минус 36 °С.

Охлажденный попутный нефтяной газ из пропанового холодильника Т-303 с давлением 3,4 МПа поступает в сепаратор С-303 для отделения от газа углеводородного конденсата.

Газ из сепаратора С-303 с давлением 3,3 МПа поступает в пластинчатые теплообменники Т-304.

Газ из C-303 с давлением 3,3 МПа проходит пластинчатый рекуперативный теплообменник Т-304, где происходит его дальнейшее охлаждение до температуры минус 70 °С за счет холода отбензиненного газа, поступающего с верха деметанизатора К-301. Далее газ с давлением 3,3 МПа (33,7 кгс/см²) направляется в низкотемпературный сепаратор С-301.

Вторая часть нефтяного газа (около 25 %) подается с входа НТК в пластинчатые рекуперативные теплообменники Т-302. Для повышения степени рекуперации холода в Т-302 существует возможность подачи второго потока после Т-313.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ

В летнее время предусмотрена возможность отбора второй части нефтяного газа непосредственно после аппаратов воздушного охлаждения Т-313.

Охлаждение газа в Т-302 происходит потоком жидких углеводородов, подаваемых в теплообменник Т-302 насосом НЦ-301 из куба деметанизатора К-301 с температурой от минус 86 до минус 51 °С.

Газ после теплообменников Т-302 с температурой не ниже минус 70 С, направляется в испаритель деметанизатора Т-305 и, охладившись до температуры от минус 70…до минус 45 °С, поступает в сепаратор С-301, где соединяется с основным потоком газа.

В сепараторе С 301 предусмотрено измерение давления по месту манометром.

Газ из сепаратора С-301 с давлением 3,3 МПа и температурой не ниже минус 70 ^°С поступает в турбодетандер ТДА-301.

В турбодетандере ТДА-301 давление газа снижается до 0,9 МПа, а температура снижается до температуры не ниже минус 96^°С.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8

БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ

Рисунок 3.1 - Технологическая схема с приборами автоматизации

Система автоматики турбодетандерного агрегата БДКА-4УХЛ1 предусматривает:

- визуальный контроль параметров на щите контроля и управления;

- предупредительную светозвуковую сигнализацию при:

- понижении температуры в контейнере турбодетандера менее 5 ^°С;

- повышении температуры в контейнере турбодетандера более 35 ^°С;

- повышении температуры на входе и выходе из детандера, на входе и выходе из - компрессора;

- понижении давления воздуха КИП менее 0,4 МПа (4,08 кгс/см²);

- загазованности в контейнере 20% НКПР.

- аварийную светозвуковую сигнализацию с выдачей сигнала на остановку турбодетандера при:

- понижении давления газа на входе в детандер;

- повышении давления на выходе из детандера;

- понижении расхода масла на смазку;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9

БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ

- загазованности в контейнере 50% НКПР;

- осевом сдвиге ротора;

- температуре масла более 75 ^°С;

- пожаре в контейнере;

- вибрации.

 Газ из турбодетандера ТДА-301 поступает в деметанизатор К-301 на первую тарелку с температурой не ниже минус 96 °С и давлением не более 1,90 МПа.

Конденсат из сепаратора С-301 дросселируется до давления 0,9 МПа
и с температурой от минус 86 до минус 45^оС подается на шестую тарелку деметанизатора К-301.

Температура внизу деметанизатора К-301 поддерживается за счет тепла газоконденсатной смеси, поступающей из испарителя Т-305.

Автоматизация колонны К-301 предусматривает дистанционный замер температуры верха, средней части и куба колонны приборами (датчики поз. TЕ-24, поз. TЕ-25, поз. TЕ-27).

Количество тарелок в колонне К-301 – 6 штук, тип тарелок – клапанные.

Уровень конденсата в кубе колонны К-301 измеряется и регулируется прибором LЕ-26.

Регулирующий клапан NS-2 установлен на линии подачи конденсата от насоса НЦ-301 в теплообменники Т-302.

Давление на всасе насоса НЦ-301 измеряется по месту манометрами.

Газ с верха колонны деметанизатора К-301 поступает в теплообменники Т-304 где нагревается потоком осушенного нефтяного газа, поступающего из Т-303.
     Далее газ поступает в межтрубное пространство теплообменника Т-301, нагревается потоком осушенного нефтяного газа и направляется в компрессорную часть турбодетандера ТДА-301, где сжимается до давления 1,7 МПа.

 После ТДА-301 газ охлаждается в аппарате воздушного охлаждения Т-306 и поступает в приёмные сепараторы С-104 дожимного компрессора КЦ-102.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

10

БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ

Углеводородный конденсат из деметанизаторов К-301, насосом
НЦ-301 подаётся в рекуперативный теплообменник Т-302, где нагревается осушенным газом до температуры минус 10… плюс 25°С. Далее конденсат, подогревается в кожухотрубчатом теплообменнике Т-108/5 паровым конденсатом из Т-307 и поступает в среднюю часть колонны-деэтанизатора К-302 на 18 и 16 тарелки.

Температура углеводородного конденсата на входе в колонну К-302 НТК-1 измеряется дистанционно прибором поз. TЕ-3. Температура верха колонны
К-302 измеряется дистанционно – (датчик поз. РЕ-21), температура середины колонны - дистанционно (датчик поз. ТЕ-6д). Температура в кубе колонны К-302 измеряется, регулируется прибором поз. ТЕ-10.

Давление паров верха колонны К-302 измеряется по месту манометром.

Уровень ШФЛУ в кубе колонны К-302 контролируется дистанционно прибором поз. LЕ-7.

Количество тарелок в колонне К-302 НТК-1 – 36 штук, тип тарелок – комбинированные ситчатые с клапанными сегментами, переливные.

Пары с верха деэтанизатора К-302 пройдя пропановый испаритель Т-308, охлаждается за счет испарения жидкого пропана до температуры от минус 15 до 34^оС, затем поступает в рефлюксную емкость Е-301.

На входе в трубное пространство Т-308 давление среды измеряется по месту манометром.

Уровень в емкости Е-301 измеряется и регулируется прибором
LЕ 16.

Регулирующий клапан NS-22 установлен на трубопроводе выхода отбензиненного газа из рефлюксной емкости Е-301, который соединяется с сухим газом колонны К-301 и используется для охлаждения осушенного газа в Т-301. Далее отбензиненный газ направляется в компрессорную часть турбодетандера ТДА-301.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

11

БР.18.03.01.03-3030/37а.419.2022.00.ПЗ

Газ стабилизации с рефлюксной ёмкости Е-301 через клапан-регулятор давления NS-22 смешивается с основным потоком газа и поступает в межтрубное пространство Т-301.

Давление в емкости Е-301 НТК-1 контролируются по месту манометром.

Углеводородный конденсат из емкости Е-301 насосом НЦ-302 подается на орошение деэтанизатора К-302 на первую тарелку с давлением 3,1 МПа (31,6 кгс/см²).

Расход орошения колонны К-302 измеряется и регулируется прибором FЕ-15. Регулирующий клапан NS-14 установлен на трубопроводе от насосов НЦ-302 в К-302.

Подвод тепла к кубу деэтанизатора осуществляется через три верхних пучка испарителя Т-307 теплоносителем – водяным паром с давлением 0,9 МПа и температурой 180 ^оС.

Технологический пар подаётся в три верхних пучка Т-307, нагревая куб ректификационной колонны К-302 до 78-90 ^оС, затем паровой конденсат из Т-307 поступает в кожухотрубный теплообменник Т-108/5, где подогревает поток сырья колонны К-302 от минус 18 до плюс 5 ºС.

Пары углеводородов из испарителя Т-307 направляются в кубовую часть колонны К-302 с температурой от плюс 60 ^оС до плюс 78 ^оС и давлением2,65 МПа (27,0 кгс/см²).

Кубовым продуктом деэтанизатора К-302 является широкая фракция легких углеводородов (ШФЛУ), которая охлаждается в аппаратах воздушного охлаждения Т-309 до температуры 25…60 ^оС.