Проектирование АСУ ТП ДНС. Информация об объекте управления
 Скачать 1.7 Mb.
|
6.3 Прогнозирование чрезвычайных ситуацийНаиболее опасными участками ДНС являются сепараторы С-1, С-2, газосепаратор ГС, насосные блоки, запорная арматура, фланцевые соединения, узлы учета нефти и газа. Основные причины техногенного характера, которые могут повлечь за собой аварии и несчастные случаи: отступление от норм технологического регламента (превышение допустимых параметров по давлению, температуре, уровню жидкости в аппаратах и т.д.); нарушение инструкций безопасного производства работ; неисправность приборов КИПиА, неработоспособность системы сигнализации и блокировок; коррозия аппаратов и ответвленных трубопроводов; нарушение герметичности технологического оборудования; нарушение инструкций безопасного проведение работ, низкая производственная дисциплина технологического персонала; несвоевременное проведение ремонтных работ; несоблюдение сроков ревизии ППК; отключение электроэнергии и воды. Основные правила по предотвращению нарушения технологического режима: строгое соблюдение аналитического контроля каждые два часа; визуальная проверка сальниковой набивки и утечки жидкости через сальники на насосных агрегатах; недопущение нахождения на объекте посторонних лиц и техники. При аварийной ситуации на станции действия обслуживающего персонала должны быть направлены: на спасение людей, застигнутых аварией и оказание первой помощи пострадавшим; пpинять меpы для вызова вpача к месту пpоисшествия или доставки постpадавшего в медицинский пункт; на локализацию аварии, отключение находящегося в аврийном состоянии оборудования; на принятие мер, уменьшающих вредное воздействие аварии и ее последствий; на быстрейшую ликвидацию аварии и ее последствий; на вывод установки после ликвидации на нормальный технологический режим. Рассмотрим более основательно чрезвычайную ситуацию – порыв нефтепровода на ДНС. Определим возможный экологический ущерб, нанесенный окружающей природной среде в результате аварийных разливов нефти из-за нарушения технологического режима работы ДНС. В частности рассчитаем общий объем нефти, растворенной в водном объекте. Предельно-допустимый сброс (ПДС) – это масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта, в единицу времени с целью обеспечения нормального качества воды в контрольном створе (г/час). ПДС (г/час) рассчитывается: ПДС = q Спдс, (6.1) где q – утвержденный расход сточных вод, м3/час; Спдс – допустимая концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, г/м3 ПДС = 833 27,601 = 22991,535 г/час = 201,41 т/год Концентрация каждого загрязняющего вещества в контрольном створе (Ск.ст., мг/л) определяется уравнением: Ск.ст =[(Сст – Сф) / n] + Сф, (6.2) где Сст – фактическая концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, мг/л (для нефтепродуктов Сст =0,25 мг/л); Сф - фоновая концентрация загрязняющего вещества в водном объекте, мг/л (для нефтепродуктов Сф = 0,24 мг/л); n – кратность общего разбавления сточных вод в водном объекте. Ск.ст =[(0,25 – 0,24) / 456,0147] + 0,24 = 0,24002193 мг/л Допустимая концентрация каждого загрязняющего вещества в сточных водах (Спдс, мг/л) определяется по формуле: Спдсi = n (Спдкi – Сфi) + Сфi, (6.3) где Спдкi –предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в водном объекте, мг/л (для нефтепродуктов Спдк =0,3 мг/л); Сфi –фоновая концентрация загрязняющего вещества в водном объекте, мг/л); Спдс = 456,0147 (0,3 - 0,24) + 0,24 = 27,601 мг/л Фактический сброс Мi (г/час) загрязняющего вещества определяется: Мi = q Сстi, q = 833 м3/час М = 833 0,25 = 208,25 г/час Расчеты Спдс и ПДС для всех водных объектов аналогичны, различие лишь в расчете показателя кратности разбавления (n), который зависит от типа водного объекта. Кратность разбавления (n) сточных вод при сбросе в водный объект определяется по методу Руффеля и состоит из начального разбавления (nн), происходящего непосредственно у выпуска, и основного разбавления (nо), которое продолжается по мере удаления от места выпуска. При стоке в водоем (n): n = nн nо, (6.4) n = 1,0001111 455,9641 = 456,0147 При этом рассматриваются два случая: выпуск в мелководную часть или верхнюю треть глубины водоема, а загрязненная струя распространяется вдоль берега и имеет одинаковое с ветром направление; выпуск в нижнюю треть глубины водоема, а загрязненная струя распространяется к береговой полосе против выпуска и имеет направление обратное направлению ветра. Так как нефтепровод, из которого произошел аварийный разлив нефти, находится на мелководье для расчета кратности разбавления (n) выбираем первый случай. Метод Руффеля имеет следующие ограничения: средняя скорость ветра не превышает 5,5 м/с и соответствует наиболее неблагоприятному в санитарном отношении направлению ветра: в первом случае – вдоль берега, во втором – от берега; расстояние от выпуска да контрольного створа вдоль берега в первом случае не превышает 1км; во втором – не более 500 м. Кратности начального разбавления (nн) определяется по формуле: nн = (q + 2,15 10-3 V Н2ср)/(q + 2,1510-4 VН2ср), (6.5) где q – расход сточных вод, м3/с (q =2,3 м3/с); V – скорость ветра, м/с (V =3,3 м/с); Н2ср – средняя глубина водоема вблизи выпуска, м (Нср=0,2м). nн = (2,3 + 2,15 10-3 3,3 0,22)/(2,3 + 2,1510-4 3,3 0,22) = 1,0001111 Кратность основного разлива определяется:  ,  (6.6)где L расстояние от места выпуска до контрольного створа, м (L = 300 м).  ;   Расчет платы за загрязнение поверхностных вод вследствие разлива нефти при авариях на нефтепроводах производится в соответствии с положениями Постановления правительства Российской Федерации от 28.08.92 г. № 632 “Об утверждении порядка определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды (ОПС), размещение отходов, других видов вредного воздействия ”. В связи с тем, что загрязнение ОПС при аварийных разливах нефти не подлежит нормированию, вся масса происходящих при этом выбросов растворенной в воде нефти должна учитываться как сверхлимитная. Пасi = АСi Ni 25 Кэ Кин, (6.7) где АСi - аварийный сброс загрязняющего вещества в водный объект, т/год. Кэ - коэффициент экологической ситуации (для водных объектов Тюменской области Кэ = 1,05); Кин - коэффициент инфляции (Кин = 110,92); Ni - базовый норматив за сброс 1 тонны загрязняющего вещества, руб (для нефтепродуктов Ni = 44,35 руб). Пасi =201,4058 44,35 25 1,05 110,92= 26007868,81 руб Плата за загрязнение ОПС разлившейся нефтью при авариях на нефтепроводах не освобождает эксплуативующие их предприятие от своевременного проведения мероприятий по ликвидации последствий аварий разливов нефти и соблюдения требований и правил, предусмотренных Законом РФ “ Об охране окружающей природной среды ” [20]. При порывах трубопроводов необходимо отключить поврежденный участок, отглушить поврежденный участок, освободить от продукта, убрать замазученность или устранить загазованность в месте порыва и приступить к ремонту. 6.4 Выводы по разделуИз проведенного анализа системы автоматизации на дожимной насосной станции и устойчивости элементов объекта пришли к выводу, что ДНС, при соблюдении правил техники безопасности и графика профилактических работ, является относительно безопасным производством для жизнедеятельности человека и экологии. Автоматизация системы управления технологическими процессом на ДНС позволяет создать безлюдную технологию, а также сократить число аварий (загазованность, порыв трубопровода, пожар, взрыв) за счет срабатывания технологических защит и блокировок. При порыве нефтепровода на ДНС ущерб, нанесенный окружающей природной среде, оценивается как тяжелый. ЗаключениеДля достижения наибольшей эффективности работы дожимной насосной станции ДНС-7 Федоровского месторождения необходимо использовать автоматизированную систему управления технологическим процессом. Автоматизированная система в дипломном проекте разработана на базе контроллера SLC-500. Составлена программа для данного контроллера, с использованием программного обеспечения для программирования микропроцессорных контроллеров серии SLC-500 RSLogix500. Разработан информативно емкий и удобный в работе MMI (человеко-машинный интерфейс), разработанный в RSView3.2. Объем сигналов системы является следующий: дискретные входы – 158; дискретные выходы – 67; аналоговые входы – 51. Данный проект обеспечивает минимальное вмешательство человека в технологический процесс. Приборы и микропроцессорный контроллер достаточно надежны и современны, что гарантирует безотказную и эффективную работу технологического процесса. Комплексной оценкой экономической эффективности спроектированной системы автоматизации, было установлено, что реализация проекта прибыльна (внутренняя норма доходности 71%, срок окупаемости 2,5 года), а сама система является рентабельной (191%). Список используемых источников“Технологический регламент ДНС-7 Федоровского месторождения нефти“ – 61 c. www.tek.ibs.ru www.avtprom.ru www.automation-draives.ru www.cta.ru Приборы и средства автоматизации. Каталог.Т.7. Приборы регулирующие. Сигнализаторы температуры, давления, уровня. Датчики реле. Исполнительные механизмы отечественного и зарубежного производства.- М.: ООО Издательство «Научтехлитиздат», 2005.488 с. “Альбатрос. Каталог продукции. Выпус 9”. – Москва: ЗАО “Альбатрос”, 2005. – 324 с.: ил. “Датчики температуры. Тематический каталог № 2”. – Выпуск 3 – Челябинск: Промышленная группа “Метран”, 2005. – 200 с.: ил. “Датчики давления: Тематический каталог № 1”. – Выпуск 3 – Челябинск: Промышленная группа “Метран”, 2005. – 312 с.: ил. “Вибропреобразователи DVA-1. Руководство по эксплуатации”. – Пермь: ООО НПП “ТИК”, 2003 – 19 с.: ил. “Расходомеры. Счетчики. Клапаны. Регуляторы: Тематический каталог № 3”. – Выпуск 3 – Челябинск: Промышленная группа “Метран”, 2005. – 204 с.: ил. www.ruscable.ru “Системный обзор SLC 500”. Обзор. – Allen-Bradley, 1999. – 46 с.: ил. “Процессоры в модульном исполнении SLC5/03 и SLC5/04”. – Allen-Bradley, 1999. – 74 с.: ил. Аналоговые модули ввода-вывода (серия 1746) SLC 500. Руководство пользователя./Allen-Bradley A Rockwell International Company, 1996. –66с RSView 32. Руководство пользователя.–Milwaukee: Rockwell Software Inc. 1997.–557 с. Методические указания к оценке экономической эффективности технических систем в курсовом и дипломном проектировании для студентов направления АСОиУ, АТП, УИТС дневного и заочного обучения. Доцент И.А. Силифонкина, ассистент М.П. Ермакова, отв. Редактор к.э.н., доцент Л.Н. Руднева. Тюмень 2003.-32с Безопасность жизнедеятельности и промышленная безопасность. Учебное пособие, под ред. Проф.В.Д. Шантарина. Изд-е 2, Стероид-Тюмень. ТюмГНГУ 2003.-308с. Правила безопасности при эксплуатации магистральных газопроводов Трушкин В.И., Курченков В.Г., Янович А.Н М: Недра, 1985 г.-107 с. Основы законодательства Российской Федерации об охране здоровья граждан от 22 июля 1993г. №5487-1(с изменениями от 2 марта 1998г., 20 декабря 1999г., 2 декабря 2000г.) Методические указания по дипломному проектированию для студентов очного и заочного обучения специальности 220201 – Управление и информатика в технических системах. Ассистент кафедры КС Медведева М.М., ассистент кафедры КС Фомин В.В., ассистент каф. КС Дубатовка У.В..Редактор: д.т.н., профессор, зав. каф. КС Кузяков О.Н., Тюмень, ТюмГНГУ 2006.- 29с |