3.1 Описание процесса как объекта автоматизации

3.1.1 Требования к системе управления НПС

Объём автоматизации на насосных станциях зависят от способа перекачки нефти по нефтепроводу. На НПС «Муханово» применяется способ перекачки «из насоса в насос». При таком способе перекачки нефть с предыдущей станции поступает непосредственно в насос последующей. На промежуточных станциях нет резервуаров, что предотвращает потери продукта от испарения. Этот способ перекачки позволяет использовать подпор предыдущей станции и тем самым исключает необходимость установки подпорных насосов в отличие от других способов перекачки.

Функциональная схема автоматизации приведена на рисунке 3.1.

Управление НПС может осуществляться в двух режимах: местном или дистанционном (телемеханическом).

Местное управления НПС осуществляется в трех режимах:

- кнопочный (ручной) - насосный агрегат и задвижки управляются отдельными кнопками на щите управления;

- автоматический - пуск и остановка агрегата происходит по заданной программе при нажатии кнопки «Пуск» («Cтоп»). При аварии и срабатывании противоаварийной защиты (ПАЗ) агрегат останавливается автоматически;

- автоматический резерв - насосный агрегат включается автоматически при остановке системой ПАЗ любого из работающих насосных агрегатов.

Пуск насосных агрегатов производится после выполнения всех подготовительных мероприятий, а также после проверки нормальной работы всех вспомогательных систем (маслосмазки, САРД и др.) по параметрам контрольно-сигнальной аппаратуры.

Рисунок 3.1 - Функциональная схема автоматизации

Рисунок 3.1 - Функциональная схема автоматизации (продолжение)

В таблице 3.1 приведена перечень КИП и средств автоматики.

Таблица 3.1 - Перечень КИП и средств автоматики

Система автоматизации НПС предназначена для централизованного контроля, защиты и управления оборудованием НПС и должна обеспечивать автономное поддержание заданного режима ее работы, а также его изменение по командам оператора НПС или диспетчера РДП (ТДП). Такая система должна обеспечивать выполнение следующих основных функций:

- защита оборудования НПС (общестанционными и агрегатными защитами);

- управление оборудованием НПС;

- регулирование давления (расхода) в магистральном нефтепроводе;

- контроль технологических параметров и параметров состояния оборудования;

- отображение и регистрация информации;

- связь с другими системами.

3.1.2 Требования к защите оборудования НПС

Объекты нефтепроводного транспорта, как носители опасных и вредных факторов, относятся к категории повышенной опасности. Основными факторами, определяющими категорию повышенной опасности НПС «Муханово» являются:

- взрыво- и пожароопасность нефтегазовой среды;

- способность нефтегазовой среды проникать в закрытые полости и пространства, здания и сооружения, скапливаться в различных углублениях;

- опасные значения технологических параметров, в том числе высокие давления;

- большие скорости распространения волн давления от гидравлических ударов, возникающих при аварийных остановках технологического оборудования и изменениях режимов работы.

Поэтому на НПС «Муханово» предусматривается контроль и защита технологического оборудования. Они подразделяются на агрегатные и общестанционные.

При агрегатном контроле в случае отклонений параметров от заданных производится отключение агрегата. Контроль ведется за такими параметрами как:

- температура подшипников насоса и двигателя;

- температура корпуса насоса и двигателя;

- вибрация агрегата;

- понижение давления масла для охлаждения подшипников;

- электрическая защита.

При общестанционном контроле обеспечиваются защиты по параметрам:

- давление на всасе станции;

- давление на выкиде станции;

- давление к коллекторе;

- загазованность, сигнализация о пожаре и затоплении.

Общестанционные защиты в свою очередь делятся на допускающие запуск и не допускающие дистанционный запуск. К первым относятся защиты по давлениям, то есть при срабатывании этих защит возможен повторный дистанционный запуск агрегатов, если давление пришло в норму.

При срабатывании вторых (пожар, загазованность, затопление) запуск нефтенасосной возможен только при деблокировании защит оперативным персоналом.

В зависимости от параметра, по которому срабатывает общестанционная защита, система может осуществлять:

- одновременное отключение всех работающих магистральных агрегатов;

- поочередное отключение работающих магистральных агрегатов, начиная с первого по потоку нефти.

Для защиты магистрального трубопровода и НПС по давлениям должны применяться две защиты.

Эти защиты выполняются самостоятельными контурами, включающими индивидуальные датчики, и настраиваются на разные значения давления (предельное и аварийное) и обеспечивают взаимное дублирование.

Защиты по аварийным давлениям должны предусматривать отключение всех работающих магистральных агрегатов.

Защиты по предельным давлениям должны воздействовать на отключение одного (первого по потоку) агрегата. При сохранении предельного давления должно осуществляться отключение следующего (по потоку) агрегата и т.д.

Срабатывание защит по давлению на приеме насосной осуществляться с выбираемой в пределах до 15 секунд выдержкой времени, необходимой для исключения их срабатывания при прохождении воздушных пробок, запуске агрегатов, отключении агрегатов на соседних станциях и т.п.

Защиты по пожару, по затоплению, по аварии в системе маслоснабжения и аварийное отключение станции кнопкой предусматривают одновременное отключение всех работающих магистральных агрегатов, в остальных случаях предусматривается поочередное отключение всех работающих магистральных агрегатов.

Защиты по пожару, затоплению, превышению допустимого уровня загазованности (аварийный уровень или длительное (более 10 минут) сохранение предельного уровня), аварийному уровню нефти в емкостях сбора утечек и сброса ударной волны, аварийному уровню в маслобаках маслосистемы, минимальному давлению воздуха камер беспромвального соединения, аварии вспомогательных систем: подачи масла к подшипниковым узлам, охлаждения электродвигателей, подпорной вентиляции (камер беспромвального соединения, электродвигателей, электрозала) и аварийное отключение НПС кнопкой «Стоп» предусматривают закрытие задвижки подключения НПС к магистральному нефтепроводу.

В помещении, где возник пожар, должны быть отключены все системы вентиляции.

При срабатывании газосигнализаторов в помещении должна автоматически включаться аварийная вентиляция.

Датчики газосигнализаторов должны устанавливаться в производственных помещениях и в заглубленных помещениях и приямках в пределах территории взрывопожароопасной установки, куда возможно проникновение взрывоопасных газов и паров извне.

При срабатывании защит по параметрам, отклонение которых от нормы вызвано изменениями режима в трубопроводе, должна предусматриваться возможность повторного дистанционного пуска насосных агрегатов из РДП после выяснения причины нарушения режима.

Срабатывание предупредительных и аварийных защит должно сопровождаться звуковой и световой сигнализацией в операторной и МДП.

Для аварийной звуковой сигнализации на территории допускается использовать общую сирену на НПС, которая слышна во всех помещениях.

В операторной, МДП и помещении насосной следует предусматривать кнопки аварийного отключения насосной.

Вне помещения насосной вблизи всех эвакуационных выходов в доступных и безопасных местах должны устанавливаться кнопки «Стоп» для аварийного отключения насосной по пожару.

В таблице 3.2 приведена перечень блокировок (ПАЗ).

Таблица 3.2 - Перечень блокировок (ПАЗ)