Автоматизация процесса сепарации попутного нефтяного газа

Содержание

Слайд 2

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ

Актуальность темы выпускной квалификационной работы обусловлена введением федерального закона № 216–ФЗ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ Актуальность темы выпускной квалификационной работы обусловлена введением федерального закона №
«Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности…» от 2009 г. , который стимулирует рост программы энергосбережения российской газонефтепромышленности.
Переработка попутного нефтяного газа (ПНГ) для производства газонефтехимической продукции является наиболее рациональным способом его использования и для транспорта газа необходима его обработка в сепараторах.
В настоящее время системы автоматики нефтегазовых сепараторов не обеспечивают необходимой производительности по газу, и газовыделение осуществляется недостаточно эффективно.
Поэтому тема данной выпускной квалификационной работы актуальна и посвящена разработке автоматизированной системы управления (АСУ) сепарацией попутного газа с разработкой САУ температурой в газосепараторе с целью стабилизации показателей качества газа, поступающего к потребителям, ресурсосбережения и повышения надежности и экономичности системы.

Слайд 3

Технологическая схема процесса сепарации попутного нефтяного газа

Технологическая схема сепарации ПНГ на

Технологическая схема процесса сепарации попутного нефтяного газа Технологическая схема сепарации ПНГ на
установке подготовки нефти, где:
C-11, C-12, С-13 – нефтегазосепараторы 1й ступении типа НГС;
С-2 – нефтегазосепаратор 2й ступени типа НГС;
ГС – нефтегазосепараторы типа ГС;
потоки С1 - газоводонефтяная смесь, С2, С3 – попутный нефтяной газ

Слайд 4

Технические характеристики газосепаратора

1 – корпус; 2 – сборник жидкости;
3 – секция предварительной

Технические характеристики газосепаратора 1 – корпус; 2 – сборник жидкости; 3 –
гравитационной сепарации; 4 – сливная труба с гидрозатвором секции тонкой сепарации; 5 – сетчатая насадка;
6 – сетчатый коагулятор

Слайд 5

Техническая структура АСР температуры сепарации газа в газосепараторе

.

Техническая структура АСР температуры сепарации газа в газосепараторе .

Слайд 6

Технические средства АСР температуры сепарации газа в газосепараторе

6

Электропневматический
позиционер Neles NE700

Клапан

Технические средства АСР температуры сепарации газа в газосепараторе 6 Электропневматический позиционер Neles
серии LW с ПИМ B1J12

Датчик температуры пара Метран–ТСПУ–274:
Диапазон от 0 до +150 °С,
Погрешность 0,25%

ПЛК SLC-500 компании «Allen Bradley», где:
Модуль процессора - SLC 5/04 1747 L542;
Модуль питания - 1746-Р2;
Модуль аналоговых входов - 1746-NI16l;
Модуль дискретных выходов - 1746-IB16.

Слайд 7

Математическая модель объекта управления

      

               

Передаточная функция объекта управления по каналу управления

Математическая модель объекта управления Передаточная функция объекта управления по каналу управления “Изменение
“Изменение расхода газожидкостной смеси, поступающей в газосепаратор ΔGПЖ -Температура в газосепараторе ΔТ”

Gпж – расход газожидкостной смеси ПНГ;
Gг – расход газа от сепаратора;
Рпж – давление газожидкостной смеси ПНГ;
WОБ1(Р), WОБ2(Р), WОБ3(Р) – передаточные функции по каналам расхода газожидкостной смеси ПНГ, расход газа от сепаратора и давления газожидкостной смеси ПНГ соответственно.

Слайд 8

Wрег(р) - передаточная функция регулятора;
Wпр(p) - передаточная функция преобразователя;
Wпим(p) - передаточная функция

Wрег(р) - передаточная функция регулятора; Wпр(p) - передаточная функция преобразователя; Wпим(p) -
пневматического исполнительного механизма;
Wро(p) - передаточная функция регулирующего органа;
Wд(p) – передаточная функция датчика температуры;
Wоб.у(p) - передаточная функция объекта;
Gпж – расход газожидкостной смеси ПНГ;
Тзд, Т – заданная и фактическая температура сепарации газа в газосепараторе.

Алгоритмическая структурная схема АСР температуры сепарации газа в газосепараторе

Слайд 9

Схема моделирования АСР температуры сепарации газа в газосепараторе в Simulink

Схема моделирования АСР температуры сепарации газа в газосепараторе в Simulink

Слайд 10

Для аналоговой АСР температуры сепарации газа в газосепараторе передаточная функция ПИ -

Для аналоговой АСР температуры сепарации газа в газосепараторе передаточная функция ПИ -
регулятора будет иметь вид:

Выбор настроек регулятора АСР температуры сепарации газа в газосепараторе

 

Определим параметры настройки ПИ - регулятора методом незатухающих колебаний при Ккр = 0,00388 и Ткр = 30,5 с

 

ТИ=Ткр/1,2

Переходная характеристика АСР температуры сепарации газа в газосепараторе на границе устойчивости при Ккр = 0,00385

Слайд 11

Анализ качества управления АСР температуры сепарации газа в газосепараторе

Переходная характеристика АСР температуры

Анализ качества управления АСР температуры сепарации газа в газосепараторе Переходная характеристика АСР
сепарации в газосепараторе в диапазоне регулирования ± 2,5 0С

Показатели качества
системы управления:
- время регулирования 85 с;
- статическая ошибка отсутствует;
- перерегулирование отсутствует.

Т, 0С

t, c

Слайд 12

Функциональная схема автоматизации процесса сепарации попутного нефтяного газа

.

.

Функциональная схема автоматизации процесса сепарации попутного нефтяного газа . .

Слайд 13

Техническая структура АСУ сепарацией попутного нефтяного газа

Техническая структура АСУ сепарацией попутного нефтяного газа

Слайд 14

Спецификация технических средств автоматизации АСУ сепарацией попутного нефтяного газа

Спецификация технических средств автоматизации АСУ сепарацией попутного нефтяного газа

Слайд 15

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Цель работы – повышение производительности процесса сепарации газа за счет

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ Цель работы – повышение производительности процесса сепарации газа за
ресурсосберегающего управления температурой в газосепараторе в пределах 37,5 ± 2,5 оС для обеспечения оптимального эффекта сепарации газа и нефти.
В работе:
- проанализирован процесс сепарации попутного нефтяного газа как объекта управления и определены основные контролируемые параметры и сигналы управления АСУ;
- предложена техническая реализация АСР температуры в газосепараторе на базе ПЛК SLC-500 Allen Bradley;
- разработана техническая структура АСУ процесса сепарации попутного нефтяного газа;
- разработана функциональная схема автоматизации процесса сепарации попутного нефтяного газа и спецификация технических средств автоматизации к ней;
- Выполнен анализ разработанной АСР температуры сепарации газа в нефтегазосепараторе методом моделирования в программе Simulink и определены показатели качества АСР.
Предложенная техническая реализация АСР температуры сепарации газа в газосепараторе полностью соответствует требованиям по точности и ресурсосбережению, предъявленным к ней.
Имя файла: Автоматизация-процесса-сепарации-попутного-нефтяного-газа.pptx
Количество просмотров: 34
Количество скачиваний: 0