Proiect IRA

Categoria: Referat Mecanica

Descriere:

Contorul masic are atât funcÅ£ie de indicare cât ÅŸi de reglare a debitului. În cazul în care calibrarea contorului se face în flux (fără oprirea transportului de Å£iÅ£ei), robinetul cu motor de pe conducta principală este închis, iar cel de pe conducta de by pass este deschis, permiÅ£ând transportul Å£iÅ£eiului pe conductă ocolitoare...

Proiect la Ingineria Reglării Automate

Automatizarea unei staţii de pompare a produselor petroliere

Studiu de caz: SISTEM DE PROTECŢIE AUTOMATĂ

Cuprins

• Prezentare generală
• Descrierea părţilor componente ale staţiei
• Funcţionarea staţiei de pompare

1. Prezentare generală
Documentaţia prezintă o staţie de pompare produs petrolier (ţiţei, benzină etc.) ce funcţionează pe principiul „pompă în pompă” în cazul unei magistrale de conducte prevăzut cu mai multe staţii de pompare.
Principalele echipamente aflate în dotarea acestei staţii sunt următoarele:

• staţie de primire godevil;
• rezervoare de depozitare a ţiţeiului: R1, R2, R3;
• filtre pentru impurităţi mecanice, unul activ, unul de rezervă, montate în paralel;
• pompe booster, una activă, una de rezervă montate în paralel;
• instalaţie de măsurare a debitului de ţiţei pompat;
• pompe centrifugale principale montate în serie, una activă, una de rezervă;
• staţie de lansare godevil.

2. Descrierea părţilor componente
Sistemul de automatizare cuprinde:

• O buclă de reglare selectivă a presiunii din aspiraţia şi respectiv refularea pompelor principale cu funcţia de a evita apariţia cavităţii pompelor pe linia aspiraţie şi de a evita depăşirea presiunii maxime admisibile a conductei de pe refularea pompelor;
• O buclă de reglare a presiunii de pe linia de aspiraţie cu funcţia de a permite degajarea produsului petrolier în rezervoare în cazul opririi accidentale a pompelor principale fără a periclita funcţionarea pompelor din amonte de această staţie;
• Un sistem de interblocare automată cu funcţia de a proteja echipamentele dinamice în perioada pornirii acestora;
• Un sistem de contorizare produs la intrarea în staţie şi unul la  ieşire din staţie.

a) Bucla de reglare selectivă a presiunii din aspiraţie, respectiv refularea pompelor principale, cuprinde un traductor de presiune PT montat pe colectorul de aspiraţie de la care semnalul este transmis la un regulator electronic de presiune PIC, un alt traductor de presiune montat pe conducta de refulare a pompelor, ce transmite semnalul electric la un al doilea regulator electronic de presiune, un selector de semnal şi un element de acţionare (robinet de reglare cu motor).
Când presiunea ţiţeiului în aspiraţia pompei atinge o valoare care ar putea determina apariţia cavitaţiei în conductă, robinetul cu motor este acţionat astfel încât curgerea să fie optimă. Reglarea presiunii în colectorul de refulare se face prin comutarea selectorului pe poziţia a doua şi acţionarea robinetului cu motor astfel încât valoarea presiunii măsurate de al doilea traductor să nu depăşească presiunea maximă admisibilă în conductă.
b) O altă buclă de reglare formată dintr-un traductor de presiune, un regulator electronic şi un robinet de reglare cu motor asigură menţinerea presiunii necesare pentru încărcarea ţiţeiului în rezervoare.

c) Sistemul automat pentru protecţia echipamentelor dinamice în perioada pornirii lor permite pornirea pompelor numai după ce ţiţeiul din colectorul de aspiraţie are presiunea minimă necesară pentru funcţionarea optimă a pompelor. Până la atingerea acestei valori, ţiţeiul curge prin conducta de by pass a pompelor.

d) Sistemele de contorizare a ţiţeiului sunt montate, unul pe colectorul de încărcare în rezervoare pentru măsurarea ţiţeiului intrat în staţie, iar celălalt după pompele principale, pentru măsurarea debitului de ţiţei la ieşirea din staţie.
Sistemul de contorizare cuprinde utilaje de filtrare şi sistemul de măsurare propriu – zis.
Pe conducta principală sunt montate un traductor de presiune şi unul de temperatură ce asigură corelarea debitului masic măsurat cu presiunea şi temperatura produsului.
Pe conductă sunt prevăzute şi conexiuni pentru contor master sau prover, deoarece contorul masic trebuie verificat şi calibrat periodic (o dată la 6 luni).
Contorul masic are atât funcţie de indicare cât şi de reglare a debitului. În cazul în care calibrarea contorului se face în flux (fără oprirea transportului de ţiţei), robinetul cu motor de pe conducta principală este închis, iar cel de pe conducta de by pass este deschis, permiţând transportul ţiţeiului pe conductă ocolitoare.
Aceste sisteme de contorizare prevăzute au contoare masice având corecţii de presiune, temperaturi şi viscozitate, sunt utilizate în principal pentru detectarea pierderilor de produs pe conductele din amonte şi aval de această staţie.
Informaţiile de la aceste instrumente sunt transmise prin intermediul unui sistem denumit Remote Terminal Unit (RTU) la un dispecer central de supraveghere a pompării.

3. Funcţionarea staţiei de pompare
Conductele care leagă staţiile de pompare, trebuie godevilate periodic (la maxim 3 luni), pentru a  evita depunerea de parafină şi impurităţi pe pereţii conductei.
Pentru godevilarea conductei, la staţia de pompare există o staţie de lansare godevil echipată la fel ca şi staţia de primire godevil, cu un traductor de presiune PT şi cu robinete acţionate manual care permit trecerea de la regimul normal de funcţionare (pe by – pass) la cel de godevilare (prin staţiile de primire şi lansare godevil).
Godevilul, având forma şi dimensiunea corelate cu diametrul conductei, este lansat de la staţia din  amonte şi, înaintând în lungul conductei, asigură curăţarea acesteia.
Depunerile colectate de pe conductă sunt evacuate la sistemul de scurgere.
În cazul în care godevilul rămâne blocat pe conductă, presiunea măsurată de traductorul PT de la intrarea în staţie scade până la 0.

Rezervoarele de depozitare a ţiţeiului sunt prevăzute cu traductoare de nivel şi cu o buclă de reglare a nivelului apei din baza rezervorului. Apa provine din ţiţeiul brut prin decantare.
Nivelele maxim (LAH) şi minim (LAL) ale ţiţeiului din rezervoare sunt alarmate la tabloul de comandă.
Rezervoarele sunt prevăzute cu sisteme de scurgere cu reglare automată (de care? Abatere sau perturbaţie?). Evacuarea apei se realizează prin deschiderea robinetului de reglare cu servomotor de pe conducta de scurgere.

Ţiţeiul este filtrat înainte de a ajunge la pompele booster, care asigură golirea rezervoarelor.

Pomparea ţiţeiului până la o altă staţie este realizată de una dintre cele două pompe principale.
Reglarea presiunii pe refularea pompelor principale se face cu un robinet de reglare la valoarea de presiune optimă pentru pomparea ţiţeiului prin conductă.
Întreg sistemul este prevăzut cu un subsistem de alimentare cu energie neîntreruptibilă UPS (Uninterruptible Power Supply).

Principiile de bază

Staţia de pompare este compusă din pompe centrifugale (ajutătoare şi principale) ce lucrează în sistem închis.
Gradul de control şi automatizare locală asigură o operare continuă şi sigură a staţiei de pompare, indiferent dacă operatorul intervine sau nu.

Staţia de pompare este echipată cu control local şi de la distanţă pentru un sistem SCADA.
Staţia de pompare este prevăzută cu dispecerat central care controlează şi supraveghează parametrii de operare.
Staţia de pompare este dotată cu dispozitive de acţionare în caz de avarie care asigură siguranţa operării în caz de avarie.
Staţia de pompare operează în siguranţă chiar şi în absenţa unui sistem de comunicaţii.
Staţia de pompare este oprită şi izolată în caz de avarie prin semnal manual sau automat, local sau de la dispecerat.
Staţia de pompare este dotată cu un sistem automat de măsurare a debitului.
Staţia de pompare este prevăzută cu pompe booster pentru pomparea ţiţeiului din rezervoare.
Staţia de pompare este echipată cu două pompe centrifugale legate în serie.
Rezervoarele staţiei sunt dotate cu un sistem de control automat.
Staţia de pompare este prevăzută a funcţiona 24 ore/zi.

Desfăşurarea şi controlul procesului de pompare
Ţiţeiul este transportat prin conducte în rezervoarele R1, R2 şiR3 pentru depozitare şi transfer.
În mod alternativ un rezervor din două este folosit la încărcare şi descărcare, în timp ce al treilea rezervor este folosit ca rezervor de tragere ţiţei curat.
Fiecare rezervor este echipat cu:

• indicatori de nivel maxim pentru alarmarea dispeceratului local;
• traductor de nivel;
• indicatori de nivel minim pentru oprirea pompelor;
• traductor de temperatură;
• circuit de control a procesului de scurgere a apei;
• dispozitiv electric interfaţă ţiţei-apă;
• manometru şi traductor de presiune pe aspiraţie/refulare;
• fiecare pompă este pornită/oprită şi izolată independent;
• orice pompă selectată este activă sau de rezervă după cum se cere;

Staţia este prevăzută şi cu o pompă cu piston ca rezervă sau ori de câte ori este necesară o presiune de pompare suplimentară.
Staţia de lansare este echipată cu:

• indicator de presiune pe minim pentru alarmarea şi închiderea fluxului de ţiţei în cazul deteriorării conductei (scurgeri, ruperi etc.);
• indicator de presiune pe maxim pentru alarmarea şi protejarea conductei suprapresiunii;
• supapa de reducere a presiunii dimensionate în funcţie de capacitatea maximă a staţiei de pompe, în cazul în care pompele principale generează o presiune mai mare decât presiunea maximă admisibilă de operare a conductei de ieşire. Supapa de reducere a presiunii este instalată astfel încât nu poate fi izolată de sursele de intrare; Fluxul de suprapresiune este dirijat spre bazinul de colectare ţiţei.
• Indicator şi traductor de presiune/temperatură, indicator şi traductor trecere pig.
• robinet de închidere acţionat cu semnal de avarie;

Sistemul de închidere a staţiei de pompare

Sistemul de închidere pe staţia de pompare este format din:

• Oprirea în cazul funcţionării
• Oprirea în caz de avarie

• Oprirea în timpul funcţionării a staţiei de pompare este iniţiată dacă se produce unul din următoarele evenimente:
• avarierea sursei de alimentare cu energie electrică;
• nivel minim-minimorum în rezervorul de ţiţei;
• presiune minimă de aspiraţie la pompele principale;
• semnal de închidere automată a unităţilor de pompare locale (presiuni, transport lubrifiant, vibraţii, scurgeri prin etanşări, acţionări etc.);
• iniţiere manuală, locală sau de la dispecerat.

Efectul opririi în timpul funcţionării:

• oprirea pompei principale;
• oprirea pompei ajutătoare;

• Oprirea în caz de avarie a staţiei de pompare este iniţiată dacă se produce unul din următoarele evenimente:
• avarierea sursei de alimentare cu energie electrică pentru aparatura electronică;
• incendiu detectat de sistemul de detectare a incendiilor;
• presiune mare/mică a conductei de refulare;
• scurgeri din conducta detectată prin SCADA;
• iniţiere manuală, locală sau de la dispecerat.

Efectul opririi în caz de avarie:

• închiderea robinetului de oprire, prin această realizându-se izolarea staţiei de pompare de conducte;
• oprirea pompei principale;
• oprirea pompei ajutătoare.

Controlul staţiei de pompe

Staţia de pompare este controlată atât local (dispecerat local) cât şi de la distanţă (dispecerat central).

• Dispeceratul local al staţiei de pompare

Dispeceratul local al staţiei de pompare controlează următorii parametrii:

• selectarea pompei principale/pompe ajutătoare;
• pornire/oprire pompe;
• închidere/deschidere robinete acţionate electric;
• presiunea de refulare a pompelor principale;
• sistemul antiincendii,
• oprire manuală în timpul funcţionării sau în caz de avarie.

Dispeceratul local al staţiei de pompare supraveghează următorii parametrii:

• presiune la:
• refulare pompe ajutătoare;
• aspiraţie/refulare pompe principale;
• staţia de lansare/primire pig.
• temperatura la:
• rezervoarele de ţiţei;
• staţia de lansare/primire pig.
• nivelul din rezervoarele de ţiţei;
• debitul din totalizatorul de debit şi debitul de lucru;
• consumul de energie:
• la pompa ajutătoare;
• la pompa principală.
• starea pompelor ajutătoare şi principale (în funcţionare/oprită);
• poziţia MOV (deschis/închis);
• sunt prevăzute următoarele alarmări:
• la rezervoarele de ţiţei:
• nivel maxim-maximorum;
• nivel maxim;
• nivel minim;
• nivel minim-minimorum.
• la pompe ajutătoare:
• presiunea diferenţială mare la filtre;
• orice alarmare/indicare prevăzută de producătorul de pompe.
• la pompe principale:
• presiune mică la aspiraţie;
• orice alarmare/indicare prevăzută de producătorul de pompe.
• la staţia lansare/primire pig:
• indicator trecere  pig;
• indicator trecere mare/mică.

• Dispeceratul central al staţiei de pompare

Către dispeceratul central se transmit continuu următoarele informaţii:

• nivelul din rezervoare;
• starea pompelor principale (în funcţiune/oprite);
• presiunea de refulare a pompelor principale;
• presiune/temperatură conducte;
• debit staţie pompare;
• consum total energie electrică.

Staţia de pompare este prevăzută de asemenea cu control de la distanţă printr-un sistem SCADA care include:

• indicare de la distanţă a procedurii de pornire/oprire pompe;
• controlul de la distanţă a presiunii de refulare/debit staţie pompe;
• buton de oprire de la distanţă a staţiei de pompare în caz de avarie.