Введение 5
1 Описание структурной схемы системы очистки нефтесодержащих сточных вод 7
1.1. Способы очистки воды на предприятиях 5
1.2 Автоматизированные модульные установки для очистки нефтесодержащих сточных вод 11
1.3 Описание установок и их особенности 14
1.4 Создание системы автоматизированного управления 20
1.4.1 Функциональная схема САУ 24
1.4.2 Принцип работы САУ 25
2 Выбор технологических средств автоматизации и определение параметров для моделирования 26
2.1 Исследование технологических средств автоматизации 26
2.2 Построение модели черного ящика 32
3 Разработка модели системы управления установкой для обезвоживания нефтесодержащих сточных вод 37
3.1 Выбор среды моделирования 37
3.2 Построение компьютерной модели в SimlnTech 38
Заключение 48
Список сокращений 50
Список используемых источников 51
Приложение А 55
Приложение Б 57
Автоматизация производственных процессов - основное направление, в настоящее время которого продвигается в международное производство. Все, что раньше выполнял сам человек, функции, не только физические, но и интеллектуальные, постепенно переходят к технике, которая сама выполняет технологическую работу и осуществляет контроль над ними. Вот такое теперь генеральное русло современных технологий. Роль человека во многих отраслях уже сводится лишь к контролю над автоматическим процессом.
Применение комплексных систем автоматизации с использованием автоматизированных систем современной вычислительной техники значительно увеличивает производительность труда, минимизирует вероятность возникновения различных аварийных ситуаций. С помощью систем автоматизации исключается необходимость исполнения сотрудником однообразных операций.
Автоматизация требует дополнительного применения устройств ввода, датчиков (сенсоров), исполнительных устройств, управляющих устройств(контроллеров), устройств вывода, использующих электронную технику и методы вычислений, иногда копирующие нервные и мыслительные функции человека.
В одном ряду с термином «автоматический», применяется понятие «автоматизированный», выделяющий относительно большую роль участия человека в процессе.
Основными загрязнением водоемов является недостаточно очищенные сточные воды на промышленных предприятиях. Нефтепродукты, попадая в водоемы, создают значительные формы загрязнения: плавающую нефтяную пленку, осевшие на дно тяжелые фракции и т.д. При этом снижается самоочищающая способность водоемов, и вода приобретает токсичные свойства. Анализ состояния водных объектов Красноярского края показывает ухудшение качества поверхностных вод, поэтому необходимо очищать сточные воды и использовать их в системах оборотного водоснабжения. В настоящее время для проявления нефтепродуктов и механических примесей из сточных вод применяются механическим, физико-химическим и биологическим методом, ни один из них не является универсальным. Каждая группа методов имеет определенную область использования, в которой она является наиболее эффективной. Анализ современного состояния и перспектив развития технологий очистки нефтесодержащих сточных вод позволяет сделать вывод о том, что актуальность выбора определенного метода очистки от нефтепродуктов зависит от состава, концентрации, режима поступления и объема шлака, технологические требования к очищенной воде, необходимости регенерации и повторного использования воды с учетом региональных условий. Методы электрообработки получили развитие как эффективные и прогрессивные, так как при их использовании не увеличивается солевой состав и образуется значительно меньшее количество осадка. Для условий Сибири и Крайнего Севера они имеют определенные преимущества перед традиционными технологиями [1 ].
Разработанный биосорбционный комплекс можно использовать для очистки природных вод в виде боновых заграждений.
Преимущество заявляемого технического решения заключается в повышении эффективности элементов установки для очистки нефтесодержащих сточных вод. Это обеспечивается за счет применения системы автоматического управления, обеспечивающей контроль за процессом очистки нефтесодержащих сточных вод и корректирующей направление движения воздушных потоков при изменении скорости ветра и температуры окружающей среды без непосредственного участия в управлении процессом сточных вод рабочего персонала, что в целом свидетельствует об увеличении производительности и эффективности установки для очистки сточных вод.
Предложена компьютерная модель системы автоматического управления элементами установки для очистки нефтесодержащих сточных вод.
Современные достижения в области автоматизации процессов очистки сточных вод, создают предпосылки необходимости проведения дополнительных научных исследований для поиска новых технических решений и разработки устройств управления технологическими процессами химических и нефтехимических предприятий.
Существует достаточно большое количество вариантов оборудования для очистки сточных пластовых вод перед закачкой их в пласт. Кроме перечисленных выше можно отметить использование вертикальных стальных резервуаров-отстойников (РВО) и напорных отстойников (НО) с напорными фильтрами и без них, нефтеловушек, прудов и т.д. Применение каждого из них обосновывается при проектировании системы сбора и подготовки месторождения в зависимости от ряда условий. По этой же причине различаются и средства автоматизации и контрольно -измерительные приборы, применяемые при очистке сточных пластовых вод.
1 Пономарева, О.Г. Исследование процесса очистки нефтесодержащих сточных вод / О.Г. Понаморева. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://bik.sfu-kras.ru/elib/view?id=2311/7170
2 Отраслевой стандарт ОСТ 39-225-88 «Вода для заводнения нефтяных пластов. Требования к качеству». - Утв. приказом Министерства нефтяной промышленности от 28.03.1988. №147. - введ. 01.07.1990
3 Кудинов, В.И. Основы нефтегазового дела / В.И. Кудринов. - Москва: Институт компьютерных исследований. - 2004. - 720 с.
4 Исакович, Р.Я. Контроль и автоматизация добычи нефти и газа : учеб. для техникумов / Р. Я. Исакович, В. Е. Попадько, 2-е изд., перераб. и доп. Москва, Недра 1985. - 351 с.
5 Сургучев, М.Л. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов / М.Л. Сургучев. - Москва: Недра, 1985. - 308 с.
6 Подготовка воды для заводнения нефтяных пластов требования, предъявляемые к воде, закачиваемой в пласт [Электронный ресурс] - Электрон. - Режим доступа: http://www.svoruem.com/forum/5331.html.
7 А.с. № 567675 СССР, кл. C 02 C 1/02, Установка для очистки сточных вод / С.В. Яковлев, Ю.А. Феофанов, Е.Б. Шкурикова, (СССР). - №3223224/29-26; заявл. 24.12.80; опубл. 23.06.82, Бюл. № 23. - 2 с.
8 Arduino [Электронный ресурс] // Сайт компании Arduino. - Режим доступа: http://arduino.ru
9 Оксененко, А.Я. / Цилиндры гидравлические. Выбор, монтаж, эксплуатация: методические рекомендации / А.Я. Оксененко. - Москва: ВНИИТИМР, 1988. - 56 с.
10 Бондарев, В.П. / Концепции современного естествознания: учебник / В.П. Бондарев. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва: Альфа-М, - 2011. - 175 с.
11 Самарский, А. А. / Математическое моделирование: идеи, методы, примеры/ А.А. Самарский, А.П. Михайлов. - 2-е изд. испр. - Москва: ФИЗМАТЛИТ. - 2005. — 6 с.
12 СП 131.13330.2012. Строительная климатология. Актуализированная версия СНиП 23-01-99; введ. 01.01.2013. - Москва, 2012. - 13 с.
13 СТО 4.2 07 2014. Система менеджмента качества. Общие требования к построению, изложению и оформлению документов учебной деятельности. - Взамен СТО 4.2 07 2012; дата введ. 09.01.2014. - Красноярск, 2014. - 60 с.
14 Технологические основы и моделирование процессов промысловой подготовки нефти и газа: учебное пособие / А. В. Кравцов, Н.В. Ушева, Е.В. Бешагина, О.Е. Мойзес, Е.А. Кузьменко, А. А. Гавриков. - Томск: изд. Томского Политехнического университета, 2012. - 128 с.
15 ГОСТ 31378-2009 Нефть. Общие технические условия; введ. 01.01.2013. - Москва: Стандартинформ, 2012. - 12 с....(21)