📄Работа №207319
Тема: АСУ сепаратора первичной обработки нефти
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Автоматика и управление
Объем:
93 листов
Год:
2020
Просмотров:
47
4900
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПЕРВИЧНОЙ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ. ОБЗОР ПРЕДЛАГАЕМОГО ОБОРУДОВАНИЯ 8
1.1 Принципы и методы первичной подготовки нефти 8
1.2 Нефтегазовый сепаратор. Классификация, особенности конструкции,
принципы работы 9
1.3 Обзор нефтегазового сепаратора 12
1.4 Обзор уровнемера 12
1.5 Обзор датчика давления 14
1.6 Обзор преобразователя расхода 15
1.7 Обзор датчика температуры 17
1.8 Выбор регулирующих клапанов 18
2 СИНТЕЗ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 22
2.1 Синтез математической модели контура регулирования уровня воды 22
2.2 Синтез математической модели контура регулирования уровня нефти 29
2.3 Синтез математической модели контура регулирования давления 30
3 АНАЛИЗ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ. НАСТРОЙКА РЕГУЛЯТОРОВ.
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СИСТЕМЫ 33
3.1 Линеаризация модели контура регулирования уровня воды 33
3.2 Линеаризация модели контура регулирования уровня нефти 36
3.3 Линеаризация модели контура регулирования давления 37
3.4 Оценка качества полученной модели 39
4 РЕАЛИЗАЦИЯ АРМ ОПЕРАТОРА 43
4.1 Принципы работы ПТК DeltaV 44
4.2 Концепция мнемосхем АС 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Закладная Rosemount 5302 66
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Закладная Метран-150ТАЗ 67
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Закладная DANIEL-3414 68
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Закладная DANIEL-3814 69
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Закладная Метран-281 70
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Закладная DN15-300, PN1,6-4,0 МПа 71
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. Функциональная схема контуров регулирования уровня воды и нефти 72
ПРИЛОЖЕНИЕ К. Функциональная схема контура регулирования давления 73
ПРИЛОЖЕНИЕ Л. Функциональная система АСУ сепаратором первичной подготовки нефти 74
ПРИЛОЖЕНИЕ М. Концепция мнемосхемы «НГСВ» 75
ПРИЛОЖЕНИЕ Н. Концепция мнемосхемы «Тренды» 76
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПЕРВИЧНОЙ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ. ОБЗОР ПРЕДЛАГАЕМОГО ОБОРУДОВАНИЯ 8
1.1 Принципы и методы первичной подготовки нефти 8
1.2 Нефтегазовый сепаратор. Классификация, особенности конструкции,
принципы работы 9
1.3 Обзор нефтегазового сепаратора 12
1.4 Обзор уровнемера 12
1.5 Обзор датчика давления 14
1.6 Обзор преобразователя расхода 15
1.7 Обзор датчика температуры 17
1.8 Выбор регулирующих клапанов 18
2 СИНТЕЗ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 22
2.1 Синтез математической модели контура регулирования уровня воды 22
2.2 Синтез математической модели контура регулирования уровня нефти 29
2.3 Синтез математической модели контура регулирования давления 30
3 АНАЛИЗ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ. НАСТРОЙКА РЕГУЛЯТОРОВ.
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СИСТЕМЫ 33
3.1 Линеаризация модели контура регулирования уровня воды 33
3.2 Линеаризация модели контура регулирования уровня нефти 36
3.3 Линеаризация модели контура регулирования давления 37
3.4 Оценка качества полученной модели 39
4 РЕАЛИЗАЦИЯ АРМ ОПЕРАТОРА 43
4.1 Принципы работы ПТК DeltaV 44
4.2 Концепция мнемосхем АС 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Закладная Rosemount 5302 66
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Закладная Метран-150ТАЗ 67
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Закладная DANIEL-3414 68
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Закладная DANIEL-3814 69
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Закладная Метран-281 70
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Закладная DN15-300, PN1,6-4,0 МПа 71
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. Функциональная схема контуров регулирования уровня воды и нефти 72
ПРИЛОЖЕНИЕ К. Функциональная схема контура регулирования давления 73
ПРИЛОЖЕНИЕ Л. Функциональная система АСУ сепаратором первичной подготовки нефти 74
ПРИЛОЖЕНИЕ М. Концепция мнемосхемы «НГСВ» 75
ПРИЛОЖЕНИЕ Н. Концепция мнемосхемы «Тренды» 76
📖 Аннотация
В данной работе разработана автоматизированная система управления (АСУ) сепаратором гравитационного типа для этапа первичной подготовки нефти. Актуальность исследования обусловлена критической важностью стадии обезвоживания и дегазации сырья для последующей эффективной переработки, а также общей тенденцией к цифровизации и повышению энергоэффективности нефтегазового производства. В результате выполненного проектирования синтезированы математические модели трех ключевых контуров регулирования: уровня нефти, уровня воды и давления в аппарате. Для каждого контура осуществлен выбор оборудования, разработаны функциональные схемы, произведена линеаризация и настройка ПИД-регуляторов, оценено качество переходных процессов. Дополнительно предложена концепция мнемосхемы для автоматизированного рабочего места оператора. Научная значимость заключается в применении методов математического моделирования и теории автоматического управления к конкретному технологическому объекту. Практическая ценность работы состоит в готовом проекте АСУ, внедрение которой позволит повысить стабильность и качество сепарации, снизив процент содержания воды и солей в товарной нефти. Теоретической основой послужили исследования в области автоматизации нефтегазового комплекса (Carvajal G., Cullick S.), принципов первичной подготовки нефти, а также современные работы по применению датчиков и систем управления в промышленности (Aalsalem M. Y., Al-Ismael M. A.).
📖 Введение
В настоящее время нефтяная промышленность является одной из самых обширных отраслей промышленности нашей страны, и не только нашей. Подавляющее большинство компаний Российской Федерации, связанных с нефтяной промышленностью, являются нефтедобывающими. На момент 2019 года насчитывается порядка 290 нефтедобывающих компаний [47]. Но главная ценность нефти заключается в обширном многообразии продуктов, изготавливаемых из нее. Помимо очевидного производства различного топлива из нефти для разных отраслей промышленности, будь то автомобильная, авиационная, ракетная промышленность, также имеет место производство продуктов, не связанных с топливом, например огромное количество видов пластика, и даже лекарств [6, 16, 20, 21, 107]. Но вся вышеупомянутая продукция не изготавливается из сырой нефти. Для ее изготовления используется подготовленная, переработанная нефть [3, 22, 30, 34].
Переработка нефти происходит на нефтеперерабатывающих предприятиях. В России гораздо меньше предприятий, специализированных на переработке нефти, по сравнению с нефтедобывающими. На момент 2019 года насчитывается около 32 крупных нефтеперерабатывающих предприятий [47, 88]. Но переработке подлежит уже подготовленная после добычи нефть. Подготовка является важным процессом, требующим большого количества оборудования [8, 9, 68, 82].
Подготовка нефти осуществляется непосредственно на объектах ее добычи. Суть ее заключается в отделении от конечного продукта всех вредных веществ, что приводит к увеличению срока эксплуатации оборудования, использующегося для перемещения подготовленной нефти, а также к снижению затрат на ее перевозку, так как сырая нефть после подготовки теряет большую часть своей массы и объема [10, 11, 14, 23, 69].
Целью выпускной квалификационной работы является разработка автоматизированной системы управления сепаратором первичной подготовки нефти.
Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- обзор и обоснование выбранного метода первичной подготовки нефти;
- выбор технических средств автоматизации и оборудования;
- разработка концепции автоматизированной системы управления технологическим процессом и представление схемы автоматизации объекта;
- анализ качества получившейся автоматизированной системы управления;
- разработка концепции АРМ оператора.
Переработка нефти происходит на нефтеперерабатывающих предприятиях. В России гораздо меньше предприятий, специализированных на переработке нефти, по сравнению с нефтедобывающими. На момент 2019 года насчитывается около 32 крупных нефтеперерабатывающих предприятий [47, 88]. Но переработке подлежит уже подготовленная после добычи нефть. Подготовка является важным процессом, требующим большого количества оборудования [8, 9, 68, 82].
Подготовка нефти осуществляется непосредственно на объектах ее добычи. Суть ее заключается в отделении от конечного продукта всех вредных веществ, что приводит к увеличению срока эксплуатации оборудования, использующегося для перемещения подготовленной нефти, а также к снижению затрат на ее перевозку, так как сырая нефть после подготовки теряет большую часть своей массы и объема [10, 11, 14, 23, 69].
Целью выпускной квалификационной работы является разработка автоматизированной системы управления сепаратором первичной подготовки нефти.
Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- обзор и обоснование выбранного метода первичной подготовки нефти;
- выбор технических средств автоматизации и оборудования;
- разработка концепции автоматизированной системы управления технологическим процессом и представление схемы автоматизации объекта;
- анализ качества получившейся автоматизированной системы управления;
- разработка концепции АРМ оператора.
✅ Заключение
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы был изучен процесс сепарации нефти путем гравитационного отстоя. Произведен обзор предложенного оборудования и расчет для выбора регулирующего клапана для автоматизированной системы управления сепаратором первичной подготовки нефти. Синтезирована математическая модель контуров регулирования. Разработаны функциональные и структурные схемы контуров регулирования. Произведена линеаризация контуров, системы автоматического управления нефтегазовым сепаратором, и подобраны коэффициенты ПИД-регулятора для каждого из трех контуров. В результате выполненной работы была создана система автоматического управления нефтегазовым сепаратором. Оценено качество переходных процессов трех контуров получившейся системы. Также была разработана концепция мнемосхемы АС для АРМ оператора.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.