Помощь студентам в учебе
Разработка системы автоматизации управления компрессорной станцией ПАО «Газпром»
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССА И ОПИСАНИЕ
ОБОРУДОВАНИЯ 9
1.1 Характеристика станции, описание технологического процесса 9
1.2 Описания основного технологического оборудования и алгоритма
работы механизма 13
1.3 Цели и задачи автоматизации, требования к системе автоматизации .... 18
1.4 Обзор существующих вариантов автоматизации технологического
процесса 18
1.5 Разработка функциональной схемы автоматизации 24
2. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 26
2.1 Разработка архитектуры системы автоматизации 26
2.2 Выбор технических средств автоматизации 27
2.3 Разработка схем соединения элементов системы автоматизации 47
2.4 Разработка алгоритма управления и программирования и
программного обеспечения системы автоматизации 49
2.5 Разработка системы визуализации управления технологическим
процессом 52
3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 58
3.1 Краткая характеристика подразделения и выпускаемой продукции 58
3.2 Расчёт производственной программы цеха 58
3.3 Расчёт сметы капитальных затрат 59
3.4 Расчёт РСЭО 61
3.5 Амортизационные отчисления 61
3.6 Расчёт электроэнергии 62
3.7 Расчет затрат на оплату труда со страховыми отчислениями 63
3.8 Прочие расходы 63
3.9 Расчет срока окупаемости проекта 65
3.10 Составление сводной таблицы технико-экономических расчетов 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 68
ПРИЛОЖЕНИЕ А 70
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 72
ВВЕДЕНИЕ 7
1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССА И ОПИСАНИЕ
ОБОРУДОВАНИЯ 9
1.1 Характеристика станции, описание технологического процесса 9
1.2 Описания основного технологического оборудования и алгоритма
работы механизма 13
1.3 Цели и задачи автоматизации, требования к системе автоматизации .... 18
1.4 Обзор существующих вариантов автоматизации технологического
процесса 18
1.5 Разработка функциональной схемы автоматизации 24
2. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 26
2.1 Разработка архитектуры системы автоматизации 26
2.2 Выбор технических средств автоматизации 27
2.3 Разработка схем соединения элементов системы автоматизации 47
2.4 Разработка алгоритма управления и программирования и
программного обеспечения системы автоматизации 49
2.5 Разработка системы визуализации управления технологическим
процессом 52
3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 58
3.1 Краткая характеристика подразделения и выпускаемой продукции 58
3.2 Расчёт производственной программы цеха 58
3.3 Расчёт сметы капитальных затрат 59
3.4 Расчёт РСЭО 61
3.5 Амортизационные отчисления 61
3.6 Расчёт электроэнергии 62
3.7 Расчет затрат на оплату труда со страховыми отчислениями 63
3.8 Прочие расходы 63
3.9 Расчет срока окупаемости проекта 65
3.10 Составление сводной таблицы технико-экономических расчетов 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 68
ПРИЛОЖЕНИЕ А 70
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 72
Компания ПАО «Г азпром» сегодня - современная ведущая газовая корпорация в мире. Компания является единственной в России, которая производит и экспортирует сжиженный газ. Сегодня «Газпром» реализует масштабные проекты по освоению газовых ресурсов, производит добычу и разведку углеводородов за рубежом. Предприятие стремится полностью автоматизировать процесс, чтобы минимизировать простои оборудования и добиться бесперебойной транспортировки и добычи газа и нефти.
ерекачка газа по трубопроводам имеет ряд существенных отличий от перекачки нефти и нефтепродуктов. Эти отличия определяются прежде всего отличием свойств газа от свойств жидко" сти. Сильная сжимаемость газа и значительное изменение его температуры при сжатии приводят к изменению режима работы газопроводов. Это вызывает ряд отличий в методах строительного проектирования и технологии строительства газо- и нефтепроводов.
В настоящее время практически весь объем газов транспортируется по трубопроводам в газообразном состоянии. Газ с месторождения поступает в трубопровод под пластовым или несколько сниженным давлением. В отличие от нефтепроводов газопровод часто не требует головной перекачивающей станции— компрессорной. Первая КС сооружается на расстоянии 150—200 км от начала газопровода. На КС осуществляется сжатие газа до давления, обеспечивающего дальнейшее движение газа с заданной пропускной способностью. Температура газа на выходе из КС при этом поднимается до 80—100 °С, что усложняет статические условия работы трубопроводных конструкций— приводит к выпучиванию труб из грунта, потере устойчивости и даже разрушению. Повышение температуры газа приводит к уменьшению пропускной способности газопровода. Очень опасно повышение температуры газа для трубопроводов, сооружаемых в условиях вечномерзлых грунтов. Для уменьшения температурного воздействия газопроводов на мерзлые грунты на новых газопроводах применяют охлаждающие установки на КС; с их помощью температура газа, поступающего в газопровод после компримирования (сжатия), будет не выше — 1 °С. При этом мерзлый грунт не будет оттаивать и условия работы трубопровода будут сохраняться постоянными. При охлаждении газа одновременно увеличивается пропускная способность газопровода.
Первостепенным является подробный анализ технологического процесса, позволяющий конструктивно и верно подобрать необходимое оборудование для решения поставленных задач.
В ходе выпускной квалификационной работы займёмся исследованием и автоматизацией компрессорной станции, так как наблюдение за техническими параметрами производится вручную персоналом. Необходимо создать безопасную систему наблюдения с удалённым доступом.
Необходимо не только разработать архитектуру системы автоматизации, но и разработать алгоритм её работы.
Далее необходимо провести экономическую оценку уместности использования устанавливаемого оборудования, рассчитать экономическую выгоду и срок окупаемости.
Целью работы является разработка системы управления компрессорной станции. Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:
1) Анализ технологического процесса газоперекачивающего агрегата;
2) Выбор технических средств автоматизации;
3) Разработка схем соединения элементов системы автоматизации;
4) Разработка алгоритма системы управления компрессорной станции;
5) Разработка системы визуализации управления технологическим процессом;
6) Расчёт технико-экономических показателей.
ерекачка газа по трубопроводам имеет ряд существенных отличий от перекачки нефти и нефтепродуктов. Эти отличия определяются прежде всего отличием свойств газа от свойств жидко" сти. Сильная сжимаемость газа и значительное изменение его температуры при сжатии приводят к изменению режима работы газопроводов. Это вызывает ряд отличий в методах строительного проектирования и технологии строительства газо- и нефтепроводов.
В настоящее время практически весь объем газов транспортируется по трубопроводам в газообразном состоянии. Газ с месторождения поступает в трубопровод под пластовым или несколько сниженным давлением. В отличие от нефтепроводов газопровод часто не требует головной перекачивающей станции— компрессорной. Первая КС сооружается на расстоянии 150—200 км от начала газопровода. На КС осуществляется сжатие газа до давления, обеспечивающего дальнейшее движение газа с заданной пропускной способностью. Температура газа на выходе из КС при этом поднимается до 80—100 °С, что усложняет статические условия работы трубопроводных конструкций— приводит к выпучиванию труб из грунта, потере устойчивости и даже разрушению. Повышение температуры газа приводит к уменьшению пропускной способности газопровода. Очень опасно повышение температуры газа для трубопроводов, сооружаемых в условиях вечномерзлых грунтов. Для уменьшения температурного воздействия газопроводов на мерзлые грунты на новых газопроводах применяют охлаждающие установки на КС; с их помощью температура газа, поступающего в газопровод после компримирования (сжатия), будет не выше — 1 °С. При этом мерзлый грунт не будет оттаивать и условия работы трубопровода будут сохраняться постоянными. При охлаждении газа одновременно увеличивается пропускная способность газопровода.
Первостепенным является подробный анализ технологического процесса, позволяющий конструктивно и верно подобрать необходимое оборудование для решения поставленных задач.
В ходе выпускной квалификационной работы займёмся исследованием и автоматизацией компрессорной станции, так как наблюдение за техническими параметрами производится вручную персоналом. Необходимо создать безопасную систему наблюдения с удалённым доступом.
Необходимо не только разработать архитектуру системы автоматизации, но и разработать алгоритм её работы.
Далее необходимо провести экономическую оценку уместности использования устанавливаемого оборудования, рассчитать экономическую выгоду и срок окупаемости.
Целью работы является разработка системы управления компрессорной станции. Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:
1) Анализ технологического процесса газоперекачивающего агрегата;
2) Выбор технических средств автоматизации;
3) Разработка схем соединения элементов системы автоматизации;
4) Разработка алгоритма системы управления компрессорной станции;
5) Разработка системы визуализации управления технологическим процессом;
6) Расчёт технико-экономических показателей.
В ходе проведённой выпускной квалификационной работы был описан и проанализирован технологический процесс газоперекачивающего агрегата ПАО «Газпром». Анализ показал, что участок компрессорной станции автоматизирован не полностью и нуждается в совершенствовании, так как предприятие стремится к бесперебойной транспортировке газа.
Была разработана система автоматизированного управления, которая обеспечивает своевременный и точный контроль технологических параметров системы.
Был произведён подбор оборудования. Выбранное оборудование полностью удовлетворяет поставленным требованиям.
В ходе выпускной квалификационной работы была разработана функциональная схема системы автоматизации. В ней отображены основные технические решения, принимаемые при проектировании системы автоматизации. Разработанная функциональная схема автоматизации приведена в приложении А.
Был разработан алгоритм работы компрессорной станции. В них отображены логика работы системы в той или иной ситуации.
Разработана система визуализации, что позволяет оператору в реальном времени отслеживать работу исполнительных механизмов, контролировать исправность системы и при необходимости в ручном режиме проводить основные операции. Система визуализации была разработана в программной среде TIA Portal Siemens.
В ходе выпускной квалификационной работы были рассмотрены техникоэкономические параметры компрессорной станции ПАО «Газпром», в которую интегрировалось оборудование. Капитальные затраты на установку оборудования составили 12 947 694,7 рублей. Данная сумма включает расходы на транспортировку оборудования, непредвиденные расходы, строительные и монтажные работы.
В результате внедрения нового оборудования экономия составит 5 070 267,518 рублей.
Срок окупаемости оборудования в ходе расчёта составил 2.6 лет. Таким образом, поставленные задачи и цели выпускной квалификационной работы можно считать выполненными.
Была разработана система автоматизированного управления, которая обеспечивает своевременный и точный контроль технологических параметров системы.
Был произведён подбор оборудования. Выбранное оборудование полностью удовлетворяет поставленным требованиям.
В ходе выпускной квалификационной работы была разработана функциональная схема системы автоматизации. В ней отображены основные технические решения, принимаемые при проектировании системы автоматизации. Разработанная функциональная схема автоматизации приведена в приложении А.
Был разработан алгоритм работы компрессорной станции. В них отображены логика работы системы в той или иной ситуации.
Разработана система визуализации, что позволяет оператору в реальном времени отслеживать работу исполнительных механизмов, контролировать исправность системы и при необходимости в ручном режиме проводить основные операции. Система визуализации была разработана в программной среде TIA Portal Siemens.
В ходе выпускной квалификационной работы были рассмотрены техникоэкономические параметры компрессорной станции ПАО «Газпром», в которую интегрировалось оборудование. Капитальные затраты на установку оборудования составили 12 947 694,7 рублей. Данная сумма включает расходы на транспортировку оборудования, непредвиденные расходы, строительные и монтажные работы.
В результате внедрения нового оборудования экономия составит 5 070 267,518 рублей.
Срок окупаемости оборудования в ходе расчёта составил 2.6 лет. Таким образом, поставленные задачи и цели выпускной квалификационной работы можно считать выполненными.