ВВЕДЕНИЕ 5
1 Оборудование для утилизации попутного нефтяного газа 7
1.1 Проблемы утилизации попутного нефтяного газа 7
1.1.1 Добыча попутного нефтяного газа 7
1.1.2 Сжигание нефтяного попутного газа 8
1.1.3 Решения правительства по утилизации 10
1.1.4 Использование энергетических установок для утилизации 11
1.1.5 Применение микротурбин Capstone 13
1.2 Применение микротурбин Capstone для сжигания ПНГ 14
1.2.1 Эксплуатационные характеристики Capstone 14
1.2.2 Конструктивные особенности микротурбин Capstone 19
1.2.3 Система управления микротурбин Capstone 26
1.2.4 Функциональность системы управления 29
2 Разработка аппаратной части системы мониторинга 32
2.1 Список датчиков 32
2.2 Список исполнительных устройств 37
2.3 Выбор контроллера и модулей ввода/вывода 38
2.4 Интерфейсные модули 40
2.5 Архитектура СУ 41
3 Разработка программного обеспечения системы мониторинга 43
3.1 Передача данных ГТУ на проект WinCC 43
3.2 Отображение состояния турбин ГТУ 45
3.3 Вывод данных турбины на информационной панели 47
3.4 Вывод состояния турбины в виде отдельного окна 49
3.5 Вывод архивной информации о работе турбины 51
4 Безопасность жизнедеятельности и экология 54
4.1 Требования по обеспечению комфортности на рабочем месте 54
4.2 Расчёт микроклимата 59
4.3 Организация техники безопасности на рабочем месте 62
4.4 Организация системы пожаро- и электробезопасности на рабочем месте 66
4.5 Правовые вопросы по обеспечению БЖД 71
4.6 Вывод по главе 76
5 Расчет экономической эффективности проекта 78
5.1 Суть проекта 78
5.2 Расчет затрат на разработку 78
5.3 Расчет экономического эффекта от внедрения проекта 87
5.4 Оценка эффективности проекта 91
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 95
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 97
ПРИЛОЖЕНИЕ А 98
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 102
Актуальность. Согласно постановлению Правительства РФ от 8 января 2009 № 7 необходимо утилизировать попутный нефтяной газ до 95% объемов. Утилизация приведет к экономному потреблению энергоресурсов и повышение экологической чистоты окружающей среды.
Целью ВКР является повышение эффективности утилизации попутного нефтяного газа за счет использования газотурбинных установок Capstone.
Критерии надежности:
а) выбор надежного и удобного для эксплуатации газотурбинных установок;
б) наглядная система мониторинга газотурбинными установками, которая отображает состояние ГТУ как с помощью различных визуальных эффектов, так и с указанием текущих параметров в числовом виде;
в) наглядная система мониторинга системы подготовки газа;
г) автоматическая система управления позволяет мгновенно реагировать на выход значений параметров технологического процесса за допустимые пределы;
д) комплексное управление системы подготовки газа и системы управления ГТУ позволяет исключить аварийные ситуации;
е) использование аварийных сообщений на верхнем уровне уменьшает время реакции диспетчера.
Задачи:
- изучение технологического процесса и оборудования получения и очистки попутного нефтяного газа;
- разработать аппаратную часть системы управления;
- разработать программное обеспечение для мониторинга работы ГТУ;
- разработать программное обеспечение для мониторинга работы системы подготовки газа.
Создать код:
- обработки аналоговых и дискретных сигналов;
- для мониторинга состояния компрессоров;
- для мониторинга состояния газотурбинных установок.
В процессе выполнения дипломного проекта было разработано система мониторинга процесса утилизации попутного нефтяного газа для дожимной насосной станции Соколинского месторождения. Для утилизации ПНГ выбрана микротурбины Capstone, которые характеризуются надежностью и простотой в эксплуатации, а сжигаемый газ сгорает наименьшим количеством вредных веществ.
Внедрение системы мониторинга позволило значительно снизить трудоемкость диспетчеризации и обслуживания турбин ГТУ, автоматизировать процессов включения/выключения турбин, в зависимости от расхода газа. Следовательно, внедрение этого проекта позволяет снизить затраты рабочего времени, уменьшить трудоемкость работы, снизить издержки предприятия на заработную плату работников.
В результате были выполнены следующие задачи:
- проведен анализ оборудования для утилизации ПНГ и выбраны газотурбинные установки фирмы Capstone;
- разработана аппаратная часть системы мониторинга;
- разработано программное обеспечение системы мониторинга;
- безопасность жизнедеятельности и экология;
- экономическая эффективность.
В целях предотвращения неблагоприятных последствий для здоровья работающих в помещениях людей, где применяется компьютерная техника, были проанализированы условия труда оператора (инженера КИПиА), рассмотрены организационные вопросы по БЖД и сделаны выводы о соответствии рассматриваемых условий труда требованиям ГОСТ, перечислены мероприятия по обеспечению этих требований, а так же предложены мероприятия по обеспечению требований предъявляемых к эргономическим характеристикам рабочего места, в расчетной части был осуществлен расчет микроклимата. Также разработаны мероприятия по спасению людей при ЧС.
Из вышеприведенных расчетов видно, что проект является экономически эффективным: чистый доход от внедрения за 8 месяцев составит 23075,6 руб., чистый дисконтированный доход 21300 руб., рентабельность инвестиций 1,08, внутренняя норма доходности 157,4% годовых. Проект окупается за 5,87 месяцев.
