Automatica si Informatica Industriala

 

 

 

 

Ingineria Reglarii Automate

Automatizarea unei statii de pompare a produselor petroliere

Studiu de caz: SISTEM DE PROTECTIE AUTOMATA

 

 

 

•  

Cuprins

1. Prezentare generala

2. Descrierea partilor componente ale statiei

3. Functionarea statiei de pompare

 

 

1. Prezentare generala

Documentatia prezinta o statie de pompare produs petrolier (titei, benzina etc.) ce functioneaza pe principiul „pompa in pompa” in cazul unei magistrale de conducte prevazut cu mai multe statii de pompare.

Principalele echipamente aflate in dotarea acestei statii sunt urmatoarele:

• statie de primire godevil;

• rezervoare de depozitare a titeiului: R1, R2, R3;

• filtre pentru impuritati mecanice, unul activ, unul de rezerva, montate in paralel;

• pompe booster, una activa, una de rezerva montate in paralel;

• instalatie de masurare a debitului de titei pompat;

• pompe centrifugale principale montate in serie, una activa, una de rezerva;

• statie de lansare godevil.

 

 

 

 

 

2. Descrierea partilor componente

Sistemul de automatizare cuprinde:

1. O bucla de reglare selectiva a presiunii din aspiratia si respectiv refularea pompelor principale cu functia de a evita aparitia cavitatii pompelor pe linia aspiratie si de a evita depasirea presiunii maxime admisibile a conductei de pe refularea pompelor;

2. O bucla de reglare a presiunii de pe linia de aspiratie cu functia de a permite degajarea produsului petrolier in rezervoare in cazul opririi accidentale a pompelor principale fara a periclita functionarea pompelor din amonte de aceasta statie;

3. Un sistem de interblocare automata cu functia de a proteja echipamentele dinamice in perioada pornirii acestora;

4. Un sistem de contorizare produs la intrarea in statie si unul la iesire din statie.

 

a) Bucla de reglare selectiva a presiunii din aspiratie, respectiv refularea pompelor principale, cuprinde un traductor de presiune PT montat pe colectorul de aspiratie 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 si un element de actionare (robinet de reglare cu motor).

Cand presiunea titeiului in aspiratia pompei atinge o valoare care ar putea determina aparitia cavitatiei in conducta, robinetul cu motor este actionat astfel incat curgerea sa fie optima. Reglarea presiunii in colectorul de refulare se face prin comutarea selectorului pe pozitia a doua si actionarea robinetului cu motor astfel incat valoarea presiunii masurate de al doilea traductor sa nu depaseasca presiunea maxima admisibila in conducta.

b) O alta bucla de reglare formata dintr-un traductor de presiune, un regulator electronic si un robinet de reglare cu motor asigura mentinerea presiunii necesare pentru incarcarea titeiului in rezervoare.

 

c) Sistemul automat pentru protectia echipamentelor dinamice in perioada pornirii lor permite pornirea pompelor numai dupa ce titeiul din colectorul de aspiratie are presiunea minima necesara pentru functionarea optima a pompelor. Pana la atingerea acestei valori, titeiul curge prin conducta de by pass a pompelor.

 

d) Sistemele de contorizare a titeiului sunt montate, unul pe colectorul de incarcare in rezervoare pentru masurarea titeiului intrat in statie, iar celalalt dupa pompele principale, pentru masurarea debitului de titei la iesirea din statie.

Sistemul de contorizare cuprinde utilaje de filtrare si sistemul de masurare propriu – zis.

Pe conducta principala sunt montate un traductor de presiune si unul de temperatura ce asigura corelarea debitului masic masurat cu presiunea si temperatura produsului.

Pe conducta sunt prevazute si conexiuni pentru contor master sau prover, deoarece contorul masic trebuie verificat si calibrat periodic (o data la 6 luni).

Contorul masic are atat functie de indicare cat si de reglare a debitului. In cazul in care calibrarea contorului se face in flux (fara oprirea transportului de titei), robinetul cu motor de pe conducta principala este inchis, iar cel de pe conducta de by pass este deschis, permitand transportul titeiului pe conducta ocolitoare.

Aceste sisteme de contorizare prevazute au contoare masice avand corectii de presiune, temperaturi si viscozitate, sunt utilizate in principal pentru detectarea pierderilor de produs pe conductele din amonte si aval de aceasta statie.

Informatiile de la aceste instrumente sunt transmise prin intermediul unui sistem denumit Remote Terminal Unit (RTU) la un dispecer central de supraveghere a pomparii.

 

3. Functionarea statiei de pompare

Conductele care leaga statiile de pompare, trebuie godevilate periodic (la maxim 3 luni), pentru a evita depunerea de parafina si impuritati pe peretii conductei.

Pentru godevilarea conductei, la statia de pompare exista o statie de lansare godevil echipata la fel ca si statia de primire godevil, cu un traductor de presiune PT si cu robinete actionate manual care permit trecerea de la regimul normal de functionare (pe by – pass) la cel de godevilare (prin statiile de primire si lansare godevil).

Godevilul, avand forma si dimensiunea corelate cu diametrul conductei, este lansat de la statia din amonte si, inaintand in lungul conductei, asigura curatarea acesteia.

Depunerile colectate de pe conducta sunt evacuate la sistemul de scurgere.

In cazul in care godevilul ramane blocat pe conducta, presiunea masurata de traductorul PT de la intrarea in statie scade pana la 0.

 

 

 

Rezervoarele de depozitare a titeiului sunt prevazute cu traductoare de nivel si cu o bucla de reglare a nivelului apei din baza rezervorului. Apa provine din titeiul brut prin decantare.

Nivelele maxim (LAH) si minim (LAL) ale titeiului din rezervoare sunt alarmate la tabloul de comanda.

Rezervoarele sunt prevazute cu sisteme de scurgere cu reglare automata (de care? Abatere sau perturbatie?). Evacuarea apei se realizeaza prin deschiderea robinetului de reglare cu servomotor de pe conducta de scurgere.

 

Titeiul este filtrat inainte de a ajunge la pompele booster, care asigura golirea rezervoarelor.

 

Pomparea titeiului pana la o alta statie este realizata de una dintre cele doua pompe principale.

Reglarea presiunii pe refularea pompelor principale se face cu un robinet de reglare la valoarea de presiune optima pentru pomparea titeiului prin conducta.

Intreg sistemul este prevazut cu un subsistem de alimentare cu energie neintreruptibila UPS (Uninterruptible Power Supply).

 

Principiile de baza

Statia de pompare este compusa din pompe centrifugale (ajutatoare si principale) ce lucreaza in sistem inchis.

Gradul de control si automatizare locala asigura o operare continua si sigura a statiei de pompare, indiferent daca operatorul intervine sau nu.

Statia de pompare este echipata cu control local si de la distanta pentru un sistem SCADA.

Statia de pompare este prevazuta cu dispecerat central care controleaza si supravegheaza parametrii de operare.

Statia de pompare este dotata cu dispozitive de actionare in caz de avarie care asigura siguranta operarii in caz de avarie.

Statia de pompare opereaza in siguranta chiar si in absenta unui sistem de comunicatii.

Statia de pompare este oprita si izolata in caz de avarie prin semnal manual sau automat, local sau de la dispecerat.

Statia de pompare este dotata cu un sistem automat de masurare a debitului.

Statia de pompare este prevazuta cu pompe booster pentru pomparea titeiului din rezervoare.

Statia de pompare este echipata cu doua pompe centrifugale legate in serie.

Rezervoarele statiei sunt dotate cu un sistem de control automat.

Statia de pompare este prevazuta a functiona 24 ore/zi.

 

Desfasurarea si controlul procesului de pompare

Titeiul este transportat prin conducte in rezervoarele R1, R2 siR3 pentru depozitare si transfer.

In mod alternativ un rezervor din doua este folosit la incarcare si descarcare, in timp ce al treilea rezervor este folosit ca rezervor de tragere titei 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 temperatura;

• circuit de control a procesului de scurgere a apei;

• dispozitiv electric interfata titei-apa;

• manometru si traductor de presiune pe aspiratie/refulare;

• fiecare pompa este pornita/oprita si izolata independent;

• orice pompa selectata este activa sau de rezerva dupa cum se cere;

Statia este prevazuta si cu o pompa cu piston ca rezerva sau ori de cate ori este necesara o presiune de pompare suplimentara.

Statia de lansare este echipata cu:

• indicator de presiune pe minim pentru alarmarea si inchiderea fluxului de titei in cazul deteriorarii conductei (scurgeri, ruperi etc.);

• indicator de presiune pe maxim pentru alarmarea si protejarea conductei suprapresiunii;

• supapa de reducere a presiunii dimensionate in functie de capacitatea maxima a statiei de pompe, in cazul in care pompele principale genereaza o presiune mai mare decat presiunea maxima admisibila de operare a conductei de iesire. Supapa de reducere a presiunii este instalata astfel incat nu poate fi izolata de sursele de intrare; Fluxul de suprapresiune este dirijat spre bazinul de colectare titei.

• Indicator si traductor de presiune/temperatura, indicator si traductor trecere pig.

• robinet de inchidere actionat cu semnal de avarie;

Sistemul de inchidere a statiei de pompare

 

Sistemul de inchidere pe statia de pompare este format din:

1. Oprirea in cazul functionarii

2. Oprirea in caz de avarie

 

1. Oprirea in timpul functionarii a statiei de pompare este initiata daca se produce unul din urmatoarele evenimente:

• avarierea sursei de alimentare cu energie electrica;

• nivel minim-minimorum in rezervorul de titei;

• presiune minima de aspiratie la pompele principale;

• semnal de inchidere automata a unitatilor de pompare locale (presiuni, transport lubrifiant, vibratii, scurgeri prin etansari, actionari etc.);

• initiere manuala, locala sau de la dispecerat.

 

Efectul opririi in timpul functionarii:

• oprirea pompei principale;

• oprirea pompei ajutatoare;

 

2. Oprirea in caz de avarie a statiei de pompare este initiata daca se produce unul din urmatoarele evenimente:

• avarierea sursei de alimentare cu energie electrica pentru aparatura electronica;

• incendiu detectat de sistemul de detectare a incendiilor;

• presiune mare/mica a conductei de refulare;

• scurgeri din conducta detectata prin SCADA;

• initiere manuala, locala sau de la dispecerat.

 

Efectul opririi in caz de avarie:

• inchiderea robinetului de oprire, prin aceasta realizandu-se izolarea statiei de pompare de conducte;

• oprirea pompei principale;

• oprirea pompei ajutatoare.

 

Controlul statiei de pompe

 

Statia de pompare este controlata atat local (dispecerat local) cat si de la distanta (dispecerat central).

 

1. Dispeceratul local al statiei de pompare

Dispeceratul local al statiei de pompare controleaza urmatorii parametrii:

• selectarea pompei principale/pompe ajutatoare;

• pornire/oprire pompe;

• inchidere/deschidere robinete actionate electric;

• presiunea de refulare a pompelor principale;

• sistemul antiincendii,

• oprire manuala in timpul functionarii sau in caz de avarie.

Dispeceratul local al statiei de pompare supravegheaza urmatorii parametrii:

• presiune la:

• refulare pompe ajutatoare;

• aspiratie/refulare pompe principale;

• statia de lansare/primire pig.

• temperatura la:

• rezervoarele de titei;

• statia de lansare/primire pig.

• nivelul din rezervoarele de titei;

• debitul din totalizatorul de debit si debitul de lucru;

• consumul de energie:

• la pompa ajutatoare;

• la pompa principala.

• starea pompelor ajutatoare si principale (in functionare/oprita);

• pozitia MOV (deschis/inchis);

• sunt prevazute urmatoarele alarmari:

• la rezervoarele de titei:

• nivel maxim-maximorum;

• nivel maxim;

• nivel minim;

• nivel minim-minimorum.

• la pompe ajutatoare:

• presiunea diferentiala mare la filtre;

• orice alarmare/indicare prevazuta de producatorul de pompe.

• la pompe principale:

• presiune mica la aspiratie;

• orice alarmare/indicare prevazuta de producatorul de pompe.

• la statia lansare/primire pig:

• indicator trecere pig;

• indicator trecere mare/mica.

2. Dispeceratul central al statiei de pompare

Catre dispeceratul central se transmit continuu urmatoarele informatii:

• nivelul din rezervoare;

• starea pompelor principale (in functiune/oprite);

• presiunea de refulare a pompelor principale;

• presiune/temperatura conducte;

• debit statie pompare;

• consum total energie electrica.

 

Statia de pompare este prevazuta de asemenea cu control de la distanta printr-un sistem SCADA care include:

• indicare de la distanta a procedurii de pornire/oprire pompe;

• controlul de la distanta a presiunii de refulare/debit statie pompe;

• buton de oprire de la distanta a statiei de pompare in caz de avarie.

Scriitori romani