close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

21661

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
 
 
              
   
     ,     
     
В 2002 г. Saudi Aramco начала осуществлять программу
по замене системы управления для 16 компрессоров на
газоперерабатывающем заводе Ju'aymah Gas Plant (JGP).
В данной статье описаны результаты и преимущества,
достигнутые благодаря осуществлению проекта.
 
После рассмотрения нескольких рекомендаций по
совершенствованию системы управления JGP избрала
систему, позволяющую установить дополнительное
регулирование на стороне всасывания, на стороне
нагнетания для сбережения энергии и предотвращения дросселирования, а также распределить нагрузку
между компрессорами.
R93компрессоры для замораживания пропана.
Самыми проблемными на установке СПГ являются
четыре центробежных R93компрессора в секции замораживания пропана, эксплуатируемые параллельно.
Компрессоры имеют приводы от электродвигателей
мощностью 16 тыс. л.с., с боковой подачей первичного
сырья. Эти компрессоры служат для отбора паров, образовавшихся в результате снижения давления пропана
во время охлаждения С3 продукта из депропанизатора
в модулях фракционирования. Сначала в две ступени
сбрасывают давление; газ, образующийся на каждой
ступени, компримируют, охлаждают и далее испаряют.
Жидкий пропан с температурой 43 °С с помощью насосов направляют в резервуары для хранения (рис. 1).
Из рисунка видно, что поток сырья из промежуточного
барабана дросселируется в каждую испарительную
секцию (FCV002) для распределения нагрузки между
компрессорами и удержания жидкой фазы в восходя-
   
Установка на JGP была введена в эксплуатацию в 1980 г.
как часть газовой системы Саудовской Аравии, которая
была инициирована для отбора попутных газов, образующихся при добыче нефти. Ранее попутные газы сжигались
в факелах. Эта программа предусматривала сбор, сжатие,
фракционирование и транспортирование сжиженного
природного газа. JGP  самая крупная в мире установка
фракционирования СПГ мощностью 1 млн брл/сут продуктов сжижения природного газа, включая пары этана и
С3+ жидкости (главным образом, пропан и бутан) как
для внутреннего, так и для международных рынков.
Установка снабжена несколькими компрессорами,
которые были оснащены управляющими аналоговыми
контроллерами во время реализации первоначального
проекта в 1980 г., включая следующее.
• Три компрессора в секции замораживания пропана (R93).
• Два компрессора в секции замораживания бутана
(R92).
• Два компрессора в резервуарном
парке для отбора паров бутана (R92).

• Два компрессора в секции замораживания пропана, заряженной

 
охлаждающим газом из верхней части

этаноотгонной колонны (DeC2) (R84).
• Два компрессора для нагнетания


этана (R83).
   

• Один компрессор для избыточно
го этана (R93).
В 1992 г. все компрессоры были

 снабжены сложными защитными сис
темами во время внедрения распреде

ленной системы управления.
В 1997 г. был осуществлен проект,
связанный с расширением произво
дительности JGP на 50 %, установлены

еще два компрессора: один для обслу
 
живания компрессора в шлемовой
части этаноотгонной колонны, другой 
для отбора парообразных продуктов.
И, наконец, в 2002 г. JGP заменил
устаревшие защитные системы на 16   -      
компрессорах, установленных в 1980 г.











  •  
93
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
щем трубопроводе. Пары из промежуточного барабана
вводятся в компрессор сбоку, тогда как частично охлажденная жидкость снова подвергается сбросу давления
(VCV001) до атмосферного давления и поступает в
атмосферный испарительный барабан. Образовавшиеся
пары улавливают и компримируют, а жидкость с температурой - 43 °С направляют в атмосферные резервуары
для хранения в ожидании отгрузки в экспертные танкеры. Давление в атмосферном барабане регулируется на
стороне всасывания каждого компрессора (PCV023).
Перегретые пары, выходящие из компрессора, охлаждают в оребренных холодильниках и собирают в ресивере.
Затем жидкость испаряют в LCV009, а получаемый в
результате этого двухфазный поток рециркулируют
обратно в промежуточный барабан
Регулирование компрессора R93 в секции охлаждения пропана. Семь клапанов имеют критически
важное значение для нормальной работы компрессора
и течения процесса. Кроме того, любая манипуляция на
любом из клапанов отражается на остальных клапанах.
Стоимость управления этими клапанами обеспечивают
регулирующие функции, перечисленные в таблице.
  
 








   
    
     

   
 
  
    
    
    
  
   
   
 
  

    
Сложность управления процессом и большое число
контролируемых переменных в сочетании с необходимостью быстродействующего реагирования на
чрезмерное повышение давления делало применение
проблематичным. Эта сложность стала проявляться в
оригинальной системе во время пуска, что приводило
к потере продуктов изза вынужденного выключения
установки, либо изза слишком низкого давления, либо
вследствие резкого понижения уровня в барабане на
стороне всасывания. Кроме того, изза сложности системы пределы регулирования рабочего режима были
крайне широки, что не могло обеспечить стабильную
работу контроллера. В результате требовалось увеличение кратности циркуляции при снижении загрузки на
10 % ниже проектной.
Следует иметь ввиду, что давление на стороне атмосферного всасывания каждого компрессора следует
поддерживать на минимально возможном уровне, так как
94
это ведет к минимально возможной (низкой) температуре
и максимальному производству пропана. Следует, однако,
следить, чтобы давление не было слишком низким, так
как это может создать условие избыточного вакуума на
уплотнениях, в результате чего создается возможность
потенциального доступа воздуха в систему охлаждения.
Координирование регулирования и предотвращения
перепада за установленные пределы). Новая система
управления позволила внедрить передовые технологии
управления, которые дали крупные преимущества. Например, применение клапана (PCV023), первой ступени,
предотвращает не только чрезмерное повышение давления, но также состояние низкого давления на стороне
всасывания. Это достигается с помощью прогрессивного
алгоритма регулирования (Performance override control
 РОС). В этой стратегии управляющий контроллер посылает РОС ответный сигнал на контроллер, предотвращающий чрезмерное давление, приводящий в действие
клапан, регулирующий давление, если давление на стороне всасывания падает до очень низкого уровня (рис. 2).
Это очень быстродействующий и высокоточный метод,
который позволяет поддерживать давление на стороне
всасывания ближе к нижнему пределу, чем это было в
прошлом. Динамическое развязывание между всеми
контурами регулирования обеспечивает бесперебойную работу и способность преодолевать даже крупные
неполадки в процессе эксплуатации установки.
Система распределения нагрузки. К другим уникальным особенностям новой системы управления
относится распределение нагрузки между компрессорами, работающими на одинаковом «расстоянии» от
предельной перегрузки, благодаря чему достигается
стабильное и предельно точное управление всеми контурами параллельно работающих компрессоров. Когда
эксплуатационная точка компрессора приближается к
предельно допустимой нагрузке, срабатывает открытый контур контроллера, предотвращающего перегрузку. Величина этого сигнала зависит от скорости, с
которой эксплуатационная точка компрессора приближается к предельно допустимой нагрузке. Конечный

 
 

 









 


 
 
 
 
       
    
  
  •  











Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
 
 
 
 
 
 
 


  
 
  


 
 
 
 
 
 
       
  
      
   
результат заключается в том, что клапан открывается
настолько, насколько это необходимо, причем никогда
слишком широко, что привело бы к дополнительным
сбоям в работе системы, или слишком мало, что свело
бы к нулю защиту от перегрузок.
Автоматический пуск. Еще одна цель совершенствования системы управления компрессорами заключалась в автоматизации включения компрессоров.
Изза изменения в спросе на пропан и бутан установка
может испытывать значительное колебания в потоках
экспортных продуктов, что сопряжено с частыми остановками и пусками системы замораживания.
Установка контроллеров в рамках программы
совершенствования системы управления позволила
превратить пуск компрессоров, который в высокой степени зависел от взаимодействия между операторами
(человеческого фактора), в автоматизированный процесс («нажатия на кнопку»), позволяющий обслуживающему персоналу следить за пуском и эксплуатацией
компрессоров в автоматическом режиме.
Оптимизация управления конденсаторами. Исторически регулирование конденсаторов осуществлялось
по установленным уровням давления и температуры на
выходе даже тогда, когда окружающие условия позволяли снижать значения этих параметров. Sandi Aramco
потребовала оптимизировать управление конденсаторами с учетом возможности использования окружающего
охлаждения. Главным аспектом в этой стратегии являлось применение минимально возможного (низкого)
давления на стороне нагнетания компрессоров для
обеспечения адекватного давления в системе, достаточной для прогона охлажденной жидкости через систему.
Внедрение новой системы управления позволяет повысить производительность и снизить энергозатраты.
• значительную экономию энергозатрат на каждый
агрегат по сравнению с затратами до оптимизации
(рис. 3 и 4). Поскольку одновременно работают
две, а иногда и три машины, экономия в денежном
выражении значительна в годовом исчислении;
• повысить мощность установок для замораживания
С3 на 20 % с 3400 до 4100 брл/ч;
• не спешить с вводом в эксплуатацию третьей
установки для улавливания паров пропана, когда
отбор С3 ниже 8200 брл/ч, что дает дополнительную экономию энергии.
Компрессоры в секции отбора паров пропана, которые
были узким местом, уже не ограничивают производство.
Несомненным преимуществом новой системы
управления является ускоренный и более автоматизированный пуск. В старой системе ввод в эксплуатацию
осуществлялся вручную, что требовало затрат сил и
времени операторов. Теперь компрессор вводится в
эксплуатацию нажимом кнопки и за несколько минут
выходит на заданный режим.
   
Система была введена в эксплуатацию в 2006 г. После нескольких месяцев эксплуатации были проанализированы производственные показатели и проведены
испытания с целью количественного определения преимуществ оптимизации управления. Было установлено,
что новая стратегия позволяет:











  •  
  
S t e v e M i l l e r (С. Миллер), менеджер
Compressor Controls Corporation по системам управления компрессорами и турбоагрегатами в нефтегазовой промышленности.
Имеет ученую степень BS от университета
шт. Айова.
Ken Gunther (К. Гюнтер), ведущий инженер на
Ju'aymah Gas Plant, Саудовская Аравия, с 2000 г.
Ранее работал на проектноконструкторских
должностях, связанных с производством
катализаторов, формальдегида и других химических веществ. Имеет ученую ступень
магистра в химической технологии.
Vinold Mathew (В. Матхеу), ведущий инженер по КИП на Ju'aymah Gas Plant, Саудовская Аравия, с 2001 г. Занимал разные посты
на Reliance Petroleum, на НПЗ в Джамнагаре,
Индия. Имеет ученые степени BS и MS по
электронным приборам от Мумбейского
университета, Индия.
95
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
5
Размер файла
349 Кб
Теги
21661
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа