Лекция 5. Автоматизация процессов транспорта энергоресурсов. Автоматизированные ГРС.

0:10 Добрый день, уважаемые студенты, сегодня мы начинаем нашу очередную лекцию. Тема, лекции, это автоматизация газораспределительных станций для начала мы традиционно. Объект автоматизации, то есть в данном случае это сама газораспределительная станция, а затем перейдем к. Системам автоматизации, которые применяются на данном объекте. Итак, газораспределительная станция или в аббревиатуре. Это звучит как ГРС, совокупность установок и технического оборудования, измерительных и вспомогательных систем. Распределения газа и регулирования его давление с целью доставки конечным потребителю. Как видно из определения главной функции ГРЭС является снижение давления из магистрального газопровода до необходимого давления, которое может быть.

1:15 Доступно конечному потребителю. ГРС подразделяются на следующие виды, это ГРЭС индивидуальной конструкции. Автоматические блочно-укомплектные и промысловые используется для снабжения газом объектов промысла в целях собственных нужд потребления.

1:44 Теперь перейдем к основным узлам газораспределительной станции. Это узел переключения, узел очистки газа и спора конденсата Узел предотвращения гидрата образования. Или, попросту говоря, его называют узлом подогрева. Узел редуцирования это 1 из самых главных узлов узел отопления. Это вспомогательный узел узел учета, расхода газа, узел от реализации газа. Теперь все эти объекты, то есть узлы ГРС, мы рассмотрим более подробно с точки зрения автоматизации.

2:28 Схему технологическую схему газораспределительной станции, это, как мы уже говорили, некая трубопроводная обвязка, которая позволяет нам размещать на ней технологическое оборудование с целью снижения давления газа его учета.

2:50 Возможностью дарировать газ, ну и предотвращать различные аварийные ситуации, которые могут возникнуть на газораспределительной станции. Так вот, основная трубопроводная вязка, естественно, имеется входная запорная арматура и выходная запорная арматура, это, как правило, входные. И выходные краны далее у нас имеется узел очистки газа, те, в котором газ очищается от механической примеси и капельной влаги, затем у. Нас идет узел подогрева газа, где газ подогревается до более высокой температуры, потому что на узле редуцирования это следующий узел. Резко будет снижаться его давление, а как мы знаем, при снижении давления в процессе редуцирования газа неизбежно уменьшается температура. Так вот чтобы во время уменьшения температуры не возникли гидратные пробки, потому что в составе газ всегда имеется некоторая влага и. Которая может выпасть в гидратную пробку и закупорить проходное сечение трубопровода, чтобы этого не допустить на газораспределительных. Станциях применяют узлы подогрева газ, то есть мы предварительно повышаем температуру газа, чтобы при ее снижении во время редуцирования.

4:22 Не образовалась гидратная пробка. Далее, после узла редуцирования, где размещаются регуляторы давления, у нас размещается узел учета расхода газа со своими расходомерными системами. Далее у нас идет узел адрезации газа, то есть здесь размещается адаризационная установка. Она предназначена для придания специфичного запаха газу, то есть сам газ не имеет ни цвета, ни запаха, как мы знаем, но чтобы во время его. Утечек потребителю можно было его обнаружить. Газ специальным образом одарирует, как вы знаете, но ну об узлах ГРЭС мы поговорим более подробно. Далее в нашей лекции следующий узел называется узлом переключения, это такая перемычка.

5:19 Которая позволяет подавать газ со входа сразу на выход, минуя все остальные узлы. Это делается для аварийной подачи газа либо во. Время проведения каких то ремонтных работ на ГС пользуется таким узлом переключения, ну и расход, и давление в этом случае приходится.

5:49 Регулировать с помощью запорной арматуры, которая устанавливается на узле переключения. Вот таким вот образом выглядит технологическая схема газораспределительной станции. Как мы видим, здесь выполняется довольно большое число операций, это. Технологический процесс очистки газа, затем подогрева редуцирования. Учет газа и его авторизации даже необходимо переключать газ со входа на выход, минуя все технологические узлы. Для всего этого, естественно, необходимы.

6:28 Автоматизированной системы управления технологическими процессами. Теперь рассмотрим автоматический контроль параметров газораспределительной обязательный контроль давления газа на входе и выходе ГРЭС. Температура газа на входе и выходе ГРЭС температура на выходе узла подогрева газа для того, чтобы да не.

6:57 Следить за тем, как эффективно выполняется подогрев газа давление газа до и после узла редуцирования. Автоматический учет расхода и количество газа, автоматическая адрезация газа. Ну и помимо этого на ГС должен выполняться автоматический контроль загазованности в случае возникновения некоторых утечек газа.

7:27 Ну и теперь рассмотрим распределенную систему управления или общую систему управления. Технологическими процессами на газораспределительной станции у нас имеется та же трубопроводная вязка с теми же технологическими объектами, да это у нас узел. очистки подогрева редуцирования узла учета и узел канализации с узким переключением. Теперь мы в соответствии с тем, что должно контролироваться и управляться на газораспределительной станции разместим. Средства автоматизации.

8:13 Естественно, контроллер РСО будет управлять работой. Локальной системой управления ГРЭС. Нам необходимо контролировать давление на входе в в контроллер и температуру на входе выбираешь температуру и давление газа. На выходе также контролируется, как мы сказали давление газа и температура газа на выходе ГРС. Также здесь необходим. Удаленный контроль и управление запорной арматуры, которая устанавливается на узле переключения также на узеле на входе и выходе Крес.

9:03 Это все, что оператор может выполнять с помощью распределенной системы управления. Далее. Узла очистки газа можно контролировать с помощью репак давления на данном узле, и здесь датчик перепад давления подключается также к контроллеру и выдает все показания. По ней мы. Узнаем о степени засоренности узла очистки газа. Датчики загазованности, которые размещаются по контуру и внутри технологических объектов. ГРЭС также дают свои сигналы в контроле РСУ.

9:53 Температура на выходе узла подогрева мы также контролируем давление до и после узла редуцирования также необходимо контролировать. Распределенной системе управления ГРС. Температуру и давление газа на узле учета, а также. Объем и расход измеряемого газа, который измеряется специальным. Вычислителем расходы или специальным контроллером мы подаем. С помощью таких вот зеленого цвета каналов далее эта информация о расходе подается в локальный контроллер распределенной системы управления.

10:44 Ну и управление. Узлом модернизации также осуществляется с помощью локального контроля. Далее вся эта информация, уже обработанная, выводится на панель управления оператора газораспределительной станции. При необходимости эта же информация может быть отправлена на. Систему передачи данных. Спутникового канала для передачи всей управляющей информации. Системы на более высоком уровне, то есть, если рассматривать. Как локальную систему, то эта система может быть интегрирована.

11:37 Системы более высокого порядка, допустим, в пункты диспетчерского контроля управления магистральных газопроводов либо в главные организации. Которые занимаются контролем параметров с целью диспетчеризации различных объектов может быть отправлено. По каналу спутниковой связи, как мы видим, это, например. Таким вот образом у нас выполняется. Распределенный контроль и управление технологическими объектами газов с подледной станцией. Теперь рассмотрим более подробно узлы.

12:23 Газораспределительной станции, и здесь нам необходимо рассмотреть автоматические узлы редуцирования газа. Узел редуцирования газа предназначен. Для снижения высокого входного давления газа, которая может составлять от 12 до 75 бар, а может, и выше все зависит от класса газопровода и.

12:46 До низкого выходного давления, которое. Может быть, регулировано и снижено до 3 ты 12 бар. Вообще это давление зависит от того, какой режим на выходе КС должен быть выработан. Он задается диспетчерской службой и автоматического поддержания этого заданного давления на выходе ГРЭС, а так защиты. потребителя газа от повышения давления вот главная функция узла редуцирования газа. Узел редуцирования газа состоит из рабочей основной линии редуцирования резервной линии редуцирования. На каждой линии редуцирования на каждой линии редуцирования размещаются регуляторы давления газа.

13:37 Регулятор давления газа, это автоматически действующие автономные механические устройства, которые позволяют поддерживать заданное давление в трубопроводе до или после себя в зависимости от назначения существует. 2 Основных типа регуляторов давления, это регуляторы прямого действия и регуляторы пилотного типа. Теперь мы рассмотрим отдельно их конструкции, регулятор и давление прямого типа, это вот такая вот конструкция.

14:13 Имеется клапан. Размещается непосредственно на регуляторе, и движение этого клапана изменяет. Проходное сечение вот в данном месте в седле тем самым уменьшается давление после регулятора. Помимо клапана, основным элементом является мембрана, которая находится в регуляторе и пружина. С помощью с помощью жесткости пружины мы изменяем заданное. Давление то здесь мы, изменяя жесткость пружины, которая давит на мембрану снизу под мембранную полость, попадает давление на выходе регулятора и.

15:06 Когда давление? Действия пружины сверху над мембраной и давление выходное, которое попадает в мембранную полость регулятора, сравниваются. Клапан находится в обездвиженном состоянии, таким вот образом происходит процесс. Регулирование давления с помощью регулятора прямого типа, то есть главными элементами, здесь являются мембрана. Пружина пружина и жесткость пружины, здесь создающие значение. И клапан, который перемещается в зависимости от равновесия давления над и под мембраной.

15:52 Регуляторы давления пилотного типа, то есть если регуляторы давления прямого типа не более грубые, то для того, чтобы настроить давление, более точно применяют регуляторы давления пилотного типа И. Конструкция вот показ, но здесь здесь главным отличием от предыдущей схемы является то, что у нас помимо вот основного регулятора. Имеется еще дополнительный пилот, и здесь мы уже настраиваем более точно.

16:23 Наше заданное давление с помощью пружины, которые находятся в пилоте здесь, как мы видим. В подмембранную полость пилота попадает уже выходное давление. Здесь главное отличие. Конструктивно вы же конструктивно регулятор давления прямого типа выглядит таким вот образом. Ну а пилотный регулятор может выглядеть вот таким вот образом, как мы видим, здесь это уже технологический конструктив. Рассмотрим работу регулятора прямого типа. Как мы видим, вот таким вот образом происходит.

17:15 Акт регулирования по мере того, как изменяется входное давление, изменяется выходное давление, которое действует под мембрану и. Постоянно происходит ЭЭ движение мембраны в зависимости от того, как. Выполняется. Изменение давления на входе вот из данного. Короткого Видео мы видим, как меняется. Движение клапана. Жесткость. Здесь настраивать вот таким вот образом. С помощью жесткости пружины, ну и в зависимости. Пружины, ну и в зависимости от того, что у нас.

18:14 Происходит на входе, меняется и давление на выходе, да то есть, которое попадает в подмембранную полость регулятора, давление. Далее на следующей картинке мы видим работу регулятора с пилотом. Здесь у нас 2 пилота на данной схеме, давайте посмотрим, как по происходит. Работа регулятора прямого типа видите? Эта схема, в отличие от предыдущей, отличается наличием пилотов и пилоты, более точно выполняют настройку выходного давления.

19:20 Теперь, если говорить о структуре линии редуцирования давления газа, который размещается в узле редуцирования, то это, как правило, линия, состоящая из 2. Трубопроводов параллельных. 1 Из них, которая из которых называется основной линией, 2 называется резервной, и на ней размещается естественно. Отсекающаяся запорная арматура между этими запорными арматурами размещается основной регулятор и так называемый. Регулятор монитора в случае, если из строя выходит основной регулятор, то его работу подхватывает регулятор монитор. Аналогичный состав находится и в резервной линии редуцирования, то есть здесь выполняется таким образом защита.

20:12 По принципу 1 из 2. На следующем слайде мы посмотрим, как выглядит. Автоматические регуляторы давления, то есть их конструктив внешний вид, как они выглядят в в своем натуральном исполнении. Что называется, здесь мы видим различные конструкции регуляторов, это вот такая вот. Регулирующая арматура, которая устанавливается во блоках узлах редуцирования газа. Здесь мы на некоторых из них видим пилоты здесь, вот пилоты, вот пилоты, вот пилоты регуляторов, давления, газа. Это вот это вот пилоты, а здесь вот вот в данном блоке находится.

21:12 Пружина, с помощью жесткости которой у нас создается давление. На выходе регулятора. Следующим главным узлом на газораспределительной станции является узел учета расхода газа, то есть мы уже. Из лекции про газоизмерительные станции знаем, да что такое узел учета расхода газа и здесь мы просто повторим, потому что он полностью размещается на газораспределительной станции, чтобы. Учитывать то количество газа, которое будет потреблять конечный потребитель и так узел учета расхода газа, это совокупность средств измерительной техники и вспомогательных устройств.

22:01 Которые предназначены для измерения автоматической регистрации результатов измерения и расчета объема газа, приведенного к стандартным. Уступить узлы классифицируются по величине объемного расхода на большой производительности средней производительности малой. Производительности и минимальной производительности по избыточному давлению в газопроводе они классифицируются на высокие средние низкие. И по предельным относительным погрешностям они относятся к большой точности, средней точности, малой, точности и минимальной точности.

22:40 Ну, структура автоматизированного узла учета расхода газа представляет собой вот такой, вот измерительный трубопровод, на котором размещается запорная арматура до и после. Узла также имеется преобразователь расхода в виде измерительной диафрагмы. Если мы говорим о методе переменного переправления, датчик перепада давления, который измеряет.

23:06 Перепад давления до и после диафрагмы датчик давления газа, датчик температуры газа и. Хроматограф, который измеряет состав и плотность природного газа. Далее у нас имеется специальный контроллер, который реализует методику выполнения измерений, туда подается, подаются сигналы от всех средств измерений.

23:38 Вот в контроле или, допустим, если это метод переменного перепад давления реализуется методика измерения и расчета расхода и количества природного газа в соответствии. С ГОСТом 8 586 ну и этот контроллер далее передает всю эту информацию. На средства отображения информации либо другие локальные системы, допустим, систему РСУ.

24:09 Так мы вот коротко поговорили о составе автоматизированного узла учета расхода газа, который применяется на газораспределительной станции. Теперь мы поговорим об узлах, о доризации газа, то есть узел адаризаций газа. Это установка, предназначенная для придания газу резкого неприятного запаха с целью его. Обнаружения в качестве адарантов веществ, которые придают резкий запах газу, применяются меркаптаны, в частности этилмеркаптан. Вот его химическая формула, как мы видим.

24:47 Рекомендуемая норма адаранта составляет 16 грамм на 1000 кубических метров газа. Для модернизации газа применяют установки адаризаций автоматическая установка доризации, выполняет вскрыск одорантов газ в соответствии с величиной. Расхода, которая отправляется потребителю, то есть такая локальная автоматическая система, которая устанавливается на ГРС для того, чтобы придать запах газу.

25:21 Теперь мы рассмотрим работу автоматической установки адресации. У у нас имеется трубопровод с газом, так называемая емкость одоранта, которая заправляется одорантом. До необходимого уровня локальный контроллер выполняет. Управление всей системой, который связан с контроллером вычислителя расхода газа, то есть он получает информацию, увеличение протекающего расхода и выполняет. Соответствующие впрыски одаранта газа у нас имеется датчик уровня в емкости одаранты для того, чтобы контролировать до количество одарантов емкости он.

26:09 Передает информацию по каналу измерения свой контроллер. В случае, если произойдет авария или какая, то нештатная ситуация, связанная с выходом из строя. Либо датчик измерения уровня, либо самим контроллером этой информации. Дублируется вот механическими средствами измерения уровня, то есть таким вот индикатором. Далее давление из газа подается в саму емкость адаранты для того, чтобы.

26:42 Сравнять давление в емкости и в трубе, иначе никакого впрыска быть не может. Это давление контролируется датчиком давления, который передает. Информацию Локальный контроллер в случае, если он выйдет из строя, у нас имеется механический манометр, который выполняет резервирование.

27:05 Измерение давления газа в емкости дали клапан дозатор, который также связан с контроллером и. И на клапан дозатор подается линия подачи оторанта в трубопровод. Вот таким вот образом зависимости от расхода, который протекает, да он измеряется вот этим. Вот контроллером расхода газа, который передает эту величину локальный контроллер управления.

27:38 Системой одалирования. Выполняет впрыск, то есть подается команда от локального контроллера, который открывает клапан и происходит впрыск одоранта в газ соответственной нормы, которая у нас. Установлен нормативными документами. Следующий важный темой на газораспределительной станции является обеспечение противоаварийной защиты на газораспределительной станции. Здесь какие возникают риски, это повышение давления в полости газопровода, разрыв? Газопровода, связанных с этим утечки газовых узлов ДС, пожар на объектах, несанкционированный доступ к оборудованию ГРС и так далее. Но самым главным здесь является резкое повышение давления на выходе ГРС, которая может.

28:40 Привести, к каким то нежелательным последствиям и авариям у конечного потребителя, чтобы этого не было. Здесь выполняется противоаварийная защита на ГРЭС с целью недопущения высокого давления на выходе. Газораспределительной станции для этих целей в блоке переключения газоспы длительных станций монтируются специальные предохранительные клапаны, которые выполняют. Защиту потребителей газа от возможного превышения давления в системе таким вот образом выглядит предохранительный клапан, это также механическое устройство.

29:17 Которое настраивается на определенное давление случае, если это давление будет превышено, то клапан выпустит часть газа в атмосферу. То есть он сработает и таким образом на выходе газоспределительной станции будет? Сохраняться давление, да то есть таким вот образом выполняется предохранение конечного потребителя от резкого превышения давления на выходе. То есть каким образом происходит эксплуатация предохранительных клапанов, они всегда монтируются 2 клапана 1. Рабочий, другой резервный, да по схеме 1 из 2 то есть, если выйти из строя.

30:00 То непременно работу 1 подхватит 2. Предел настройки должен превышать 10% - ха от номинального давления газа на выходе на 10%, выше его настраивают. Чем положено, на что клапана действует выходное давление? С 1 стороны, с другой стороны, действует усилие пружины в случае превышения выходного давления. Усилия пружины газ поднимает, что клапана и часть газа уходит в атмосферу, как мы говорили выход. ГРС соединяется с атмосферой, таким вот образом выполняется защита потребителей газа от резкого превышения давления. Таким вот образом мы рассмотрели основные узлы и их автоматизацию на газораспределительных станциях, таким вот образом выглядит.

30:55 Типовая автоматизированная блочнокомплектная. Станции да здесь, вот мы видим. На картинке это узел переключения, узел очистки да узел адаризации. Здесь размещается узел редуцирования газа, здесь размещается у нас узел. учета расхода газа здесь узел подризации, здесь у нас размещается операторная, с которой оператор выполняет контроль и управление. Работой в ГРС. Спасибо за внимание.

Расшифровка сделана автоматически (Yandex SpeechKit) и может содержать ошибки в терминах.