Система автоматического управления дожимной компрессорной станцией

Система автоматического управления дожимной компрессорной станцией



Дожимная компрессорная станция предназначена для компримирования попутного нефтяного газа первой ступени сепарации, поступающего с ДНС месторождения. Давление нагнетания ни входе в компрессорную установку составляет 4-7 бар (изб.). На выходе компрессорной станции требуется обеспечить давление 12-15 бар. БКС рассчитана на номинальную производительность до 13700 н.м3/час. Газ поступает «влажный», с содержанием капельной жидкости. Основным газом в составе ПНГ является метан. Также, содержится некоторое количество этана и пропана. Содержание прочих газов незначительно.

ДКС состоит из двух модулей – блок компрессорной установки и блок энергетических и вспомогательных систем. Блоки должны быть в контейнерном исполнении для наружной установки. Соответственно, они должны быть оснащены системами поддержания климата в условиях резко континентального климата. Также должны быть системы контроля доступа, система пожаротушения, освещения.

Основным агрегатом ДКС является винтовой компрессор фирмы Howden. Управление производительностью компрессора осуществляется с помощью золотника. Также, в состав системы входит входной сепаратор, маслоотделитель, маслосистема, АВО газа, выходной сепаратор. Все оборудование находится во взрывоопасной зоне В1-а и должно быть в соответствующем исполнении.

Решения по электроснабжению ДКС

По расчетам, для обеспечения заданной производительности необходимо было использовать электродвигатель для привода компрессора мощностью 1 МВт. С учетом такой мощности и технических условий на площадке было принято решения использовать сеть с напряжением 10 кВ. Для обеспечения требуемой надежности была организована подача питания от двух независимых вводов.

Для пуска ЭД было решено применить устройство плавного пуска на среднее напряжение УППВ 10 кВ с байпасом. С учетом наличия двух вводов была реализована функция АВР на ячейках типа КСО. Управления УППВ осуществляется дискретными сигналами, а данные читаются по цифровой шине Modbus RTU.

Вспомогательное оборудование, кроме электродвигателя компрессора, было рассчитано на напряжение 0.4 кВ. В связи с этим было установлено два взаиморезервирующих сухих трансформатора мощностью по 630 кВа. Решение об использовании сухих трансформаторов было продиктовано необходимостью вписываться в габариты контейнера, а также более низкой пожароопасностью, по сравнению с трансформаторами масляными. Трансформаторы были использованы российского производителя. Для питания ячеек использовался шкаф оперативного тока (ШОПТ) с набором аккумуляторов.

Имея два независимых ввода на 0.4 кВ от двух трансформаторов, мы организовали АВР для питания вспомогательного оборудования и системы автоматического управления. АВР реализован на автоматических выключателях фирмы OEZ и микроконтроллере LOGO! Фирмы Siemens.

Для управления вентиляторами АВО газа и АВО гликоля используются частотные преобразователи Siemens Sinamics V20, установленные в шкафу НКУ. Для маслонасосов и дренажных насосов используется прямой пуск.

Решения по автоматизации ДКС

Согласно требованиям Заказчика для САУ наши инженеры использовали ПЛК фирмы Siemens, а конкретно Simatic ET200SP CPU с набором модулей ввода-вывода. Конфигурация ПЛК предусматривает подключение следующих сигналов:

  • дискретный ввод – 144
  • дискретный вывод – 96
  • аналоговый ввод – 72
  • аналоговый вывод – 8
  • Modbus RTU – 6 независимых портов
  • Profinet – 1 порт для подключения панели оператора
  • Ethernet – 1 порт для подключения АРМ.

Количество сигналов рассчитано с учетом резерва в 20%.

САУ ДКС обеспечивает функционирование установки в автоматическом режиме и не требует постоянного присутствия оператора. Основной задачей САУ является поддержание заданного давления на всасе и нагнетании, а также поддержание температуры газа на выходе и температуры и давления масла. Также, очень важной функцией является контроль аварийных сигналов и уставок. Для оборудования в нефтегазовой сфере это критически важная функция САУ.

Для локального управления установкой в наладочном режиме, задания уставок, просмотра графиков и журналов ошибок на двери шкафа управления установлена панель оператора с диагональю 15” фирмы Siemens серии Comfort.

Автоматизированное рабочее место находится удаленно и подключено к ПЛК с помощью коммуникационного модуля CP-1542SP-1. АРМ организован на базе обычного компьютера и специализированного программного обеспечения Siemens Simatic WinCC v7.4. С помощью данной SCADA системы пользователю доступны графики (актуальные и архивные), журналы ошибок и сообщения, мнемосхемы с текущими показаниями датчиков и отображением состояния оборудования.

Simatic et200sp в шкафу сау.jpg

Результат автоматизации компрессорной станции

Работы по разработке системы автоматизации продолжались около года. Заметная часть этого времени ушла на согласование технической документации с проектным институтом и заказчиком. Благодаря согласованной документации, реализация проекта прошла без существенных проблем. Наша компания осуществила поставку и наладку оборудования в следующем объеме:

  • вводно-распределительное устройство с АВР на напряжение 10 кВ
  • устройство плавного пуска 10 кВ на 1 МВт
  • шкаф оперативного тока
  • два трансформатора 10/0.4 кВ на 630 кВа
  • вводной шкаф с АВР 0.4 кВ на 1000 А
  • НКУ 0.4 кВ
  • шкаф управления на базе ПЛК Siemens Simatic и панели оператора
  • АРМ оператора на базе WinCC.
Пуско-наладочные работы на объекте были непростыми, тем более что проводились они в холодное время года. Но оборудование было введено в эксплуатацию – сначала в опытную, затем и в промышленную. Компрессор вышел на проектную мощность. А благодаря корректной и надежной работе САУ удалось обеспечить работу оборудования без постоянного присутствия оператора.

 

ПНР САУ ДКС-min.jpg ШУ САУ ДКС-min.jpg

шкаф НКУ-min.jpg





оставьте заявку, и мы вам перезвоним: