Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Цифровая система автоматического регулирования расхода и давления для компрессорных станций

Содержание:

Список используемых сокращений 4

Введение 5

Глава 1. Теоретические аспекты регулирования расхода и давления при эксплуатации компрессорных станций и математическое моделирование 8

1.1 Обзор и анализ методов регулирования расхода и давления при эксплуатации компрессорных станций 8

1.2 Описание математической модели газоперекачивающего агрегата компрессорной станции 18

1.3 Разработка алгоритма автоматического регулирования расхода и давления 27

Глава 2. Разработка структуры цифровой системы автоматического регулирования расхода и давления для компрессорных станций и выбор необходимых технических средств 31

2.1 Разработка структуры цифровой системы автоматического регулирования расхода и давления для компрессорных станций 31

2.2 Выбор необходимых технических средств для автоматического регулирования расхода и давления 41

Глава 3. Разработка компьютерной модели и анализ результатов 48

3.1 Разработка компьютерной модели цифровой системы автоматического регулирования расхода и давления для компрессорных станций. 48

3.3 Расчет системы автоматического регулирования 49

3.2 Компьютерное моделирование процесса автоматического регулирования расхода и давления при эксплуатации компрессорных станций 54

4. Экономическая часть 61

Заключение 66

Список использованных источников 67

Введение:

Основной путь развития и прогресса всех отраслей промышленности заключается в постоянном совершенствовании и развитии средств автоматизации технологических процессов и метолов производства продукции. Уровень производительности и качество выпускаемой продукции напрямую зависят от наличия в технологических и производственных процессах современных и эффективных средств автоматизации.

Специфика нефтегазовой отрасли Российской Федерации заключается в том, что основные месторождения углеводородного сырья располагаются в труднодоступных местах. В связи с этим, транспортировка газа и нефти становится очень дорогостоящим мероприятием.

Для решения этой задачи разрабатываются и внедряются современные средства и инструменты автоматизации процесса транспортировки нефти и газа от месторождения к местам их переработки, а также потребителям.

Огромное значение в нефтегазодобывающей отрасли играет техническое состояние и степень надежности транспортной системы. От состояния транспортных магистралей зависит степень эффективности и уровень экономических затрат транспортировки углеводородного сырья и готовой продукции.

Таким образом, очевидно, что большое внимание необходимо уделять соблюдению требований и рекомендаций относительно эксплуатации всех элементов транспортной системы. Неотъемлемой частью эффективного использования транспортных магистралей является применение средств автоматизации.

Увеличение КПД действующих систем, снижение себестоимости их изготовления и экономия ресурсов являются актуальными задачами для газотранспортной системы.

Анализ исследований и публикаций. Следует отметить, что различным аспектам оптимального проектирования и термодинамических циклов турбокомплексов посвящены исследования и публикации отечественных и зарубежных ученых – Александрова А. А. [1], Бойко А. В. [2], Бондаренко Г. А. [3], Гарма- ша Н. Г. [4], Гнесина В. И. [5], Костюка А. Г. [6], Очкова В. Ф. [7], Русанова А. В. [8 – 10], Тарасова А. И. [11], Хомылева С. А. [12], Черноусенко О. Ю. [13], Юдина Ю. А. [14], Lampart P. [15].

Тема данной выпускной квалификационной работы – «Цифровая система автоматического регулирования расхода и давления для компрессорных станций».

Цель выпускной квалификационной работы – разработка проектного решения цифровой системы автоматического регулирования расхода и давления для компрессорных станций.

Исходя из цели выпускной квалификационной работы, необходимо решить следующие задачи:

– произвести обзор и анализ методов регулирования расхода и давления при эксплуатации компрессорных станций;

– произвести описание математической модели газоперекачивающего агрегата компрессорной станции;

– разработать алгоритм автоматического регулирования расхода и давления;

– разработать структуру цифровой системы автоматического регулирования расхода и давления для компрессорных станций;

– произвести выбор необходимых технических средств для автоматического регулирования расхода и давления;

– разработать компьютерную модель цифровой системы автоматического регулирования расхода и давления для компрессорных станций;

– произвести компьютерное моделирование процесса автоматического регулирования расхода и давления при эксплуатации компрессорных станций.

Объект исследования – система автоматизации управления компрессорной станции.

Методы исследования: теоретические и эмпирические результаты публикаций, метод конечных элементов (серендиповы аппроксимации).

Выполняемая работа обладает определенной практической значимостью, которая заключается в том, что полученные результаты могут быть реализованы на практике в условиях реальных производственных объектов.

Заключение:

В результате выполненной работы была исследована цифровая система автоматического регулирования расхода и давления для компрессорных станций.

Первая стадия проектирования посвящена постановке задач проектирования, а также определению оптимальных способов и методов для решения поставленных задач и целей. При этом выбран такой способ, при котором возможно максимально полно обеспечить требуемые параметры системы автоматизации. Проектируемая система должна в значительной мере улучшить показатели работы станции. Также уменьшается нагрузка и персонал и исключается вероятность ошибочных действий операторов системы.

После подробного изучения объекта автоматизации осуществлён выбор наиболее подходящих датчиков, контроллеров и прочих устройств, необходимых для построения системы автоматизации.

Проведя сравнительный анализ аналогов был осуществлен выбор наиболее подходящего регулятора, а также алгоритма его работы. Далее были проведены работы по настройке и отладке работы регулятора.

Спроектированная система автоматизации является безопасной и достаточно надежной, что положительно сказывается на всех показателях работы станции.

Полученный в процессе написания выпускной квалификационной работы опыт будет активно применяться в практической деятельности в данном направлении.

Фрагмент текста работы:

Глава 1. Теоретические аспекты регулирования расхода и давления при эксплуатации компрессорных станций и математическое моделирование

1.1 Обзор и анализ методов регулирования расхода и давления при эксплуатации компрессорных станций

Произведем анализ наиболее популярных литературных источников по теме диагностики компрессорного оборудования в нефтегазовом секторе.

В труде автора Баннова П.Г. «Процессы переработки нефти и газа» произведен подробный обзор современных технологических процессов нефте- и газопереработки, нефтехимии в их взаимосвязи.

Книга содержит следующие разделы: процессы первичной переработки и облагораживание топливных фракций. Приводятся требования к сырью, технологическим параметрам, рассматриваются принципы поддержания технологических режимов работы основных аппаратов и особенности их обслуживания.

Интересен труд профессора У. Л. Леффлера «Переработка нефти и газа». Данная книга представляет собой научно-популярное описание процессов переработки нефти и газа на современном предприятии. В ней содержатся в концентрированном виде важнейшие сведения о функционировании такого предприятия в целом и его отдельных блоков и установок, а также о выпускаемых продуктах. Описаны процессы первичной переработки, процессы, улучшающие качество продукции и максимально повышающие глубину переработки.

В труде автора Ревзина Б.С. Газотурбинные газоперекачивающие агрегаты исследовано устройство и характеристиками основных систем ГТУ с газотурбинным приводом. Так же произведен подробный анализ эксплуатационных характеристик газотурбинных ГТУ и методов их обеспечения. Материал представляет собой 4-ю и 5-ю главы книги «Газотурбинные газоперекачивающие агрегаты