Автоматизированная система управления процессом компаундирования разносортных нефтей с регулированием подкачки и сброса сернистой нефти Российский патент 2021 года по МПК G05D11/02 

Изобретение относится к средствам автоматизации и может быть использовано в трубопроводном транспорте при перекачке нефти из нескольких трубопроводов в общую магистраль, по которой смесь нефтей транспортируется к потребителю.

Известна автоматизированная система для управления показателями качества потока жидкости, полученной в результате смешения потоков нефтей, поступающих по трубопроводам в емкость для смешения, содержащая устройство регулирования потока, блок управления, управляющий выход которого взаимосвязан с устройством регулирования потока, блок измерения параметров потока сернистой нефти, измеритель расхода потока сернистой нефти и измеритель расхода смешанного потока, блок измерения качества потока сернистой нефти и блок измерения качества смешанного потока, при этом выходы блока измерения параметров потока сернистой нефти и измерителя расхода сернистой нефти, измерителя расхода смешанного потока, блоков измерения качества взаимосвязаны с соответствующими информационными входами блока управления, блок измерения показателей качества смешанного потока снабжен анализатором содержания серы, устройство регулирования потока предназначено для регулирования давления и расхода потока сернистой нефти и снабжено регуляторами давления и расхода. Обеспечена возможность воздействия информационного выхода блока управления на заслонку регулятора расхода и давления. Блок управления содержит для компенсации инерционности системы и повышения оперативности регулирования дополнительные вычислительные устройства соотношения расхода сернистой нефти к расходу потока смешанной нефти для определения по заданному алгоритму требуемого значения производительности потока сернистой нефти, при котором будет обеспечиваться на потоке смешанной нефти содержание серы и/или плотности, равное заданному значению (Патент РФ на изобретение №2704843, опубл. 31.10.2019 г.). Указанная система выбрана в качестве ближайшего аналога.

Известная система позволяет обеспечить поддержание заданных показателей качества компаундированной нефти (содержания серы или плотности) за счет непрерывного контроля качественных показателей этого потока и регулирования расхода потока сернистой нефти, обеспечение контроля давления в нефтепроводе с сернистой нефтью, поступающей в общую магистраль, с целью поддержания давления в этом трубопроводе выше давления, соответствующего режиму испарения - порогу кавитации, обеспечение учета количества нефти, направляемой потребителю по общей магистрали и количества сернистой нефти.

Компаундирование путем подкачки потока сернистой нефти (СН) в поток высокосернистой нефти (ВСН) выполняется в целях размещения ресурсов ВСН производителей в системе трубопроводного транспорта, например, при поставке на экспорт значения серы и плотности не должны быть не выше экспортных значений, в то же время занижение этих показателей от значений, предусмотренных договором, приведет к неоправданному расходу ресурсов сернистой нефти. В связи с этим, в целях сбережения ресурсов сернистой нефти необходимо ограничить производительность подкачки сернистой нефти, т.е. при этом содержание серы в смешанном потоке должно быть больше или равно заданного значения S≥S_зад, но не меньше заданного значения.

Недостатком известной системы является то, что, если содержание серы на потоке высокосернистой нефти (на входящем потоке на компаундирование) будет приближаться или будет меньше, чем заданное значение S_зад, то, соответственно, и содержание серы на смешанном потоке тоже будет меньше, чем заданное значение S_зад, и заслонка на линии сернистой нефти будет прикрываться и может закрыться полностью. При этом в нефтепроводе на потоке сернистой нефти будет повышаться давление, и диспетчер вынужден будет остановить подкачку сернистой нефти. В случае скачкообразного изменения содержания серы на потоке высокосернистой нефти - это может привести к срабатыванию системы предохранительных клапанов, предназначенных для защиты трубопроводов от превышения давления на нефтеперекачивающей станции (НПС) или отключению НПС, перекачивающей сернистую нефть по автоматической защите от максимального давления.

Задачей изобретения является создание системы компаундирования с регулированием подкачки и сброса сернистой нефти с достижением следующего технического результата: обеспечение поддержания заданных показателей качества компаундированной нефти, обеспечение контроля давления и поддержание давления в заданных пределах в нефтепроводе с сернистой нефтью, поступающей в общую магистраль, обеспечение учета количества нефти, направляемой потребителю по общей магистрали, и количества сернистой нефти, а также количества сбрасываемой сернистой нефти в резервуар.

Поставленная задача решается тем, что в системе компаундирования с регулированием подкачки и сброса сернистой нефти, содержащей по крайней мере два нефтепровода, предназначенных для транспортировки потоков нефти, и нефтепровод, предназначенный для смешанного потока, блок измерения показателей качества смешанного потока, блок измерения параметров потока сернистой нефти, измеритель расхода потока сернистой и измеритель расхода смешанного потока, вычислительное устройство для учета количества сернистой нефти и общего количества смешанного потока, устройство регулирования потока, при этом выходы блока измерения параметра потока сернистой нефти, блока измерения показателей качества смешанного потока, измерителя расхода потока сернистой нефти и измерителя расхода смешанного потока взаимосвязаны с соответствующими информационными входами блока управления, управляющий выход которого взаимосвязан с устройством регулирования потока, согласно изобретению к линии сернистой нефти (СН), подающей поток к приемной линии подпорной насосной, перед устройством регулирования потока врезан отвод-коллектор с установленным регулятором давления, предназначенный для поддержания на линии сернистой нефти давления не более заданного значения при регулировании расхода подкачки сернистой нефти на смешение и позволяющий сбросить часть потока в резервуар при срабатывании регулятора давления.

При этом в блоке управления (БУ) введена дополнительная функция контроля максимально разрешенного давления на линии подкачки СН, при достижении заданного значения давления настройки подается управляющий сигнал на приоткрытие заслонки регулятора давления и часть потока СН сбрасывается в резервуар, и при снижении давления заслонка прикрывается или полностью закрывается. Значение настройки максимального разрешенного давления в коллекторе СН принимается меньшим, чем предел настройки на срабатывание предохранительных клапанов системы защиты резервуарного парка и технологических трубопроводов от превышения давления. Для учета количества сбрасываемой сернистой нефти в резервуар при срабатывании регулятора давления устанавливается измеритель расхода на линии сброса сернистой нефти.

Вычислительное устройство блока управления дополнительно ведет учет объема сбрасываемой нефти в резервуар при срабатывании регулятора давления от давления настройки по заданному максимальному значению на линии сернистой нефти.

Технический результат достигается за счет прокладки (сооружения) коллектора для возможности направления «излишков» СН в резервуары при регулировании расхода подкачки СН в поток высокосернистой нефти на приеме подпорной насосной, установки на этом коллекторе регулятора давления и измерителя расхода, введения в автоматизированную систему управления процессом компаундирования нефтей блока измерения параметра потока сернистой нефти, измерителя расхода потока сернистой нефти и измерителя потока нефти, подаваемой в общую магистраль, блока поддержания давления на линии СН в заданных пределах, измерителя расхода потока нефти, сбрасываемого в резервуар. Система предназначена для контролирования и регулирования процесса компаундирования - рационального смешения потоков нефтей с целью обеспечения необходимых качественных характеристик смешанного потока нефти.

На фиг. 1 приведена принципиальная технологическая схема системы компаундирования с регулированием подкачки и сброса сернистой нефти, на фиг. 2 представлена функциональная схема автоматизации по данному предложению.

Система содержит: нефтепровод 1 для сернистой нефти, нефтепровод 2 высокосернистой нефти и нефтепровод 3 линии сброса сернистой нефти, соответственно; 4 - емкость для смешения, в качестве которой используется приемный коллектор подпорной насосной; 5с - блок измерения параметров потока сернистой нефти (давления); 6с, 6 см, 6ссбр - измерители расхода, соответственно, на линии сернистой нефти, смешанного потока и на линии сброса сернистой нефти в резервуар; 7с - измеритель плотности на потоке сернистой нефти; 7 см - измеритель плотности на смешанном потоке; 8 см - анализатор содержания серы на смешанном потоке; 9 - блок управления (БУ), включающий в себя вычислители ВУ-14, ВУ-15, ВУ-16 и контроллер К20; ячейка памяти 21, 10с - регулятор расхода на линии подкачки сернистой нефти; 11- регулятор давления на линии сброса (поступления сернистой нефти в резервуар 12); 13 - резервуар для высокосернистой нефти; 14 подпорная насосная; 15 - нефтепровод для смешанной нефти.

В технологическую схему НПС вносится изменения, а именно: с линии сернистой нефти (СН) прокладывается (сооружается) нефтепровод 3, на этой линии устанавливается регулятор 11 давления и измеритель 6ссбр расхода, линия соединяется с резервуаром 12, выделенным для хранения СН. Если на НПС существует линия для приема СН в резервуарный парк, то на этой линии устанавливается регулятор 11 давления и измеритель 6ссбр расхода. Система автоматически отслеживает (контролирует) давление на линии СН. Функция контроля на линии ВСН реализована в изобретении RU №2158437 G05D 11/02, 25.06.1999 с точки зрения обеспечения бескавитационной работы расходомеров узла учета нефти. Система автоматически поддерживает давление Р на узле учета (перед расходомером)

где Р _min - минимальное значение давление на узле учета, при котором и выше которого будет обеспечиваться бескавитационный режим работы турбинных преобразователей расхода.

По данному техническому решению вводится дополнительная функция контроля максимально разрешенного давления на линии подкачки СН. Для этого в контроллере К20 в блоке 9 управления в ячейке памяти 21 устанавливается максимально разрешенное давление на линии СН Р_max, в контроллер К20 поступает информация о значении давления на линии СН от блока 5 с измерения параметров СН. В случае достижения давления на линии СН максимально допустимого значения Р_max, контроллер К20 дает управляющий сигнал на приоткрытие заслонки регулятора 11 давления и часть потока СН сбрасывается в резервуар 12, выделенный для этой цели. Для учета количества сбрасываемой в резервуар 12 нефти устанавливается расходомер 6ссбр. Значение настройки максимального разрешенного давления на линии 1 СН, принимается меньшим, чем предел настройки на срабатывание предохранительных клапанов системы защиты резервуарного парка и технологических трубопроводов от превышения давления. При снижении давления на линии 1 СН заслонка 11 регулятора давления прикрывается или полностью закрывается и сбрасывание СН в резервуар 12 прекращается. Сернистая нефть, поступившая в резервуар 12, вовлекается в откачку по мере заполнения резервуара при дозированном смешении с высокосернистой нефтью известными методами или вовлекается в откачку по трубопроводу для перекачки СН на следующую НПС.

Система работает следующим образом. Пусть требуется вести компаундирование по параметру серы. Анализатор 8 см содержания серы осуществляет текущий непрерывный контроль содержания серы на смешанном потоке. Информация по текущему значению содержания серы передается в блок 9 управления системы компаундирования, включающий в себя вычислители ВУ-14, ВУ-15, ВУ-16 и контроллер К20. В ячейке памяти 21 блока 9 управления устанавливается заданное значения содержания серы, за пределы которого нельзя допустить уменьшение значения содержания серы. При увеличении производительности подкачки СН содержание серы в смешанном потоке уменьшается, и поэтому в целях сбережения ресурсов сернистой нефти осуществляется регулирование и поддержание S≥S_зад. Поступившая информация по текущему значению содержания серы сравнивается с заданным значением. Если текущее значение меньше, чем заданное S<S_зад, то система управления дает сигнал на прикрытие заслонки регулятора 11 давления до тех пор, пока не будет достигнуто равенство текущего значения и заданного значения содержания серы S=S_зад. Если текущее значение содержания серы больше, чем заданное S>S_зад, то система управления дает сигнал на приоткрытие заслонки регулятора 11 расхода, пока не будет достигнуто равенство текущего и заданного значений содержания серы S=S_зад. Таким образом, система будет поддерживать заданное значение содержания серы на смешанном потоке. Если при прикрытии заслонки регулятора 11 расхода для поддержания заданного содержания серы давление на линии подкачки сернистой нефти (СН) будет повышаться и достигнет давления настройки регулятора 11 давления по максимальному давлению, заслонка регулятора 11 давления откроется, и часть СН поступит в резервуар 12. Ведется учет количества сбрасываемой нефти в резервуар 12 по измерителю 6ссбр расхода. Информация о значении расхода сбрасываемой нефти, о расходе СН поданной на компаундирование, а также о расходе на смешанном потоке поступает в вычислитель ВУ-16 блока 9 управления, где осуществляется учет объема поступившей нефти в резервуар 12, объема компаундированной нефти (подкачанной СН) и общего объема перекачки смеси нефтей по трубопроводу 15.

При снижении давления на линии поступления СН и достижении значения меньше, чем давление настройки регулятора 11 давления, заслонка клапана закроется и прекратится сброс СН в резервуар 12.

Известно, что при смешении жидкостей (взаимно нерастворимых) показатели качества (содержание параметров качества, характеризующих физико-химические свойства) подчиняются закону аддитивности.

где G_см, G₂, G₁ - массовые расходы смешанной нефти, высокосернистой и сернистой нефти соответственно;

S_см, S₂, S₁ - массовое содержание серы в смешанной, высокосернистой и сернистой нефти соответственно; Из соотношений (1), (2) получим:

Таким образом, из соотношения (3) видно, что регулирование значения содержания серы на смешанном потоке S_см можно осуществлять путем изменения соотношения расходов.

В тех случаях, когда содержание серы во входящем потоке высокосернистой нефти будет уменьшаться и приближается к заданному значению S_зад, (отсутствие запаса качества), система автоматики закрывает заслонки на потоке сернистой нефти, и компаундирование прекращается. Из соотношения (3) следует, что при

В таких случаях закрытие заслонки 10с на потоке СН будет приводить к повышению давления в трубопроводе, по которому поступает СН. Во избежание срабатывания предохранительных клапанов СППК защиты технологических трубопроводов и оборудования резервуарного парка от высокого давления, при достижении давления настройки на открытие Р_орд регулятора 11 давления блок управления дает сигнал на приоткрытое заслонки регулятора 11 давления, и поток СН сбрасывается в резервуар 12 для СН. При этом давление на линии СН будет уменьшаться, и не произойдет срабатывание СППК. В дальнейшем при увеличении содержания серы в высокосернистой нефти S₂>S_{см зад} подкачка СН возобновится, т.е. заслонка регулятора 10с откроется, и по мере уменьшения давления на линии СН заслонка регулятора 11 давления будет прикрываться вплоть до полного закрытия. Рассмотренный случай может быть кратковременным, т.е. когда будут наблюдаться скачкообразное изменение (всплески) содержания серы в потоке высокосернистой нефти. Из формулы (3) видно, что содержание серы S_см будет меняться, если изменится также соотношение расходов

Рассмотрим случай, когда соотношение расходов увеличилось за счет увеличения расхода G₁ потока СН, и это привело к неравенству S_см<S_зад,, тогда блок управления дает сигнал на прикрытие заслонки регулятора расхода 10 с, и установится новое соотношение расходов. При этом давление на линии СН повысится: его значение может быть ниже предела настройки Р_орд регулятора 11 давления или выше. В том случае, когда на линии СН значение давления ниже значения настройки регулятора 11 давления на открытие, система автоматики не дает никаких управляющих воздействий. В том случае, когда давление на линии СН больше, чем предел настройки регулятора давления Р_сн>Р_орд, то заслонка регулятора 11 давления приоткроется, и часть потока СН будет сбрасываться в резервуар для СН, и давление на линии СН будет поддерживаться не более значения Р_орд. Для уменьшения соотношения расходов можно изменить режим перекачки по магистральному трубопроводу смешанного потока G_см в сторону увеличения, тогда расход G₁ останется на прежнем уровне, и не произойдет увеличение давления на линии СН, и не произойдет сброса части потока СН в резервуары.

При регулировании давления на линии поступления СН и поддержании его значения, равном значению настройки Р_орд, заслонка регулятора 11 давления может находиться и в промежуточном положении, т.е. приоткрытом. Это будет возможно, когда производительность поступления СН по линии СН будет больше, чем требуется для компаундирования при подкачке в поток высокосернистой нефти из условия (3), когда содержание серы в смешанном потоке равняется заданному значению S_см=S_зад. Необходимую производительность СН для компаундирования получим из (3):

В случае поступления на НПС по трубопроводу 1 СН с производительностью G_сн больше, чем требуется G₁ по соотношению (4), «излишки» в количестве (G_сн-G₁) будут сбрасываться по линии СН в резервуар 12.

В вычислителе ВУ-14 определяется соотношение расхода сернистой нефти, подкачанной для компаундирования, и расхода смешанной нефти В процессе регулирования содержания серы на смешанном потоке и достижения заданного значения S_см=S_зад, это соотношение расходов запоминается в ячейке памяти 21 контроллера К20, Это текущее соотношение расходов может использоваться на следующих этапах регулирования для сокращения времени регулирования заслонкой регулятора 11 расхода в целях достижения значения содержания серы S_см=S_зад. Например, при возобновлении процесса компаундирования после его прекращения в связи с выполнением плана компаундирования или после плановых остановок перекачки и т.д. При изменении производительности перекачки по трубопроводам 1, 2, 15 или изменении содержания серы во входящих потоках на компаундирование соотношение расходов тоже изменится, при этом запоминается это новое соотношение расходов в ячейке памяти контроллера, т.е. обновляется информация по значению соотношения расходов в ячейке памяти 21 контроллера, при которых выполняется условие S_см=S_зад.

Если требуется вести компаундирование по показателю плотности, то система работает аналогично, как и при компаундировании по содержанию серы. Соотношение (2) можно записать в форме:

где Q_см, Q₂, Q₁ - объемные расходы смешанной нефти, высокосернистой и сернистой нефти соответственно;

При этом при одинаковых условиях (температуре и давлении) будет:

ρ_см, ρ₂, ρ₁ - плотность смешанной, высокосернистой и сернистой нефти соответственно;

Из соотношений (4), (5), получим

Также из соотношения (6) видно, что регулирование значения плотности на смешанном потоке ρ_см можно осуществлять путем изменения соотношения расходов.

В тех случаях, когда плотность во входящем потоке сернистой нефти на НПС уменьшается и приближается к заданному значению ρ_зад, и это приведет к снижению плотности на смешанном потоке меньше, чем заданное значение ρ_зад, тогда заслонка на потоке нефти с меньшей плотностью будет прикрываться или может закрыться полностью.

В таких случаях закрытие заслонки на потоке с меньшей плотностью будет приводить к повышению давления в трубопроводе, по которому поступает нефть с меньшей плотностью. Во избежание срабатывания предохранительных клапанов СППК защиты технологических трубопроводов и оборудования резервуарного парка от высокого давления, при достижении давления настройки на открытие Р_орд регулятора 11 давления блок управления дает сигнал на приоткрытие заслонки регулятора 11 давления, и поток нефти с меньшей плотностью сбрасывается в резервуары 12 для нефти с меньшей плотностью. При сбросе части потока через регулятор 11 давления в резервуар 12 давление на линии приема нефти с большей плотностью будет уменьшаться, и не произойдет срабатывание СППК. В дальнейшем при увеличении плотности сернистой (на входящем потоке) нефти ρ₁>ρ_{см зад} компаундирование ВСН возобновится, т.е. заслонка 10с откроется, и по мере уменьшения давления на линии 1 СН заслонка регулятора 11 давления будет прикрываться вплоть до полного закрытия. Рассмотренный случай может быть кратковременным, т.е. когда будут наблюдаться скачкообразное изменение (всплески) значения плотности в потоке высокосернистой нефти. Из формулы (6) видно, что плотность ρ_см будет меняться, если изменится также соотношение расходов

Рассмотрим случай, когда соотношение расходов увеличилось за счет увеличения расхода G₁ потока СН (или за счет уменьшения производительности перекачки G_CM)₅ это привело к неравенству ρ_см<ρ _зад, тогда блок управления дает сигнал на прикрытие регулятора 10с, и установится новое соотношение расходов. При этом давление на линии СН повысится: его значение может быть ниже предела настройки Р_орд регулятора 11 давления или выше. В том случае, когда на линии с меньшей плотностью значение давления ниже значения настройки регулятора 11 давления на открытие, система автоматики не дает никаких управляющих воздействий. В том случае, когда давление на линии с меньшей плотностью больше, чем предел настройки регулятора давления Р_сн>Р_орд, то заслонка регулятора 11 давления приоткроется, и часть потока с меньшей плотностью будет сбрасываться в резервуар для приема нефти с меньшей плотностью СН, и давление на линии с меньшей плотностью будет поддерживаться не более значения Р_орд. Для уменьшения соотношения расходов можно изменить режим перекачки по магистральному трубопроводу G_см в сторону увеличения, тогда расход G₁ останется на прежнем уровне, и не произойдет увеличение давления на линии с меньшей плотностью, и не произойдет сброса части потока с меньшей плотностью в резервуары.

При регулировании давления на линии поступления нефти с меньшей плотностью и поддержании его значения равном значению настройки Р_орд, заслонка регулятора 11 давления может находиться и в промежуточном положении, т.е. приоткрытом. Это будет возможно, когда производительность поступления нефти с меньшей плотностью будет больше, чем требуется для компаундирования при подкачке в поток нефти с меньшей плотностью из условия (6), когда значение плотности в смешанном потоке равняется заданному значению, т.е. ρ_см=ρ_зад.

Необходимую производительность потока с меньшей плотностью для компаундирования получим из (6):

В случае поступления на НПС по трубопроводу 1 нефти меньшей плотности с производительностью G_мп больше, чем требуется G₁ по соотношению (7), «излишки» в количестве (G_мп-G₁) будут сбрасываться по линии поступления менее плотной нефти в резервуар 12.

В процессе регулирования значения плотности на смешанном потоке и достижения заданного значения ρ_см=ρ_зад, это соотношение расходов запоминается в ячейке памяти 21 контроллера К20. Это текущее соотношение расходов может использоваться на следующих этапах регулирования для сокращения времени регулирования заслонкой регулятора 11 расхода в целях достижения значения плотности на смешанном потоке заданного значения ρ_см=ρ_зад. Например, при возобновлении процесса компаундирования после его прекращения в связи с выполнением плана компаундирования или после плановых остановок перекачки и т.д. При изменении производительности перекачки по трубопроводам 1, 2, 15 или изменении значений плотности во входящих потоках на компаундирование соотношение расходов тоже изменится., при этом запоминается это новое соотношение расходов в ячейке памяти контроллера, т.е. обновляется информация по значению соотношения расходов в ячейке памяти контроллера, при которых выполняется условие ρ_см=ρ_зад.

При описанном выше алгоритме управления имеется инерционность системы регулирования, и заданное значение серы (или плотности) достигается через некоторое время. Поэтому для компенсации инерционности системы и повышения оперативности регулирования в вычислительном устройстве ВУ-16 предусмотрено вычисление требуемого значения соотношения расходов на линии подкачки сернистой нефти и потока смешанной нефти, (т.е. необходимой доли количества сернистой нефти, подаваемой на смешение в общем количестве смешанной нефти), и регулирование заслонкой регулятора расхода таким образом, чтобы на измерителе расхода сернистого потока было установлено это требуемое значение расхода, при котором на потоке смешанной нефти будет значение серы, равное заданному значению, для возможности плавного регулирования содержания серы по специальному алгоритму. При этом алгоритме управления в вычислителе ВУ 15 используется заначение плотности на линии высокосернистой нефти ρ_в, а в вычислителе ВУ16 значения содержания серы Sc, Sв на потоке сернистой и высокосернистой нефти соответственно (фиг. 2). Более подробно такой алгоритм процесса регулирования описан в патенте на изобретение №2704843. Источник экономической эффективности.

Объем резервуарного парка рассчитывается, исходя из нормы технологического проектирования, и принимается для головных НПС в пределах (2-3) суточной производительности трубопровода, а для НПС на границе технологического участка, если также ведется приемо-сдаточные операции, принимается в пределах (1,0-1,5) суточной производительности. При автоматизации компаундирования по предлагаемой технологии, часть СН, задействованной на компаундирование не поступает в РП, а смешивается в трубопроводе на приемной линии подпорной насосной, поэтому количество резервуаров для приема СН можно сократить.

Решение (1) относительно соотношения массовых расходов имеет вид:

Количество компаундированной нефти в трубопроводах приемной линии подпорной насосной составит:

Это количество СН не поступает в резервуары, а следовательно, можно уменьшить количество резервуаров на НПС, предназначенных для приема и хранения СН на эту величину с учетом коэффициента использования полезной емкости резервуаров. Объем сокращения резервуарной емкости составит:

где ρ_см - плотность смеси нефти, К_и - коэффициент полезной емкости резервуара, V_2y - объем сокращения емкости резервуарного парка.

Для условий НПС, когда компаундирование ведется по нескольким направлениям перекачки, количество сэкономленных резервуаров на НПС определяется суммированием их объемов по каждому направлению.

Общее количество поступления СН на НПС составит:

где i - порядковый номер трубопроводов СН, по которым поступает нефть на НПС, n - количество входящих потоков СН, G_1i - количество СН, поступающей по i-му трубопроводу.

Количество нефти задействованной на компаундирование по всей НПС составит:

где j - номер направления компаундирования, k - количество направлений компаундирования на НПС.

Тогда количество СН, не задействованной на компаундирование, поступит в резервуарный парк и потребуется объем резервуаров для СН:

где ρ₂ - плотность ВСН, k_и - коэффициент полезной емкости резервуара, R - коэффициент, учитывающий вид НПС, для головных НПС R принимается от 2 до 3, для НПС на границе эксплуатационных участков, когда ведется приемо-сдаточные операции - от 1 до 1,5.

Объем резервуарного парка для СН сэкономленных (уменьшенных) при внедрении автоматизации компаундирования составит:

Изобретение относится к средствам автоматизации и может быть использовано в трубопроводном транспорте при перекачке нефти из нескольких трубопроводов в общую магистраль, по которой смесь нефтей транспортируется к потребителю. Автоматизированная система управления компаундированием разносортных нефтей с регулированием подкачки и сброса сернистой нефти содержит, по крайней мере, два нефтепровода, предназначенные для транспортировки потоков нефти, и нефтепровод, предназначенный для смешанного потока, блок измерения показателей качества смешанного потока, блок измерения параметра потока сернистой нефти, измеритель расхода потока сернистой нефти и измеритель расхода смешанного потока, вычислительные устройства для учета количества сернистой нефти и общего количества смешанного потока, а также для определения соотношения расхода сернистой нефти к расходу смешанного потока для повышения оперативности регулирования, устройство регулирования потока, при этом выходы блока измерения параметра потока сернистой нефти, блока измерения показателей качества смешанного потока, измерителя расхода потока сернистой нефти и измерителя расхода смешанного потока взаимосвязаны с соответствующими информационными входами блока управления, управляющий выход которого взаимосвязан с устройством регулирования потока. К линии сернистой нефти (СН), подающей поток к приемной линии подпорной насосной, перед устройством регулирования потока, врезается отвод-коллектор с установленным регулятором давления, предназначенный для поддержания на линии сернистой нефти давления не более заданного значения при регулировании расхода подкачки сернистой нефти на смешение и позволяющий сбросить часть потока нефти в резервуар при срабатывании регулятора давления. При этом в блоке управления (БУ) введена функция контроля максимального значения давления на линии сернистой нефти, при достижении заданного значения давления настройки подается управляющий сигнал на приоткрытие заслонки регулятора давления, при этом часть потока сбрасывается в резервуар, и при снижении давления заслонка прикрывается или полностью закрывается. Технический результат - обеспечение поддержания заданных показателей качества компаундированной нефти, обеспечение контроля давления и поддержание давления в заданных пределах в нефтепроводе с сернистой нефтью, поступающей в общую магистраль, обеспечение учета количества нефти, направляемой потребителю по общей магистрали, и количества сернистой нефти, а также количества сбрасываемой сернистой нефти в резервуар. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Автоматизированная система компаундирования разносортных нефтей с регулированием подкачки и сброса сернистой нефти, содержащая, по крайней мере, два нефтепровода, предназначенные для транспортировки потоков нефти, и нефтепровод, предназначенный для смешанного потока, блок измерения показателей качества смешанного потока, блок измерения параметра потока нефти, измеритель расхода потока нефти и измеритель расхода смешанного потока, вычислительное устройство для учета количества нефти и общего количества смешанного потока, устройство регулирования потока, при этом выходы блока измерения параметра потока нефти, блока измерения показателей качества смешанного потока, измерителя расхода потока и измерителя расхода смешанного потока взаимосвязаны с соответствующими информационными входами блока управления, управляющий выход которого взаимосвязан с устройством регулирования потока, отличающаяся тем, что на линии сернистого потока установлены блок измерения параметра потока сернистой нефти, измеритель расхода потока сернистой нефти; вычислительное устройство предназначено для учета количества сернистой нефти и общего количества смешанного потока, устройство регулирования потока обеспечивает регулирование потока сернистой нефти, при этом выходы блока измерения параметра потока сернистой нефти, блока измерения показателей качества смешанного потока, измерителя расхода потока сернистой нефти и измерителя расхода смешанного потока взаимосвязаны с соответствующими информационными входами блока управления, управляющий выход которого взаимосвязан с устройством регулирования сернистого потока, к линии сернистой нефти, подающей поток к приемной линии подпорной насосной, перед устройством регулирования потока, врезан отвод-коллектор с установленным регулятором давления, предназначенный для поддержания на линии сернистой нефти давления не более заданного значения при регулировании расхода подкачки сернистой нефти на смешение и позволяющий сбросить часть потока сернистой нефти в резервуар при срабатывании регулятора давления.

2. Автоматизированная система по п.1, отличающаяся тем, что в блоке управления предусмотрена функция контроля максимального значения давления на линии сернистой нефти, при достижении заданного значения давления настройки подается управляющий сигнал на приоткрытие заслонки регулятора давления, при этом часть потока сбрасывается в резервуар, и при снижении давления заслонка прикрывается или полностью закрывается.

3. Автоматизированная система по п.1, отличающаяся тем, что заданное значение максимального давления на линии сернистой нефти для настройки регулятора давления выбрано меньше, чем давление настройки предохранительных клапанов для защиты от превышения давления технологических трубопроводов и резервуарного парка.

4. Автоматизированная система по п.1, отличающаяся тем, что для учета количества сбрасываемой сернистой нефти в резервуар при срабатывании регулятора давления установлен измеритель расхода на линии сброса сернистой нефти.

5. Автоматизированная система по п.1, отличающаяся тем, что в вычислительном устройстве блока управления предусмотрен учет объема сбрасываемой сернистой нефти в резервуар при срабатывании регулятора давления от давления настройки по заданному максимальному значению на линии сернистой нефти.

6. Автоматизированная система по п.1, отличающаяся тем, что в блоке управления предусмотрена звуковая и световая сигнализация при срабатывании регулятора давления и сброса части потока сернистой нефти в резервуар.