Способ автоматического управления процессом осушки газа на установках комплексной подготовки газа, расположенных в районах Крайнего Севера РФ Российский патент 2023 года по МПК B01D53/00 B01D53/26 B01D53/14 

Описание патента на изобретение RU2809096C1

Изобретение относится к области подготовки природного газа к дальнему транспорту, в частности, к автоматическому управлению осушкой газа на установках комплексной подготовки газа (УКПГ), расположенных в районах Крайнего Севера РФ.

Известен способ автоматического управления процессом абсорбционной осушки газа, который обеспечивает автоматическое поддержание заданных параметров технологических процессов на УКПГ [см., стр. 413-416, Исакович Р.Я., Логинов В.И., Попадько В.Е. Автоматизация производственных процессов нефтяной и газовой промышленности. Учебник для вузов. М., "Недра", 1983 г., 424 с].

Недостатком указанного способа является то, что в нем подача осушителя (абсорбента) в абсорбер осуществляется только с учетом расхода и влагосодержания осушенного газа (в качестве абсорбента на Крайнем Севере используется диэтиленгликоль - ДЭГ). При этом в реальном режиме не контролируется концентрация насыщенного абсорбента, отводимого из абсорбера и унос его с осушаемым газом.

Все эти факторы в совокупности приводят к не оптимальному расходу абсорбента, подаваемого в абсорбер, и к безвозвратной потере этого ценного продукта. В результате: излишние потери абсорбента, повышенные энергетические затраты на регенерацию абсорбента, снижается качество подготовки газа к дальнему транспорту, т.е. в целом снижается эффективность процесса осушки газа на УКПГ.

Известен способ автоматизации блока абсорбции, который обеспечивает автоматическое поддержание заданных параметров технологического процесса осушки газа на УКПГ [см., стр. 352-354, Андреев Е.Б. и др. Автоматизация технологических процессов добычи и подготовки нефти и газа. - М, "Недра-Бизнесцентр", 2008. - 399 с]

Недостатками указанного способа является то, что подача абсорбента в абсорбер осуществляется только с учетом расхода и влагосодержания осушенного газа. При этом в реальном режиме не контролируется концентрация насыщенного абсорбента, отводимого из абсорбера и унос его с осушаемым газом.

Наиболее близким, по технической сущности, к заявляемому изобретению является способ автоматического управления процессом осушки газа на УКПГ в условиях Севера [см. Патент РФ №2712665]. Способ предусматривает контроль и управление основными параметрами технологического процесса средствами автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Существенными недостатками указанного способа является то, что он при достижении подачи максимально возможного количества абсорбента в многофункциональный абсорбер (МФА), далее не может поддерживать заданную температуру точки росы осушенного газа на выходе абсорбера, оператор далее должен переходить в ручной режим управления процессом.

Опыт эксплуатации УКПГ, расположенных в районах Крайнего Севера, показывает, что фактическая температура точки росы осушенного газа всегда на несколько градусов выше, чем теоретическая, т.е. расчетная [см., стр. 111, Бекиров Т.М., Шаталов А.Т. Сбор и подготовка к транспорту природных газов. - М.: Недра, 1986. - 261 с]. Блок коррекции в указанном способе позволяет учесть эти несколько градусов и корректирует расчетное значения массового расхода абсорбента так, чтобы поддерживать заданное значение температуры точки росы осушенного газа на выходе абсорбера. В процессе добычи газа встречаются залповые выбросы пластовой воды из скважин, которая поступает с добываемом газом на УКПГ. Эти выбросы достаточно часто встречается на нефтегазоконденсатных месторождениях (НГКМ) Крайнего Севера на стадиях стабильной и падающей добычи газа. Как показывает опыт эксплуатации УКПГ на Крайнем Севере, при большом объеме поступления пластовой воды в сепарационную часть МФА, она не справляется с полной сепарацией добываемого газа. Часть пластовой воды просачивается в массообменную часть сепаратора, что значительно увеличивает нагрузку на нее, и после достижении максимально возможного расхода подаваемого абсорбента в МФА АСУ ТП уже не может поддерживать заданную температуру точки росы осушенного газа на выходе абсорбера. В таких случаях оператор установки вынуждено снижает расход осушаемого газа, проходящего по МФА, переходя на ручной режим управления.

Цель изобретения - повышение качества и эффективности управления технологическим процессом осушки газа на УКПГ, расположенных в районах Крайнего Севера РФ, в рамках норм и ограничений, предусмотренных ее технологическим регламентом, и снижения роли человеческого фактора при управлении технологическим процессом подготовки газа к дальнему транспорту.

Техническим результатом, достигаемым от реализации изобретения, является автоматическое поддержание режима подготовки газа к дальнему транспорту на УКПГ, расположенных в районах Крайнего Севера РФ, с соблюдением технологических норм и ограничений, предусмотренных ее технологическим регламентом, на различных режимах ее работы.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ автоматического управления процессом осушки газа на УКПГ, расположенных в районах Крайнего Севера РФ, включает контроль и управление основными параметрами технологического процесса осушки добываемого газа средствами АСУ ТП, которой наблюдает за динамикой поведения фактического расхода регенерированного абсорбента и рассчитываемого по модели технологического процесса расхода регенерированного абсорбента а так же следит за выполнением планового задания по объему подачи осушенного газа Q в магистральный газопровод, обеспечивая соответствие Q уставке расхода осушаемого газа

Также АСУ ТП в реальном масштабе времени с заданной дискретностью измеряет фактический расход регенерированного абсорбента подаваемого в МФА. И как только его значение достигнет максимально возможного значения, и при этом значение температуры фактической точки росы осушенного газа на выходе МФА также выйдет за рамки допустимых отклонений от ее уставки предусмотренных технологическим регламентом УКПГ, то АСУ ТП приступает к разгрузке МФА. Разгрузку МФА АСУ ТП реализует путем снижения расхода осушаемого газа через него. Для этого она подает команду блоку коррекции массового расхода осушенного газа в МФА на блокировку управляющего сигнала с выхода ПИД-регулятора поддержания заданного расхода осушаемого газа в МФА, и переводит управление расходом осушенного газа через МФА на ПИД-регулятор поиска требуемого расхода осушаемого газа через МФА. После этого ПИД-регулятор начинает поиск требуемого расхода осушенного газа через МФА, достаточного для парирования сложившейся ситуации. Одновременно с этим АСУ ТП формирует сообщение оператору установки о переходе на режим автоматической корректировки расхода осушаемого газа через МФА.

Как только АСУ ТП найдет значение расхода осушенного газа, при котором разность значений между станет равной нулю или войдет в пределы заданных границ, которые задаются обслуживающим персоналом, т.е. не выше заданного допустимого отклонения, то она фиксирует это найденное значение расхода осушенного газа в своей базе данных (БД) как новую уставку и подает ее на вход задания SP ПИД-регулятора поддержания заданного расхода осушаемого газа в МФА. Одновременно с этим АСУ ТП переводит блок коррекции массового расхода осушенного газа в МФА на трансляцию управляющего сигнала с выхода ПИД-регулятора поддержания заданного расхода осушаемого газа на клапан-регулятор (КР) расхода осушенного газа. В результате этого переключения ПИД-регулятор поддержания заданного расхода осушаемого газа в МФА будет далее управлять потоком осушенного газа через него, используя новое значение уставки. Одновременно с этим переключением АСУ ТП формирует сообщение оператору о новых параметрах работы установки.

Перевод управления на режим поиска требуемого расхода осушаемого газа через МФА АСУ ТП реализует благодаря тому, что выход ПИД-регулятора поддержания заданного расхода осушаемого газа в МФА подключен к входу 1Ъ а выход ПИД-регулятора поиска требуемого расхода осушаемого газа через МФА подключен к входу 12 блока коррекции расхода осушенного газа в МФА, который по команде АСУ ТП, в зависимости от ситуации, транслирует сигнал управления на КР расхода осушенного газа с одного из своих входов.

АСУ ТП формирует сообщение оператору о необходимости изменения режима работы УКПГ, если в результате поиска требуемого значения расхода осушенного газа не удается найти такой расход осушенного газа, при котором разность значений между станет нулевой или войдет в пределы заданных границ, т.е. выходит за рамки допустимого отклонения, и не удается вернуть расход регенерированного ДЭГ (РДЭГ) в рамки заданных границ, предусмотренных технологическим регламентом УКПГ.

Основной аппарат технологии осушки газа на УКПГ, расположенных в районах Крайнего Севера, является МФА. Его принципиальная технологическая схема представлена на фиг. 1, а структурная схема автоматического управления МФА показана на фиг. 2. На фиг. 1 использованы следующие обозначения:

1 - входная линия сырого газа;

2 - датчик температуры сырого газа;

3 - датчик давления сырого газа;

4 - МФА;

5 - фильтрующая секция МФА;

6 - абсорбционная секция МФА;

7 - датчик температуры осушенного газа;

8 - датчик давления осушенного газа;

9 - сепарационная секция МФА;

10 - датчик расхода осушенного газа;

11 - датчик контроля массового расхода РДЭГ;

12 - датчик температуры точки росы осушенного газа;

13 - КР расхода РДЭГ;

14 - многопараметрический датчик для измерения концентрации и расхода насыщенного ДЭГ (НДЭГ);

15 - АСУ ТП УКПГ;

16 - КР расхода осушенного газа;

17 - линия выхода осушенного газа.

18 - линия подачи РДЭГ;

19 - линия отвода НДЭГ на регенерацию;

20 - линия отвода водного раствора ингибитора (ВРИ);

На фиг. 2 использованы следующие обозначения:

21 - сигнал фактического расхода РДЭГ (поступает с датчика 11 на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 32);

22 - сигнал рассчитанного значения массового расхода РДЭГ, необходимого для осушки газа, (поступает на вход 1Х блока коррекции 30);

23 - сигнал фактической температуры точки росы осушенного газа (поступает с датчика 12 на вход обратной связи PV ПИД-регуляторов 27 и 29);

24 - сигнал уставки температуры точки росы осушенного газа (поступает на вход задания SP ПИД-регуляторов 27 и 29);

25 - сигнал текущего расхода осушенного газа (поступает с датчика 10 на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 28);

26 - сигнал уставки расхода осушенного газа (поступает из АСУ ТП 15 на вход задания SP ПИД-регулятора 28);

27 - ПИД-регулятор поддержания температуры точки росы осушенного газа;

28 - ПИД-регулятор поддержания заданного расхода осушаемого газа в МФА 4;

29 - ПИД-регулятор поиска требуемого расхода осушаемого газа через МФА 4;

30 - блок коррекции массового расхода РДЭГ;

31 - блок коррекции расхода осушенного газа в МФА 4;

32 - ПИД-регулятор поддержания расхода РДЭГ;

33 - управляющий сигнал, подаваемый с выхода CV ПИД-регулятора 32 на КР 13 расхода РДЭГ;

34 - управляющий сигнал, подаваемый с выхода блок коррекции расхода осушенного газа 31 на КР 16.

ПИД-регуляторы 27, 28, 29, 32 и блоки коррекции 30 и 31 реализованы на базе АСУ ТП УКПГ.

Способ автоматического управления процессом осушки газа на УКПГ, расположенных в районах Крайнего Севера РФ, реализуют следующим образом.

Из коллектора сырого газа УКПГ по входной линии 1 добытый газ поступает во входную сепарационную секцию 9 МФА 4, где из него выделяется капельная жидкость и механические примеси. Выделившаяся из сырого газа жидкость представляет собой ВРИ, который из кубовой (нижней) части МФА 4 через линию отвода 20, направляют на регенерацию, либо на утилизацию. Газ из сепарационной части 9 МФА 4 через полуглухую тарелку поступает в его абсорбционную секцию 6. В ней, навстречу потоку добытого газа подают раствор РДЭГ с концентрацией 98-99 мас.%. На контактных тарелках происходит барботажный массообмен между встречными потоками осушаемого газа и РДЭГ (влагу удаляют из газа за счет эффекта абсорбции, а ДЭГ при этом насыщается влагой). Количество РДЭГ, подаваемого на осушку, в основном зависит от расхода газа, проходящего через установку, от его влагосодержания и от концентрации РДЭГ.

НДЭГ собирается на полуглухой тарелке массообменной секции 6 МФА 4 и его через линию отвода 19 отводят на регенерацию. Осушенный газ из массообменной секции 6 поступает в фильтрующую секцию 5 МФА 4, где улавливают уносимый газом раствор ДЭГ. Пылевидные частицы ДЭГ, уносимые газом, коагулируются на фильтр-патронах и стекают по их наружной поверхности на тарелку, с которой ДЭГ по выносному трубопроводу (на фиг.1 не показан) направляют на полуглухую тарелку абсорбера и далее в линию сброса 19 НДЭГ с полуглухой тарелки. Уровень НДЭГ на полуглухой тарелке выполняет роль гидрозатвора, препятствующего проходу газа по выносному трубопроводу в фильтрующую часть 5 МФА 4.

Из МФА 4 осушенный до заданного значения точки росы газ подают по выходной линии 17 в коллектор осушенного газа УКПГ. Процесс осушки газа на УКПГ реализуют в рамках заданных границ, предусмотренных ее технологическим регламентом, путем контроля основных параметров технологического процесса с автоматическим вычислением и подачей в реальном масштабе времени необходимого количества РДЭГ в МФА 4.

Для определения количества РДЭГ, которое необходимо подавать для осушки газа в МФА 4, АСУ ТП 15 с заданной дискретностью производит измерение следующих базовых параметров:

- температура и давление сырого газа на входе МФА 4 (соответственно, датчики 2 и 3);

- концентрация НДЭГ ХНДЭГ (многопараметрический датчик расхода 14);

- температура давление расход Q и температура точки росы осушенного газа (соответственно, датчики 7, 8, 10 и 12). Количество РДЭГ, необходимого для подачи в МФА 4 определяют по

формуле [см., стр. 111, Бекиров Т.М., Шаталов А.Т. Сбор и подготовка к транспорту природных газов. - М.: Недра, 1986. - 261 с. ]:

где - рассчитанный необходимый расход РДЭГ;

- удельное количество извлекаемой влаги в результате осушки газа в МФА 4, кг/1000 м3;

- влагосодержание поступающего и осушенного газа в МФА 4, соответственно, кг/1000 м3;

- концентрация РДЭГ.

Значения определяют из формулы Бюкачека [см. стр. 14, Клюсов, В.А. Технологические расчеты систем абсорбционной осушки газа. Справочное пособие. Издательство: Тюмень: ТюменНИИгипрогаз. 140 страниц; 2002 г.]:

Значение концентрации в АСУ ТП 15 поступает с многопараметрического датчика контроля 14 (в качестве датчика 14 можно использовать массовые расходомеры фирм KROHNE из серии OPTIMASS или Micro Motion фирмы Метран).

Значение концентрации в АСУ ТП 15 поступает из цеха регенерации УКПГ, который поддерживает необходимое значение концентрации ДЭГ и его температуры в пределах заданных границ, предусмотренных технологическим регламентом УКПГ.

Поддержание заданного значения температуры точки росы осушаемого газа обеспечивает каскадная схема из двух ПИД-регуляторов 27 и 32 блока коррекции 30 массового расхода РДЭГ.

Значение заданного расхода осушенного газа в МФА 4 поддерживают ПИД-регуляторы 28 и 29, выходы которых подключены, соответственно, к входам I1 и I2 блока коррекции 31, который по команде АСУ ТП 15 переводит управление расходом осушенного газа либо на ПИД-регулятор 28, либо на ПИД-регулятор 29. Соответствующий сигнал управления 34 с выхода блока коррекции 31 поступает на КР 16, регулирующий расход осушенного газа, выходящего из МФА 4.

ПИД-регулятор 27 поддержания температуры точки росы осушенного газа, отслеживает в реальном масштабе времени отклонение фактического значения температуры точки росы от ее уставки . Для этого на вход задания SP ПИД-регулятора 27 подают сигнал 24 уставки температуры точки росы которая назначается по ОСТ 51.40-93. Одновременно, на вход обратной связи PV этого же ПИД-регулятора, подают сигнал 23 фактического значения температуры точки росы регистрируемой датчиком 12. Сравнивая эти два сигнала, ПИД-регулятор 27 на своем выходе CV формирует значение поправки Δ, необходимой для корректировки рассчитанного АСУ ТП 15 значения массового расхода РДЭГ по формуле (1), и подает ее на вход Ь блока коррекции 30 массового расхода РДЭГ. Одновременно на вход I1 блока коррекции 30 АСУ ТП 15 подает сигнал значения массового расхода РДЭГ, рассчитанный по формуле (1).

Получив эти два сигнала, блок 30 формирует скорректированное значение массового расхода РДЭГ, используя следующие выражения:

Для управления подачей РДЭГ в МФА 4 используют ПИД-регулятор 32 поддержания расхода РДЭГ. Для этого на его вход задания SP подают сигнал скорректированного значения расхода РДЭГ - , поступающий с выхода блока коррекции 30. Одновременно на вход PV обратной связи данного ПИД-регулятора подают сигнал фактического расхода РДЭГ - , поступающий с датчика 11. Сравнивая эти два сигнала, ПИД-регулятор 32 на своем выходе CV формирует управляющий сигнал 33, который подает на КР 13 расхода РДЭГ. В результате этого обеспечивается автоматическое управление подачей необходимого количества РДЭГ в МФА 4, достаточного для осушки газа до заданной температуры точки росы.

Если значения параметров технологического процесса находятся в рамках границ, предусмотренных технологическим регламентом УКПГ, блок коррекции 31 транслирует на свой выход без изменения управляющий сигнал с выхода ПИД-регулятора 28, реализуя штатный режим автоматического управления расходом осушенного газа, поступающего в МГП.

Если АСУ ТП 15 в ходе технологического процесса обнаружит, что расход подаваемого абсорбента в МФА достиг своего максимально возможного значения, и далее она не может поддерживать заданную температуру точки росы осушенного газа на выходе этого абсорбера, т.е. отклонение между выходит за рамки допустимых ограничений, предусмотренных технологическим регламентом УКПГ, то АСУ ТП 15 формирует сообщение оператору о необходимости корректировки расхода осушаемого газа в МФА 4 и приступает к разгрузке МФА 4, т.е. к снижению расхода осушаемого газа в МФА 4. Одновременно с этим АСУ ТП 15 подает команду блоку коррекции 31 на блокировку управляющего сигнала с выхода ПИД-регулятора 28, который поступает на вход I1 блока коррекции 31, и переводит управление расходом осушенного газа через МФА на ПИД-регулятор 29, с выхода которого управляющий сигнал поступает на вход I2 блока коррекции 31. Осуществив эту операцию АСУ ТП начинает поиск оптимального значения расхода осушенного газа МФА 4 с помощью ПИД-регулятора 29, управляющего его потоком с помощью КР 16, для парирования сложившейся ситуации.

Как только АСУ ТП 15 найдет расход осушенного газа при котором разность значений между станет равной к нулю или войдет в пределы заданных границ, которые задаются обслуживающим персоналом (не выше заданного допустимого отклонения), то система фиксирует это найденное значение расхода осушенного газа как новую уставку в своей БД и подает ее в виде сигнала 26 на вход задания SP ПИД-регулятора 28. Одновременно с этим АСУ ТП 15 переводит блок коррекции 31 на трансляцию управляющего сигнала ПИД-регулятора 28 на КР 16, после чего она далее будет управлять расходом осушенного газа в МФА 4, используя новое значение уставки. Одновременно АСУ ТП формирует сообщение оператору о новых параметрах работы установки.

Если в результате поиска значения расхода осушенного газа АСУ ТП не удается найти такой расход осушенного газа, при котором разность значений между станет равной к нулю или войдет в пределы заданных границ и вернуть расход РДЭГ в рамки заданных границ, предусмотренных технологическим регламентом УКПГ, то АСУ ТП формирует сообщение оператору о необходимости изменения режима работы УКПГ.

Настройку ПИД-регуляторов производят согласно общеизвестным методам, изложенным, например, в «Энциклопедии АСУ ТП», п. 5.5, ПИД-регулятор, ресурс http://www.bookasutp.ru/Chapter5_5.aspx#HandTuning.

Способ автоматического управления процессом осушки газа на УКПГ, расположенных в районах Крайнего Севера РФ, реализован на Заполярном нефтегазоконденсатном месторождении на УКПГ-1С, УКПГ-2С и УКПГ-3С ООО «Газпром добыча Ямбург» ПАО «Газпром». Результаты эксплуатации показали его высокую эффективность. Заявляемое изобретение может широко использоваться и на других действующих и вновь осваиваемых газоконденсатных месторождениях Севера РФ.

Применение данного способа позволяет повысить качество управления технологическим процессом осушки газа на УКПГ, работающей в условиях Севера РФ, в рамках норм и ограничений, предусмотренных ее технологическим регламентом, и снизить роль человеческого фактора при управлении технологическим процессом подготовки газа к дальнему транспорту. Благодаря этому удается поддерживать заданное качество осушаемого газа на при возникновении отклонений в ходе технологического процесса на УКПГ, исключить человеческий фактор при принятии управленческих решений и повысить оперативность в поиске причин возникновения нештатных ситуаций.

Похожие патенты RU2809096C1

название год авторы номер документа
Способ автоматического управления процессом осушки газа на установках комплексной подготовки газа в условиях Севера РФ 2023
  • Арабский Анатолий Кузьмич
  • Гункин Сергей Иванович
  • Касьяненко Андрей Александрович
  • Талыбов Этибар Гурбанали Оглы
  • Турбин Александр Александрович
  • Яхонтов Дмитрий Александрович
RU2811554C1
Способ автоматического управления процессом осушки газа на установках комплексной подготовки газа в условиях Крайнего Севера РФ 2023
  • Арабский Анатолий Кузьмич
  • Гункин Сергей Иванович
  • Касьяненко Андрей Александрович
  • Талыбов Этибар Гурбанали Оглы
  • Турбин Александр Александрович
  • Яхонтов Дмитрий Александрович
RU2803996C1
Способ автоматического управления процессом осушки газа в многофункциональных абсорберах установок комплексной подготовки газа 2023
  • Арабский Анатолий Кузьмич
  • Гункин Сергей Иванович
  • Касьяненко Андрей Александрович
  • Талыбов Этибар Гурбанали Оглы
  • Турбин Александр Александрович
  • Яхонтов Дмитрий Александрович
RU2803998C1
Способ автоматического управления процессом осушки газа на многофункциональных абсорберах установок комплексной подготовки газа 2023
  • Арабский Анатолий Кузьмич
  • Гункин Сергей Иванович
  • Касьяненко Андрей Александрович
  • Талыбов Этибар Гурбанали Оглы
  • Турбин Александр Александрович
  • Яхонтов Дмитрий Александрович
RU2811555C1
Способ автоматического управления процессом осушки газа на многофункциональных абсорберах установок комплексной подготовки газа, расположенных на севере РФ 2023
  • Арабский Анатолий Кузьмич
  • Гункин Сергей Иванович
  • Касьяненко Андрей Александрович
  • Талыбов Этибар Гурбанали Оглы
  • Турбин Александр Александрович
  • Яхонтов Дмитрий Александрович
RU2803993C1
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОСУШКИ ГАЗА НА УСТАНОВКАХ КОМПЛЕКСНОЙ ПОДГОТОВКИ ГАЗА В УСЛОВИЯХ СЕВЕРА 2019
  • Николаев Олег Александрович
  • Арабский Анатолий Кузьмич
  • Завьялов Сергей Владимирович
  • Ефимов Андрей Николаевич
  • Дегтярев Сергей Петрович
  • Партилов Михаил Михайлович
  • Макшаев Михаил Николаевич
  • Смердин Илья Валериевич
  • Гункин Сергей Иванович
  • Турбин Александр Александрович
  • Талыбов Этибар Гурбанали Оглы
  • Пономарев Владислав Леонидович
RU2712665C1
Способ автоматического распределения нагрузки между технологическими линиями осушки газа на установках комплексной подготовки газа 2023
  • Арабский Анатолий Кузьмич
  • Гункин Сергей Иванович
  • Касьяненко Андрей Александрович
  • Талыбов Этибар Гурбанали Оглы
  • Турбин Александр Александрович
  • Яхонтов Дмитрий Александрович
RU2804000C1
Способ автоматического распределения нагрузки между технологическими линиями осушки газа на установках комплексной подготовки газа 2023
  • Арабский Анатолий Кузьмич
  • Гункин Сергей Иванович
  • Касьяненко Андрей Александрович
  • Талыбов Этибар Гурбанали Оглы
  • Турбин Александр Александрович
  • Яхонтов Дмитрий Александрович
RU2805067C1
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ МЕЖДУ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ЛИНИЯМИ ОСУШКИ ГАЗА НА УСТАНОВКАХ КОМПЛЕКСНОЙ ПОДГОТОВКИ ГАЗА, РАСПОЛОЖЕННЫХ НА СЕВЕРЕ РФ 2019
  • Арно Олег Борисович
  • Арабский Анатолий Кузьмич
  • Ефимов Андрей Николаевич
  • Агеев Алексей Леонидович
  • Дегтярев Сергей Петрович
  • Партилов Михаил Михайлович
  • Смердин Илья Валериевич
  • Гункин Сергей Иванович
  • Турбин Александр Александрович
  • Талыбов Этибар Гурбанали Оглы
  • Пономарев Владислав Леонидович
  • Дяченко Илья Александрович
RU2724756C1
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ МЕЖДУ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ЛИНИЯМИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СЕПАРАЦИИ ГАЗА НА УСТАНОВКАХ КОМПЛЕКСНОЙ ПОДГОТОВКИ ГАЗА НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СЕВЕРА РФ 2020
  • Николаев Олег Александрович
  • Арабский Анатолий Кузьмич
  • Хасанов Олег Сайфиевич
  • Агеев Алексей Леонидович
  • Гункин Сергей Иванович
  • Турбин Александр Александрович
  • Талыбов Этибар Гурбанали Оглы
  • Пономарев Владислав Леонидович
  • Железный Сергей Петрович
  • Дяченко Илья Александрович
RU2743870C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 809 096 C1

Реферат патента 2023 года Способ автоматического управления процессом осушки газа на установках комплексной подготовки газа, расположенных в районах Крайнего Севера РФ

Изобретение относится к области подготовки природного газа к дальнему транспорту, в частности, к автоматическому управлению осушкой газа на установках комплексной подготовки газа (УКПГ), расположенных в районах Крайнего Севера РФ. Описан способ автоматического управления процессом осушки газа на установках комплексной подготовки газа - УКПГ, расположенных в районах Крайнего Севера РФ, включающий контроль и управление основными параметрами технологического процесса гликолевой осушки добываемого газа средствами автоматизированной системы управления технологическими процессами - АСУ ТП, которая наблюдает за динамикой поведения фактического расхода регенерированного абсорбента и рассчитываемого по модели технологического процесса расхода регенерированного абсорбента а так же следит за выполнением планового задания по объему подачи осушенного газа Q в магистральный газопровод, обеспечивая соответствие Q уставке расхода осушаемого газа, при этом АСУ ТП в реальном масштабе времени с заданной дискретностью измеряет фактический расход регенерированного абсорбента и как только его значение достигнет максимально возможного значения, и при этом значение температуры фактической точки росы осушенного газа на выходе многофункционального абсорбера - МФА также выйдет за рамки допустимых отклонений от ее уставки, предусмотренных технологическим регламентом УКПГ, то АСУ ТП приступает к разгрузке МФА, снижая расход осушаемого газа через него, для чего она подает команду блоку коррекции массового расхода осушенного газа в МФА на блокировку управляющего сигнала с выхода ПИД-регулятора поддержания заданного расхода осушаемого газа в МФА, и переводит управление расходом осушенного газа через МФА на ПИД-регулятор поиска требуемого расхода осушаемого газа через МФА, после чего этот ПИД-регулятор начинает поиск требуемого расхода осушенного газа через МФА, достаточного для парирования сложившейся ситуации и одновременно с этим АСУ ТП формирует сообщение оператору о переходе на режим корректировки расхода осушаемого газа через МФА, и как только АСУ ТП найдет значение расхода осушенного газа, при котором разность значений между станет равной нулю или войдет в пределы заданных границ, которые задаются обслуживающим персоналом, т.е. не выше заданного допустимого отклонения, то АСУ ТП фиксирует это найденное значение расхода осушенного газа как новую уставку в своей базе данных и подает ее на вход задания SP ПИД-регулятора поддержания заданного расхода осушаемого газа в МФА, и одновременно с этим АСУ ТП переводит блок коррекции на трансляцию управляющего сигнала с выхода ПИД-регулятора поддержания заданного расхода осушаемого газа на клапан-регулятор - КР расхода осушенного газа и далее ПИД-регулятор поддержания заданного расхода осушаемого газа в МФА будет управлять потоком осушенного газа через него, используя новое значение уставки, сформировав сообщение оператору о новых параметрах работы установки. Технический результат - поддержка заданного качества осушаемого газа при возникновении отклонений в ходе технологического процесса на УКПГ, исключение человеческого фактора при принятии управленческих решений и повышение оперативности в поиске причин возникновения нештатных ситуаций. 2 з.п. п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 809 096 C1

1. Способ автоматического управления процессом осушки газа на установках комплексной подготовки газа - УКПГ, расположенных в районах Крайнего Севера РФ, включающий контроль и управление основными параметрами технологического процесса гликолевой осушки добываемого газа средствами автоматизированной системы управления технологическими процессами - АСУ ТП, которая наблюдает за динамикой поведения фактического расхода регенерированного абсорбента и рассчитываемого по модели технологического процесса расхода регенерированного абсорбента а так же следит за выполнением планового задания по объему подачи осушенного газа Q в магистральный газопровод, обеспечивая соответствие Q уставке расхода осушаемого газа отличающийся тем, что АСУ ТП в реальном масштабе времени с заданной дискретностью измеряет фактический расход регенерированного абсорбента и как только его значение достигнет максимально возможного значения, и при этом значение температуры фактической точки росы осушенного газа на выходе многофункционального абсорбера - МФА также выйдет за рамки допустимых отклонений от ее уставки предусмотренных технологическим регламентом УКПГ, то АСУ ТП приступает к разгрузке МФА, снижая расход осушаемого газа через него, для чего она подает команду блоку коррекции массового расхода осушенного газа в МФА на блокировку управляющего сигнала с выхода ПИД-регулятора поддержания заданного расхода осушаемого газа в МФА, и переводит управление расходом осушенного газа через МФА на ПИД-регулятор поиска требуемого расхода осушаемого газа через МФА, после чего этот ПИД-регулятор начинает поиск требуемого расхода осушенного газа через МФА, достаточного для парирования сложившейся ситуации и одновременно с этим АСУ ТП формирует сообщение оператору о переходе на режим корректировки расхода осушаемого газа через МФА, и как только АСУ ТП найдет значение расхода осушенного газа, при котором разность значений между станет равной нулю или войдет в пределы заданных границ, которые задаются обслуживающим персоналом, т.е. не выше заданного допустимого отклонения, то АСУ ТП фиксирует это найденное значение расхода осушенного газа как новую уставку в своей базе данных и подает ее на вход задания SP ПИД-регулятора поддержания заданного расхода осушаемого газа в МФА, и одновременно с этим АСУ ТП переводит блок коррекции на трансляцию управляющего сигнала с выхода ПИД-регулятора поддержания заданного расхода осушаемого газа на клапан-регулятор - КР расхода осушенного газа и далее ПИД-регулятор поддержания заданного расхода осушаемого газа в МФА будет управлять потоком осушенного газа через него, используя новое значение уставки, сформировав сообщение оператору о новых параметрах работы установки.

2. Способ по п.. 1, отличающийся тем, что выход ПИД-регулятора поддержания заданного расхода осушаемого газа в МФА подключен к входу I1, а выход ПИД-регулятора поиска требуемого расхода осушаемого газа через МФА подключен к входу I2 блока коррекции расхода осушенного газа в МФА, который по команде АСУ ТП, в зависимости от ситуации, транслирует сигнал управления на КР расхода осушенного газа с одного из своих входов.

3. Способ по п.. 1, отличающийся тем, что АСУ ТП формирует сообщение оператору о необходимости изменения режима работы УКПГ, если в результате поиска требуемого значения расхода осушенного газа не удается найти такой расход осушенного газа, при котором разность значений между станет нулевой или войдет в пределы заданных границ, т.е. выходит за рамки допустимого отклонения, и не удается вернуть расход РДЭГ в рамки заданных границ, предусмотренных технологическим регламентом УКПГ.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2023 года RU2809096C1

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОСУШКИ ГАЗА НА УСТАНОВКАХ КОМПЛЕКСНОЙ ПОДГОТОВКИ ГАЗА В УСЛОВИЯХ СЕВЕРА 2019
  • Николаев Олег Александрович
  • Арабский Анатолий Кузьмич
  • Завьялов Сергей Владимирович
  • Ефимов Андрей Николаевич
  • Дегтярев Сергей Петрович
  • Партилов Михаил Михайлович
  • Макшаев Михаил Николаевич
  • Смердин Илья Валериевич
  • Гункин Сергей Иванович
  • Турбин Александр Александрович
  • Талыбов Этибар Гурбанали Оглы
  • Пономарев Владислав Леонидович
RU2712665C1
Устройство для передачи длинномерных изделий 1959
  • Бабич Ф.Т.
  • Коссовский Г.Н.
  • Стрижевский М.П.
  • Ткаленко Ю.С.
SU127177A1
АНДРЕЕВ Е.Б., КЛЮЧНИКОВ А.И
И ДР
АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДОБЫЧИ И ПОДГОТОВКИ НЕФТИ И ГАЗА
- МОСКВА., НЕДРА-БИЗНЕСЦЕНТР, 2008
- С
Судно 1918
  • Жуковский Н.Н.
SU352A1
US 7531030 B2, 12.05.2009
Рычажно-весовое устройство 1980
  • Кручинин Сергей Александрович
  • Вакатов Николай Ефремович
  • Сопов Василий Иванович
  • Кручинин Игорь Александрович
SU907400A1
Расширитель для бурения шахт 1949
  • Арутюнов И.С.
SU79128A1

RU 2 809 096 C1

Авторы

Арабский Анатолий Кузьмич

Гункин Сергей Иванович

Касьяненко Андрей Александрович

Талыбов Этибар Гурбанали Оглы

Турбин Александр Александрович

Яхонтов Дмитрий Александрович

Даты

2023-12-06Публикация

2023-03-13Подача