RU2811554C1 - Способ автоматического управления процессом осушки газа на установках комплексной подготовки газа в условиях Севера РФ - Google Patents
Способ автоматического управления процессом осушки газа на установках комплексной подготовки газа в условиях Севера РФ Download PDFInfo
- Publication number
- RU2811554C1 RU2811554C1 RU2023105926A RU2023105926A RU2811554C1 RU 2811554 C1 RU2811554 C1 RU 2811554C1 RU 2023105926 A RU2023105926 A RU 2023105926A RU 2023105926 A RU2023105926 A RU 2023105926A RU 2811554 C1 RU2811554 C1 RU 2811554C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- flow rate
- control system
- dried
- mfa
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000001035 drying Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims abstract description 49
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims abstract description 26
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 29
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 11
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 135
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 abstract description 4
- 101001092910 Homo sapiens Serum amyloid P-component Proteins 0.000 abstract 4
- 102100036202 Serum amyloid P-component Human genes 0.000 abstract 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 10
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 7
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 2
- BRDUXOHVEZVAHI-UHFFFAOYSA-N [4-(5-sulfanylidenedithiol-3-yl)phenyl] 2-[2-(2,6-dichloroanilino)phenyl]acetate Chemical compound ClC1=CC=CC(Cl)=C1NC1=CC=CC=C1CC(=O)OC1=CC=C(C=2SSC(=S)C=2)C=C1 BRDUXOHVEZVAHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области подготовки природного газа к дальнему транспорту и может быть использовано для автоматического управления осушкой газа на установках комплексной подготовки газа - УКПГ в условиях Севера РФ. Способ автоматического управления процессом осушки газа включает контроль средствами автоматизированной системы управления технологическими процессами - АСУ ТП давления и температуры сырого газа, давления, температуры, расхода и температуры точки росы осушенного газа. АСУ ТП обеспечивает автоматическое поддержание подачи регенерированного абсорбента в абсорбер с учетом расхода добываемого газа, влагосодержания поступающего и осушенного газа, концентрации регенерированного и насыщенного абсорбента. Также АСУ ТП контролирует массовый расход абсорбента и анализирует динамику поведения фактического расхода регенерированного абсорбента Gф относительно рассчитываемого расхода регенерированного абсорбента Gpac. по модели технологического процесса. По результатам анализа АСУ ТП осуществляет управление расходом регенерированного абсорбента, подаваемого в многофункциональный абсорбер. Техническим результатом является обеспечение автоматического поддержание режима подготовки газа к дальнему транспорту на УКПГ. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области подготовки природного газа к дальнему транспорту, в частности, к автоматическому управлению осушкой газа на установках комплексной подготовки газа (УКПГ) в условиях 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. 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 излишней потери абсорбента, повышаются 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 С1]. Способ предусматривает контроль и управление основными параметрами технологического процесса средствами автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУ ТП).
Существенным недостатком способа является то, что АСУ ТП переводит режим управления работой установки на оператора в случае, если динамика поведения Gpac. и Gф. становится разной и превысит допустимый порог. Здесь: Gф. - фактический расход регенерированного абсорбента (на Севере РФ в качестве абсорбента используют диэтиленгликоль); Gрac. - рассчитываемый расход регенерированного диэтиленгликоля (ДЭГ) по модели технологического процесса. Это существенно снижает оперативность реагирования на динамически изменяющиеся значения технологических параметров и повышает вероятность принятия оперативным персоналом ошибочных действий - наличие человеческого фактора, которые могут привести к возникновению аварийных ситуаций. Так же эти факторы в совокупности ведут к не оптимальному расходу регенерированного ДЭГ (РДЭГ), повышению затраты энергии на его регенерацию.
Цель изобретения - повышение качества управления технологическим процессом осушки газа на УКПГ, работающей в условиях 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, обеспечивая при этом заданное качество его подготовки с минимально необходимым расходом свежего ДЭГ, добавляемого в РДЭГ на УКПГ.
Техническим результатом, достигаемом от реализации изобретения, является автоматическое поддержание режима подготовки газа к дальнему транспорту на УКПГ, работающей в условиях 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 в условиях Севера РФ, включает контроль средствами АСУ ТП ряда технологических параметров. Среди них: давление и температура сырого газа; давление, температура, расход и температура точки росы осушенного газа. АСУ ТП обеспечивает автоматическое поддержание подачи РДЭГ в абсорбер с учетом расхода добываемого газа, влагосодержания поступающего и осушенного газа, концентрации насыщенного ДЭГ (НДЭГ). Так же АСУ ТП контролирует массовый расход РДЭГ и анализирует динамику поведения его фактического расхода Gф относительно рассчитываемого расхода Gрас. по модели технологического процесса. По результатам анализа АСУ ТП осуществляет управление расходом РДЭГ, подаваемого в многофункциональный абсорбер (МФА). Это управление она осуществляет с помощью каскада из двух пропорционально-интегрально-дифференцирующего (ПИД) регуляторов и блока коррекции массового расхода РДЭГ, реализованных на базе АСУ ТП УКПГ.
Для реализации способа, перед запуском установки в эксплуатацию, в базу данных (БД) АСУ ТП вводят значение плана расхода осушаемого газа, проходящего через МФА, и границы допустимых вариаций плана расхода осушаемого газа в сторону повышения/понижения. Значение этого плана расхода осушаемого газа назначают в качестве первоначальной уставки Qycт. расхода осушаемого газа. Одновременно дают разрешение АСУ ТП на пошаговое изменение действующей уставки в сторону повышения/понижения, но только в случае, если она обнаружит в ходе ведения технологического процесса отклонение, которое выходит за рамки допустимых ограничений, предусмотренных технологическим регламентом УКПГ. В этом случае АСУ ТП формирует сообщение оператору о необходимости корректировки расхода осушаемого газа в МФА и, в зависимости от ситуации, уменьшает/повышает значение уставки расхода Qуст. осушаемого газа, проходящего через МФА, на один шаг. Это измененное значение новой уставки АСУ ТП подает на вход задания SP ПИД-регулятора управляющего расходом газа через МФА. Одновременно, на вход обратной связи PV этого ПИД-регулятора, АСУ ТП подает сигнал фактического расхода осушенного газа. В результате сравнения этих двух сигналов ПИД-регулятор формирует на своем выходе CV управляющий сигнал, который подает на клапан-регулятор (КР) расхода осушенного газа. Этот КР изменяет его расход соответствующим образом, а АСУ ТП выжидает время τп окончания переходного процесса в технологической системе. После этого АСУ ТП вновь начинает анализировать динамику поведения фактического расхода РДЭГ Gф. относительно его рассчитываемого расхода Gpac. по модели технологического процесса с учетом новой уставки расхода Qyст.осушаемого газа. И если она не обнаружит отклонений технологического процесса от установленных для него границ, то далее АСУ ТП фиксирует новое значение уставки в своей БД и через ПИД-регулятор подержания заданного расхода осушенного газа продолжает управлять расходом осушенного газа в МФА с использованием нового значения уставки. Одновременно с этим АСУ ТП формирует сообщение оператору о новых параметрах работы установки.
В противном случае, если технологический процесс не войдет в установленные для него рамки, АСУ ТП уменьшает/увеличивает значение уставки расхода Qyст. осушаемого газа в МФА еще на один шаг.
Обслуживающий персонал перед запуском установки в эксплуатацию задает величину шага изменения уставки расхода Qyст. осушаемого газа с учетом технического состояния МФА и значения границ допустимых вариаций плана расхода осушаемого газа. Величина этого шага задается, как правило, исходя из использования не более пяти шагов до границы допустимых вариаций плана в каждую сторону от первоначально установленного диспетчерской службой плана расхода осушаемого газа через МФА. Если АСУ ТП использует все пять шагов и не сможет вернуть расход Gф регенерированного абсорбента, в качестве которого в условиях Севера РФ часто используют РДЭГ, в рамки заданных границ, предусмотренных технологическим регламентом УКПГ, то она формирует сообщение оператору о необходимости изменения режима работы УКПГ.
Основной аппарат технологии осушки газа на УКПГ - 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 НДЭГ;
15 - АСУ ТП УКПГ;
16 - КР расхода осушенного газа;
17 - выходная линия 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, поступающий с датчика 11;
22 - сигнал расчетного значения массового расхода РДЭГ, необходимого для осушки газа;
23 - сигнал с датчика температуры точки росы 12 осушенного газа, поступающий на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 27;
24 - сигнал задания уставки значения температуры точки росы Тт.р.з. осушенного газа, поступающий на вход SP ПИД-регулятора 27;
25 - сигнал расхода осушенного газа, поступающего с датчика 10 на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 30;
26 - сигнал задания уставки расхода осушенного газа, поступающий из АСУ ТП на вход задания SP ПИД-регулятора 30;
27 - ПИД-регулятор подержания температуры точки росы осушенного газа;
28 - блок коррекции массового расхода РДЭГ;
29 - ПИД-регулятор подержания расхода РДЭГ;
30 - ПИД-регулятор подержания заданного расхода осушаемого газа в МФА 4;
31 - управляющий сигнал, подаваемый с выхода CV ПИД-регулятора 29 на КР 13 расхода РДЭГ;
32 - управляющий сигнал, подаваемый с выхода CV ПИД-регулятора 30 на КР 16 расхода осушенного газа в МФА 4.
ПИД-регуляторы 27, 29 и 30, а также блок коррекции 28 массового расхода РДЭГ реализованы на базе АСУ ТП УКПГ.
Способ автоматического управления процессом осушки газа на УКПГ в условиях 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 МФА 4 через полуглухую тарелку поступает в его абсорбционную секцию 6. Навстречу потоку газа подается раствор РДЭГ концентрацией 98-99%. На контактных тарелках происходит барботажный массообмен между встречными потоками осушаемого газа и РДЭГ (влага удаляется из газа за счет абсорбции, а ДЭГ насыщается влагой). Количество РДЭГ, подаваемого на осушку, в основном зависит от расхода газа через установку, от его влагосодержания и концентрации РДЭГ.
НДЭГ собирается на полуглухой тарелке массообменной секции МФА 4 и через линию отвода 19 отводится на регенерацию. Осушенный газ из массообменной секции 6 поступает в фильтрующую секцию 5, где улавливается 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 направляют на полуглухую тарелку абсорбера и далее в линию сброса НДЭГа с полуглухой тарелки. Уровень ДЭГ на полуглухой тарелке выполняет роль гидрозатвора, препятствующего проходу газа по трубопроводу в фильтрующую часть МФА 4.
Из МФА 4 осушенный до заданного значения температуры 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 базовых параметров:
- температуры и давления сырого газа на входе МФА 4 (соответственно, датчики 2 и 3);
- концентрацию НДЭГ (многопараметрический датчик расхода 14);
- температуры, давления, расхода и температуры 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 Gpac. - рассчитанный расход РДЭГ (кг/час);
Q - заданный расход осушаемого газа в МФА 4, тысяч м3/час;
ΔW - удельное количество извлекаемой влаги в результате осушки газа в МФА 4, кг/1000 м3;
Wвх, Wвых - влагосодержание поступающего и осушенного газа в МФА 4, соответственно, кг/1000 м3;
ХРДЭГ, ХНДЭГ - концентрация РДЭГ и НДЭГ, соответственно, % масс.
Значения Wвх и Wвых 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. ]:
где рвх, рвых - давление газа на входе и выходе МФА 4, измеряемое датчиками давления 3 и 8, соответственно; Твх, Твых - температура газа на входе и выходе МФА 4, измеряемая датчиками температуры 2 и 7, соответственно.
Значение концентрации ХНДЭГ 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 ХРДЭГ в АСУ ТП 15 поступает из цеха регенерации УКПГ. Поддержание значений концентрации ДЭГ и его температуры в пределах заданных границ, предусмотренных технологическим регламентом УКПГ, обеспечивает цех регенерации ДЭГ.
Поддержание заданного значения температуры точки росы Тт.р.з. осушаемого газа обеспечивает каскадная схема из двух ПИД-регуляторов 27 и 29 с блоком коррекции 28 массового расхода РДЭГ.
ПИД-регулятор 27 подержания температуры точки росы осушенного газа, отслеживает в реальном масштабе времени отклонение фактического значения температуры точки росы Тт.р.ф. от ее уставки Тт.р.з.. Для этого на вход задания SP ПИД-регулятора 27 подают сигнал 24 уставки температуры точки росы Тт.р.з., 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 Тт.р.ф., 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). Сигнал этой поправки подается на вход I2 блока коррекции 28 массового расхода РДЭГ. Одновременно на вход I1 блока коррекции 28 подается из АСУ ТП 15 сигнал значения массового расхода РДЭГ, рассчитанного по формуле (1).
Получая эти два сигнала, блок 28 производит расчет значения массового расхода РДЭГ с учетом поправки Δ, используя следующие выражения:
если Тт.р.ф.>Тт.р.з., то Gкop.=Gpac.+Δ,
если Тт.р.ф.=Тт.р.з., то Gкop.=Gpac.,
если Тт.р.ф.<Тт.р.з., то Gкop.=Gpac. - Δ.
Для управления подачей РДЭГ в МФА 4 используется ПИД-регулятор 29 поддержания расхода РДЭГ. Для этого на его вход задания SP подают сигнал скорректированного значения расхода РДЭГ - Gкop, поступающий с выхода блока коррекции 28. Одновременно на вход PV 21 обратной связи данного ПИД-регулятора подают сигнал фактического расхода РДЭГ - Gф, поступающий с датчика 11. Сравнивая эти два сигнала, ПИД-регулятор 29 на своем выходе CV формирует управляющий сигнал 31, 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.
Поддержание заданного расхода осушаемого газа в МФА 4 обеспечивает ПИД-регулятор 30, на вход задания SP 26 которого АСУ ТП 15 подает сигнал уставки расхода Qуст. осушаемого газа в МФА 4. При этом значение сигнала уставки Qуст. АСУ ТП 15 может пошагово изменять в рамках установленных границ допустимых вариаций планового задания по добыче газа, и только в случае возникновения такой необходимости. Одновременно на вход обратной связи PV 25 этого же ПИД-регулятора подается сигнал фактического значения расхода Qф осушаемого газа в МФА 4, измеряемого датчиком расхода 10.
Сравнивая эти два сигнала, ПИД-регулятор 30 формирует на своем выходе CV управляющий сигнал, который подается на вход КР 16, поддерживая заданный расход осушаемого газа в МФА 4.
АСУ ТП 15 контролирует динамику поведения фактического расхода Gф РДЭГ, который измеряет датчиком 11, и непрерывно рассчитываемого для этих же моментов времени значений расхода Gpac. по формуле (1) и анализирует динамику их поведения (анализ и его применение для управления технологическим процессом описан в прототипе, см. Патент РФ №2712665 С1). Если АСУ ТП 15 обнаружит в ходе технологического процесса отклонение, которое выходит за рамки допустимых ограничений, предусмотренных технологическим регламентом УКПГ, то она формирует сообщение оператору о необходимости корректировки расхода осушаемого газа в МФА 4. После этого АСУ ТП 15 уменьшает/повышает значение уставки расхода Qyст. осушаемого газа в МФА 4 на один шаг, сигнал которой подается на вход задания SP ПИД-регулятора 30. В результате этого снижается/увеличивается расход осушаемого газа в МФА. После окончания времени переходного процесса τп в технологической системе АСУ ТП 15 вновь начинает анализировать динамику поведения Gф и Gpac.. Время переходного процесса τп определяется для каждой установки экспериментально и, как правило, не превышает 10 минут.
Если АСУ ТП 15 в результате анализа не обнаружит отклонений технологического процесса от установленных для него границ, то далее система фиксирует новое значение уставки в своей БД и будет управлять расходом осушенного газа в МФА 4 с использованием ее нового значения. Одновременно АСУ ТП формирует сообщение оператору о новых параметрах работы установки.
В противном случае, если технологический процесс не войдет в установленные для него рамки, АСУ ТП уменьшает/увеличивает значение уставки расхода Qyст. осушаемого газа в МФА 4 еще на один шаг.
Величину шага, с учетом состояния МФА 4 и значения границ допустимых вариаций плана расхода осушаемого газа, задает обслуживающий персонал, и как правило, не более пяти шагов в каждую сторону от первоначально установленного диспетчерской службой плана. Если за пять шагов не удается вернуть расход Gф РДЭГ в рамки заданных границ, предусмотренных технологическим регламентом УКПГ, тогда 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 в условиях 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 и исключить человеческий фактор при принятии управленческих решений.
Claims (2)
1. Способ автоматического управления процессом осушки газа на установках комплексной подготовки газа - УКПГ в условиях Севера РФ, включающий контроль средствами автоматизированной системы управления технологическими процессами - АСУ ТП давления и температуры сырого газа, контроль давления, температуры, расхода и температуры точки росы осушенного газа, автоматическое поддержание подачи регенерированного абсорбента в абсорбер с учетом расхода добываемого газа, влагосодержания поступающего и осушенного газа, концентрации регенерированного и насыщенного абсорбента, контроль массового расхода абсорбента, а также контроль и анализ динамики поведения фактического расхода регенерированного абсорбента Gф относительно рассчитываемого расхода регенерированного абсорбента Gpac. по модели технологического процесса и управление расходом регенерированного абсорбента, подаваемого в многофункциональный абсорбер - МФА, с помощью каскада из двух ПИД-регуляторов и блока коррекции массового расхода регенерированного абсорбента, реализованных на базе АСУ ТП УКПГ, отличающийся тем, что в базу данных - БД АСУ ТП перед запуском установки в эксплуатацию вводят значение плана расхода осушаемого газа, проходящего через МФА, и границы допустимых вариаций плана расхода осушаемого газа в сторону повышения/понижения, а также первоначальный план расхода осушаемого газа назначают в качестве уставки Qуст. расхода осушаемого газа, которую АСУ ТП может пошагово изменять в сторону повышения/понижения только в случае, если она обнаружит в ходе технологического процесса отклонение, которое выходит за рамки допустимых ограничений, предусмотренных технологическим регламентом УКПГ, и в этом случае АСУ ТП формирует сообщение оператору о необходимости корректировки расхода осушаемого газа в МФА и, в зависимости от ситуации, уменьшает/повышает значение уставки расхода Qyст. осушаемого газа, проходящего через МФА, на один шаг, и значение этой новой уставки АСУ ТП подает на вход задания SP ПИД-регулятора управляющего расходом газа через МФА, и одновременно на вход обратной связи PV этого ПИД-регулятора АСУ ТП подает сигнал фактического расхода осушенного газа, и в результате сравнения этих двух сигналов ПИД-регулятор формирует на своем выходе CV управляющий сигнал, который подает на клапан-регулятор - КР расхода осушенного газа, изменив его соответствующим образом, после чего АСУ ТП выжидает время τп окончания переходного процесса в технологической системе и вновь начинает анализировать динамику поведения фактического расхода регенерированного абсорбента Gф относительно рассчитываемого расхода регенерированного абсорбента Gpac. по модели технологического процесса с учетом новой уставки расхода Qуст. осушаемого газа, и если она не обнаружит отклонений технологического процесса от установленных для него границ, то далее АСУ ТП фиксирует новое значение уставки в своей БД и через ПИД-регулятор подержания заданного расхода осушенного газа продолжает управлять расходом осушенного газа в МФА с использованием ее нового значения, и одновременно с этим АСУ ТП формирует сообщение оператору о новых параметрах работы установки, в противном случае, если технологический процесс не войдет в установленные для него рамки, АСУ ТП уменьшает/увеличивает значение уставки расхода Qycт. осушаемого газа в МФА еще на один шаг.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обслуживающий персонал перед запуском установки в эксплуатацию задает величину шага изменения уставки расхода Qyст. осушаемого газа с учетом технического состояния МФА и значения границ допустимых вариаций плана расхода осушаемого газа, как правило, исходя из использования не более пяти шагов в каждую сторону от первоначально установленного диспетчерской службой плана расхода осушаемого газа через МФА, и если за пять шагов АСУ ТП не удается вернуть расход Gф регенерированного абсорбента в рамки заданных границ, предусмотренных технологическим регламентом УКПГ, тогда АСУ ТП формирует сообщение оператору о необходимости изменения режима работы УКПГ.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2811554C1 true RU2811554C1 (ru) | 2024-01-15 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117803857A (zh) * | 2024-03-01 | 2024-04-02 | 上海华创自动化工程股份有限公司 | 一种天然气自动加热系统及方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7531030B2 (en) * | 1999-06-15 | 2009-05-12 | Heath Rodney T | Natural gas dehydrator and system |
| RU127177U1 (ru) * | 2012-11-21 | 2013-04-20 | Открытое акционерное общество "НОВАТЭК" | Установка для подготовки газа с удаленным терминалом управления и использованием программного комплекса автоматического управления технологическим процессом |
| CN104006295A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-08-27 | 张夏炎 | 一种低温液化气体的置换式压力输送方法及设备 |
| CN105674054A (zh) * | 2014-11-17 | 2016-06-15 | 罗纳德·格兰特·肖莫迪 | 用以保存资源并减少排放的废气的处理和运输 |
| RU2709044C1 (ru) * | 2019-01-09 | 2019-12-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" | Способ автоматического управления производительностью установки низкотемпературной сепарации газа в условиях крайнего севера |
| RU2712665C1 (ru) * | 2019-07-23 | 2020-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" | Способ автоматического управления процессом осушки газа на установках комплексной подготовки газа в условиях севера |
| RU2743869C1 (ru) * | 2020-06-04 | 2021-03-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" | Способ автоматического распределения нагрузки между технологическими линиями низкотемпературной сепарации газа на установках комплексной подготовки газа, с применением аппаратов воздушного охлаждения, нефтегазоконденсатных месторождений севера рф |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7531030B2 (en) * | 1999-06-15 | 2009-05-12 | Heath Rodney T | Natural gas dehydrator and system |
| RU127177U1 (ru) * | 2012-11-21 | 2013-04-20 | Открытое акционерное общество "НОВАТЭК" | Установка для подготовки газа с удаленным терминалом управления и использованием программного комплекса автоматического управления технологическим процессом |
| CN104006295A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-08-27 | 张夏炎 | 一种低温液化气体的置换式压力输送方法及设备 |
| CN105674054A (zh) * | 2014-11-17 | 2016-06-15 | 罗纳德·格兰特·肖莫迪 | 用以保存资源并减少排放的废气的处理和运输 |
| RU2709044C1 (ru) * | 2019-01-09 | 2019-12-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" | Способ автоматического управления производительностью установки низкотемпературной сепарации газа в условиях крайнего севера |
| RU2712665C1 (ru) * | 2019-07-23 | 2020-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" | Способ автоматического управления процессом осушки газа на установках комплексной подготовки газа в условиях севера |
| RU2743869C1 (ru) * | 2020-06-04 | 2021-03-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" | Способ автоматического распределения нагрузки между технологическими линиями низкотемпературной сепарации газа на установках комплексной подготовки газа, с применением аппаратов воздушного охлаждения, нефтегазоконденсатных месторождений севера рф |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117803857A (zh) * | 2024-03-01 | 2024-04-02 | 上海华创自动化工程股份有限公司 | 一种天然气自动加热系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104722203A (zh) | 一种加热炉烟气的scr脱硝控制系统和方法 | |
| CN101696041B (zh) | 废水蒸发处理装置及应用该装置的方法 | |
| CN102515297A (zh) | 一种湿法烟气脱硫废水蒸发处理的自动控制方法 | |
| CN109879475B (zh) | 动态调节式污水工况处理方法 | |
| CN102008998A (zh) | 一种水力旋流器的自动控制装置及其控制方法 | |
| CN111340199A (zh) | 一种基于物料衡算和深度学习的脱硫系统节能方法 | |
| CN202542958U (zh) | 一种全自动锅炉给水加氧装置 | |
| CN103157354A (zh) | 一种大型脱硫装备模块化控制系统 | |
| CN102633371A (zh) | 一种全自动锅炉给水加氧装置及方法 | |
| CN103933844A (zh) | 一种碱性废水的烟气处理系统及控制方法 | |
| RU2811554C1 (ru) | Способ автоматического управления процессом осушки газа на установках комплексной подготовки газа в условиях Севера РФ | |
| CN106040676B (zh) | 一种精馏塔管线自动冲洗方法 | |
| RU2803996C1 (ru) | Способ автоматического управления процессом осушки газа на установках комплексной подготовки газа в условиях Крайнего Севера РФ | |
| RU2803998C1 (ru) | Способ автоматического управления процессом осушки газа в многофункциональных абсорберах установок комплексной подготовки газа | |
| CN117348397A (zh) | 用于垃圾焚烧发电厂脱酸塔的优化运行控制方法及系统 | |
| RU2809096C1 (ru) | Способ автоматического управления процессом осушки газа на установках комплексной подготовки газа, расположенных в районах Крайнего Севера РФ | |
| US10407328B2 (en) | Method to control a process variable | |
| CN105561771B (zh) | 基于在线监测数据联锁的氧化锌粉脱硫控制装置及方法 | |
| RU2811555C1 (ru) | Способ автоматического управления процессом осушки газа на многофункциональных абсорберах установок комплексной подготовки газа | |
| RU2804000C1 (ru) | Способ автоматического распределения нагрузки между технологическими линиями осушки газа на установках комплексной подготовки газа | |
| CN110898650A (zh) | 一种消石灰浆液浓度在线监测及调控系统 | |
| CN212893999U (zh) | 一种高温旁路干燥系统及浓液给料装置 | |
| RU2709048C1 (ru) | Способ автоматического управления подачей ингибитора для предупреждения гидратообразования на установках низкотемпературной сепарации газа, эксплуатируемых на крайнем севере | |
| RU2805067C1 (ru) | Способ автоматического распределения нагрузки между технологическими линиями осушки газа на установках комплексной подготовки газа | |
| RU2712665C1 (ru) | Способ автоматического управления процессом осушки газа на установках комплексной подготовки газа в условиях севера |