Изменение уставок регулятора давления

Тема 5

Пуск и остановка насосных агрегатов и станций.

Регулирование и поддержание режимов перекачки.

Оптимизация процессов перекачки

Нефти и нефтепродуктов

 

Для подробного рассмотрения вопросов о работе товарной службы по поддержанию трубопровода в рабочем режиме, по пуску и остановкам насосных агрегатов рассмотрим несколько примеров действий товарных служб в различных ситуациях [14, 18].

 

 

Пуск трубопровода

 

Команда на пуск трубопровода

 

Подготовка к пуску, пуск насосных станций и МТП производится по распоряжению диспетчера ЦУ, которое отдается диспетчеру РУ в виде телефонограмм или телетайпограмм, где указано время пуска, количество перекачиваемого продукта, режим работы станций, направление перекачки, необходимость отпуска продукта на промежуточные нефтебазы, количество отпускаемого продукта. Далее задание поступает по цепочке: ДРУ – оператор ПС – оператор АО МТП на нефтебазах.

Подготовка к пуску

 

Получив распоряжение диспетчера, персонал станции начинает подготовку своих участков:

- машинист готовит насосное оборудование (визуальный осмотр, проверка маслосистемы, подготовка емкости утечек);

- служба КИП отвечает за готовность контрольно-измерительных приборов и автоматики;

- электрики отвечают за работу двигателей и электросетей;

- операторы готовят технологическую схему.

а). Головная станция

 

На головной станции открытием запорной арматуры готовится цепочка, показанная на рис. 5.1.

Рис. 5.1 – Схема откачки продукта из резервуаров головной станции:

 

1 – узел переключения задвижек;

2 – фильтр;

3 – пятислойный пробоотборник;

4 – подпорный насос;

5 – узел учета;

6 – основные насосные агрегаты;

7 – узел регуляторов давления (РД);

8 – байпасная линия;

9 – камера запуска очистных и диагностических устройств

 

Продукт из резервуара проходит узел переключения задвижек 1, фильтр 2, подпорные и основные насосы и далее через РД 7 – в МТП. При неработающем РД продукт направляется по байпасной линии 8. На подпорных и основных насосах приёмные задвижки открыты, выкидные задвижки могут находиться как в открытом, так и в закрытом состоянии.

Если станция оборудована узлом учета, он обычно устанавливается после подпорного насоса. Движение продукта через камеру запуска очистных и диагностических устройств имеет место в том случае, если их запуск запланирован на данном участке трубопровода, в других случаях камера отключена. При переходе в процессе откачки с одного резервуара на другой необходимо сначала открыть резервуар, подготовленный к откачке, убедиться, что уровень продукта в нем убывает, затем закрыть первый резервуар.

 

б). Промежуточные ПС

 

Аналогично выше сказанному открытием задвижек собирается технологическая схема, как показано на рис. 5.2.

 

Рис. 5.2 – Схема перекачки продукта через промежуточную ПС:

1 – камеры приёма-запуска очистных устройств;

2 – фильтр;

3 – система сглаживания волн давления;

4 – узел учета;

5 – магистральные насосы;

6 – регулятор давления;

7 – байпасная линия;

8 – линия обратного клапана

 

Продукт проходит последовательно через фильтр 2, узел учета 4, если он установлен на ПС, магистральные насосы, РД6 и далее МТП.

Система ССВД срабатывает при наличии волны повышенного давления. При нормальной работе линия обратного клапана 8 защищает приёмные коммуникации от высокого давления в линии нагнетания.

Обратный клапан закрыт. При отключении станции перекачку осуществляют мимо ПС также по линии обратного клапана, обратный клапан открывается давлением потока. Задвижки на линии обратного клапана всегда открыты.

При пуске приёмные задвижки магистральных насосов открыты, выкидные могут находиться как в закрытом, так и в открытом состоянии. Линия 7, камеры приёма-запуска 1 работают аналогично схеме рис. 5.1.

в). Конечный пункт

 

На конечном пункте оператор открытием задвижек собирает технологическую цепочку, показанную на рис. 5.3.

 

Рис. 5.3 – Схема приёма продукта в резервуарах конечного пункта:

1 – камера приёма очистных и диагностических устройств;

2 – пятислойный пробоотборник;

3 – фильтр;

4 – узел учета;

5 – резервуарный парк

 

Сборка схемы начинается от резервуара, последней открывается приёмная задвижка на МТП. При переходе в процессе приёма нефтепродукта с одного резервуара на другой необходимо сначала открыть пустой резервуар, убедиться в поступлении в него продукта, затем закрыть заполненный.

Работа станций в режиме одного агрегата

Операторы станций сообщают ДРУ о готовности к пуску. ДРУ проверяет по номерам задвижек правильность собранных схем и сообщение о готовности направляется ДЦУ.

ДЦУ, проверив основные моменты готовности (открытие задвижек на трассе, приемных и выкидных задвижек на ЛДПС и ПС, номера резервуаров, номера агрегатов), дает разрешение на пуск, которое идет по той же цепочке – ДРУ, оператор станции.

Пуск возможен на закрытую, открытую и открывающуюся выкидную задвижку агрегатов [14]. Приёмная задвижка в любом варианте открыта. Как правило, вначале пускается агрегат последней по ходу движения продукта ступени, но в зависимости от условий работы допускается любая последовательность.

Вариант пуска определяется диспетчером. Пуск на открытую и открывающуюся задвижку требует большего внимания от обслуживающего персонала, так как возможен разрыв потока из-за падения давления на входе в насос ниже разрешенного, в результате может сработать защита и насос остановится по минимальному давлению.

Задача персонала контролировать заполнение системы продуктом и не допускать подобных ситуаций или, если такая ситуация возникла, остановить насос до срабатывания защиты и подготовить условия к новому пуску.

В зависимости от ситуации пуск агрегатов осуществляют в кнопочном или дистанционном режимах. В первом случае пуск осуществляет оператор станции нажатием кнопки "ПУСК" на пульте оператора, во втором случае с диспетчерского пульта диспетчером районного или центрального диспетчерских пунктов.

Управление режимом перекачки производится либо оператором станции по согласованию с диспетчером прикрытием или открытием выкидных задвижек насосов, либо в автоматическом режиме – регуляторами давления с автоматическим открытием или закрытием исполнительного механизма регулятора.

В дальнейшем рассматривается пуск в "кнопочном" режиме на закрытую задвижку.

 

а). Головная ЛПДС

 

При пуске персонал станции действует в последовательности:

- за 15 мин. до пуска включается вентиляция в насосной и подача воздуха к электродвигателям;

- включаются системы охлаждения и смазки подшипников, уплотнений насосов и двигателей;

- с пульта управления оператор осуществляет пуск подпорного насоса включением электродвигателя, выкидная задвижка насоса в это время закрыта;

- когда выкидной манометр подпорного насоса будет показывать давление, указанное в технологической карте (4-6 ат), открывается выкидная задвижка и насос выводится на режим;

- затем включается электродвигатель магистрального насоса
II ступени, выкидная задвижка закрыта, происходит быстрый рост давления в насосе;

- при подъеме давления в насосе до разрешенного по технологической карте открывается выкидная задвижка агрегата II ступени и плавно набирается давление на участке МТП до следующей станции, однако время набора давления должно быть не более 30 мин.

Производя пуск и набор давления на участке, оператор (диспетчер) должен постоянно контролировать давление на приеме агрегата II ступени, чтобы оно не снизилось ниже Р_min, разрешенного технологической картой (что позволяет избегать кавитации), и следить за расходом.

Если давление на приёме снижается, то с пульта управления прикрывается выкидная задвижка агрегата, поднимая давление на приёме до регламентированных значений.

При автоматическом управлении указанные задачи выполняет регулятор давления со своим исполнительным механизмом. Задвижки в этом случае использовать в качестве регулирующего органа запрещается.

 

б). Промежуточная ПС

 

Все системы подготовлены. После набора давления на участке головная ЛДПС – промежуточная ПС до давления на приеме ПС 1,2-1,5 МПа оператор ПС с пульта управления включает электродвигатель агрегата II ступени, при этом приёмная задвижка открыта, выкидная закрыта.

После включения двигателя и набора давления на выкидном манометре агрегата II ступени до разрешенного давления открывается задвижка на выкиде насоса и контролируется давление на приеме, которое не должно снижаться ниже Р_min, разрешенного технологической картой.

Давление на выкиде плавно поднимается до Р_выкида, разрешенного технологической картой, и так же плавно идет набор давления на участке ПС – конечный пункт.

Оператор следит за давлением на приеме и расходом.

Давление на головной ЛДПС и на ПС регулируется либо автоматически с помощью регуляторов давления, либо оператором выкидной задвижкой агрегата. Если давление на приеме падает, необходимо прикрыть выкид и передать часть давления на прием, производительность несколько снизится.

 

Итак, трубопровод введен в работу в режиме одного агрегата, операторы следят за расходом и давлением на приеме и на выкиде насосных агрегатов, диспетчер контролирует баланс перекачки и режимы на всех станциях.

 

 

При необходимости увеличения производительности в той же последовательности дается команда на вывод трубопровода в работу в режиме двух агрегатов. Задача товарной службы – пуск агрегата I ступени на всех ПС, поддержание трубопровода в рабочем режиме.

Все системы подготовлены. Оператор головной ПС включает с пульта управления двигатель агрегата I ступени при закрытой выкидной задвижке, задвижка на приёме агрегата открыта. Давление на насосе быстро растет и при достижении давления, указанного в технологической карте, открывается выкидная задвижка агрегата I ступени, и так же плавно растет давление на приеме и выкиде агрегата II ступени.

При пуске агрегата I ступени постоянно контролируется давление на входе этого агрегата, которое не должно снижаться ниже Р_min, по технологической карте, производительность перекачки и давление на выкиде агрегата II ступени, которое не должно превышать Р_max, указанного в технологической карте.

Аналогично выше сказанному регулирование давления может осуществляться задвижкой на выкиде агрегата I ступени или автоматически с помощью регуляторов давления.

Во время набора давления агрегатом II ступени головной ЛПДС растет давление и на участке трубопровода до следующей промежуточной ПС. При достижении давления на приёме ПС 1,2-1,5 МПа в "кнопочном" режиме с пульта управления включается электродвигатель агрегата I ступени данной ПС.

Давление агрегата I ступени быстро нарастает до разрешенного, открывается выкидная задвижка и начинает расти давление на приёме и выкиде агрегата II ступени, осуществляется постоянный контроль давления входа в агрегат I ступени и давления выкида агрегата II ступени, которые должны удовлетворять условиям:

Р_вх > P_min по технологической карте;

Р_вых < P_max по технологической карте.

При необходимости пуск следующих агрегатов и регулирование давления при этом осуществляются аналогично вышесказанному.

После установления давления и расхода на всех станциях считается, что трубопровод выведен в работу в заданном режиме.

 

Промежуточные станции, имеющие резервуарные парки, могут быть включены в работу одновременно с головной ЛПДС, с опережением или с отставанием, в зависимости от ситуации.

Если НПС запускается с опережением или одновременно с головной, то работают подпорные и основные насосы и продукт сначала забирается из резервуаров станции, а при достижении входного давления, равного давлению на выкиде подпорных агрегатов, последние отключаются и станция начинает работать по схеме "из насоса в насос".

 

5.2 Остановка одного насосного агрегата

Или насосной станции

 

Остановка отдельного насосного агрегата или полностью трубопровода осуществляется по распоряжению диспетчера ЦУ, передаваемого по цепочке, показанной выше.

 

а) Головная ЛДПС

 

Трубопровод работает в режиме 2 агрегатов. Если головной ЛДПС дано задание на остановку одного агрегата, то действия оператора или диспетчера РУ будут:

- выключается электродвигатель агрегата I ступени (нажатием на пульте кнопки "стоп" для данного двигателя), закрываются приемная и выкидная задвижки агрегата, полностью открывается выкид работающего агрегата (II ступени);

- последующая ПС следит за давлением на приеме и удерживает его на давлении, близком к Р_min, разрешенному технологической картой. Давление поддерживается либо регулятором давления, либо с пульта управления прикрывается задвижка между ступенями, поддерживая входное давление;

- если задвижка прикрывается почти полностью, т.е. давления на оба агрегата для промежуточной станции не хватает, то на ПС при отсутствии резервуарного парка также останавливают агрегат I ступени, после чего входное давление регулируют задвижкой на выкиде насоса II ступени или с помощью регулятора давления;

- если ПС имеет резервуарный парк, то при нехватке давления организуется подкачка подпорным насосом продукта той же марки из резервуаров ПС на прием основных агрегатов, повышая давление на приеме и, тем самым, на выкиде основных насосов.

 

б) П ромежуточная перекачивающая станция

 

Если дано задание на остановку одного агрегата на промежуточной ПС, то действия персонала станции и диспетчера РУ будут:

- нажатием кнопки "стоп" на пульте управления выключается электродвигатель агрегата I ступени, закрывается приемная и выкидная задвижки агрегата, полностью открывается задвижка на выкиде агрегата II ступени;

- постоянно осуществляется контроль давления выкида предыдущей станции, так как оно начинает расти и может превысить значение, разрешенное технологической картой. Для поддержания давления на заданном уровне либо прикрывается задвижка между агрегатами, либо работает РД, а при необходимости один из агрегатов останавливается;

- последующая ПС следит за давлением на приёме, которое снижается и может быть меньше допускаемого Р_min. Для поддержания давления на входе данной ПС производятся те же действия, что и на предыдущей ПС. Если последующая ПС имеет резервуарный парк, то организуется подкачка из резервуаров станции.

 

Качественный характер изменения давления в трубопроводе при отключении одного или всех работающих агрегатов на одной из перекачивающих станций можно показать на графике [2] в координатах H-L, строя линии гидравлического уклона участков трубопровода между перекачивающими станциями (рис. 5.4)

 

 

Рис. 5.4 – Возможное расположение линий гидравлического уклона на участках МТП при отключении агрегатов на ПС 1 при отсутствии регулирования давления:

 

Линии 1 – работа станций в режиме двух агрегатов

Линии 2 – на ПС1 остановлен один агрегат

Линии 3 – ПС1 выведена из работы МТП

 

Из графика следует, что при отключении одного или всех агрегатов на какой либо ПС давление на выкиде предыдущей ПС растет, на входе последующих – падает.

Для поддержания трубопровода в рабочем режиме регулирование давления для всех станций одинаково – дросселирование давления на выкиде насосных агрегатов или отключение одного или нескольких работающих агрегатов [3]. При этом давление на выкиде станций будет снижаться, на приёме расти, производительность перекачки снижается.

Если остановка станции плановая, то товарная служба обеспечивает нормальный переход на новый режим, если аварийная и сопровождается волной давления от гидроудара, то должна работать система сглаживания волн давления, о которой сказано выше.

 

5.3 Остановка трубопровода

 

Если дано задание на остановку трубопровода, то производятся следующие операции:

- первой останавливают головную ЛПДС; в "кнопочном" режиме выключается электродвигатель I ступени, закрываются на агрегате I ступени приемная и выкидная задвижки; затем выключает электродвигатель агрегата II ступени и закрываются приемная и выкидная задвижки (выкидная закрывается после приемной, чтобы оставить насос под жидкостью); отключаются все вспомогательные системы (система смазки, охлаждения, КИП);

- почти сразу начинает падать давление на промежуточных ПС и когда оно становится равным Р_min, агрегаты останавливаются, закрываются агрегатные задвижки, задвижки на приеме и выкиде насосной, на приеме и выкиде станций; линии обратного клапана на всех ПС открыты. Затем закрываются задвижки на технологических линиях станции;

- если на станции работают четыре магистральных насоса в параллельно-последовательном соединении, то сначала останавливают два агрегата в одном коллекторе (1, 2), потом два в другом (3, 4), или сначала по одному в каждом коллекторе (1, 3), потом по второму (2, 4), производятся сообщения ДРУ, затем ДЦУ о времени остановки МТП, передаются ДРУ номера закрытых задвижек.

 

Изменение уставок регулятора давления

 

Под термином "уставка" понимается значение давления, на которое настроен регулятор.

Если на работающем трубопроводе необходимо изменить уставки регулятора давления какой-либо станции, то поступают следующим образом [3].

а) Повышение уставки (т.е. повышение выкидного давления станции).

В этом случае сначала осуществляют переход на другой режим работы, т.е. с повышением уставки и выкидного давления, следующих по ходу потока станций, затем производят повышение уставки регулятора давления данной ПС и перевод её на новый режим работы (новое выкидное давление).

 

 

б) Снижение уставки.

В этом случае осуществляют переход данной станции на сниженное давление, затем снижают уставку регулятора давления этой станции и затем производят перевод на другой режим работы следующих за ней по ходу потока станций.