Разработка автоматизированной системы дистанционного выявления утечек резервуаров

全文:

Обоснование. Резервуарные парки (РП) для хранения нефти и нефтепродуктов являются самыми опасными промышленными объектами как для обслуживающего персонала, так и для окружающей среды. Высокий уровень риска обусловлен большим количеством опасных веществ, участвующих в технологическом процессе. Более 45 % аварий и пожаров в нефтегазовой отрасли происходит в РП. Следовательно, повышение безопасности эксплуатации РП представляет собой актуальную задачу. С целью снижения эксплуатационных рисков в работе предлагается внедрять автоматизированную систему дистанционного выявления утечек резервуаров (АС ДВУ).

Цель — разработка программно-технического комплекса (ПТК) АС ДВУ из резервуара вертикального цилиндрического стального (РВС), которая существенно повысит безопасность эксплуатации РП.

Методы. Резервуары имеют несколько состояний: налив, хранение, опорожнение и ремонт [1]. В состоянии «хранение» изменение уровня происходит из-за «малых дыханий», а также вследствие утечки, что и выявляет АС ДВУ. Иными словами, АС ДВУ контролирует нештатное изменение уровня в процессе хранения.

Наиболее очевидным методом выявления утечек является контроль загазованности в обваловании резервуара, колодцах канализации и колодце обнаружения утечек, находящихся в каре резервуара. АС ДВУ контролирует нештатное изменение концентрации содержания углеводородов в обваловании резервуара в процессе хранения.

При попадании нефти или нефтепродукта в грунт сопротивление грунта увеличивается. Таким образом, в АС ДВУ электроды сравнения, определяющие потенциал электрохимической защиты, используются для обнаружения утечек [2].

АС ДВУ работает следующим образом: программный модуль автоматизированной системы в реальном времени проводит мониторинг состояния объекта с помощью указанных подсистем и оповещает оператора об аварийных ситуациях. Автоматизированная система дистанционного выявления утечек представляет собой систему измерения и контроля на базе персонального компьютера, подключенного через устройство связи с объектом к датчикам [3].

Результаты. АС ДВУ включает в себя действующую систему замера уровня с датчиками послойного измерения температуры продукта, подсистему измерения и контроля концентрации углеводородов в газо-воздушной среде в колодце обнаружения утечек и в обваловании резервуара и подсистему измерения и контроля потенциалов электрохимической защиты днища резервуара. В результате работы разработаны части рабочего проекта комбинированной АС ДВУ. Рассмотрены варианты размещения компонентов, системы дистанционного выявления утечек, отмечены их особенности. Также разработаны мнемосхемы для АРМ оператора.

 

Рис. 1. Программно-технический комплекс автоматизированной системы дистанционного выявления утечек

 

Рис. 2. Общая мнемосхема резервуарного парка: 1 — резервуар; 2 — индикатор уровня взлива в резервуаре; 3 — сигнализатор выхода уровня взлива за нижнюю границу интервала; 4 — общий сигнализатор датчиков в обваловании о выходе загазованности за верхнюю границу интервала; 5 — сигнализатор загазованности от датчика в колодце обнаружения утечки; 6 — индикатор загазованности в колодце обнаружения утечки; 7 — индикатор уровня загазованности в канализационном колодце; 8 — сигнал от датчика скорости коррозии; 9 — общий сигнализатор от электродов сравнения электрохимической защиты днища резервуара; 10 — сигнализатор о максимальной вероятности появления утечки из резервуара

 

Выводы. Внедрение АС ДВУ повысит эффективность управления технологическим процессом, а также приведет к сокращению времени нахождения обслуживающего персонала в опасной зоне, следовательно, снизится индивидуальный риск работников объекта и влияние «человеческого фактора».

Также внедрение АС ДВУ приведет к снижению рисков разрушения резервуаров и развития чрезвычайных ситуаций, так как именно на стадии возникновения аварии, т. е. до момента разрушения или разгерметизации элементов технологической системы; благодаря своевременно принятым мерам и квалифицированным действиям персонала можно локализовать аварию без появления нежелательных последствий.

作者简介

Самарский государственный технический университет

Email: a.aleks.1998@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9672-1624

студент, группа 2-ИАИТ-11М, институт автоматики и информационных технологий

俄罗斯联邦, Самара

Самарский государственный технический университет

编辑信件的主要联系方式.
Email: susarev_sergey@mail.ru

научный руководитель, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры автоматизации и управления технологическими процессами

俄罗斯联邦, Самара

参考

补充文件