Диссертация (Автоматизированный комплекс контроля и испытаний систем управления противопожарной защитой нефтеперерабатывающих производств)

Министерство Российской Федерациипо делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациями ликвидации последствий стихийных бедствийАкадемия Государственной противопожарной службы МЧС РоссииНа правах рукописиГаплаев Азиз Ахмед-БешировичАВТОМАТИЗАЦИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС КОНТРОЛЯИ ИСПЫТАНИЙ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОТИВОПОЖАРНОЙЗАЩИТОЙ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВСпециальность: 05.13.06 «Автоматизация и управлениетехнологическими процессами и производствами»(технические науки, отрасль – промышленность)Диссертация на соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководитель:Доктор технических наук,профессор Андрей Владимирович ФедоровМосква – 20182СодержаниеВведение ..........................................................................................................................

5Глава 1 Комплексный анализ пожарной опасности и особенностей контроляи испытаний автоматизированной системы управления противопожарной защитойнефтеперерабатывающих производств как объекта автоматизации ....................... 141.1Анализособенностейпротивопожарнойипроцессаконтроляпротивоаварийнойииспытанийзащитынасистемобъектахнефтеперерабатывающей промышленности .................................................... 141.1.1 Опасности пожаров, взрывов и анализ аварийных ситуаций на объектахнефтехимическойинефтеперерабатывающейпромышленностив Российской Федерации .................................................................................... 141.1.2 Анализ особенностей контроля и испытаний автоматизированной системыуправления противопожарной и противоаварийной защитой на объектахнефтеперерабатывающей промышленности .................................................... 251.2 Разработка принципов построения автоматизированного комплекса контроляи испытаний для нефтеперерабатывающих производств ...............................

271.3 Конфигурация автоматизированного комплекса контроля и испытанийавтоматизированнойсистемыуправленияпротивоаварийнойи противопожарной защитой объектов нефтепереработки ............................ 301.3.1Состававтоматизированногоавтоматизированнойсистемыкомплексауправленияконтроляииспытанийпротивопожарнойзащитойна нефтеперерабатывающем заводе .................................................................. 301.3.2Рольавтоматизированногокомплексаконтроляииспытанийв модернизации нефтеперерабатывающего завода .........................................

311.4 Выводы по первой главе ......................................................................................... 36Глава 2 Формализованное описание структурных и технических решенийавтоматизированного комплекса контроля и испытаний автоматизированнойсистемы управления противопожарной защитой объектов нефтепереработки ..... 3932.1 Общесистемные решения по автоматизации функциональной структурыавтоматизированного комплекса контроля и испытаний автоматизированнойсистемы управления противопожарной защитой технологических процессовна нефтеперерабатывающем заводе ..................................................................

392.2Обоснованиевыбораструктурыавтоматизированногоавтоматизированнойкомплексакомплексасистемыконтроляуправлениятехническихисредствиспытанийпротивопожарнойзащитойнефтеперерабатывающих объектов................................................................... 532.3 Научно-методическое обеспечение автоматизированного комплекса контроляи испытаний автоматизированной системы управления противопожарнойзащитой нефтеперерабатывающего завода ...................................................... 572.4 Выводы по второй главе ......................................................................................... 64Глава 3 Моделирование аварийных ситуаций в потенциально опасныхтехнологических процессах объектов нефтепереработки ........................................

673.1Системныйанализзадачисозданияматематическогообеспеченияавтоматизированного комплекса контроля и испытаний автоматизированнойсистемы управления противопожарной защитой ............................................ 673.2 Выводы по третьей главе...................................................................................... 108Глава4Исследованиеиорганизациятехническогообеспеченияавтоматизированного комплекса контроля и испытаний автоматизированнойсистемы управления противопожарной защитой на нефтеперерабатывающемзаводе ............................................................................................................................

1124.1Разработкаавтоматизированногоавтоматизированнойсистемыкомплексауправленияконтроляииспытанийпротивопожарнойзащитойна нефтеперерабатывающем заводе ................................................................ 1124.2 Алгоритмы работы функциональных групп автоматизированного комплексаконтроляииспытанийавтоматизированнойсистемыуправленияпротивопожарной защитой на нефтеперерабатывающем заводе ................

12444.3 Определение уровня автоматизации процесса контроля и испытанийавтоматизированнойсистемыуправленияпротивопожарнойзащитойнефтеперерабатывающих производств ........................................................... 1374.4 Концепция взаимосвязи автоматизированного комплекса контроля и испытанийавтоматизированнойссистемыинтегрированнойуправленияпротивопожарнойинформационно-управляющейзащитойсистемойна нефтеперерабатывающем заводе ................................................................ 1454.5 Выводы по четвертой главе..................................................................................

151Заключение ................................................................................................................. 154Список литературы................................................................................................... 157Приложение А Акты внедрения ............................................................................... 177Приложение БСвидетельстваогосударственнойрегистрациипрограммы ЭВМ................................................................................................ 182Приложение В Патент на полезную модель............................................................

186Приложение Г Расчеты контурной сетевой модели при аварийных измененияхструктуры ........................................................................................................... 187Приложение Д Структурные схемы и порядок работы автоматизированногокомплекса контроля и испытаний ...................................................................

213Приложение Е Перечень сокращений ..................................................................... 2245ВведениеАктуальность темы исследования. Российская Федерация – одна изосновных нефтедобывающих стран мира, обладающая огромными запасаминефтяного сырья, и нефтяная отрасль в энергетическом секторе экономикиработает по-настоящему в конкурентных условиях. Проблема рациональнойглубокой переработки нефти, получения качественных продуктов с улучшеннымиэкологическими свойствами весьма актуальна. В этой связи подготовка нефтик переработке и первичная переработка – прямая перегонка – имеют огромноезначение.

Разделение нефти на фракции на атмосферно-вакуумных установках –важная стадия в общей схеме переработки, обеспечивающая сырьем всетехнологические установки нефтеперерабатывающего предприятия.Промышленная и пожаровзрывоопасность современных нефтеперерабатывающихпроизводств определяется следующими основными факторами:– энергонасыщенностью технологических установок;– наличием потенциальных опасностей при регламентном и аварийномрежимах работы таких, как образование зон взрывоопасных концентраций (ВОК),неконтролируемым выбросом горючих сред в атмосферу, загазованностьютерритории и образованием взрывоопасного облака топливно-воздушной смеси(ТВС), наличием источников зажигания;– быстрыми темпами развития современных технологий по сравнению с ихвнедрением на объекты защиты;– концентрацией химических энергоносителей, нефти и нефтепродуктов,их способностью гореть, взрываться и загрязнять опасными выбросамиатмосферу;– вертикальная и горизонтальная уплотнительные застройки территориипредприятий;– увеличение мощностей применяемых установок и аппаратов;– усложнение процессауправления технологическим оборудованиеми увеличение вследствие этого вероятности ошибок оперативного персонала приуправлении;6– повышениятребованийпообеспечениюпромышленнойи пожаровзрывобезопасности.Уровень промышленной и пожарной безопасности указанных объектовнеразрывно связан с комплексным решением рассматриваемых проблем всейнефтеперерабатывающей отрасли, включая следующие основные направления:– анализ опасности и оценка пожарного риска объектов нефтепереработки;– разработка методов, технологий и технических средств, позволяющихвести процесс в области допустимого пожарного риска;– совершенствование существующих и разработка новых принциповпостроения систем противопожарной защиты;– построениеуправлениябезопасномпромышленнойкомплексовавтоматизированныхипроцессомпожарнойконтроляисистемнаучныхпроизводства,исследований,процессомбезопасности,созданиеиспытанийэлементовобеспеченияавтоматизированныхпротивопожарнойи противоаварийной автоматики, с использованием последних достиженийв области микроэлектроники и вычислительной техники.Актуальность развития проблемной области разработки и созданияавтоматизированных комплексов научных исследований, контроля и испытанийэлементовпротивопожарнойипротивоаварийнойавтоматики,их народнохозяйственное значение обусловлено ростом масштабов работпоинтенсификацииикомпьютеризациисистемпротивопожарнойи противоаварийной защиты потенциально опасных нефтеперерабатывающихобъектов,управлениякомплекснойавтоматизациифункционированиемкакпроизводствасетьюиотдельныхинтегрированноготехнологическихпроцессов, так и отдельным предприятием и целой отраслью народногохозяйства.