Диссертация (Разработка модели управления производственной мощностью промышленного комплекса по сжижению природного газа), страница 8

F&G осуществляет непрерывный мониторинг комплекса на предметналичия утечек газа и пожаров, и активирует защитные действия и останов черезподсистемы ESD и PSD.OTSиспользуетсятехническомудляобслуживанию,обученияоператоровразработкистратегиииспециалистовуправления,повключаяпередовые методы управления и проверок.Каждая из подсистем SIS (ESD, PSD, F&G) является независимойподсистемой, включая соответствующие полевые устройства и кабели. ПередачаданныхисигналовблокировкимеждуподсистемамивсоставеSISподдерживается резервируемой сетью безопасности.Передача данных и сигналов в системе PCS осуществляется посредствомрезервируемой сети управления.Все данные и сигналы систем и подсистем ICSS выводятся на операторскиерабочие станции в операторной комплекса посредством человеко-машинногоинтерфейса (HMI).В качестве индикаторов давления на объектах управления используютсясерийные манометры.

Манометры выбираются таким образом, что значениерабочего давления находится в средней трети шкалы.Дистанционныйконтрольпараметровосуществляетсяэлектроннымидатчиками. Интеллектуальные датчики обеспечиваются функцией диагностикитехнического состояния прибора, что является обязательным для контроляпараметров безопасности.Предпочтительным видом взрывозащиты контуров КИП и относящегося кним оборудования принят вид «искробезопасная электрическая цепь».

Дляустанавливаемыхвовзрывобезопасныхзонахсоединительныхкоробокиспользуется повышенная взрывобезопасность.Датчики для системы аварийного останова (ESD), системы остановатехнологического процесса (PSD) и системы управления технологическимпроцессом (PCS) предусматриваются отдельными. Для систем SIS используютсянезависимые датчики.51Для КИП системы аварийного останова (ESD), системы остановатехнологического процесса (PSD) используются собственные присоединения ктехнологическому оборудованию, отделенные от других систем, например, отсистемы управления технологическим процессом (PCS).Если КИП используется для целей обеспечения безопасности, он неиспользуется для целей оперативного управления. Датчики, используемые всистемах ESD, PSD должны соответствовать уровню полноты безопасности,обеспечивающему допустимый уровень риска для процесса.Если несколько датчиков используется для целей обеспечения безопасности(ESD, PSD) и управления (PCS), и они измеряют одни и те же параметрытехнологического процесса, датчики имеют отдельные присоединения ктехнологическому оборудованию и при этом установлены близко друг к другу,чтобы можно было автоматически сравнивать результаты измерений.Гдевозможно,необходимомаксимальноиспользоватьодинаковыедиапазоны измерений КИП систем управления и обеспечения безопасности,измеряющих одни ите же параметры, это позволяет контролироватьработоспособность каждого датчика.

При использовании нескольких датчиковдля систем обеспечения безопасности (ESD, PSD), они так же имеют один и тотже диапазон.Для мониторинга состояния воздушной среды производственных зонобъектов транспортировки и отгрузки СПГ должна предусматриваться системаобнаружения пожара и загазованности (F&G). Она является одной из подсистемсистемы безопасности SIS.Система F&G обеспечивает выполнение следующих функций:- обнаружение пожара и газа на открытых площадках и внутри помещений;- передача данных о факте и месте обнаружения газа на рабочие операторныестанции, газоспасательную службу, щиты пожарной сигнализации;- срабатывание по соответствующему алгоритму светозвуковых сигнальныхсистем, противопожарного оборудования (насосы, задвижки, клапаны и др.),52вентиляционного оборудования, электрооборудования, системы аварийногоостанова ESD.Кпрограммно-техническомукомплексусистемыF&Gотноситсяследующее оборудование:– полевые датчики системы обнаружения газа, светозвуковые сигнальныеустройства, устанавливаемые на наружной площадке;– датчики системы обнаружения газа, светозвуковые сигнальные устройствасистемы обнаружения газа, устанавливаемые в помещениях.В составе F&G применяются следующие газоанализаторы:– точечные оптические газоанализаторы инфракрасного поглощения;–оптическиегазоанализаторыинфракрасногопоглощениясоткрытымизмерительным трактом;– каталитические газоанализаторы обнаружения водорода.Точечныекалибруютсяоптическиенагазоанализаторыобнаружениеинфракрасногоуглеводородов.Инфракрасныепоглощенияточечныегазоанализаторы, настроенные на газ легче воздуха, должны быть расположенынадисточникомутечки.Газоанализаторыоснащаютсясредствамисамодиагностики, в том числе диагностики внутренних электронных устройств иработоспособности измерительных элементов.

Имеют модульное исполнение,обеспечивающее простоту замены инфракрасного сенсора. Инфракрасныеанализаторыустанавливаютсянаоткрытыхплощадкахтехнологическихустановок по периметру взрывоопасной зоны на определенном расстоянии другот друга.Газоанализаторы с открытым оптическим трактом используются дляконтроля территории вокруг технологических участков для обнаруженияуглеводородных газов в воздухе.

Данные газоанализаторы обнаруживаютгазообразные углеводороды от фракций С1 по С5.Газоанализаторы работают по принципу передатчик/приемник, при которомсигнал от маломощного источника инфракрасного излучения передаются отпередатчика на удаленный приемник. Содержащиеся в воздухе горючие газы53поглощают излучение с определенными длинами волн, в то время как излучение сдругими длинами волн проходит газовое облако беспрепятственно, в результатечего приемник генерирует выходной сигнал мощностью, пропорциональнойснижению мощности принятого луча.Линейные газоанализаторы функционируют по длине тракта до 100 м.Газоанализаторы располагаются так, чтобы траектория луча проходила:– через защищаемую зону от окна датчика до приемника;– ниже потенциальных источников утечек для газов, которые тяжелее воздуха;– над потенциальными источниками утечек для газов, которые легче воздуха;– между возможными источниками утечек и любыми потенциальнымиисточниками воспламенения;– в зоне свободной от препятствий (снега, льда), которые могли бы мешатьдвижению воздуха или заблокировать инфракрасный луч.Датчики водорода устанавливаются в аккумуляторных помещениях дляобнаружения водорода в воздухе.1.6.

Выводы по Главе 1Тенденцией мирового газового рынка является ежегодное увеличение внем доли природного газа, поставляемого в сжиженном виде, в связи с этимвозрастает актуальность проектов по созданию предприятий, производящих СПГ.При производстве сжиженного природного газа возникают характерныепроблемы, формирующие философию транспортных составляющих проектов –непрерывный характер производства, особые требования к хранению СПГ,периодичность вывоза, ограничение возможности варьирования танкерного флотав тяжелых ледовых условиях.Анализ проблем и специфики производства, хранения и отгрузки СПГпоказал, что необычайно важным является обоснованный выбор параметроврезервуарного парка. Эти параметры должны определяться расчетным путем изусловия минимума затрат на транспортировку и хранение СПГ, с учетомсезонности спроса, параметров обслуживающего танкерного флота и возможных54частот отгрузки.

Таким образом, при организации производств сжиженногоприродного газа основные технологические параметры системы хранения должныбыть рассчитаны на основе модели, учитывающей параметры танкерного флота,частоту и сезонность отгрузки СПГ.В главе кратко изложены технологические и конструктивные особенностипроизводства,храненияиотгрузкиСПГ.Описаныобщаяфилософияавтоматизированной системы управления процессами хранения и отгрузки СПГ,изложены принципы проектирования СПГ-производств в условиях Арктики.55ГЛАВА 2.

ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ ХРАНЕНИЯ И ОТГРУЗКИПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ПО СЖИЖЕНИЮ ПРИРОДНОГОГАЗА2.1. Основные параметры моделиПри проектировании комплексов по сжижению природного газа возникаютхарактерные проблемы, изложенные в главе 1 настоящей работы.

Эти проблемысвязаны с постоянным характером производства, особыми требованиями кхранению и периодичностью вывоза сжиженного природного газа (СПГ). Анализпроблем показал, что необычайно важным является обоснованный выбортехнологических параметров систем хранения и транспортировки СПГ.Для определения конфигурации резервуарного парка хранения СПГ итанкерногофлотадляеготранспортировкитребуетсяразработкаспециализированной модели. В данной главе предложена разработка моделифункционирования систем хранения и отгрузки комплекса по сжижениюприродного газа.Арктические и субарктические регионы России тяготеют к созданиюкомплексов по сжижению природного газа.

Капитальные и эксплуатационныезатраты, относящиеся к объектам технологии сжижения и хранения газа, для этихрегионов будут существенно ниже по сравнению со странами с жарким климатом.Также одним из преимуществ холодного климата является сокращение расходагаза на сжижение - в условиях Арктики потребуется меньшее количествоудельной энергии на его сжижение. Использование северного морского путизначительно снижает расходы на транспортировку СПГ на рынки азиатскотихоокеанского региона (АТР).В данной главе разработана модель функционирования систем хранения иотгрузки комплекса по сжижению газа, на основе которой можно произвестирасчет оптимального объема резервуарного парка СПГ, изменения наличного56запасаСПГврезервуарах,минимальногозапасаСПГврезервуарах,оптимального количества и грузовместимости судов для перевозки СПГ.Основным параметром модели является время оборачиваемости судна(ВОС). Под показателем оборачиваемости судна подразумевается время, котороетребуется одному танкеру для прохождения от района ожидания до порта,швартовки у причала, погрузки СПГ, отхода от причала и прохождения назад дорайона ожидания.В теории показатель оборачиваемости означает время, которое необходимотанкеру для прохождения всего цикла, при условии отсутствия времени ожидания(теоретический показатель зависит от скорости судна, которая зависит от ледовыхусловий во время навигации судна).Под фактическим показателем ВОС подразумевается теоретическийпоказатель + время, затраченное судном на ожидание (ожидание хорошей погоды,ледокольного сопровождения (в случае тяжелых ледовых условий), готовностипричала или канала и т.д.) + задержки в ходе погрузки (например, из-за поломкистендера или из-за вынужденного отплытия с частичным грузом).Таким образом, теоретическое время оборачиваемости суднаtос.