Автоматизированный контроль некондиционных партий нефтепродуктов с визуализацией в системе диспетчерского контроля и управления

В статье автор предлагает способ повышения автоматизации контроля некондиционных партий нефтепродуктов в магистральных нефтепроводах.

Ключевые слова: некондиционные партии, магистральный нефтепровод, автоматизация, система диспетчерского контроля и управления.

Введение

Некондиционное качество нефти — это несоответствие сырья установленным стандартам. Критерии, по которым нефть может считаться некондиционной [1]:

1. Повышенное содержание воды;
2. Избыточное количество соединений серы;
3. Превышение допустимого уровня солей;
4. Наличие механических загрязнений;
5. Примеси хлорорганических соединений.

На данный момент контроль за партиями с некондициями осуществляется вручную диспетчерским персоналом. Начиная с фиксации движения партии нефти с качеством, не отвечающим заданным стандартам, и до самой сдачи конечному потребителю. Магистральный трубопровод может иметь протяженность несколько тысяч километров, и быть в зоне ответственности нескольких районных диспетчерских пунктов, что не только привлекает к контролю нестандартной партии множество специалистов, но и значительно усложняет координацию этого процесса.

Компания, эксплуатирующая магистральные трубопроводы, заинтересована в повышении точности контроля не только за счёт автоматизации процессов, но и с целью обеспечения товарного качества нефти. Знание точного местоположения некондиционной партии позволяет, при наличии свободной ёмкости в резервуарах аварийного сброса, оперативно принять меры для корректировки её качества.

Предлагаемый метод

В рамках системы диспетчерского контроля и управления на мнемосхеме линейной части трубопровода [5] планируется внедрение модуля, обеспечивающего непрерывное отображение параметров некондиционной партии нефти.

В режиме реального времени будут визуализироваться координаты передней и задней границ партии, её характер (например, повышенное содержание серы, воды, механических примесей или хлорорганических соединений и т. п.), объем партии, массовая или объемная доля загрязняющего компонента (в процентах), а также, при необходимости, вероятная причина формирования данной партии. Помимо этого, будет прогнозироваться вероятное время подхода данной партии на контрольные пункты. В качестве контрольных пунктов могут выступать линейные задвижки, границы зон ответственности районных и территориальных диспетчерских пунктов, нефтеперекачивающие станции, места подключения отводов, а также конечные пункты [3].

Подсчет расчетного времени прибытия партии на контрольный пункт производится [2].

Скорость партии в трубопроводе рассчитывается по формуле:

Расстояние между пунктами:

Время движения между контрольными пунктами по формуле:

Расчетное время подхода нестандартной партии на контрольный пункт:

Обновление параметров движения и местоположения партии осуществляется с заданной дискретностью (например, каждую минуту), что позволит учесть изменение скорости потока в течение времени.

Источники данных

1. Стационарные приборы для измерения качества нефти:
   1. Влагомеры (содержание воды);
   2. Серомеры;
   3. Плотномеры;
   4. Анализаторы механических примесей;
2. Ручной ввод данных от лабораторий (если анализ делается вручную);
3. Данные расходомеров и датчиков давления (для расчёта скорости).

Принципиальная блок-схема представлена на рис. 1.

Рис. 1. Блок-схема системы автоматизированного контроля некондиционных партий

Внедрение предлагаемого модуля позволит [4]:

1. Повысить точность контроля за качеством транспортируемой нефти;
2. Снизить количество задействованного персонала;
3. Уменьшить время реакции на появление некондиционных партий;
4. Повысить общую эффективность системы диспетчерского управления.

Заключение

Предложенный способ позволяет автоматизировать процесс отслеживания некондиционных партий нефти в режиме реального времени, интегрируя данные в систему диспетчерского управления. Это способствует оперативному принятию решений, минимизации потерь товарной продукции и повышению надёжности транспортировки. В дальнейшем возможна интеграция модуля с системой прогнозирования качества и интеллектуального управления потоками.

Литература:

1. ГОСТ Р 51858–2002. Нефть. Общие технические условия. — М.: Стандартинформ, 2003. — 15 с.

2. Губкин В. И., Ершов П. Ф. Транспорт нефти и нефтепродуктов: учебник для вузов. — М.: ГИОРД, 2018. — 416 с.
3. Герасимов А. Н., Киселёв В. А. Системы диспетчерского управления на объектах магистрального транспорта. // Вестник УГНТУ. — 2020. — № 2(26). — С. 52–59.
4. Поляков И. А., Васильев С. Н. Методы оценки и контроля качества нефти. — М.: Химия, 2021. — 272 с.
5. Селезнёв Д. В., Макаров А. В. Применение SCADA-систем в нефтепроводной отрасли. // Нефть. Газ. Новые технологии для новых горизонтов. — 2021. — № 3. — С. 33–40.