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]:
- Повышенное содержание воды;
- Избыточное количество соединений серы;
- Превышение допустимого уровня солей;
- Наличие механических загрязнений;
- 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].
Внутренний диаметр трубопровода определяется по формуле:
|
|
(1) |
|
где
|
|
Скорость партии в трубопроводе рассчитывается по формуле:
|
|
(2) |
|
где
|
|
Расстояние между пунктами:
|
|
(3) |
|
где
|
|
|
|
|
Время движения между контрольными пунктами по формуле:
|
|
(4) |
Расчетное время подхода нестандартной партии на контрольный пункт:
|
|
(5) |
|
где
|
|
Обновление параметров движения и местоположения партии осуществляется с заданной дискретностью (например, каждую минуту), что позволит учесть изменение скорости потока в течение времени.
Источники данных
-
Стационарные приборы для измерения качества нефти:
- Влагомеры (содержание воды);
- Серомеры;
- Плотномеры;
- Анализаторы механических примесей;
- Ручной ввод данных от лабораторий (если анализ делается вручную);
- Данные расходомеров и датчиков давления (для расчёта скорости).
Принципиальная блок-схема представлена на рис. 1.
Рис. 1. Блок-схема системы автоматизированного контроля некондиционных партий
Преимущества внедрения
Внедрение предлагаемого модуля позволит [4]:
- Повысить точность контроля за качеством транспортируемой нефти;
- Снизить количество задействованного персонала;
- Уменьшить время реакции на появление некондиционных партий;
- 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:
- ГОСТ Р 51858–2002. Нефть. Общие технические условия. — М.: Стандартинформ, 2003. — 15 с.
- Губкин В. И., Ершов П. Ф. Транспорт нефти и нефтепродуктов: учебник для вузов. — М.: ГИОРД, 2018. — 416 с.
- Герасимов А. Н., Киселёв В. А. Системы диспетчерского управления на объектах магистрального транспорта. // Вестник УГНТУ. — 2020. — № 2(26). — С. 52–59.
- Поляков И. А., Васильев С. Н. Методы оценки и контроля качества нефти. — М.: Химия, 2021. — 272 с.
- Селезнёв Д. В., Макаров А. В. Применение SCADA-систем в нефтепроводной отрасли. // Нефть. Газ. Новые технологии для новых горизонтов. — 2021. — № 3. — С. 33–40.
