СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБЧАТЫХ ПЕЧЕЙ НА ОСНОВЕ МОНИТОРИНГА ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА КОКСООБРАЗОВАНИЯ

М. Г. Баширов, З. Х. Павлова, М. М. Закирничная, А. М. Хафизов

Аннотация


Трубчатые нагревательные печи являются важным элементом современного нефтегазового производства, они служат для высокотемпературного нагрева и реакционных превращений жидких и газообразных нефтепродуктов. В то же время трубчатые нагревательные печи являются одним из наиболее опасных производственных объектов.

Распространенным методом обеспечения пожарной и промышленной безопасности трубчатых нагревательных печей является применение систем аварийно-предупредительной сигнализации (АПС) и противоаварийной автоматической защиты (ПАЗ).

Причинами аварий и их последствий в трубчатых нагревательных печах являются:

- разгерметизация трубчатого змеевика – предшественник пожара в трубчатой печи;

- погасание горелок, которое вызывает взрыв в трубчатой печи;

- разгерметизации оборудования вне печи приводит к взрыву снаружи трубчатой печи.

В данной статье рассмотрена одна из аварийных ситуаций на установках с трубчатыми печами – пожар, вызванный прогаром змеевика трубчатой печи. Данная ситуация является наиболее часто возникающей на технологических установках с трубчатыми печами. Она потенциально улучшаема с точки зрения совершенствования систем автоматического управления и ПАЗ. Прогар змеевика очень часто связан с его закоксовыванием. В настоящее время в контурах ПАЗ не реализуется функция остановки печи из-за закоксовывания змеевика, происходит только срабатывание АПС.

В статье предлагается совершенствование систем автоматического управления ПАЗ и АПС трубчатых печей путем мониторинга параметра коксообразования – скорости коксообразования. Скорость коксообразования вычисляется с помощью виртуальных анализаторов качества с использованием следующих параметров процесса коксообразования: температура, расход, давление, плотность продукта и другие параметры. Полученное значение скорости коксообразования будет являться усредненной величиной ввиду того, что она непостоянна по длине змеевика.


Ключевые слова


automatic control system;emergency automatic protection;emergency-warning alarm;fire and industrial safety;monitoring of process parameters;process of coking;tube furnace;tubular coil;аварийно-предупредительная сигнализация;мониторинг технологических параметров;пожарная и промышленная безопасность;противоаварийная автоматическая защита;процесс коксообразования;система автоматического управления;трубчатая печь;трубчатый змеевик

Полный текст:

PDF

Литература


Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: учеб. пособие / C.А. Ахметов, Т.П. Сериков, И.Р. Кузеев, М.И. Баязитов. CПб.: Недра, 2006. 868 с.

Матвеев Д.С. Диагностирование состояния элементов автоматизированных технологических комплексов на примере трубчатой печи: автореф. … канд. тех. наук. Уфа, 2011. 165 с.

Хафизов А.М., Баширов М.Г., Чурагулов Д.Г., Аслаев Р.Р. Разработка системы «усовершенствованное управление» для оценки ресурса трубчатой печи и повышения эффективности противоаварийной автоматической защиты // Фундаментальные исследования. 2015. № 12-3. С. 536-539.

Хафизов А.М., Юхин Е.Г., Аслаев Р.Р. Разработка имитатора работы трубчатой печи для повышения безопасности технологического процесса и экономии энергоресурсов // Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов: сб. тр. IV Всеросс. науч.-техн. конф. студентов, магистров, аспирантов (Тольятти, 12-14 апреля 2016 года) / Отв. за вып. В.В. Вахнина. Тольятти: Изд-во ТГУ, 2016. С. 343-346.

Мухина Т.Л., Барабанов Н.Л., Бабаш С.Е. Пиролиз углеводородного сырья. М.: Химия, 2011. 240 с.

Веревкин А.П., Слетнёв М.С. Усовершенствованное управление (APC) нефтехимическим производством на основе многоуровневой нейросетевой системы поддержки принятия решений // Нефтегазовое дело. 2012. № 10, № 2. С. 61-64.

Веревкин А.П., Матвеев Д.С., Хуснияров М.Х. Обеспечение безопасности трубчатых печей на основе оперативной диагностики аварийных состояний // Территория Нефтегаз. 2010. № 4. С. 14-17.

Матвеев Д.С., Чикуров А.В., Хуснияров М.Х., Веревкин А.П., Бахтизин Р.Н. Система оперативного диагностирования автоматизированного технологического комплекса трубчатой печи на основе продукционных правил // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2011. № 4. С. 4-13. Режим доступа: http://www.ogbus.ru/authors/Matveev/Matveev_1.pdf.

Веревкин А.П., Матвеев Д.С., Хуснияров М.Х., Чикуров А.В. Построение математической модели трубчатой печи пиролиза для целей оптимизации режимов и диагностики прогаров змеевика // Нефтегазовое дело. 2010. Т. 8, № 1. С. 70-73.

Веревкин А.П. Когнитивные модели в системах искусственного интеллекта: цели и методы построения // Интеграция науки и образования в вузах нефтегазового профиля-2016: матер. Междунар. науч.-метод. конф., посвящ. 60-летию филиала УГНТУ в г. Салавате. 2016. С. 167-170.

Веревкин А.П., Матвеев Д.С., Галеев Т.Х., Андреев К.В., Ахмадов Э.А., Максименко А.А. Задачи и методы разработки продвинутых систем обеспечения промышленной безопасности // Территория Нефтегаз. 2016. № 4. С. 78-85.

Жидков А.Б., Ванслов А.В., Егоренко Б.М. Мероприятия по безопасной работе трубчатых нагревательных печей на нефтеперерабатывающих заводах // Безопасность труда в промышленности. 2002. № 4. С. 35-38.

Баязитов М.И. Повышение долговечности змеевиков трубчатых печей: автореф. … канд. тех. наук. Уфа, 1998. 189 с.

Хафизов А.М., Кильсинбаев Т.Н., Хакимов Т.И. Разработка системы «улучшенное управление» для оценки технического состояния электрооборудования с применением виртуальных анализаторов для предприятий нефтегазовой отрасли // Материалы докладов X Международной молодежной научной конференции «Тинчуринские чтения». Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2015. С. 11-12.

Хафизов А.М., Баширов М.Г. Разработка системы «улучшенного управления» техническим состоянием оборудования и промышленной безопасностью предприятий нефтехимии и нефтепереработки // Наука. Технология. Производство – 2014: тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых / Редкол.: Евдокимова Н.Г. и др. Уфа: РИЦ УГНТУ, 2014. С. 55-57.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2018-1-120-144

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.