В нефтедобывающих регионах России остро стоит проблема загрязнений грунтов углеводородами. Большинство месторождений разрабатывались еще в 60-е годы прошлого века, при этом не учитывалась экологическая составляющая работ по утилизации нефтешламов. В результате накопились тысячи гектар нефтезагрязненных земель, которые теперь нуждаются в рекультивации.
Именно в этой сфере работает СПАСФ «Природа», обратившаяся к нам за помощью в автоматизации своего технологического оборудования.
Кратко о технологии. Технология реализована на технологической линии по промывке нефтезагрязнённых почв и грунтов КУПНШ. КУПНШ состоит из отдельных блоков, соединенных трубопроводами в единую технологическую цепочку. Подача нефтешлама в блок гомогенизации и скрубинга осуществляется при помощи фронтального автопогрузчика с эстакады. В нефтезагрязнённые почвы и грунты добавляется моющий раствор температурой 60 °C, и они смешиваются в однородную массу, происходит отделение нефти от минеральной фракции.
Разработка автоматизированной системы управления преследовала следующие цели:
- повышение уровня надежности оборудования и безопасности работы за счет лучшей наблюдаемости технологических процессов, автоматического управления и уменьшения влияния человеческого фактора;
- снижение затрат на техническое обслуживание и ремонт оборудования за счет уменьшения вероятности аварийных ситуаций;
- повышение уровня экологической безопасности за счет своевременного обнаружения утечек;
- уменьшение количества обслуживающего персонала.
Реализация проекта была начата с обследования объекта автоматизации и разработки технического задания (ТЗ) на проектирование.
В ТЗ были зафиксированы цели внедрения системы управления, принципы ее построения, требования ко всем уровням автоматизации, обозначены точки и параметры контроля технологического процесса, сформированы требования к применяемому оборудованию.
Первым этапом реализации заказчик определил разработку полевого уровня автоматизации и внедрение автоматизированного рабочего места оператора (АРМ) установки.
Для полевого уровня было подобрано следующее оборудование:
- электромагнитные расходомеры ЭМИС-МАГ — для мониторинга расхода моющего раствора и регулирования степени открытия задвижек, оснащенных приводами ПЭМ-IIВТ4 с датчиком обратной связи;
- датчики температуры Nivelco THERMOCONT TSP-160-9 Ex — для контроля температуры смеси моющего раствора с нефтешламом в блоках очистки, сепарации, а также в трубопроводе для контроля эффективности теплообмена;
- датчики температуры Nivelco THERMOCONT TFP-361-3 — для контроля температуры смеси в скрубберах;
- сигнализаторы уровня Nivelco NIVOMAG MKA-221-9 Ex — для контроля предельных уровней наполнения емкостей и защиты винтовых насосов блока очистки отработанного раствора от сухого хода;
- гидростатические датчики уровня LMK 351 — для контроля уровня смеси в блоке сепарации, где необходимо точное поддержание уровня на переливе для отделения жидкой фракции шлама (нефтяной пленки) от воды;
- путевые выключатели Schneider Electric OsiSense XC для контроля заезда погрузчика на эстакаду и учета объема нефтешлама, загруженного для переработки.
Параллельно с формированием проектных решений полевого уровня выполнили разработку требований к пульту АРМ оператора и определили его основные конструктивные и схемные решения.
Учитывая, что управление насосами и приводами задвижек осуществляется по т. н. «реверсивными» и «не реверсивными» НКУ, приняли решение по реализации нескольких независимых «реверсивных» и «не реверсивных» каналов с индивидуальным логическим управлением на базе ОВЕН ПР114.
Для управления и отображения параметров процесса скруббинга применили сенсорную панель оператора. Панель позволяет задать временные уставки процесса, отобразить его температуру, фазу процесса и оставшееся время скруббинга. Кроме того, панель отображает данные учета количества загруженного объема шлама за сутки, неделю, месяц.
Все ПР114 при этом являются ведомыми устройствами сети RS-485 Modbus RTU, по которой могут получать команды и уставки от панели оператора.
Для органов управления и светосигнальной арматуры выбрана продукция Menics. Для отображения процента открытия задвижек и температуры раствора применены индикаторы токовой петли Autonics M4NS. В качестве источников питания выбраны зарекомендовавшие себя блоки питания Delta RС-24V100W1AZ, барьеры искрозащиты БИС.
Конструкцией и схемными решениями пульта управления предусмотрели дальнейшее расширение количества подключаемых датчиков и возможность установки дополнительных ПЛК. Изготовление пульта оператора было выполнено Чебоксарским электромеханическим заводом при авторском надзоре специалистов «РусАвтоматизации».
Монтаж заказчик осуществил силами своих электриков по подготовленным в процессе разработки схемам подключения. Пусконаладку выполнили специалисты «РусАвтоматизации».
Уже на данном этапе внедрения автоматизированной системы заказчик получил значительное повышение наблюдаемости и надежности технологического процесса. Но работа еще не закончена. Следующим этапом планируется перевести ряд процессов в полностью автоматический режим управления, а также выполнить разработку третьего уровня — SCADA системы, позволяющей в том числе вести удаленный мониторинг объекта по GPRS каналам.
