Главная Коллекция "Revolution" Производство и технологии Описание системы автоматизации нефтеперекачивающей станции

Описание системы автоматизации нефтеперекачивающей станции

Разработка нижнего и верхнего уровней автоматизации НПС. Выбор датчика для измерения избыточного давления, температуры, сигнализации предельных и аварийных уровней. Реализация интерфейса оператора, расчет надежности системы. Описание условий труда.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 29.09.2013
Размер файла 2,3 M
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Таблица 4.1 Показатели времени безотказной работы и времени восстановления модулей

Модуль

Количество

Т, час

фi, мин.

ПК

1

50000

2

процессор SLS 5/04

1

120000

3

модуль дискретного входа IV32

4

150000

2

модуль дискретного вывода OV16E

3

100000

1

модуль аналогового входа NI 16I

5

150000

1

модуль аналогового входа NT 8

6

100000

1

модуль аналогового выхода NO 4I

1

200000

1

Отказ любого из модулей приведет к отказу всей системы, поэтому общая интенсивность отказов вычисляется по формуле

общ=1 + 2 + ... + n (4.1)

В формуле (4.1) параметр n - интенсивности отказов n-го модуля, который определяется по формуле

n = (1/T)·n (4.2)

Определим интенсивности отказов каждого из модулей

1 = (1/50000)·1 = 2·10-5 1/час;

2 = (1/120000)·1 = 0,8·10-5 1/час;

3 = (1/150000)·4 = 2,6·10-5 1/час;

4 = (1/100000)·3 = 2·10-5 1/час;

5 = (1/150000)·5 = 3,3·10-5 1/час;

6 = (1/100000)·6 = 6·10-5 1/час;

7 = (1/200000)·1 = 0,5·10-5 1/час.

Используя формулу (4.1) определим общую интенсивность отказов

общ =(2 + 0,8 + 2,6 + 2 + 3,3 + 6 + 0,5)·10-5=17,2·10-5 1/час.

Интенсивность отказов - это условная плотность вероятности возникновения отказа объекта, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не наступил.

Рассчитаем среднее время безотказной работы по формуле:

Tср = 1/ л (4.11)

Получим:

Тср = 1/ (17,2·10-5) =5814 часов. (4.12)

Наработка на отказ (Operating time to failure)- это наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа.

Вероятности безотказной работы по формуле:

P(t) = e -л·t (4.13)

где P(t) - вероятность безотказной работы объекта за время t при интенсивности отказов л = const.

Тогда

P1(8760) = e -0,00002·8760= 0,84;

P2(8760) = e -0,000008·8760= 0,93;

P3(8760) = e -0,000026·8760= 0,8;

P4(8760) = e -0,00002·8760= 0,84;

P5(8760) = e -0,000033·8760= 0,75;

P6(8760) = e -0,00006·8760= 0,59;

P7(8760) = e -0,000005·8760= 0,96.

Рассчитаем среднее время восстановления по формуле:

, (4.21)

где Рi вероятность того, что отказ системы вызван выходом из строя элемента i-й группы;

i среднее время, затрачиваемое на обнаружение и устранение неисправности (отказа) элемента данной группы.

Таким образом, среднее время восстановления равно:

Тв = 0,84·2 + 0,93·3 + 0,8·2 + 0,84·1 + 0,75·1 + 0,59·1 + 0,96·1 = 9 минут.

При переводе в часы получим Тв = 0,15 часа.

Время восстановления (Restoration time) - это продолжительность восстановления работоспособного состояния объекта.

Следующий показатель - коэффициент готовности, показывающий долю работоспособного времени в общем времени эксплуатации. Коэффициент рассчитывается по формуле:

Кг = Тср / (Тср + Тв) (4.24)

Получим

Кг =5814 / (5814 + 0,15) = 0,99

Коэффициент готовности (Instantaneous availability function) - это вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается

Коэффициент готовности характеризует готовность объекта к применению по назначению только в отношении его работоспособности в произвольный момент времени. Коэффициент оперативной готовности характеризует надежность объекта, необходимость применения которого возникает в произвольный момент времени, после которого требуется безотказная работа в течение заданного интервала времени.

В данном разделе были найдены следующие характеристики надежности:

- интенсивность отказов системы: общ =17,2·10-5 1/час;

- среднее время восстановления: Тв = 9 минут;

- среднее время безотказной работы: Тср = 5814 часов;

- коэффициент готовности: Кг =0,99.

Таким образом можно сказать, что условная плотность вероятности возникновения отказа объекта равна 17,2·10-5 1/час, объект отработает 5814 часов до возникновения первого отказа, восстановление работоспособного состояния объекта будет достигнуто всего через 9 минут и вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени составляет 99%. Все вычисленные показатели вполне удовлетворяют требованиям по надежности системы.

5. Безопасность и экологичность проекта

Несмотря на значительные преимущества трубопроводного транспорта, происходит загрязнения атмосферы, водоемов и почвы. Основными причинами этих загрязнений являются: выбросы легких углеводородов и сернистых соединений при заполнении резервуаров и температурных колебаниях газового пространства резервуаров и поверхности нефти, испарения нефти с поверхности загрязненных источников вод, испарение из различных емкостей хранения нефти и нефтепродуктов, очистных сооружений, средств налива, технологического оборудования и т.д. Несмотря на ужесточение правовых и нормативных требований эксплуатации, трубопроводы представляют собой серьезную угрозу природной среде, особенно актуальна данная проблема в случае нефтегазового загрязнения природного комплекса.

Сущность опасностей при работе на предприятиях нефтепроводного транспорта заключается в некоторых свойствах перекачиваемого продукта. В первую очередь можно отметить следующие: нефть и нефтепродукты легко воспламеняются; имеют низкую температуру вспышки; способны накапливать электрические заряды, создающие реальную угрозу поражения людей электрическим током; углеводородные газы взрывоопасны и токсичны; тяжелее воздуха в 3-4 раза и способны скапливаться в пониженных местах и продолжительное время удерживаться там. Существующие конструкции нефтепроводов не исключают попадания перекачиваемого продукта в водоемы. Следовательно, в реки и другие водоемы могут быть сброшены большие количества нефти, газа, аммиака и т.д.

Оценка степени безопасности проекта и общей проработки экологичности проекта позволит предусмотреть возможные мероприятия по повышению безопасности системы автоматизации и снижению вредного влияния на окружающую среду. Таким образом, будет не только снижен риск появления профессиональных заболеваний, но и повышена общая эффективность труда работающих. Это может быть достигнуто путем снижения действия различных опасных и вредных производственных факторов на человека, а также повышением уровня комфортности его работы [25].

5.1 Характеристика условий труда

В процессе труда на оператора оказывают действие следующие опасные и вредные производственные факторы: физические, психофизиологические, биологические.

Физические факторы:

электромагнитное излучение;

рентгеновское излучение;

ультрафиолетовое излучение;

инфракрасное излучение;

содержание положительных аэроионов в воздухе рабочей зоны;

пониженное содержание отрицательных аэроионов в воздухе рабочей зоны;

оптимальная влажность воздуха рабочей зоны;

пониженная или повышенная подвижность воздуха рабочей зоны;

допустимый уровень шума;

оптимальный уровень освещенности;

повышенный уровень прямой блеклости;

неравномерность распределения яркости в поле зрения;

повышенная яркость светового изображения;

повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека.

Психофизиологические факторы:

напряжение зрения;

напряжение внимания;

интеллектуальные нагрузки;

эмоциональные нагрузки;

длительные статические нагрузки;

монотонность труда;

большой объем информации, обрабатываемой в единицу времени;

нерациональная организация рабочего времени.

В целом все физические факторы не причиняют особого вреда оператору и лежат в пределах допустимых условий труда.

5.1.1 Микроклимат

К микроклиматическим условиям относят:

температуры окружающей вздоха;

его влажность;

скорость движения и излучение от нагретых предметов;

барометрическое давление.

Влажность воздуха определяется содержанием в нем водяных паров. Физиологически оптимальной является относительная влажность в пределах 40-60%. Повышенная влажность воздуха (более 75-85%) в сочетании с низкими температурами оказывает значительное охлаждающее действие. относительная влажность менее 25% приводит к высыханию слизистых оболочек.

Подвижность воздуха. Человек начинает ощущать движение воздуха при его скорости примерно 0,1 м/с. Большая скорость движения воздуха, особенно в условиях низких температур, вызывает увеличение теплопотерь конвекций и испарений и ведет к сильному охлаждению организма.

Оптимальные величины показателей микроклимата соблюдаются на рабочих местах производственных помещений, на которых выполняются работы операторского типа, связанные с нервно-эмоциональным напряжением (в кабинах, на пультах и постах управления технологическими процессами, в залах вычислительной техники и др.). Перечень других рабочих мест и видов работ, при которых должны обеспечиваться оптимальные величины микроклимата определяются Санитарными правилами по отдельным отраслям промышленности и другими документами, согласованными с органами Государственного санитарно-эпидемиологического надзора в установленном порядке. Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений приведены в таблице 6.4.

Таблица 6.4 Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений

Период года

Категория работ по уровню энергозатрат, Вт

Температура воздуха, С

Температура поверхностей, С

Относительная влажность воздуха, %

Скорость движения воздуха, м/с

Холодный

Iа (до 139)

22-24

21-25

60-40

0,1

Iб (140-174)

21-23

20-24

60-40

0,1

IIа (175-232)

19-21

18-22

60-40

0,2

IIб (233-290)

17-19

16-20

60-40

0,2

III (более 290)

16-18

15-19

60-40

0,3

Теплый

Iа (до 139)

23-25

22-26

60-40

0,1

Iб (140-174)

22-24

21-25

60-40

0,1

IIа (175-232)

20-22

19-23

60-40

0,2

IIб (233-290)

19-21

18-22

60-40

0,2

III (более 290)

18-20

17-21

60-40

0,3

5.1.2 Освещение

Естественное освещение должно осуществляться через светопроемы (окна), ориентированные преимущественно на север и северо-восток, и обеспечивать коэффициент естественной освещенности не ниже 1,5%. Рабочие места по отношению к световым проемам должны располагаться так, чтобы естественный свет падал сбоку, преимущественно слева.

Искусственное освещение в помещениях эксплуатации ВДТ и ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерного освещения. В качестве источников света при искусственном освещении должны применяться преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ. Общее освещение следует выполнять в виде сплошных или прерывистых линий светильников, расположенных сбоку от рабочих мест.

В нашем случае, когда одного естественного освещения в помещениях недостаточно, устраивают совмещенное освещение. При этом дополнительное искусственное освещение применяют не только в темное, но и в светлое время суток.

Рекомендуемая освещенность для работы с экраном дисплея составляет 200 лк, а при работе над документами - 400 лк согласно СНиП 23-05-95. Рекомендуемые яркости в поле зрения операторов должны лежать в пределах 1:5 - 1:10. Контрастность изображения знака не менее 0,8.

При выборе источника искусственного освещения учитываются следующие факторы: номинальное напряжение (В), мощность лампы (Вт), максимальная сила света (Кд), световую отдачу (лм/Вт), спектральный состав.

Произведем расчет искусственного освещения.

Расчет произведем с помощью метода «коэффициент использования», где необходимо определить световой поток лампы в светильнике (F), лм:

где - нормируемая освещенность, лк, =300 лк;

- коэффициент запаса, =1,5;

- площадь освещаемой поверхности, , =20;

- коэффициент неравномерности освещения, =1,1;

- число ламп в светильнике, =2;

- число светильников, =6;

- коэффициент использования светового потока.

Для определения коэффициента использования светового потока () находим индекс помещения (i) по формуле (5.2):

где - длина, ширина, высота подвеса светильников над рабочей поверхностью.

Коэффициент отражения потолка принимаем 70 %.

Коэффициент отражения стен принимаем 50 %.

В соответствии с полученными значениями выбираем коэффициент использования светового потока (для светильников, снабженных люминесцентными лампами) %.

В данном случае подходят люминесцентные лампы ЛД 40, со следующими техническими данными:

мощность 40 Вт;

световой поток 2340 лм;

световая отдача 58 лм/Вт.

Для определения необходимого числа светильников, используем формулу (5.3).

Следовательно, в помещении должно быть 6 светильников с 2 лампами мощностью 40 Вт каждая [15].

5.1.3 Шум и вибрации

Шум представляет собой беспорядочное сочетание звуков различной силы и частоты.

Допустимые уровни звука на рабочих местах нормируются по ГОСТ 12.1.003-83 и СНиП 3223-85. Значения допустимых уровней шума приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 Допустимые уровни шума

Объект

Общий уровень звука, дБ

Уровни звукового давления, дБ в среднегеометрических частотах октавных полос, Гц

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Постоянное рабочее место:

- при воздействии до 4 ч

- при воздействии до 8 ч

80

95

87

82

78

75

73

71

69

86

101

93

88

81

79

77

75

Снижение уровня шума до значений ниже допустимых нормами достигается различными методами.

Шум, создаваемый электромагнитными аппаратами, можно снизить плотным сжатием пакетов стальных сердечников, закреплением деталей в магнитной цепи с воздушными зазорами (например, у реле, контакторов и др.). У коллекторов электрических машин шум, создаваемый щетками, снижается чистотой обработки коллектора.

Шум от прямых передач в соединении валов машин и механизмов снижается при использовании эластичных прокладок между частями соединительных муфт.

Аэродинамический шум, создаваемый выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания, снижается с помощью специальных глушителей, в которых осуществляется дробление газового потока.

Непосредственно на производстве снижение уровня шума достигается путем правильной технической эксплуатации электрического и механического оборудования, своевременного и качественного проведения профилактических ремонтов, а также применением звукопоглощающих устройств (капоты, закрывающие механизмы, боксы, звукоотражающие экраны, звукопоглощающие облицовки стен и др.).

Для защиты рабочего от прямого воздействия звуковой энергии на пути распространения звуковых волн устанавливают отражающие экраны, которые весьма эффективны при защите от высокочастотных составляющих спектра шума. Звукопоглощающие облицовки из волокнистых материалов позволяют снизить уровень шума в помещениях на 8 - 12 дБ, причем большее снижение происходит на высоких частотах.

При передаче шума по вентиляционным каналам и другим воздуховодам рекомендуется в качестве глушителей применять облицовки из звукопоглощающих материалов или устанавливать пластинчатые глушители, в которых происходит разделение воздушных потоков.

В качестве индивидуальной защиты рабочих от шума применяют вкладыши из ваты, пропитанной воском или глицерином, или пробочки из губчатой резины, закладываемые в наружное отверстие уха, и специальные противошумы, плотно закрывающие ухо [25].

Вибрация на рабочих местах не должна превышать предельно допустимых величин регламентированных по ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрация. Общие требования безопасности», значения приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 Допустимые уровни вибрации

Вид вибрации

Среднеквадратичное значение виброскорости, м/с 10-2

Логарифмические уровни виброскорости, дБ в среднегеометрических частотах октавных полос, Гц

Технологическая на постоянных рабочих местах

2

4

8

16

31,5

63

3,5

117

1,3

108

0,63

102

0,56

101

0,56

101

0,56

101

Защита от вибрации осуществляется прежде всего совершенствованием кинематики механизмов. Для ограничения распространения вибрации по материалу жестких конструкций рекомендуется применять изолирующие упругие прокладки (резина, войлок) или пружины, на которые опирается вибрирующий механизм или его узел.

В качестве индивидуальной защиты от вибраций, передаваемых человеку через ноги, рекомендуется носить обувь на войлочной или толстой резиновой подошве. Для защиты рук рекомендуются виброгасящие перчатки [25].

5.1.4 Электробезопасность, молниезащита и защита от статического электричества

К электрооборудованию, применяемому на нефтеперекачивающей станции, относятся генераторы, электродвигатели, пускатели, приборы, которые контролируют параметры и режимы работы магистральных агрегатов, агрегатов вспомогательных систем.

В правилах эксплуатации магистральных нефтепроводов изложен ряд требований, выполнение которых обеспечивает безопасность людей в отношении поражения электрическим током, их пожаро- и взрывобезопасность, а также надежность и безаварийность работы электрооборудования, установленного в производственных помещениях. Все электрооборудование блочно-комплектных устройств: осветительная арматура, пускозащитная аппаратура, силовая и осветительная проводка, цепи управления и аппаратура управления - поставляется заводами-изготовителями комплектно с устройствами.

Прокладка наружных электрических сетей предусмотрена по кабельным эстакадам в коробах и лотках.

Монтаж кабельных линий и подключение аппаратуры выполняется в соответствии с требованиями ПУЭ.

Поражения людей электрическим током могут быть вследствие следующих причин:

случайное прикосновение или опасное приближение к токоведущим частям, находящимся под напряжением;

поражение пламенем электрической дуги, возникающей иногда при разрыве цепи тока, при коротких замыканиях и др;

прикосновение к конструктивным нетоковедущим металлическим частям электрооборудования, нормально не находящимся под напряжением, но оказавшимся под напряжением вследствие повреждения изоляции токоведущих частей.

Поражение человека электрическим током возможно не только при случайном прикосновении к токоведущим частям, но также и при прикосновении к металлическим кожухам, корпусам и конструкциям электрооборудования, если в результате повреждения изоляции электрических машин, аппаратов, кабелей и другого оборудования напряжение появится на этих нетоковедущих частях.

Одни из защитных мер против поражения человека электрическим током при касании металлических нетоковедущих частей с поврежденной изоляцией является:

защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землей металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением;

зануление - это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением;

защитное отключение - это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения человека электрическим током.

Техническими мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ на НПС являются:

отключение ремонтируемого электрооборудования и принятие мер против ошибочного его включения или самовыключения;

установка временных ограждений не отключенных токоведущих частей, находящихся вблизи от места работы, и вывешивание на рукоятках выключателей предупредительных плакатов "Не включать - работают люди";

присоединение переносного заземления к заземляющей шине, проверка отсутствия напряжения на отключенных токоведущих частях, которые с целью безопасности на время работы подлежат замыканию накоротко и заземлению, и наложение переносных заземлений на отключенные токоведущие части электроустановки сразу после проверки отсутствия напряжения. Отсутствие напряжения проверяется указателем напряжения;

ограждение рабочего места и вывешивание на нем разрешающего плаката «Работать здесь».

К электрозащитным средствам относятся: изолирующие штанги (оперативные, для наложения заземления, измерительные), изолирующие (для операций с предохранителями) и электроизмерительные клещи, указатели напряжения, указатели напряжения для фазировки и т. д.

К дополнительным электрозащитным средствам относятся: диэлектрические галоши; диэлектрические ковры; переносные заземления; изолирующие подставки и накладки; оградительные устройства; плакаты и знаки безопасности.

На производстве существует опасность возникновения статического электричества.

Оно возникает в результате механического разделения зарядов в процессах, сопровождающихся трением, перекатыванием однородных веществ и т.п.

К общим профилактическим мероприятиям, предупреждающим опасные появления скопившихся электрических зарядов, относятся:

отсос воздуха из помещений и аппаратов;

устройство автоматической сигнализации;

ограничение концентрации запаса горючих и взрывоопасных веществ в одном месте;

подбор материалов технологического оборудования, чтобы исключалась возможность возникновения зарядов;

заполнение аппаратов, емкостей транспортных устройств инертным газом.

Меры, предупреждающие скопление зарядов:

заземление всех токопроводящих частей оборудования;

повышение электропроводимости материала;

общее и местное увлажнение воздуха;

устройство электропроводных полов [25].

Здания и сооружения на НПС защищены от прямых ударов молнии, вторичных проявлений молнии и заноса высоких потенциалов через наземные и подземные металлические коммуникации.

Защита от прямых ударов молнии осуществляется:

- установкой на зданиях и сооружениях молниеотводов;

- использование в качестве молниеприемника металлической кровли;

- присоединение металлических корпусов к заземлителю.

Для защиты от вторичных проявлений молнии:

- металлические корпуса оборудования и аппаратов должны быть присоединены к заземляющему устройству;

- трубопроводы и другие металлические конструкции в местах их взаимного сближения на расстояние менее 10 метров должны быть соединены перемычками через каждые 30 метров;

- во фланцевых соединениях трубопроводов должна быть обеспечена нормальная затяжка не менее 4 болтов на каждый фланец.

5.1.5 Пожаровзрывобезопасность

Для предотвращения образования взрывоопасных концентраций продуктов в помещениях и других закрытых местах на нефтегазодобывающих предприятиях осуществляют герметизацию оборудования и всех путей передвижения нефти и газа, устраивают эффективную вентиляцию в помещениях.

Для предотвращения образования взрывоопасных концентраций продуктов в помещениях и других закрытых местах на предприятиях данной специфики осуществляют герметизацию оборудования и всех путей передвижения нефти, устраивают эффективную вентиляцию в помещениях, а также проводят мероприятия по предотвращению появления огня во взрывоопасных местах. Пределы взрываемости и предельно-допустимые концентрация некоторых углеводородов представлены в таблице 5.2 [25].

НПС по пожароопасности относится к категории “А”. По группе взрывоопасности производственные помещения относятся к категории “В-1а”, а наружные открытые площадки с расположенным на них технологическим оборудованием относятся к категории “В-1г”, категория и группа взрыво-пожароопасной смеси образующийся на НПС IIA-ТЗ, по санитарной характеристике сооружения НПС относятся к 1б, 3б.

Характеристика объектов по категориям и классам взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности определена согласно РД-00-148317-001-94; ПУЭ; НПБ 105-95, ОНТП 24-86; ГОСТ 12.1.011-78.

Таблица 5.2 Пределы взрываемости и предельно-допустимые концентрации углеводородов

Наименование газа

Химическая формула

Нижний предел взрываемости, % объем

Верхний предел взрываемости, % объем

Предельно-допустимая концентрация в воздухе, мг/м3

Метан

СН4

4.9

16

300

Этан

С2Н6

2.5

15

300

Пропан

С3Н8

2.1

9.5

300

Бутан

С4Н10

2.5

8.5

300

Пентан

С5Н12

1.4

7.4

300

Пары бензина

-

1.1

5.4

300

Попутный газ (смесь)

-

5

16

300

5.2 Экологичность проекта

Анализ причин загрязнения окружающей среды нефтью и нефтепродуктами показал, что углеводороды в процессе сбора, подготовки и транспорта нефти, нефтяного газа и воды попадают в окружающую среду из-за технического несовершенства оборудования и в результате аварийных выбросов. Требованиями к источнику вредного воздействия являются предельно допустимые нормы химического, физического, биологического, радиационного воздействия, нормы выброса, сбора вредных веществ, предельно допустимые экологические нагрузки, лимиты выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в окружающую среду и складирования отходов.

Современные нефтепродуктопроводы характеризуются большой протяженностью и высокой пропускной способностью, наличием значительных объемов и большими объемами вредных выбросов в окружающую среду. Одной из наиболее частых аварий при транспорте нефти на НПС могут быть разливы нефти из трубопровода или при разгерметизации сборников утечек. Разработанная система автоматического управления значительно снижает возможность возникновения данных чрезвычайных ситуаций вследствие их быстрого обнаружения [26].

Рассмотрим разлив нефти после станции на расстоянии 10 км от станции. Система автоматики довольно быстро обнаружит неисправность линейной части даст необходимые указания по отключению станции, закрытие необходимых задвижек. Но это произойдет по прошествии некоторого времени. К примеру, это время равно 20 мин. Первые 30с труба работает по рабочему давлению. За оставшееся время давление пропорционально упало до 0. Площадь повреждения трубы 5 см2. Рабочее давление на станции в момент прорыва 52 атм. Плотность перекачиваемой нефти 842 кг/м2.

При таких показателях выход нефти обычно составляет:

. (5.7)

Столь незначительный выход нефти связан со своевременным обнаружением порыва и нейтрализации его дальнейшего прогрессирования.

Ко времени приезда ремонтной бригады пятно нефти на поверхности земли будет иметь следующую площадь

. (5.8)

При определении потерь нефти от инфильтрации в грунт с дневной поверхности целесообразно пользоваться лабораторным методом, который заключается в определении шурфованием глубины протирки грунта нефтью, с последующим определением объема нефтенасыщенного грунта. Данный метод достаточно прост, однако, для получения адекватной информации необходимо предъявлять высокие требования к отбору кернов. В таких случаях целесообразно провести разбиение общей площади загрязнения Sд на равновеликие площади (удельные площади) S. При этом число шурфов для каждой площади должно оставаться постоянным.

Разобьем нашу площадь на N = 8 частей S=96 м2.

Рассчитаем радиусы площадей по формуле

. (5.9)

Тогда R1 = 5,52, R2 = 7,81, R3 = 9,56, R4 = 11,05, R5 = 12,35, R6 = 13,53, R7 = 14,61, R8 = 16,62.

Рассчитаем расстояния до места шурфования по формуле

. (5.10)

Тогда l1 = 2,76, l2 = 6,66, l3 = 8,68, l4 = 10,3, l5 = 11,7, l6 = 12,94, l7 = 14,07, l8 = 15,61.

Средняя величина пропитки вычисляется по формуле

. (5.11)

Возьмем hср = 0,65 м.

Средняя нефтенасыщенность грунта вычисляется по формуле

. (5.12)

Возьмем Gср = 6,73 кг/м3.

Рассчитаем потери от инфильтрации:

. (5.13)

Рассчитаем потери нефти при испарении с пятна:

, (5.5)

где Ф - содержание в продукте углеводородов, выкипающих до 200 С,% вес, -продолжительность испарения, с, h- уровень пятна, ,. в- скорость ветра на поверхности испарения, м/с, - плотность, кг/м3, t- температура нефти, С.

Возьмем следующие параметры h = 0,02, в = 4,5, = 3, Ф = 20, t = 10.

Получим потери при испарении равные Mис = 560 кг.

Всего разлилось 16840 кг, из них на поверхность вышло 13472, испарение с поверхности составили 560 кг. Таким образом, загрязненность грунта составит 3368 кг, выбросов в атмосферу произведено 560 кг, пятно на поверхности составит 13472 кг.

Рассмотрим способы очистки земель от нефтяных загрязнений.

Загрязнение грунтовой среды при отказе магистрального нефтепровода происходит с момента возникновения утечки до устранения ее при малых утечках или до перекрытия его в месте повреждения временными герметизирующими материалами и устройствами при больших утечках.

Разлившуюся нефть отводят в естественное понижение местности, защитные амбары, траншеи или оконтуривают земляными дамбами. Эту процедуру выполняют параллельно с основными работами по ликвидации аварии. Отвод нефти в естественное понижение не всегда возможен из-за отсутствия их, или ввиду загрязнения новых площадей по траектории движения нефти.

Сечение защитных, как временных, так и постоянных дамб принимают треугольной или трапециидальной формы. Однако, принимая во внимание назначение защитных дамб, - ограничение площади загрязнения и хранение разлившейся нефти, отметим, что обычно защитные дамбы из однородного грунта можно применять только в течении непродолжительного периода времени. Причина этого - фильтрация нефти по мере ее накопления с внутренней стороны дамбы.

При устройстве дамбы на водопроницаемом основании необходимо учитывать дополнительную фильтрацию через основание.

Очистка от нефтяного загрязнения талых грунтов с нормальной влажностью при пониженном уровне грунтовых вод особых затруднений не представляет, если эти работы выполняют своевременно. В настоящее время основной способ восстановления таких грунтов - срезка загрязненного нефтью слоя грунта и замена его привозным.

В тех случаях, когда эти работы выполняют со значительным запозданием, глубина загрязнения в результате инфильтрации нефти существенно возрастает, что вызывает соответственно увеличение объема и стоимости рекультивации. Однако, наибольшие трудности возникают при загрязнении водонасыщенных, обводненных грунтов, или грунтов с высоким уровнем грунтовых вод. Такие грунты, как правило, обладают низкой несущей способностью и оказываются непроходимыми для землеройной техники. Кроме того, при высоком уровне грунтовых вод существенно возрастает опасность их загрязнения нефтью или нефтепродуктами.

Сбор нефти с поверхности обводненных грунтов, даже при условии сооружения грунтовых дамб, также сложен из-за наличия мелкого кустарника, кочек, воды и т.д. В подобных случаях наиболее эффективной представляется следующая технология выполнения работ по регенерации (очистки) грунтовой среды и подземных вод: отвод нефти с дневной поверхности за пределы или к границе загрязненного участка и закачка ее в емкость; регенерация грунтовой воды и подземных вод.

Отвод нефти целесообразно осуществлять по направлению естественного уклона местности в предварительно подготовленные земляные амбары, траншеи, котлованы или другие емкости.

Для регенерации грунтов и предохранения или очистки грунтовых вод рекомендуется способ промывки, заключающейся в следующем. В пределах контура загрязненного нефтью участка закладывают одну или несколько скважин-колодцев (назовем их отсасывающими), которые соединяют системой трубопроводов с коллектором, подключенным какой-либо емкости (емкость может быть и земляной амбар) за пределами участка загрязнения. Еще одну или несколько скважин - колодцев (назовем их питающими) закладывают за контуром загрязнения и присоединяют к распределителю системой трубопроводов. При откачке вода из отсасывающих колодцев нефть или нефтепродукт в пределах зоны влияния каждого колодца будет перемещаться по направлению к колодцу, извлекаться наружу и далее через коллектор закачиваться в емкость. Питающие скважины в это время подают незагрязненную воду через распределитель на поверхность загрязненного участка, которая путем инфильтрации насыщает грунт, вымывает из грунта нефть и через отсасывающий колодец подается в емкость. Происходит промывка грунта и очищение грунтовых вод.

Для очистки грунтов возможно использование других методов очистки, но они не столь эффективны, как вышеописанный. Это такие методы, как выжигание, применение сорбентов и биопрепаратов [26].

5.3 Чрезвычайные ситуации

5.3.1 Перечень возможных чрезвычайных ситуаций

На основе анализа статистических данных об авариях в насосной станции прогнозируются следующие чрезвычайные ситуации:

отключение электроэнергии;

взрыв газовоздушной смеси в помещении насосной;

пожар в помещении насосной.

Наиболее опасной для производства и жизни людей чрезвычайной ситуацией является взрыв.

5.3.2 Расчет параметров ударной волны

Радиус зоны детонационной волны (рисунок 5.1) определяется по формуле 5.11.

, (5.6)

где Q - количество газа, т.

Рисунок 5.1 Радиус взрыва газовоздушной смеси

Радиус зоны смертельного поражения людей определяется по формуле (5.7).

. (5.7)

Определим вероятные параметры ударной волны при взрыве газовоздушной смеси на насосной станции:

=5,75 (м); (5.8)

=9,3 (м). (5.9)

Далее определим степень разрушения объекта, исходя из вероятных параметров ударной волны в соответствии с таблицей (5.5).

Учитывая, что:

, (5.10)

можно сделать вывод, что согласно таблице 5.5 значение

. (5.11)

Таблица 5.5 Давление во фронте ударной волны

Значение на расстояниях в долях от (R/R1) от центра взрыва, кПа

1

1,05

1,1

1,2

1,4

1,6

2

3

4

6

8

10

12

15

20

30

900

900

486

279

207

162

99

86

45

26

14

9

7

5

4,5

2,07

1,8

Согласно таблице 5.6 о вероятных разрушениях зданий и сооружений от избыточного давления, ударная волна, пройдя расстояние от эпицентра взрыва до операторной (30 м), затухнет до значения давления ударной волны =20 (Кпа) и нанесет слабое повреждение зданию операторной.

Таблица 5.6 Вероятные разрушения зданий от избыточного давления

Наименование элемента предприятия

Степень разрушения при избыточном давлении, кПа

сильное

среднее

слабое

Промышленное с металлическим или железобетонным каркасом

102-68

68-34

34-17

Предлагаемая современная система управления создает не только улучшение режимов работы нефтеперекачивающей станции, но и обеспечивает ее безопасную и безаварийную работу, так как она осуществляет контроль основных технологических параметров, сигнализацию предельных значений, а так же производит отключение подпорных агрегатов и агрегатов вспомсистем при повышении аварийных значений параметров. Разработанная система автоматизации соответствует требованиям нормативных документов.

Поскольку НПС относится к категории взрывоопасных, то предусмотрена автоматическая защита при повышенной загазованности и при пожаре. Выбранный современный комплекс технических средств обеспечивает надежность срабатывания защит, а так же безопасность производства.

Разработанная система контроля технологических параметров позволяет уменьшить вероятность возникновения аварий и чрезвычайных ситуаций, ведущих к тяжелым экологическим последствиям и возможным человеческим жертвам. Это достигается следующими функциями системы:

- контроль значений основных технологических параметров;

- оперативное предупреждение дежурного технолога об отклонениях от заданных уставок или изменениях технологических параметров;

- контроль состояния и исправность технологического оборудования;

- контроль загазованности и пожароопасности помещения.

6. Оценка экономической эффективности проекта

Расчет показателей экономической эффективности проекта

Для обоснования эффективности единовременных затрат широко используется метод дисконтирования или чистой текущей стоимости [11].

Метод дисконтирования или чистой текущей стоимости базируется на дисконтных вычислениях по приведению связанных с реализацией проекта доходов и расходов к некоторому моменту времени (к расчетному году).

Чистый дисконтированный доход рассчитывается по формуле

ЧДД = , (6.1)

где ЧДt - чистый доход в году t, тыс.р.;

t - коэффициент дисконтирования (приведения), доли ед.;

tн,tк - соответственно начальный и конечный годы расчетного периода.

Если ЧДД имеет положительное значение, то проект можно считается прибыльным, а если нет, то убыточным. Отдельный член денежного потока наличности равен разности между ожидаемой величиной доходов от реализации проекта и всеми видами затрат и может отличаться от другого как по знаку (т.е. быть отрицательным), так и по величине, и рассчитывается по формуле:

ЧДt = П + At - Ht - Kt , (6.2)

где П - прибыль, обеспечиваемая внедрением системы в году t;

Аt - амортизационные отчисления от стоимости системы, тыс.р.;

Ht - сумма налогов, выплачиваемых предприятием из прибыли в бюджет, тыс.р.;

Кt - единовременные затраты в году t, тыс.р.

При анализе эффективности инвестиций рассчитывается рентабельность капитальных вложений по формуле:

(6.3)

где К - общие единовременные затраты.

. (6.4)

Считается, что если Р=100%, то рентабельность проекта равна заданной, если Р > 100%, то имеет место сверх рентабельность, если Р < 100 проект не обеспечивает заданный уровень рентабельности.

Коэффициент дисконтирования определяется по формуле:

t = (1 + Eн)tp- t , (6.5)

где Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, равный ставке банковского процента за долгосрочный кредит, выраженный в долях единиц;

tp - расчетный год;

t - год, затраты и результаты которого приводятся к расчетному году.

В качестве расчетного года берется самый ранний из всех рассматриваемых вариантов календарный год, предшествующий началу использования в организации разрабатываемой системы.

В качестве начального года расчетного периода берется год начала финансирования работ по созданию проекта, включая проведение научных исследований.

Конечный год расчетного периода определяется моментом заключением цикла АС, прекращением его использования на производстве.

Для анализа эффективности единовременных затрат на разработку и внедрение системы используется показатель - внутренняя норма доходности (коэффициент эффективности единовременных затрат ВНД), определяемый из соотношения

. (6.6)

Коэффициенты эффективности судя по различным проектам показывает об общем и минимальном уровне эффективности капитальных, осуществляемых в организации и выбрать к реализации наиболее эффективные из них.

Другим показателем ВНД является оценка возможности привлечения заемных средств на разработку и внедрение АС. Расчетное значение ВНД равно максимально допустимому проценту за кредит, который может быть применен для полного финансирования капитальных вложений по данной АС.

Если величина ВНД соответствует проценту за кредит, тогда текущая стоимость равна нулю.

Таким образом, вычисляемое значение позволяет судить о приемлемости для предприятия условий кредитования.

Показатель период возврата, используется для анализа эффективности единовременных затрат. Экономическое содержание этого показателя заключается в определении момента времени, необходимого для покрытия единовременных затрат в проект. Период возврата единовременных затрат (Ток) определяется последовательным сложением величин:

. (6.7)

Полученная сумма не сравняется с величиной единовременных затрат, приведенных к расчетному году. Количество произведенных сложений равняется периоду возмещения капитальных вложений.

Сумма налогов на прибыль и имущество рассчитывается по формуле:

Н = Нпр + Ним , (6.8)

где Нпр - налог на прибыль, тыс.р.;

Ним - налог на имущество, тыс.р.

, (6.9)

где СТпр - ставка налога на прибыль.

, (6.10)

где Коt - остаточная стоимость внедряемой системы в году t, тыс.р. ;

СТим - ставка налога на имущество.

Расчет единовременных затрат

Единовременные затраты предприятия-заказчика на приобретение устройства включают единовременные затраты предприятия-изготовителя и его прибыль, а также НДС, т.е. определяются по формуле:

Коб = К*(1+r)*(1+НДС), (6.11)

где К - единовременные затраты на создание системы автоматизации, р.;

r-коэффициент рентабельности предприятия разработчика, доли ед.;

НДС- ставка налога на добавленную стоимость, доли ед.

В общем случае единовременные затраты на создание системы определяются по формуле:

К=Краз + Кпрог + Кизг, (6.12)

где Краз - затраты на проектирование (разработку) системы, руб.;

Кпрог - затраты на программирование, руб.;

Кизг - затраты на изготовление, руб.

Затраты на разработку

Затраты на разработку можно представить в виде

Краз = Зо Траз (1+Кд) (1+Кр) (1+Ксн) (1+Кн.раз) , (6.13)

где Зо - месячный оклад разработчика, р.;

Траз - трудоемкость разработки проекта и проектной документации, чмес.;

Кд, Кр - соответственно коэффициенты доплат к заработной плате и районный, доли ед.;

Ксн - коэффициент отчислений на социальные нужды, доли ед.;

Кнраз - коэффициент накладных расходов, доли ед.

Данные для расчета единовременных затрат предприятия разработчика приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 Данные для расчета единовременных затрат предприятия разработчика

Показатель

Значение

Заработная плата разработчика, руб.

20000

Заработная плата программиста, руб.

20000

Заработная плата мастера, руб

20000

Коэффициент доплат к заработной плате, доли ед.

0,5

Районный коэффициент, доли ед.

0,7

Единый социальный налог

0,26

Трудоемкость программирования, чел. мес.

0,5

Трудоемкость монтажа системы, чел. мес.

1

Коэффициент накладных расходов, доли ед.

0,15

Коэффициент затрат на монтаж, доли ед.

0,18

Годовой фонд работы ПК, час

2208

Зарплата персонала, обслуживающего ПК, руб

1000

Норма амортизационных отчислений ЭВМ, доли ед.

0,2

Норма амортизационных отчислений здания, доли ед.

0,04

Площадь занимаемая ЭВМ, м2

4

Стоимость одного м2 здания (операторная УПСВ - 14,2 м2), руб.

12000

Стоимость ЭВМ, руб.

32000

Коэффициент накладных расходов на эксплуатацию ПК, доли ед

0,15

Потребляемая мощность ЭВМ, кВт

0,35

Стоимость кВт/часа, руб.

1,2

Коэффициент затрат на ремонт ЭВМ (от стоимости), доли ед.

0,05

Коэффициент затрат на транспортировку разработанной системы, доли ед.

0,08

Коэффициент интенсивного использования мощности ПК, доли ед

0,7

Коэффициент затрат на изготовление, доли ед.

0,15

Коэффициент перевода единиц времени

184

Данные для расчета трудоемкости представлены в таблице 6.2.

Таблица 6.2 Данные для расчета трудоемкости разработки

Стадии разработки

Трудоемкость, чел.месяц

1. Изучение патентов

0,2

2. Изучение литературных источников

0,3

3. Разработка технического задания

0,2

4. Разработка технического проекта

0,3

5. Разработка рабочего проекта

0,2

6. Внедрение проекта

0,3

ИТОГО

1,5

Краз = 20000 1,5 (1+0,5) (1+0,7) (1+0,26) (1+0,15) = 110848,5 руб. (6.14)

Расчет затрат на разработку программного обеспечения

Расчет затрат на разработку программного обеспечения проводится по формуле:

Кпрог=Зо Тпрог (1+Кд)(1+Кр)(1+Ксн)(1+Кн.прог) +Смч Тпрог Кч , (6.15)

где Зо - месячный оклад программиста, тыс.р;

Тпрог - трудоемкость разработки программного обеспечения, ч/мес;

Кн.прогр - коэффициент накладных расходов, доли ед. ;

Cмч - стоимость машино-часа ЭВМ, р.;

Кч - коэффициент перевода единиц времени.

Стоимость машино-часа ЭВМ рассчитывается по формуле:

(6.16)

где Sэкс - годовые эксплуатационные расходы, связанные с обслуживанием ЭВМ, р.;

Тпол - годовой фонд работы ЭВМ, час.

Эксплуатационные расходы рассчитываются по формуле:

Sэкс =12Зо (1+Кд)(1+Кр)(1+Ксн)+А+Тр+Э+М+Нрэкс , (6.17)

где Зо - месячная оплата труда обслуживающего персонала, р.;

А - амортизационные отчисления от стоимости ЭВМ и здания, р/год ;

Тр - затраты на ремонт, р/год;

Э - затраты на электроэнергию, р/год;

М - затраты на материалы, р.;

Нрэкс - накладные расходы, связанные с эксплуатацией ЭВМ, р/год.

Затраты на амортизацию вычисляются по формуле:

А = Кэвм Нэвм+СздSздНзд, (6.18)

где Кэвм - балансовая стоимость ЭВМ, р.;

Нэвм - норма амортизационных отчислений от стоимости ЭВМ, доли ед.; Сзд - стоимость 1 м2 здания, р/м2; Sзд - площадь, занимаемая ЭВМ, м2;

Нзд - норма амортизационных отчислений от стоимости здания, доли ед.

Затраты на ремонт вычислим по формуле:

Тр = Кэвм Ктрэвм , (6.19)

где Ктрэвм - коэффициент, учитывающий затраты на ремонт ЭВМ.

Подставив данные из табл.5.1 в формулы (5.18) (5.19) получаем затраты на амортизацию (А) и затраты на ремонт (Тр) соответственно

А = 32000 0,2 + 12000 4 0,04 = 8320 руб. (6.20)

Тр = 32000 0,05 = 1600 руб. (6.21)

Затраты на ремонт могут быть определены другим способом, основой которого является составление сметы затрат на проведение ремонта.

Затраты на электроэнергию, потребляемую ЭВМ за год эксплуатации определяем по формуле:

Э = Ц Тпол N Км , (6.22)

где Ц - цена за один кВт/ч электроэнергии, р.;

N - потребляемая мощность, кВт ;

Км - коэффициент интенсивного использования мощности вычислительной техники.

Подставив данные из табл.5.1 в формулу (5.19) получаем затраты на электроэнергию (Э).

Э = 1,2 2208 0,35 0,7 = 649 руб. (6.23)

Затраты на материалы определяем по формуле :

, (6.24)

где i - вид материала;

Цi - цена i-того материала, р.;

Мi - количество i-го материала.

Расчет затрат на материалы представлен в табл. 6.3.

В годовые эксплуатационные затраты по обслуживанию ЭВМ входят также накладные расходы, которые рассчитываются по формуле:

Нрэкс = 12 Зо (1 + Кд) (1 + Кр) Кнэкс, (6.25)

где Кнэкс - коэффициент накладных расходов, связанных с эксплуатацией ЭВМ.

Таблица 6.3 Перечень и стоимость материалов, используемых для ЭВМ

Наименование материала

Ед. изм.

Количество в год

Цена за ед., руб.

Стоимость, р.руб.

Упаковка бумаги (500 листов)

шт.

5

120

600

Чистящий набор для компьютера

шт.

1

150

150

Тонер

шт.

2

1000

2000

Итого

2750

Подставив данные из табл.5.1 в формулу (5.24) получим Нрэкс.

Нрэкс = 12 1000 (1 + 0,5) (1 + 0,7) 0,15 = 4590 руб.

Sэкс = 12 1000 (1 + 0,5) (1 + 0,7) (1 + 0,26) + 8320 + 1600 + 1974,5 + 2575 + 4590 = 56465 руб.

Вычислим стоимость одного машино-часа (Смч), подставив данные из табл.5.1 в формулу (5.16).

Смч = 56465 руб/2208 ч = 26 руб./ч. (6.28)

Вычислим капитальные затраты на разработку программного обеспечения Кпрог, по формуле (5.15) и исходных данных табл.5.1

Кпрог=200000,5(1+0,5)(1+0,7)(1+0,26)(1+0,15) +260,5184=39302 руб.

Затраты на изготовление, внедрение и отладку системы

Затраты на основную заработную плату при изготовлении устройства равны:

L0 = ТмЗо(1+Кд) (1+Кр)(1+Ксн), (6.30)

где Зо - месячная зарплата изготовителя устройства, р.;

Тм - трудоемкость изготовления устройства, чел мес.

L0=1 20000(1+0,5) (1+,0,7) (1+0,26)=46620 руб. (6.31)

Учитывая коэффициент транспортных затрат определим транспортные расходы по формуле:

Ртрп =Цоб Ктрп , (6.32)

где Ктрп - коэффициент, системы учитывающий транспортные расходы, доли ед.;

Цоб - сметная стоимость вводимой системы, руб.;

Для подсчета стоимости оборудования составим таблицу 6.5.

Таблица 6.5 Смета затрат на материалы и покупные комплектующие изделия

№ п/п

Статьи затрат

Кол-во, шт.

Цена за единицу, руб

Полная стоимость, руб.

Контроллер микропроцессорный

1

84028

160920

Шкаф для контроллера

1

750

750

ПК

1

27800

27800

Источник питания UPS

1

7485

7485

Кабель контрольный

5

600

3000

Кабель силовой

10

250

2500

7.

Датчики

247513

Итого оборудования:

449968

Транспортные расходы равны: Ртрп = 450 0,08= 36 т. руб.

Стоимость монтажных и работ по формуле

Рм = Цоб Км

где Км коэффициент, наладочных учитывающий стоимость монтажных и наладочных работ, доли ед.

В результате: Рм = 450 0,18 = 81 т. руб.

Накладные расходы, связанные с изготовлением и отладкой проектируемой системы, рассчитаем по формуле

Нризг = Тмон Зраз (1 + Кпр) (1 + Кр) Кнризг

Подставив данные в (6.36) получаем сумму накладных расходов

Нризг = 1 20000 (1 + 0.5) (1 + 0.7) 0.15 = 7650 руб.

Полученные результаты заносим в таблицу 6.6 и находим общую сумму капитальных затрат на изготовление системы.

Итого:

К=Краз + Кпрог + Кизг = 111+ 94+621= 771 т. руб. (6.38)

Таблица 6.6 Результирующая таблица для расчетов по статьям калькуляции

№ п/п

Статьи затрат

Затраты на изготовление, т. руб

1

<...

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены