RU2811555C1

RU2811555C1 - Method for automatic control of gas drying process in multifunctional absorbers of complex gas treatment plants

Info

Publication number: RU2811555C1
Application number: RU2023105934A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Кузьмич Арабский; Сергей Иванович Гункин; Андрей Александрович Касьяненко; Этибар Гурбанали оглы Талыбов; Александр Александрович Турбин; Дмитрий Александрович Яхонтов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург"
Filing date: 2023-03-13
Publication date: 2024-01-15

Abstract

FIELD: natural gas treatment.

SUBSTANCE: preparing natural gas for long-distance transportation used for automatic control of gas drying in multifunctional absorbers (MFA) of complex gas treatment plants located in the Far North of the Russian Federation. In the method of automatic control of the gas drying process, an automated process control system (APCS) calculates the value of the flow rate G_fl of the regenerated absorbent - diethylene glycol (DEG), necessary for drying the current flow rate of the produced gas and corrects its value by introducing a correctionΔ. The value and the sign of correction Δ is determined by APCS based on comparison of the dew point temperature setpoint of the dried gas T_d.p.s. with its actually measured value T_d.p.a. in real time using a regenerated DEG (RDEG) mass flow correction unit. From the output of the correction block, the corrected signal for setting the RDEG supply is supplied to the PV input of the PID regulator of the RDEG flow rate, which controls its supply to the MFA.

EFFECT: ensuring automatic maintenance of the gas preparation mode for long-distance transportation.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области подготовки природного газа к дальнему транспорту, в частности к автоматическому управлению осушкой газа в многофункциональных абсорберах (МФА) установок комплексной подготовки газа (УКПГ), расположенных в районах Крайнего Севера РФ.The invention relates to the field of preparing natural gas for long-distance transport, in particular to the automatic control of gas drying in multifunctional absorbers (MFA) of integrated gas treatment plants (CGTUs) located in the Far North of the Russian Federation.

Известен способ автоматического управления процессом абсорбционной осушки газа, который обеспечивает автоматическое поддержание заданных параметров технологических процессов на УКПГ [см., стр. 413-416, Исакович Р.Я., Логинов В.И., Попадько В.Е. Автоматизация производственных процессов нефтяной и газовой промышленности. Учебник для вузов. М., "Недра", 1983 г., 424 с].There is a known method for automatically controlling the process of absorption gas drying, which ensures automatic maintenance of the specified parameters of technological processes at the gas treatment plant [see, pp. 413-416, Isakovich R.Ya., Loginov V.I., Popadko V.E. Automation of production processes in the oil and gas industry. Textbook for universities. M., "Nedra", 1983, 424 p.].

Недостатком указанного способа является то, что подача осушителя - абсорбента (на Крайнем Севере РФ в качестве абсорбента используют диэтиленгликоль - ДЭГ) в абсорбер осуществляется только с учетом расхода и влагосодержания осушенного газа, но не контролируется его унос с осушаемым газом.The disadvantage of this method is that the supply of a desiccant - absorbent (in the Far North of the Russian Federation, diethylene glycol - DEG is used as an absorbent) into the absorber is carried out only taking into account the flow rate and moisture content of the dried gas, but its entrainment with the dried gas is not controlled.

Указанный фактор приводит к не оптимальному расходу абсорбента, подаваемого в абсорбер, и к повышенной, безвозвратной потере этого ценного продукта. Так же повышены затраты энергии на регенерацию абсорбента и снижается качество подготовки газа к дальнему транспорту, т.е. в целом снижается эффективность процесса осушки газа на УКПГ.This factor leads to suboptimal consumption of the absorbent supplied to the absorber and to an increased, irreversible loss of this valuable product. Energy costs for absorbent regeneration are also increased and the quality of gas preparation for long-distance transport is reduced, i.e. in general, the efficiency of the gas drying process at the gas treatment plant decreases.

Известен способ автоматизации блока абсорбции, который обеспечивает автоматическое поддержание заданных параметров технологического процесса осушки газа на УКПГ [см., стр. 352-354, Андреев Е.Б. и др. Автоматизация технологических процессов добычи и подготовки нефти и газа. - М., "Недра-Бизнесцентр", 2008. - 399 с]There is a known method for automating an absorption unit, which ensures automatic maintenance of the specified parameters of the gas drying process at a gas treatment plant [see, pp. 352-354, Andreev E.B. and others. Automation of technological processes of oil and gas production and preparation. - M., "Nedra-Business Center", 2008. - 399 p.]

Недостатками указанного способа является то, что подача абсорбента в абсорбер осуществляется только с учетом расхода и влагосодержания осушенного газа, но не контролируется его унос с осушаемым газом.The disadvantages of this method are that the supply of absorbent to the absorber is carried out only taking into account the flow rate and moisture content of the dried gas, but its entrainment with the dried gas is not controlled.

Наиболее близким, по технической сущности, к заявляемому изобретению является способ автоматического управления процессом осушки газа на УКПГ в условиях Севера РФ [см. Патент РФ №2712665]. Способ предусматривает контроль и управление основными параметрами технологического процесса средствами автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУ ТП).The closest, in technical essence, to the claimed invention is a method for automatically controlling the gas drying process at a gas treatment facility in the conditions of the North of the Russian Federation [see. RF Patent No. 2712665]. The method involves monitoring and managing the main parameters of the technological process using an automated process control system (APCS).

Существенными недостатками указанного способа является то, что он никак не учитывает состояние оборудования, используемого для осушки газа на УКПГ. Для реализации этого способа используют блок коррекции, который корректирует рассчитанное значение расхода G_p регенерированного ДЭГ (РДЭГ), необходимого для осушки текущего расхода добываемого газа путем введения поправки Δ. Значение и знак поправки Δ АСУ ТП определяет исходя из сравнения заданного значения (уставки) температуры точки росы осушенного газа с его фактически измеренным значением в реальном масштабе времени.The significant disadvantages of this method are that it does not take into account the condition of the equipment used for gas drying at the gas treatment plant. To implement this method, a correction unit is used, which corrects the calculated value of the flow rate G _p of the regenerated DEG (RDEG), necessary for drying the current flow rate of the produced gas by introducing a correction Δ. The value and sign of the correction Δ is determined by the process control system based on a comparison of the given value (set point) of the dew point temperature of the dried gas with its actually measured value in real time.

Основной аппарат технологии осушки на УКПГ, эксплуатируемых на Крайнем Севере РФ, является МФА, состоящий из сепарационной, массообменной и фильтрующей секций [см. стр. 11, Ланчаков Г.А., Кульков А.Н., Зиберт Г.К. Технологические процессы подготовки природного газа и методы расчета оборудования. - М.: ООО «Недра - Бизнесцентр», 2000. - 279 с: ил.]. В сепарационной секции МФА осуществляется предварительная сепарация газа, в массообменной секции - абсорбция влаги, которая имеется в газе, а в фильтрующей секции - окончательная очистка газа.The main device for drying technology at gas treatment plants operating in the Far North of the Russian Federation is the MFA, consisting of separation, mass transfer and filter sections [see. p. 11, Lanchakov G.A., Kulkov A.N., Siebert G.K. Technological processes for preparing natural gas and methods for calculating equipment. - M.: Nedra - Business Center LLC, 2000. - 279 p.: ill.]. In the MFA separation section, preliminary gas separation is carried out, in the mass transfer section, moisture absorption in the gas is carried out, and in the filter section, final gas purification is carried out.

Эффективность функционирования МФА во многом зависит от состояния его фильтрующей секции. В процессе работы насадки фильтрующей секции и/или линии сброса жидкости с фильтрующей (улавливающей) тарелки МФА из-за различных причин (низкой эффективности работы сепарационной секции абсорбера, при залповых выбросах пластовой воды из скважин и т.д.) постепенно забиваются, в результате повышается унос ДЭГ с осушенным газом из абсорбера. Поэтому, в случае выявления указанного явления, оператор установки вручную осуществляет снижение производительности МФА, что позволяет уменьшить безвозвратные потери ДЭГ, затраты энергии на его регенерацию и повысить качество подготовки газа к дальнему транспорту, но с соответствующими потерями, определяемыми как человеческий фактор.The operating efficiency of the MFA largely depends on the condition of its filter section. During operation, the nozzles of the filter section and/or the liquid discharge line from the filter (collection) plate of the MFA due to various reasons (low efficiency of the separation section of the absorber, during burst releases of formation water from wells, etc.) gradually become clogged, as a result the entrainment of DEG with the dried gas from the absorber increases. Therefore, if this phenomenon is detected, the installation operator manually reduces the productivity of the MFA, which makes it possible to reduce irretrievable losses of DEG, energy costs for its regeneration and improve the quality of gas preparation for long-distance transport, but with corresponding losses, defined as the human factor.

Упрошенная структурная схема цеха осушки газа (ЦОГ) УКПГ нефтегазоконденсатных месторождений (НГКМ) Крайнего Севера РФ представлена на фиг.1.A simplified block diagram of the gas dehydration shop (GDS) of the gas treatment facility of oil and gas condensate fields (OGCF) of the Far North of the Russian Federation is presented in Fig. 1.

На фиг.1 использованы следующие обозначения:In Fig. 1 the following notations are used:

- коллектор сырого газа (КСГ); - raw gas collector (SGC);

- i-й входной кран, где i = 1, n, n - количество параллельно работающих технологических линии; - i-th input valve, where i = 1, n, n - the number of parallel operating technological lines;

- i-й МФА; - i-th MFA;

- i-й клапан регулятор (КР); - i-th valve regulator (KR);

- i-й линии подачи РДЭГ; - i-th RDEG supply line;

- i-й линии отвода насыщенного ДЭГ (НДЭГ); - i-th withdrawal line of saturated DEG (NDEG);

- i-й линии отвода водного раствора ингибитора (ВРИ); - i-th line of withdrawal of an aqueous inhibitor solution (IRI);

8 - коллектора осушенного газа (КОГ);8 - dried gas collector (DGC);

9 - магистральный газопровод (МГП).9 - main gas pipeline (MGP).

В состав ЦОГ входят параллельные работающие технологические линии, которые построены на базе однотипных МФА, входы, которые объединены через КСГ 1, а выходы - через КОГ 8, например, на Ямбургском НГКМ используют 9 параллельно работающие МФА.The COG includes parallel operating technological lines, which are built on the basis of the same type of MFA, inputs that are combined through KOG 1, and outputs through KOG 8, for example, at the Yamburg oil and gas condensate field they use 9 parallel operating MFAs.

Добытой газ из КСГ 1 через входной кран 2 поступает в МФА 3, из него осушаемый газ через КР 4 поступает в КОГ 8, далее в магистральный газопровод (МГП) 9.The extracted gas from the CSG 1 through the inlet valve 2 enters the MFA 3, from which the dried gas through the KR 4 enters the KOG 8, then into the main gas pipeline (MGP) 9.

На стадиях стабильной и падающей добычи газа на НГКМ Крайнего Севера РФ количество поступающей вместе с ним пластовой воды с мехпримесями, попадающими в ЦОГ, со временем увеличивается. А этот фактор существенно влияет на эффективность работы фильтрационной части их МФА и ухудшает качество ее функционирования. При этом на соседних МФА эти процессы протекают по-разному. Общий для всех МФА результат -их фильтрационная часть не справляется с задачей полной фильтрации поступающего газа, что приводит к излишнему уносу ДЭГ. В таких случаях АСУ ТП, например, в прототипе, передает управление технологическим процессом оператору УКПГ (переход на ручной режим управления), который вынуждено, используя личный опыт и интуицию, снижает расход осушаемого газа, проходящего через МФА.At the stages of stable and declining gas production at the oil and gas condensate fields of the Far North of the Russian Federation, the amount of formation water supplied along with it with solid impurities entering the COG increases over time. And this factor significantly affects the efficiency of the filtration part of their MFA and worsens the quality of its functioning. At the same time, these processes proceed differently at neighboring MFAs. The result common to all MFAs is that their filtration part cannot cope with the task of completely filtering the incoming gas, which leads to excessive entrainment of DEG. In such cases, the automated process control system, for example, in the prototype, transfers control of the technological process to the unit operator (transition to manual control mode), who is forced, using personal experience and intuition, to reduce the flow rate of the dried gas passing through the MFA.

Цель изобретения - повышение качества и эффективности управления технологическим процессом осушки газа на УКПГ, в рамках норм и ограничений, предусмотренных ее технологическим регламентом, и снижения роли человеческого фактора при управлении технологическим процессом подготовки газа к дальнему транспорту.The purpose of the invention is to improve the quality and efficiency of managing the technological process of gas drying at a gas treatment facility, within the framework of the norms and restrictions provided for by its technological regulations, and to reduce the role of the human factor in managing the technological process of preparing gas for long-distance transport.

Техническим результатом, достигаемым от реализации изобретения, является автоматическое поддержание режима подготовки газа к дальнему транспорту на УКПГ, расположенных в районах Крайнего Севера РФ, с соблюдением технологических норм и ограничений, предусмотренных ее технологическим регламентом, на различных режимах работы.The technical result achieved from the implementation of the invention is the automatic maintenance of the gas preparation regime for long-distance transport at gas treatment plants located in the Far North of the Russian Federation, in compliance with the technological standards and restrictions provided for by its technological regulations, in various operating modes.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ автоматического управления процессом осушки газа на многофункциональных абсорберах установок комплексной подготовки газа, расположенных в районах Крайнего Севера РФ, включающий контроль и управление основными параметрами технологического процесса средствами АСУ ТП. При этом АСУ ТП рассчитывает значение расхода G_p регенерированного абсорбента – диэтиленгликоля ДЭГ (РДЭГ), необходимого для осушки текущего расхода добываемого газа и корректирует его значение путем введения поправки Δ. Значение и знак поправки Δ АСУ ТП определяет исходя из сравнения заданного значения уставки температуры точки росы осушенного газа с его фактически измеренным значением в реальном масштабе времени, используя для этого блок коррекции массового расхода, регенерированного ДЭГ (РДЭГ). С выхода блок коррекции скорректированный сигнал задания подачи РДЭГ поступает на вход PV ПИД-регулятора расхода РДЭГ, который управляет его подачей в МФА.The specified problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the method of automatically controlling the gas drying process on multifunctional absorbers of complex gas treatment plants located in the Far North of the Russian Federation, including monitoring and control of the main parameters of the technological process using automated process control systems. In this case, the automated process control system calculates the flow rate G _p of the regenerated absorbent - diethylene glycol DEG (RDEG), necessary for drying the current flow rate of the produced gas and corrects its value by introducing a correction Δ. The value and sign of the correction Δ are determined by the process control system based on a comparison of the set value of the dew point temperature of the dried gas with its actually measured value in real time, using a unit for correcting the mass flow rate of regenerated DEG (RDEG). From the output of the correction block, the corrected RDEG supply task signal is supplied to the PV input of the RDEG flow PID controller, which controls its supply to the MFA.

В процессе эксплуатации УКПГ АСУ ТП с заданной дискретностью по времени производит измерение значения удельного уноса ДЭГ - осушенным газом на выходе каждого МФА, где i - порядковый номер технологической нитки. Эти значения АСУ ТП фиксирует в своей базе данных (БД) и следит за динамикой изменения этих значений. И как только АСУ ТП выявит то, что динамика изменения одного из МФА станет отличаться от динамики удельного уноса ДЭГ осушенным газом из других МФА, и ее значение станет удовлетворять неравенству где - уставка допустимого удельного уноса ДЭГ, задаваемая обслуживающим персоналом при запуске установки в эксплуатацию и уточняемая периодически на основе характеристик i-го МФА и результатов регулярно проводимых лабораторных исследований добываемой продукции, АСУ ТП переключает штатный режим управления потоком осушенного газа, выходящего из этого МФА, на режим поиска для него новой уставки расхода осушенного газа. Этот поиск АСУ ТП осуществляет так, чтобы значение удельного уноса ДЭГ - осушенным газом вернулось к его последнему значению, равному уставке допустимого удельного уноса ДЭГ . Для реализации этого АСУ ТП переключает режим работы МФА на поиск уставки расхода осушенного газа, используя блок коррекции уставки расхода осушенного газа. В этом режиме работы блок коррекции транслирует на КР, управляющий расходом осушенного газа, выходящего из i-го МФА, сигнал управления, поступающий на вход /₂ блока коррекции уставки расхода осушенного газа с ПИД-регулятора поиска уставки расхода осушенного газа. На вход задания SP этого ПИД-регулятора АСУ ТП подает сигнал уставки допустимого удельного уноса ДЭГ а на вход обратной связи PV поступает сигнал фактического удельного уноса ДЭГ осушенным газом. Обрабатывая эти сигналы ПИД-регулятор снижает расход осушенного газа, выходящего из МФА до тех пор, пока фактический удельный унос ДЭГ не сравняется с уставкой И как только такой расход осушенного газа будет найден, АСУ ТП фиксирует его значение в свой БД как новую уставку расхода осушенного газа, выходящего из МФА. Одновременно АСУ ТП подает команду блоку коррекции уставки расхода осушенного газа перевести работу этого МФА на штатный режим управления потоком осушенного газа с новым, найденным значением уставки. Получив эту команду блок коррекции уставки расхода осушенного газа блокирует трансляцию управляющего сигнала, поступающего на его вход I₂, и начинает транслировать управляющий сигнал, поступающий на его вход I₁ с выхода ПИД-регулятора поддержания заданного расхода осушенного газа при работе МФА в штатном режиме, но уже с новым значением уставки расхода осушенного газа. Значение этой уставки АСУ ТП подает на вход задания SP ПИД-регулятора поддержания заданного расхода осушаемого газа.During the operation of the gas treatment plant, the automated process control system with a given time discreteness measures the value of the specific loss of DEG - dried gas at the outlet of each MFA, where i is the serial number of the process string. The automated process control system records these values in its database (DB) and monitors the dynamics of changes in these values. And as soon as the process control system reveals that the dynamics of change one of the MFA will differ from the dynamics of the specific loss of DEG dried gas from other MFAs, and its value will satisfy the inequality Where - the set point for the permissible specific loss of DEG, set by the maintenance personnel when putting the installation into operation and periodically updated based on the characteristics of the i-th MFA and the results of regularly conducted laboratory studies of the extracted products, the process control system switches the normal mode of controlling the flow of dried gas leaving this MFA to search mode for a new dry gas flow rate setting. This search is carried out by the process control system so that the value of the specific loss of DEG is dried gas returned to its last value, equal to the setting of the permissible specific loss of DEG . To implement this, the automated process control system switches the MFA operating mode to search for the dry gas flow set point, using a block for correcting the dry gas flow set point. In this operating mode, the correction block transmits to the KR, which controls the flow of dried gas leaving the i-th MFA, a control signal received at the input / ₂ of the block for correcting the dry gas flow set point from the PID regulator for searching the dry gas flow set point. The input of the SP task of this PID controller of the automated process control system supplies the signal for the setting of the permissible specific entrainment of DEG and the signal of the actual specific loss of DEG is received at the feedback input PV dried gas. By processing these signals, the PID controller reduces the flow rate of dried gas leaving the MFA until the actual specific loss of DEG does not match the setpoint And as soon as such a flow rate of dried gas is found, the process control system records its value in its database as a new set point for the flow rate of dried gas leaving the MFA. At the same time, the automated process control system sends a command to the dry gas flow set point correction unit to transfer the operation of this MFA to the normal mode of dry gas flow control with the new, found set value. Having received this command, the dry gas flow rate set point correction unit blocks the broadcast of the control signal arriving at its input I ₂ and begins to broadcast the control signal arriving at its input I ₁ from the output of the PID controller for maintaining the specified dry gas flow rate when the MFA is operating in normal mode, but with a new value for the dry gas flow rate setting. The value of this setting of the automated process control system is supplied to the input of the SP task of the PID controller to maintain the specified flow rate of the gas being dried.

АСУ ТП так же, синхронно с указанными переключениями режима работы МФА, формирует сообщения оператору о выявлении проблемы в узле фильтрующей секции i-го МФА и начале поиска значения новой уставки потока осушенного газа через i-й МФА. По окончании этого поиска АСУ ТП формирует сообщение оператору о значении новой уставки и новых параметрах штатной работы этого МФА.The automated process control system also, synchronously with the specified switching of the MFA operating mode, generates messages to the operator about identifying a problem in the filter section of the i-th MFA and starting to search for the value of a new set point for the flow of dried gas through the i-th MFA. At the end of this search, the automated process control system generates a message to the operator about the value of the new setting and the new parameters of the normal operation of this MFA.

АСУ ТП формирует сообщение оператору УКПГ о необходимости изменения режима работы УКПГ, если в результате перехода на управление расходом осушенного газа через МФА с помощью ПИД-регулятора поиска уставки расхода осушенного газа не удастся найти расход, при котором удельный унос ДЭГ на выходе МФА удастся снизить до значения уставки допустимого удельного уноса ДЭГ введенного в БД АСУ при ее последнем уточнении или введенной при запуске УКПГ в работу обслуживающим персоналом, если ее последующих уточнений не было.The automated process control system generates a message to the CGTU operator about the need to change the CGTU operating mode if, as a result of switching to controlling the flow of dried gas through the MFA using a PID regulator for searching for the set point for the dry gas flow, it is not possible to find a flow rate at which the specific entrainment of DEG at the output of the MFA can be reduced to set values for permissible specific loss of DEG entered into the ACS database when it was last clarified or entered when the gas treatment plant was put into operation by maintenance personnel, if there were no subsequent clarifications.

Принципиальная технологическая схема МФА представлена на фиг.2, а структурная схема его автоматического управления показана на фиг.3. На фиг.4 схематически показана картина динамики изменения удельного уноса ДЭГ в МФА с моментами переключения управления абсорбера на автоматический поиск новых параметров его функционирования в случае выхода его на недопустимый режим работы.The basic technological diagram of the MFA is shown in Fig. 2, and the block diagram of its automatic control is shown in Fig. 3. Figure 4 schematically shows a picture of the dynamics of changes in the specific loss of DEG in the MFA with the moments when the absorber control switches to an automatic search for new parameters of its operation if it reaches an unacceptable operating mode.

На фиг.2 использованы следующие обозначения:In Fig. 2 the following notations are used:

10 - входная линия сырого газа;10 - raw gas input line;

11 - датчик температуры сырого газа;11 - raw gas temperature sensor;

12 - датчик давления сырого газа;12 - raw gas pressure sensor;

13-МФА;13-MFA;

14 - фильтрующая секция МФА;14 - MFA filter section;

15 - абсорбционная секция МФА;15 - MFA absorption section;

16 - датчик температуры осушенного газа;16 - dry gas temperature sensor;

17 - датчик давления осушенного газа;17 - dry gas pressure sensor;

18 - сепарационная секция МФА;18 - MFA separation section;

19 - датчик расхода осушенного газа;19 - dry gas flow sensor;

20 - датчик массового расхода РДЭГ;20 - mass flow sensor RDEG;

21 - датчик температуры точки росы осушенного газа;21 - dew point temperature sensor of dried gas;

22 - датчик удельного уноса ДЭГ из МФА;22 - sensor for specific loss of DEG from MFA;

23 - КР расхода РДЭГ;23 - RDEG flow rate control;

24 - многопараметрический датчик для измерения концентрации и расхода НДЭГ;24 - multi-parameter sensor for measuring the concentration and consumption of NDEG;

25 - АСУ ТП УКПГ;25 - automated process control system for gas treatment plant;

26 - КР расхода осушенного газа;26 - KR flow rate of dried gas;

27 - линия выхода осушенного газа.27 - dry gas outlet line.

28 - линия подачи РДЭГ;28 - RDEG supply line;

29 - линия отвода НДЭГ на регенерацию;29 - NDEG withdrawal line for regeneration;

30 - ВРИ;30 - VRI;

На фиг.3 использованы следующие обозначения:In Fig. 3 the following notations are used:

31 - сигнал фактического расхода РДЭГ (поступает с датчика 20 на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 44);31 - signal of actual consumption of RDEG (arrived from sensor 20 to the feedback input PV of PID controller 44);

32 - сигнал рассчитанного значения массового расхода РДЭГ, необходимого для осушки газа (поступает на вход 1 г блока коррекции 42);32 - signal of the calculated value of the mass flow rate of the RDEG required for drying the gas (entered at the input of the 1 g correction block 42);

33 - сигнал фактической температуры точки росы осушенного газа (поступает с датчика 21 на вход обратной связи PV ПИД-регулятор 39);33 - signal of the actual dew point temperature of the dried gas (arrived from sensor 21 to the feedback input PV PID controller 39);

34 - сигнал уставки температуры точки росы осушенного газа (поступает из АСУ ТП 25 на вход задания SP ПИД-регулятора 39);34 - dew point temperature setpoint signal dried gas (supplied from the automated process control system 25 to the input of the SP task of the PID controller 39);

35 - сигнал текущего расхода осушенного газа (поступает с датчика 19 на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 40);35 - signal of the current flow rate of dried gas (supplied from sensor 19 to the PV feedback input of PID controller 40);

36 - сигнал уставки расхода осушенного газа (поступает из АСУ ТП 25 на вход задания SP ПИД-регулятора 40);36 - dry gas flow set signal (comes from the automated process control system 25 to the input of the SP task of the PID controller 40);

37 - сигнал удельного уноса ДЭГ (поступает с датчика 22 на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 41);37 - signal of specific entrainment of DEG (arrived from sensor 22 to the feedback input PV of PID controller 41);

38 - сигнал уставки среднего значения удельного уноса ДЭГ (поступает из АСУ ТП 25 на вход задания SP ПИД-регулятора 41);38 - signal for setting the average value of the specific loss of DEG (comes from the automated process control system 25 to the input of the SP task of the PID controller 41);

39 - ПИД-регулятор поддержания температуры точки росы осушенного газа;39 - PID controller for maintaining the dew point temperature of the dried gas;

40 - ПИД-регулятор поддержания заданного расхода осушаемого газа в МФА 13;40 - PID controller for maintaining a given flow rate of dried gas in MFA 13;

41 - ПИД-регулятор поиска уставки расхода осушаемого газа через МФА 13 в случае ухудшения качества функционирования его узла фильтрации;41 - PID controller for searching for the set point for the flow rate of the gas to be dried through MFA 13 in the event of deterioration in the quality of functioning of its filtration unit;

42 - блок коррекции массового расхода РДЭГ;42 - RDEG mass flow correction unit;

43 - блок коррекции уставки расхода осушенного газа в МФА 13;43 - block for correcting the dry gas flow rate in MFA 13;

44 - ПИД-регулятор поддержания расхода РДЭГ;44 - PID controller for maintaining RDEG flow rate;

45 - управляющий сигнал, подаваемый с выхода CV ПИД-регулятора 44 на КР 23 расхода РДЭГ;45 - control signal supplied from the CV output of the PID controller 44 to the RDEG flow rate control unit 23;

46 - управляющий сигнал, подаваемый с выхода блока коррекции уставки расхода осушенного газа 43 на КР 26 расхода осушенного газа.46 - control signal supplied from the output of the dry gas flow rate setting correction unit 43 to the dry gas flow rate control unit 26.

ПИД-регуляторы 39, 40, 41, 44, блоки коррекции 42 и 43 реализованы на базе АСУ ТП 25.PID controllers 39, 40, 41, 44, correction blocks 42 and 43 are implemented on the basis of automated process control system 25.

Способ автоматического управления процессом осушки газа на многофункциональных абсорберах установок комплексной подготовки газа, расположенных в районах Крайнего Севера РФ, реализуют следующим образом.A method for automatically controlling the gas drying process on multifunctional absorbers of complex gas treatment plants located in the Far North of the Russian Federation is implemented as follows.

Из КСГ УКПГ по входной линии 10 добытый газ поступает на вход параллельно работающих технологических ниток УКПГ. Для упрощения понимания сути предлагаемого изобретения рассматриваем одну технологическую нитку.From the CSG of the gas treatment facility via input line 10, the produced gas enters the input of the parallel operating process strings of the treatment facility. To simplify understanding of the essence of the proposed invention, we consider one technological thread.

Добытый газ подают во входную сепарационную секцию 18 МФА 13, где из него выделяется капельная жидкость и механические примеси. Выделившаяся из сырого газа жидкость представляет собой ВРИ, который из кубовой (нижней) части МФА 13, через линию отвода 30, направляют на регенерацию, либо на утилизацию. Газ из сепарационной секции 18 МФА 13 через полуглухую тарелку поступает в его абсорбционную секцию 15. В ней, навстречу потоку добытого газа подают раствор РДЭГ с концентрацией 98-99%. На контактных тарелках происходит барботажный массообмен между встречными потоками осушаемого газа и РДЭГ (влагу удаляют из газа за счет эффекта абсорбции, а ДЭГ при этом насыщается влагой). Количество РДЭГ, подаваемого на осушку, в основном зависит от расхода газа, проходящего через установку, от его влагосодержания и от концентрации РДЭГ.The extracted gas is supplied to the inlet separation section 18 MFA 13, where droplet liquid and mechanical impurities are separated from it. The liquid released from the raw gas is a VRI, which is sent from the bottom (lower) part of the MFA 13, through the outlet line 30, for regeneration or disposal. Gas from the separation section 18 MFA 13 through a semi-blind plate enters its absorption section 15. In it, a solution of RDEG with a concentration of 98-99% is supplied opposite the flow of the produced gas. On the contact plates, bubbling mass exchange occurs between the counter flows of the dried gas and the RDEG (moisture is removed from the gas due to the absorption effect, and the DEG is saturated with moisture). The amount of RDEG supplied for drying mainly depends on the gas flow rate passing through the installation, its moisture content and the concentration of RDEG.

НДЭГ собирается на полуглухой тарелке массообменной секции 15 МФА 13 и его через линию отвода 29 направляют на регенерацию. Осушенный газ из массообменной секции 15 поступает в фильтрующую секцию 14 МФА 13, где улавливают уносимый газом раствор ДЭГ. Пылевидные частицы ДЭГ, уносимые газом, коагулируются на фильтр-патронах и стекают по их наружной поверхности на тарелку, с которой ДЭГ по выносному трубопроводу (на фиг.2 не показан) направляют на полуглухую тарелку абсорбера и далее в линию сброса 29 НДЭГ с полуглухой тарелки. Уровень НДЭГ на полуглухой тарелке выполняет роль гидрозатвора, препятствующего проходу газа по выносному трубопроводу в фильтрующую часть 14 МФА 13.NDEG is collected on a semi-blind plate of the mass transfer section 15 of the MFA 13 and is sent through the outlet line 29 for regeneration. The dried gas from the mass transfer section 15 enters the filter section 14 of the MFA 13, where the DEG solution carried away by the gas is collected. Dust-like particles of DEG, carried away by the gas, coagulate on the filter cartridges and flow down their outer surface onto a plate, from which the DEG is directed through a remote pipeline (not shown in Fig. 2) to a semi-blind absorber plate and then into the discharge line 29 of NDEG from the semi-blind plate . The NDEG level on the semi-blind plate acts as a water seal, preventing the passage of gas through the remote pipeline into the filter part 14 MFA 13.

Из МФА 13 осушенный до заданного значения точки росы газ подают по выходной линии 27 в коллектор осушенного газа УКПГ. Процесс осушки газа на УКПГ реализуют в рамках заданных границ, предусмотренных ее технологическим регламентом, путем контроля основных параметров технологического процесса с автоматическим вычислением и подачей в реальном масштабе времени необходимого количества РДЭГ в МФА 13.From MFA 13, gas dried to a given dew point value is supplied via output line 27 to the dry gas collector of the gas treatment plant. The gas drying process at the gas treatment facility is implemented within the specified boundaries provided for by its technological regulations, by monitoring the main parameters of the technological process with automatic calculation and real-time supply of the required amount of RDEG to MFA 13.

Для определения количества РДЭГ, которое необходимо подавать для осушки газа в МФА 13, АСУ ТП 25 с заданной дискретностью производит измерение следующих базовых параметров:To determine the amount of RDEG that must be supplied for gas drying in MFA 13, the automated process control system 25 measures the following basic parameters with a given discreteness:

- температура и давление сырого газа на входе МФА 13 (соответственно, датчики 11 и 12);- temperature and pressure raw gas at the input of MFA 13 (sensors 11 and 12, respectively);

- концентрация НДЭГ (многопараметрический датчик расхода 24);- concentration of NDEG (multi-parameter flow sensor 24);

- температура давление расход и фактическая температура точки росы осушенного газа (соответственно, датчики 16, 17, 19 и 21).- temperature pressure consumption and actual dew point temperature dried gas (sensors 16, 17, 19 and 21, respectively).

Количество РДЭГ, необходимого для подачи в МФА 13 определяют по формуле [см., стр. 111, Бекиров Т.М., Шаталов А.Т. Сбор и подготовка к транспорту природных газов. - М.: Недра, 1986. - 261 с. ]:The amount of RDEG required for submission to MFA 13 is determined by the formula [see, page 111, Bekirov T.M., Shatalov A.T. Collection and preparation for transportation of natural gases. - M.: Nedra, 1986. - 261 p. ]:

где - рассчитанный необходимый расход РДЭГ, (кг/час);Where - calculated required consumption of RDEG, (kg/hour);

- удельное количество извлекаемой влаги в результате осушки газа в МФА 4, кг/1000 м³; - specific amount of moisture extracted as a result of gas drying in MFA 4, kg/1000 m ³ ;

- влагосодержание поступающего и осушенного газа в МФА 13, соответственно, кг/1000 м³; - moisture content of incoming and dried gas in MFA 13, respectively, kg/1000 m ³ ;

- концентрация РДЭГ, соответственно, % масс. - RDEG concentration, respectively, wt.%

Значения определяют из формулы Бюкачека [см. стр. 14, Клюсов, В.А. Технологические расчеты систем абсорбционной осушки газа. Справочное пособие. Издательство: Тюмень: ТюменНИИгипрогаз. 140 страниц; 2002 г. ]:Values determined from Bukachek’s formula [see. p. 14, Klyusov, V.A. Technological calculations of absorption gas drying systems. Reference manual. Publisher: Tyumen: TyumenNIIgiprogaz. 140 pages; 2002]:

Значение концентрации Х_НДЭГ в АСУ ТП 25 поступает с многопараметрического датчика контроля 24 (в качестве датчика 24 можно использовать массовые расходомеры фирм KROHNE из серии OPTIMASS или Micro Motion фирмы Метран).The concentration value of X _NDEG in the process control system 25 comes from the multi-parameter control sensor 24 (mass flow meters from the KROHNE company from the OPTIMASS series or Micro Motion from the Metran company can be used as sensor 24).

Значение концентрации Х_РДЭГ в АСУ ТП 25 поступает из цеха регенерации УКПГ, который поддерживает необходимое значение концентрации РДЭГ и его температуры в пределах заданных границ, предусмотренных технологическим регламентом УКПГ.The value of the concentration of X _RDEG in the automated process control system 25 comes from the regeneration workshop of the gas treatment plant, which maintains the required value of the concentration of the RDEG and its temperature within the specified boundaries provided for by the technological regulations of the gas treatment plant.

При запуске УКПГ в работу АСУ ТП 25 с помощью датчика 22, установленного на линии выхода осушенного газа 27 каждого МФА 13, с заданной дискретностью производит измерение - значение удельного уноса ДЭГ осушенным газом из i-го МФА i-ой технологической нитки, фиксирует их величину в своей БД и следит за динамикой изменения этих значений. Так как в ЦОГ используются однотипные МФА, в идеальном случае удельный унос ДЭГ из каждого МФА через их линии выхода осушенного газа 27, должен быть одинаковый. В реальности, по различным причинам, например, из-за того, что ремонтно-профилактические работы всех МФА проводятся в разное время, какой-то МФА, при снижении потребности в газе, может быть переведен в резерв и т.д., удельный унос ДЭГ из разных абсорберов может отличаться друг от друга. Несмотря на это, если на УКПГ технологический процесс протекает в штатном режиме, т.е. ухудшение состояния фильтрационной секции МФА не произошло, то динамика изменений удельного уноса ДЭГ на линии выхода осушенного газа 27 всех МФА будет практически одинаковой. При этом для i-го МФА вариации значений удельного уноса ДЭГ на линии выхода осушенного газа 27 укладываются в коридор где - уставка среднего значения удельного уноса ДЭГ, задаваемое обслуживающим персоналом при запуске установки в эксплуатацию на основе характеристик МФА и результатов лабораторных исследований добываемой продукции.When the gas treatment plant is put into operation, the automated process control system 25, using sensor 22 installed on the dry gas outlet line 27 of each MFA 13, makes measurements with a given discreteness - the value of the specific entrainment of DEG by dried gas from the i-th MFA of the i-th process line, records their value in its database and monitors the dynamics of changes in these values. Since the same type of MFAs are used in COX, ideally the specific loss of DEG from each MFA through their dry gas outlet lines 27 should be the same. In reality, for various reasons, for example, due to the fact that maintenance and repair work of all MFAs is carried out at different times, some MFA, with a decrease in gas demand, can be transferred to reserve, etc., specific carryover DEG from different absorbers may differ from each other. Despite this, if the technological process at the gas treatment facility proceeds as normal, i.e. deterioration of the condition of the filtration section of the MFA has not occurred, then the dynamics of changes in the specific loss of DEG on the dry gas outlet line 27 of all MFAs will be almost the same. In this case, for the i-th MFA, the variations in the values of the specific loss of DEG on the dry gas outlet line 27 fit into the corridor Where - the setting of the average value of the specific loss of DEG, set by the maintenance personnel when putting the installation into operation based on the characteristics of the MFA and the results of laboratory studies of the extracted products.

Из опыта эксплуатации УКПГ установлено, что если в каком-то i-ом МФА динамика изменения значения удельного уноса ДЭГ стала отличаться от динамики удельного уноса ДЭГ на линии выхода осушенного газа 27 других МФА, и удельный унос ДЭГ повысился и вышел за границу пять процентов от его заданного среднего значения (см. фиг.4, область увеличения удельного уноса ДЭГ выше допустимой границы), то это свидетельствует о том, что произошло ухудшение качества функционирования узла фильтрации, и поэтому необходимо снизить производительность указанного i-го МФА, а это значит, что необходимо скорректировать уставку расхода осушенного газа для этого МФА. Учитывая это обстоятельство АСУ ТП реализует данный процесс в реальном масштабе времени следующим образом.From the experience of operating a gas treatment plant, it has been established that if in some i-th MFA the dynamics of changes in the value of the specific loss of DEG began to differ from the dynamics of the specific loss of DEG on the dry gas outlet line of 27 other MFAs, and the specific loss of DEG increased and went beyond the limit of five percent of its given average value (see Fig. 4, the area where the specific loss of DEG increases above the permissible limit), this indicates that there has been a deterioration in the quality of functioning of the filtration unit, and therefore it is necessary to reduce the productivity of the specified i-th MFA, which means that it is necessary to adjust the setting dry gas flow rate for this MFA. Taking this circumstance into account, the automated process control system implements this process in real time as follows.

Поддержание соответствия температуры точки росы осушаемого газа заданному уставкой значению обеспечивает каскадная схема из двух ПИД-регуляторов 39, 44 и блока коррекции 42 массового расхода РДЭГ.Maintaining the dew point temperature of the gas being dried given by the setting The value is provided by a cascade circuit of two PID controllers 39, 44 and a correction unit 42 for the mass flow rate of the RDEG.

Известно, что фактическая температура точки росы осушенного газа всегда на несколько градусов выше, чем теоретическая [см., стр. 111, Бекиров Т.М., Шаталов А.Т. Сбор и подготовка к транспорту природных газов. - М.: Недра, 1986. - 261 с]. Блок коррекции 42 позволяет учесть эти несколько градусов, используя поправку А, и корректирует расчетное значения массового расхода абсорбента так, чтобы поддерживать фактическое значение точки росы максимально близким к заданному значению (уставке) температуры точки росы осушенного газа на выходе абсорбера.It is known that the actual dew point temperature of dried gas is always several degrees higher than the theoretical one [see, page 111, Bekirov T.M., Shatalov A.T. Collection and preparation for transportation of natural gases. - M.: Nedra, 1986. - 261 p.]. Correction block 42 allows you to take these few degrees into account using correction A, and corrects the calculated value mass flow of absorbent so as to maintain the actual dew point value as close as possible to the specified value (setpoint) dew point temperature of the dried gas at the absorber outlet.

ПИД-регулятор 39 поддержания температуры точки росы осушенного газа отслеживает в реальном масштабе времени отклонение фактического значения температуры точки росы от ее уставки . Для этого на вход задания SP ПИД-регулятора 39 подают сигнал 34 уставки температуры точки росы которую назначают по СТО Газпром 089-2010. Одновременно, на вход обратной связи PV этого же ПИД-регулятора, подают сигнал 33 фактического значения температуры точки росы регистрируемой датчиком 21. Сравнивая эти два сигнала, ПИД-регулятор 39 на своем выходе CV формирует значение поправки А, необходимой для корректировки рассчитанного АСУ ТП 25 значения массового расхода РДЭГ по формуле (1).PID controller 39 for maintaining the dew point temperature of the dried gas monitors in real time the deviation of the actual value of the dew point temperature from its setting . To do this, a signal 34 of the dew point temperature setting is supplied to the input of the SP PID controller 39. which is prescribed according to STO Gazprom 089-2010. At the same time, a signal 33 of the actual value of the dew point temperature is supplied to the PV feedback input of the same PID controller recorded by sensor 21. Comparing these two signals, PID controller 39 at its output CV generates the value of correction A, necessary to correct the value calculated by the automated process control system 25 mass flow rate of RDEG according to formula (1).

С выхода ПИД-регулятора 39 значение поправки поступает на вход I₂ блока коррекции 42 массового расхода РДЭГ. Одновременно на вход I₁ блока коррекции 42 АСУ ТП 25 подает сигнал 32 - значение массового расхода G_p РДЭГ, рассчитанного по формуле (1).From the output of the PID controller 39, the correction value is supplied to input I ₂ of the correction block 42 of the mass flow rate of the RDEG. At the same time, signal 32 is supplied to input I ₁ of the correction block 42 of the automated process control system 25 - the value of the mass flow rate G _p of the RDEG, calculated by formula (1).

Получив эти два сигнала, блок 42 формирует скорректированное значение массового расхода РДЭГ, которое является текущим значением задания его подачи в МФА 13. Значение блок 42 формирует используя следующие выражения:Having received these two signals, block 42 generates the corrected value mass flow rate RDEG, which is the current value of the task of its supply to MFA 13. Value block 42 generates using the following expressions:

Для управления подачей РДЭГ в МФА 13 используют ПИД-регулятор 44 поддержания расхода РДЭГ. Для этого на его вход задания SP подают сигнал скорректированного значения расхода РДЭГ -поступающий сTo control the supply of RDEG to the MFA 13, a PID controller 44 is used to maintain the RDEG flow rate. To do this, a signal of the corrected value of the RDEG flow rate is supplied to its SP task input - coming from

выхода блока коррекции 42. Одновременно на вход PV обратной связи данного ПИД-регулятора подают сигнал 31 фактического расхода РДЭГ - поступающий с датчика 20. Сравнивая эти два сигнала, ПИД-регулятор 44 на своем выходе CV формирует управляющий сигнал 45, который подает на КР 23 расхода РДЭГ. В результате этого обеспечивается автоматическое управление подачей необходимого количества РДЭГ в МФА 13, достаточного для осушки газа до заданной температуры точки росы.output of the correction unit 42. At the same time, a signal 31 of the actual flow rate of the RDEG is supplied to the PV feedback input of this PID controller - coming from sensor 20. Comparing these two signals, the PID controller 44 at its CV output generates a control signal 45, which supplies the RDEG flow rate control unit 23. As a result, automatic control of the supply of the required amount of RDEG to MFA 13 is ensured, sufficient to dry the gas to a given dew point temperature.

Для поддержания заданного расхода осушенного газа в МФА 13 АСУ ТП 25 использует ПИД-регулятор 40. Для этого АСУ ТП 25 на вход обратной связи PV этого ПИД-регулятора подает сигнал 35 с датчика расхода 19 -значение расхода осушенного газа. Одновременно АСУ ТП 25 на вход задания SP этого же ПИД-регулятора подает сигнал 36 - значение уставки расхода осушенного газа по МФА 13. Ее величину устанавливает в соответствии с суточным планом добычи газа по УКПГ диспетчерская служба нефтегазодобывающего предприятия. Сравнивая эти два сигнала ПИД-регулятор 40 на своем выходе CV формирует управляющий сигнал, который поступает на вход I₁ блока коррекции уставки расхода осушенного газа 43 и далее в неизменной форме транслируется им на КР 26 расхода осушенного газа, регулируя поток осушенного газа из МФА 13.To maintain a given flow rate of dried gas in MFA 13, the automated process control system 25 uses a PID controller 40. For this, the automated process control system 25 sends a signal 35 from the flow sensor 19 to the PV feedback input of this PID controller - the value of the dry gas flow rate. At the same time, the automated process control system 25 sends signal 36 to the input of the SP task of the same PID controller - the value of the dry gas flow rate setting according to MFA 13. Its value is set in accordance with the daily gas production plan for the gas treatment facility by the dispatch service of the oil and gas producing enterprise. Comparing these two signals, the PID controller 40 at its output CV generates a control signal, which is sent to input I ₁ of the dry gas flow set point correction unit 43 and is then transmitted in an unchanged form to the dried gas flow rate control unit 26, regulating the flow of dried gas from the MFA 13 .

В случае ухудшения качества функционирования узла фильтрации МФА 13, об этом свидетельствует повышенный удельный унос ДЭГ выходящий за пределы коридора где - уставка допустимого удельного уноса ДЭГ осушенным газом из МФА 13, АСУ ТП 25 с помощью блока коррекции уставки расхода осушенного газа 43 блокирует прохождение сигнала, поступающего на его вход I₁ с выхода ПИД-регулятора 40. Одновременно АСУ ТП 25 начинает использовать ПИД-регулятор 41 для корректировки значения уставки расхода осушенного газа по этому МФА 13. Для этого АСУ ТП 25 на вход обратной связи PV ПИД-регулятора 41 подает сигнал 37 -значение фактического удельного уноса ДЭГ измеряемое датчиком 22. Одновременно АСУ ТП 25 на вход задания SP этого же ПИД-регулятора подает сигнал 38 - значение уставки удельного уноса ДЭГ на выходе из МФА 13. В результате обработки этих сигналов ПИД-регулятор 41 на своем выходе CV формирует управляющий сигнал, который поступает на вход I₂ блока коррекции уставки расхода осушенного газа 43 и далее в неизменной форме транслируется им на КР 26 расхода осушенного газа, регулируя поток осушенного газа из МФА 13.If the quality of functioning of the MFA 13 filtration unit deteriorates, this is evidenced by the increased specific loss of DEG extending beyond the corridor Where - the setting of the permissible specific entrainment of DEG by dried gas from MFA 13, ACS 25, using the dry gas flow rate set correction unit 43, blocks the passage of the signal arriving at its input I ₁ from the output of the PID controller 40. At the same time, the ACS 25 begins to use the PID controller 41 to adjust the value of the set point for the flow of dried gas according to this MFA 13. For this, the automated process control system 25 sends a signal 37 to the feedback input of the PV PID controller 41 - the value of the actual specific entrainment of DEG measured by sensor 22. At the same time, the automated process control system 25 sends a signal 38 to the input of the SP task of the same PID controller - the value of the specific DEG loss setting at the output of the MFA 13. As a result of processing these signals, the PID controller 41 at its output CV generates a control signal, which is supplied to the input I ₂ of the dry gas flow set point correction unit 43 and is then transmitted in an unchanged form to the dried gas flow rate control unit 26, by regulating the flow of dried gas from MFA 13.

Первоначальное значение уставки подаваемой на вход задания SP ПИД-регулятора 41 (сигнал 38) для каждого МФА 13, обслуживающий персонал определяет при запуске УКПГ в работу и заносит в БД АСУ ТП 25. Значение этой уставки обслуживающий персонал периодически уточняет на основе результатов лабораторных анализов добываемой продукции и вносит в БД АСУ ТП 25.Initial setpoint value supplied to the input of the SP task of the PID controller 41 (signal 38) for each MFA 13, the maintenance personnel determines when the gas treatment plant is launched into operation and enters it into the database of the automated process control system 25. The value of this setting is periodically clarified by the maintenance personnel based on the results of laboratory analyzes of the extracted products and enters in the ACS 25 database.

Если динамика изменений удельного уноса ДЭГ на выходах всех МФА идентична, и не выходит за рамки коридора блок коррекции уставки расхода осушенного газа 43 транслирует на свой выход без изменения управляющий сигнал с выхода ПИД-регулятора 40, реализуя штатный режим автоматического управления расходом осушенного газа в ЦОГ. В противном случае блок коррекции 43 транслирует без изменения управляющий сигнал на КР 26 расхода осушенного газа с выхода ПИД-регулятора 41, осуществляющего поиск новой уставки расхода осушаемого газа.If the dynamics of changes in the specific loss of DEG at the outputs of all MFAs is identical and does not go beyond the corridor the dry gas flow set point correction unit 43 transmits to its output without changing the control signal from the output of the PID controller 40, implementing the normal mode of automatic control of the dry gas flow in the COG. Otherwise, the correction unit 43 transmits without changing the control signal to the dry gas flow rate control unit 26 from the output of the PID controller 41, which searches for a new set point for the dry gas flow rate.

Для выявления необходимости такого перехода АСУ ТП 25 непрерывно следит за динамикой изменения носа ДЭГ на выходе всех МФА. Если в какой-то момент на выходе одного из МФА динамика изменения удельного уноса ДЭГ станет отличаться от динамики изменения удельного уноса ДЭГ других МФА и его удельный унос повысится и выйдет за пределы разрешенного коридора допустимых отклонений для этого МФА (см. фиг.4), то это свидетельствует о том, что ухудшилось качество функционирования его фильтрационной секции. В этом случае блок коррекции уставки расхода осушенного газа 43 изменяет режим работы МФА 13 путем блокировки управления потоком осушенного газа с помощью ПИД-регулятора 40 и переводит управления его расходом на ПИД-регулятор 41. Одновременно АСУ ТП 25 формирует сообщение об этом оператору УКПГ, а ПИД-регулятор 41 начинает снижать расход осушенного газа, выходящего из МФА 13, с помощью КР 26 расхода осушенного газа. Этот процесс происходит до тех пор, пока удельный унос ДЭГ на выходе МФА 13 не примет значение, равное уставке введенной в БД АСУ ТП 25 при запуске УКПГ в работу или ее последним уточненным значением, введенным обслуживающим персоналом в процессе работы.To identify the need for such a transition, automated process control system 25 continuously monitors the dynamics of changes in the nose of the DEG at the output of all MFAs. If at some point at the output of one of the MFAs the dynamics of changes in the specific loss of DEGs begins to differ from the dynamics of changes in the specific loss of DEGs of other MFAs and its specific loss increases and goes beyond the permitted range of permissible deviations for this MFA (see Fig. 4), this indicates that the quality of functioning of its filtration section has deteriorated. In this case, the dry gas flow set point correction unit 43 changes the operating mode of the MFA 13 by blocking the control of the flow of dried gas using the PID controller 40 and transfers the control of its flow to the PID controller 41. At the same time, the automated process control system 25 generates a message about this to the operator of the gas treatment plant, and The PID controller 41 begins to reduce the flow rate of the dried gas leaving the MFA 13 with the help of the KR 26 flow rate of the dried gas. This process occurs until the specific loss of DEG at the output MFA 13 will not accept a value equal to the setting entered into the DB of the automated process control system 25 when the gas treatment plant was put into operation or its last updated value entered by the maintenance personnel during operation.

После этого АСУ ТП 25 фиксирует найденное значение расхода осушенного газа в своей БД как новую уставку по его расходу через МФА 13 и подает ее на вход задания SP ПИД-регулятора 40. Одновременно АСУ ТП 25 подает команду блоку коррекции 43 на блокировку управления потоком осушенного газа с помощью ПИД-регулятора 41 и возвращает управление его расходом на ПИД-регулятор 40, и формирует сообщение оператору о новых параметрах работы МФА 13.After this, the automated process control system 25 records the found value of the dry gas flow rate in its database as a new setpoint for its flow rate through the MFA 13 and sends it to the input of the SP task of the PID controller 40. At the same time, the automated process control system 25 sends a command to the correction block 43 to block the control of the flow of dried gas using the PID controller 41 and returns control of its flow to the PID controller 40, and generates a message to the operator about the new operating parameters of the MFA 13.

В процессе снижения расхода осушенного газа через данный МФА 13 с помощью ПИД-регулятора 41 АСУ ТП 25 исключает нарушение плана газового промысла его подачи потребителям путем компенсации этого снижения, распределив план задания по добыче между другими МФА.In the process of reducing the flow of dried gas through this MFA 13, using the PID controller 41, the automated process control system 25 eliminates the violation of the gas field plan for its supply to consumers by compensating for this reduction, distributing the production task plan among other MFAs.

Если в результате перехода на управление расходом осушенного газа через МФА 13 с помощью ПИД-регулятора 41 не удастся найти расход, при котором удельный унос ДЭГ на выходе МФА 13 примет значение, равное уставке, введенной в БД АСУ ТП 25 при ее последнем уточнении или введенной при запуске УКПГ в работу обслуживающим персоналом, если уточнений не было, то она формирует сообщение оператору о необходимости изменения режима работы УКПГ.If, as a result of the transition to controlling the flow of dried gas through the MFA 13 using the PID controller 41, it is not possible to find a flow rate at which the specific entrainment of DEG at the output of the MFA 13 will take a value equal to the setting entered into the DB of the automated process control system 25 when it was last updated or entered when the gas treatment plant is put into operation by maintenance personnel, if there were no clarifications, then it generates a message to the operator about the need to change the operating mode of the gas treatment plant.

Настройку ПИД-регуляторов производят согласно общеизвестным методам, изложенным, например, в «Энциклопедии АСУ ТП», п. 5.5, ПИД-регулятор, ресурс http://www.bookasutp.ru/Chapter5_5.aspx#HandTuning.Tuning of PID controllers is carried out according to well-known methods, set out, for example, in the “Encyclopedia of Process Control Systems”, section 5.5, PID controller, resource http://www.bookasutp.ru/Chapter5_5.aspx#HandTuning.

Способ автоматического управления процессом осушки газа на многофункциональных абсорберах установок комплексной подготовки газа, расположенных в районах Крайнего Севера РФ, реализован на Заполярном нефтегазоконденсатном месторождении на УКПГ-1С, УКПГ-2С и УКПГ-3С ООО «Газпром добыча Ямбург» ПАО «Газпром». Результаты эксплуатации показали его высокую эффективность. Заявляемое изобретение может широко использоваться и на других действующих и вновь осваиваемых газоконденсатных месторождениях, расположенных в районах Крайнего Севера РФ.A method for automatically controlling the gas drying process on multifunctional absorbers of complex gas treatment installations located in the Far North of the Russian Federation was implemented at the Zapolyarnoye oil and gas condensate field at UKPG-1S, UKPG-2S and UKPG-3S LLC Gazprom Dobycha Yamburg PJSC Gazprom. The operating results showed its high efficiency. The claimed invention can be widely used in other existing and newly developed gas condensate fields located in the Far North of the Russian Federation.

Применение данного способа позволяет повысить качество управления технологическим процессом осушки газа на УКПГ, работающей в условиях Крайнего Севера РФ, в рамках норм и ограничений, предусмотренных ее технологическим регламентом, снизить роль человеческого фактора при управлении технологическим процессом подготовки газа к дальнему транспорту, своевременно выявлять и парировать возникшие нештатные ситуации в процессе подготовки газа к дальнему транспорту. Благодаря этому удается поддерживать заданное качество осушаемого газа при возникновении отклонений в ходе технологического процесса на УКПГ, исключить человеческий фактор при принятии управленческих решений и повысить оперативность в поиске причин возникновения нештатных ситуаций.The use of this method makes it possible to improve the quality of control of the technological process of gas drying at a gas treatment facility operating in the Far North of the Russian Federation, within the framework of the norms and restrictions provided for by its technological regulations, to reduce the role of the human factor in managing the technological process of preparing gas for long-distance transport, to promptly identify and counteract emergency situations that arise in the process of preparing gas for long-distance transport. Thanks to this, it is possible to maintain the specified quality of the dried gas in the event of deviations during the technological process at the gas treatment plant, eliminate the human factor when making management decisions and increase efficiency in finding the causes of emergency situations.

Claims

1. A method for automatically controlling the gas drying process on multifunctional absorbers - MFA complex gas treatment plants - CGTU, including control and management of the main parameters of the technological process by means of an automated process control system - automated process control system, which calculates the flow rate G _p of the regenerated absorbent - diethylene glycol - DEG required for drying the current flow of produced gas and corrects its value by introducing a correction Δ, the value and sign of which is determined by the process control system based on a comparison of the given value - the set dew point temperature of the dried gas with its actually measured value in real time, using for this purpose a block for correcting the mass flow of regenerated DEG - RDEG, from the output of which the corrected signal for setting the supply of RDEG is sent to the SP input of the PID flow controller of the RDEG, which controls its supply to the MFA, characterized in that the automated process control system with a given measures the specific loss of DEG in discrete time - dried gas at the output of each MFA, where i is the serial number of the process line, records their value in its database - DB and monitors the dynamics of changes in these values, and as soon as the dynamics of change one of the MFA will differ from the dynamics of the specific loss of DEG from other MFAs, and its value will satisfy the inequality Where - the set point for the permissible specific loss of DEG, set by the maintenance personnel when putting the installation into operation and periodically updated based on the characteristics of the i-th MFA and the results of regularly conducted laboratory studies of the produced products, and in this case, the automated process control system switches the normal mode of controlling the flow of dried gas leaving this MFA, to the mode of searching for a new set point for the flow of dried gas, at which the value of the specific entrainment of DEG is dried gas will return to the set point for the permissible specific loss of DEG and this switching of the operating mode of the MFA of the automated process control system is carried out using a block for correcting the set point for the flow of dried gas, which in this operating mode transmits to the valve-regulator - KR, which controls the flow of the dried gas leaving the i-th MFA, a control signal arriving at input I ₂ blocks for correcting the set point for the flow of dried gas from a PID regulator for searching the set point for the flow of dry gas, the signal of the set point for the permissible specific entrainment of DEG is sent to the input of the SP task and the signal of the actual specific loss of DEG is received at the feedback input PV dry gas, and this PID controller reduces the flow of dry gas leaving the MFA until the actual specific loss of DEG does not match the setpoint and as soon as such a flow rate of dried gas is found, the automated process control system records its value in its database as a new set point for the flow rate of dried gas leaving the MFA and at the same time sends a command to the block for correcting the set point for the flow rate of dried gas to transfer the operation of this MFA to the normal mode of controlling the flow of dried gas with with the new found set value, and the dry gas flow rate set point correction unit blocks the broadcast of the control signal arriving at its input I ₂ and begins to broadcast the control signal arriving at its input I ₁ from the output of the PID controller for maintaining the specified flow rate of dried gas during operation of the MFA in normal mode, but with a new set value for the flow of dried gas, which the process control system sends to the input of the SP task of the PID controller to maintain the specified flow rate of the dried gas; also, the process control system, synchronously with the specified switching of the MFA operating mode, generates messages to the operator about identifying a problem in node of the filter section of the i-th MFA and the beginning of the search for the value of the new set point for the flow of dried gas through the i-th MFA, and at the end of this search about the value of the new set point and the new parameters of the normal operation of this MFA.

2. The method according to claim 1, characterized in that the automated process control system generates a message to the operator of the gas treatment unit about the need to change its operating mode if, as a result of the transition to controlling the flow of dried gas through the MFA using the PID regulator for searching the set point for the flow of dry gas, it is not possible to find the flow , at which the specific loss of DEG at the output of the MFA can be reduced to the set value of the permissible specific loss of DEG entered into the ACS database when it was last clarified or entered when the gas treatment plant was put into operation by maintenance personnel, if there were no subsequent clarifications.