Тренажер нефтеналивного терминала

В последние пять лет количество происшествий, приводящих к разливу нефти, значительно возросло, что потребовало принятия ряда организационных и технических мер. Однако, основное внимание должно быть уделено подготовке персонала, обязанного заниматься безаварийной эксплуатацией, а также предотвращением и ликвидацией последствий аварий. Именно на решении этих вопросов сконцентрированы усилия правительств ряда европейских государств. Уже с начала 2000-х годов начали создаваться координационные и учебные центры, позволяющие готовить вышеупомянутых специалистов, способных предотвращать аварии и бороться с их последствиями.

В балтийском регионе России и Финляндии организуются центры, которые в случае необходимости смогут обеспечить и мониторинг произошедшей экологической катастрофы, и обучение специалистов, способных проводить перевалочные операции безаварийно, также как и бороться с последствиями аварий. Центры укомплектовываются современными тренажерными комплексами, позволяющими управлять различным «учебным» оборудованием и ресурсами в режиме реального времени, а также отображать происходящие события и прогнозировать развитие ситуации. Ядром подобных комплексов являются тренажеры реальных физических объектов, которые производят технологические операции по перевалке нефтепродуктов.

Для решения этой задачи компанией Транзас совместно с Kymenlaakso Polytechnic был разработан тренажер технологических операций многоцелевого терминала, который используется для отработки принципов загрузки танкеров. Тренажер позволяет отрабатывать взаимодействие оператора Терминала и грузовых помощников танкера.

На сегодняшний день тренажер грузовых операций нефтеналивного терминала предназначен для обучения операторов терминала: грузового мастера и инженера парковой зоны. Основной целью подготовки является тренинг и отработка навыков по диспетчерскому управлению. В ходе подготовки вырабатываются навыки по управлению, распределению емкостей парка, способность отслеживать и держать в памяти все операции, происходящие в сложном переплетении систем терминала, и адекватно реагировать на технологические и погодные изменения, при этом учитывая технические возможности систем. Дополнительно требуется оперативно оценивать возможные последствия своих действий, а также изменения в цепочке технологических операций, плюс новые ограничения и возможности.

Для выполнения поставленных задач руководствовались рекомендациями “Marine Terminal Training and Competence Assessment Guidelines for oil and Petroleum Product Terminals”, “Training of Terminal and Staff involved in loading and discharging gas carriers” и консультациями ведущих специалистов перегрузочных комплексов. В результате, упражнения загрузки/выгрузки реального танкера для Терминала могут быть объединены в один технологический цикл, либо использоваться как отдельные упражнения, которые позволяют обучить строго определенным операциям по применению отдельных систем или их элементов. Тренажер позволяет загрузить упражнение, описывающее начальное состояние и приблизительный сценарий подготовки. Инструктор способен изменять в произвольном порядке ход выполнения упражнения и «вносить» различные неисправности и ограничения. Упражнение может быть остановлено только в случае вывода из строя важнейшего оборудования или создания «экологической катастрофы».

ВОЗМОЖНОСТИ

Для обеспечения эффективного тренинга в качестве прототипа тренажера был выбран многоцелевой терминал (вместимостью 700 000 м3), способный обрабатывать VLCC, LCC танкера, возможности которого полностью перекрывают весь технологический цикл работы терминала и могут быть дополнены пожарными системами и системами станции загрузочных/разгрузочных цистерн вагонов:

  • Район нефтехранилищПолучение жидкого груза из железнодорожных цистерн, а также перекачка грузов из подземных хранилищ и подвижных цистерн в расходные резервуары или на борт судна через конструкции наливного причала.
  • Обслуживание расходных резервуаров и проведение грузовых операций по внутренним перекачкам, разгрузке и выгрузке судов. Также система используется для зачистки танков, мойки и перекачки грузов в подземные резервуары длительного хранения.
  • Системы перекачивающих насосов используются для загрузки, выгрузки по одной линии, перекачки грузов на борт судна из расходных резервуаров или подземных резервуаров длительного хранения, измерения количества перекачиваемого груза. Система также используется для операций по зачистке линий и танков. Грузовые линии системы оборудованы компенсаторами резкого повышения давления.
  • Система водообработкиСистемы наливного причала используются для загрузки и выгрузки грузов танкеров. Бустерные насосы причала используются для облегчения выгрузки с помощью судовых насосов.
  • Поддержание безопасного уровня кислорода в атмосфере танков и ограничения выбросов CHx в окружающую среду, которые могут быть причиной взрыва или пожара. Система защищает резервуары от повышения давления и образования вакуума.
  • Сбор дождевой воды или загрязнений из защитных объемов, отслеживания и регистрации качества сбрасываемой в море воды.
  • Балластная система используется для обработки балластной воды с судов и сброса ее в море.

СООТВЕТСТВИЕ СТАНДАРТАМ

Тренажер терминала соответствует рекомендациям ОКИМФ "Тренинг для работы на терминалах и руководство по оценке компетентности для нефтеналивных и продуктовых терминалов", а также "Рекомендации для трубопроводов нефтяных танкеров и сопутствующего оборудования" и МООГТ "Тренинг персонала терминала и персонала, участвующего в погрузке и разгрузке газовозов".

ПРЕИМУЩЕСТВА

При разработке Тренажера Терминал были применены следующие инновационные решения: имитация внешнего видеонаблюдения за объектами территории, улучшенный графический интерфейс (GUI) и универсальная математическая модель. Рассмотрим эти решения подробнее:

1. Универсальная математическая модель

построена на основе принципа единства топологической расчетной схемы систем терминала и танкера, образующих единую трубопроводную систему. Такой подход кардинально отличает модель Транзас от аналогов, в которых эта задача решается путем факторизации двух независимых систем. Применение графовых алгоритмов позволяет нам автоматически разделять расчетную область на отдельно разрешаемые блоки. В основу уравнений модели положены базовые законы сохранения массы, энергии и уравнения состояния, которые позволяют учитывать все энергетические эффекты, включая фазовые переходы при смене параметров окружающей среды.

2. Улучшенный графический интерфейс (GUI)

создавался с учетом того, чтобы объекты схем были легко узнаваемы и привязаны к месту их расположения на реальном рельефе Терминала - с целью снижения времени на адаптацию студентов к системам Терминала и объяснения с помощью 3D разрезов основных принципов работы узлов и агрегатов систем. Элементы легко узнаваемы и их положение на экране системы управления соответствует их реальному положению на настоящем терминале, чтобы ускорить адаптацию обучающихся к системам и объяснить основные принципы работы узлов и агрегатов.

Пример трех экранов части грузовой системы Терминала

Экраны систем спроектированы так, что будучи помещенными на установленных рядом мониторах, позволяют видеть всю грузовую систему целиком. Для отображения текущих процессов используется компьютерная анимация.

3. 32 внешние камеры видеонаблюдения

В тренажере такого класса впервые применена визуализация, имитирующая 32 внешние камеры видеонаблюдения, которые расположены в наиболее ответственных местах Терминала так же, как это делается на современных аналогах и новых танкерах. Это приближает учебное место тренажера к реальному посту управления терминала, ведь именно видеонаблюдение позволяет оценивать параметры работы, неконтролируемые системой управления, например протечки в трубопроводах и цистернах. Внедрение внешнего видеонаблюдения позволяет создать новую концепцию обучения, которая направлена на подготовку специалистов для работы с современными системами управления, рассчитанными на малое количество персонала.

Вид из 4 камер внешнего видеонаблюдения

Среди неподконтрольных системе управления и мониторинга параметров следует выделить:

  • работу части оборудования (например, Arm и т.д.)
  • протечки в трубопроводах и цистернах, которые не заметны по изменению давления в трубах и уровням в танках
  • состав и уровень жидкости в нефтесборниках и защитных рвах
  • процессы движения объектов (судов, tank-wagon, oil-Truck) по акватории и территории Терминала

ИНТЕГРАЦИЯ

Тренажер нефтеналивного терминала может быть интегрирован со следующими системами:

  • Интеграция тренажера Терминала с танкерами и PISCESТанкером LCC и VLCC в процессе выполнения грузовых операций в рамках единого упражнения. Упражнение одновременно выполняется операторами терминала и двух танкеров.
  • Системой PISCES для отработки навыков по борьбе с локальными нефтеразливами.
  • Навигационным тренажером Navi-Trainer Professional 4000 для отработки последовательных операций при подготовке старших помощников.

Объединенное упражнение с привлечением навигационного тренажера, системы PISCES и тренажера грузобалластных операций позволяет проводить одновременное обучение:

  • навигационного персонала, ответственного за маневрирование танкеров и буксиров;
  • персонала танкеров, ответственного за безаварийные грузовые операции с целью поддержания судна в мореходном состоянии;
  • специалистов центра кризисных операций по оперативному управлению ЧС в случае разлива на нефтерайоне;
  • оператора терминала рутинным или поставарийным операциям на терминале и в парковой зоне.

Тренажер позволяет выполнять операции, как по безаварийному, так и по аварийному управлению системами Терминала с целью предотвращения разлива нефтепродуктов.