«Проектирование автоматизированных систем» : «Проектирование блока дебутанизации газофракционирующей установки (ГФУ-300) Миннибаевского ГПЗ ОАО «ТНГП» » Мы с АГНИ

Курсовой проект

Под проектированием понимается процесс создания прототипа прообраза объекта, необходимого для изготовления объекта. Проектирование по существу представляет собой процесс управления с обратной связью, где сначала идет техническое задание, затем – выбор структуры параметров и технических средств, а критерий сравнения – результаты проектирования.

Под объектом проектирования понимают любой объект еще не существующий в действительности. Это могут быть машины, процессы, вычислительные системы, системы управления и т. д. В процессе проектирования приходится перерабатывать и использовать большое количество информации, технических данных, большое количество вычислений. Поэтому в современных системах проектирования активно используют систему автоматического проектирования (САПР).

САПР – это комплекс программно – технических средств автоматического проектирования взаимосвязанных с необходимыми подразделениями проектной организации, выполняющих автоматическое проектирование.

Основным направлением при разработке и создании проектов является широкое применение автоматизированных методов проектирования с использованием ЭВМ, что значительно облегчает процесс разработки и сокращает продолжительность всего технологического цикла.

Основная часть

Нестабильный бензин, получаемый на газоотбензинивающих установках методом компрессии, абсорбции или низ­котемпературной ректификации или адсорбции, содер­жит углеводороды от этана до гептана и высшие. В зависи­мости от состава отбензиниваемых газов и глубины извле­чения целевых углеводородов, состав нестабильных бен­зинов колеблется в широких пределах. Как товарный продукт нестабильный бензин не находит применения. В народном хозяйстве используются его компоненты: пропан, изобутан, н-бутан, изопентан.

Основное требование к качеству каждого выделяемого углеводорода — это чистота, т. е. высокая концентрация целевого компонента в получаемой фракции. Выделить совершенно чистые (не имеющие примесей) углеводороды в промышленных условиях практически невозможно. Вместе с целевым компонентом в продукте содержатся другие углеводороды, имеющие близкие температуры кипения. Такая смесь носит название фракции того или иного компонента (пропановая фракция, бутановая фрак­ция и т. д.).

Четкое разделение жидких углеводородных смесей до­стигается в колоннах с большим числом ректификацион­ных тарелок, служащих для контактирования паров, поднимающихся снизу колонны, и флегмы, стекающей сверху.

40 стр., 19766 слов

«процесс Технологический технического обслуживания и ремонта ...

... Важнейшей технической задачей эксплуатации автомобилей является совершенствование проектирования методов технической базы: АТП, гаражей и технического станций ... работ технического обслуживания и текущего полученных, ремонта за время обучения и закрепление знаний по нормативной пользованию и справочной литературой. Глава 1. Технологический технического процесс обслуживания и ремонта автомобиля ...

Подогретое сырье подается в среднюю (питательную) часть колонны. Здесь из сырья выделяются пары и устре­мляются вверх в концентрационную часть колонны, а оставшаяся жидкость стекает вниз — в отгонную часть. На верхнюю тарелку колонны подается орошение, представляющее собой конденсат верхнего продукта (дистил­лят).

Орошение, стекая с верхней тарелки вниз, создает жидкостный поток — флегму, которая встречается на тарелках с поднимающимся кверху потоком паров. На пи­тательной тарелке поток флегмы увеличивается за счет жидкой части сырья.

Пары, поступающие на каждую тарелку снизу колон­ны, имеют более высокую температуру, чем стекающая на эту тарелку сверху флегма. На каждой тарелке проис­ходит уравнение температур паров и жидкости. При этом из паров, которые охлаждаются, выделяется в жидкую фазу фракция высококипящего компонента (в. к. к.), а из флегмы испаряется фракция низкокипящего компо­нента (н. к. к.), т. е. на каждой тарелке происходит тепло- и массообмен между неравновесными парами и жид­костью.

В парах по мере подъема их по колонне уменьшается концентрация в. к. к., а в опускающейся флегме увели­чивается концентрация в. к. к. и уменьшается концентра­ция н. к. к.

Флегма снизу колонны отводится в кипятильник, где путем подвода тепла подвергается частичному испарению. Образовавшиеся в кипятильнике из флегмы пары возвра­щаются в колонну и образуют восходящий паровой поток, что необходимо для процесса ректификации.

Жидкий остаток из кипятильника состоит главным образом из в. к. к. с незначительным содержанием н. к. к. и отводится в качестве нижнего целевого продукта, а ди­стиллят из емкости орошения состоит из н. к. к. с неболь­шой примесью в. к. к. и является верхним целевым про­дуктом колонны,

В одной ректификационной колонне жидкую угле­водородную смесь можно разделить на две фракции. Для разделения смеси на три фракции требуется двухколон­ная установка. В первой колонне отделяется одна фрак­ция, а смесь двух других разделяется во второй колонне. Для разделения смесей на п фракций требуется п — 1 ректификационных колонн. В каждой колонне получают одну целевую фракцию, а в последней колонне — две.

Основными факторами, определяющими работу ректи­фикационных колонн, являются: давление, температура, число тарелок, кратность орошения, или флегмовое число.

Назначение технологического процесса

Газофракционирующая установка (ГФУ-300) предназначена для производства индивидуальных углеводородов фракций (пропана, изобутана, нормального бутана, изопентана, стабильного бензина) методом ректификации жидкого углеводородного сырья.

Сырьем ГФУ является:

— широкая фракция легких углеводородов (ШФЛУ) от поставщиков;

— углеводороды жидкие, поступающие с УНТКР завода;

21 стр., 10048 слов

Модернизация колонны ректификации очистки бутадиена от метилацетилена ...

... Каждый блок состоит из двух ректификационных колонн №11/1 и №11/2 и десорбционной колонны №18/1 (2). Резервный блок экстрактивной ... выбросов вредных веществ в окружающую среду. Целью бакалаврской работы – повышение производительности блока очистки бутадиена от ... ацетонитрила фузельной водой в колонне №28 (№32). Отмытая бутиленизобутиленовая фракция (БИФ) с верха колонны поступает в систему ...

— компрессионный бензин (КБ), поступающий с разделительной емкости компрессорного цеха сырого газа и с контактора К-1 УООГ в сырьевой парк смешиваясь с основным потоком ШФЛУ.

В состав ГФУ-300 входят:

— блок 5, включающий:

ректификационное оборудование (газофракционирование); технологическая насосная; насосная теплоносителя; контур теплоносителя с печами; дренажную систему и утилизацию факельных газов; факельную систему

— установки утилизации тепла дымовых газов печей.

Производительность установки — 320тыс. т в год по сырью. Установка состоит из одного технологического потока. Число часов работы в году -8400.

Описание технологического процесса блока дебутанизации ГФУ-300 Миннибаевского ГПЗ ОАО «ТНГП»

Поступающая на дебутанизацию ШФЛУ подогревается теплоносителем (керосином) от печи П-601 в подогревателе Т-622. Температура ШФЛУ на выходе из подогревателя Т-622 измеряется и регулируется (датчик ТЕ 210а/1) клапаном ТV 210в/1 на трубопроводе теплоносителя от Т-622.

Расход питания колонны К-603/1 регулируется и корректируется по уровню в испарителе Т-605/1. Предельно допустимые верхний и нижний уровни в испарителе Т-605 сигнализируются (поз.LA623б и LA624б соответственно).

Содержание пропана в депропанизированная ШФЛУ контролируется лабораторными анализами.

Депропанизированная ШФЛУ из испарителя Т-605/1 через клапан поз. 522д и подогреватель Т-622/1 с температурой 69°С и давлением 0,5МПа (5кгс/см2 ) поступает в середину колонны К-603/1 на тарелки №18,20,22.

Назначение колонны — дебутанизатора К-603 — извлечение бутановой фракции. Режим работы дебутанизатора К-603/1:

— давление верха — 0.5 МПа (5кгс/см2 );

— температура верха — 53.25°С;

— температура куба — 98.7°С.

Рабочий режим дебутанизатора К-603/1 поддерживается следующим образом:

— давление верха измеряется и регулируется (датчик РТ409а/1) клапаном РV 409в/1 на трубопроводе паров верха К-603 к конденсатору Т-609/1-3;

— предусмотрена предупредительная сигнализация повышения и понижения давления верха (контур поз. 409) и противоаварийная защита (ПАЗ) дебутанизатора отсечкой подачи теплоносителя клапаном поз. 404в в испаритель Т-608/1 при аварийно высоком давлении верха (поз. PISA 404а);

— контролируется перепад давления в дебутанизаторе и сигнализируется его повышение (контур поз.405);

— регистрируется температура в разных точках по высоте колонны (поз.ТЕ 213а,б,в,г);

14 стр., 6639 слов

Автоматизация колонны стабилизации

... продукта. В данном курсовом проекте рассматривается автоматизация колонны стабилизации фракции НК-350ºС установки гидроочистки У.1-732 Астраханского ГПЗ. При нарушении режима работы стабилизационной колонны ухудшаются качественные ... выводится с установки с температурой 500С. Температура стабильного гидрогенизата на выходе с установки регулируется прибором TIC-86. С верха К-201 уходят пары бензина, ...

— сигнализируется повышение (поз.LA632б) и понижение (поз.LA633б) уровеня в кубе дебутанизатора;

— регулируется расход орошения (контур 523).

Подвод тепла в куб дебутанизатора К-603/1 осуществляется теплоносителем из печей П-601/3,4 (275°С) через испаритель Т-608/1. Жидкость из куба бутановой колонны К-603/1 с температурой 98,7°С поступает в испаритель Т-608/1, подогревается до температуры 105°С, где из неё отпариваются легкие компоненты. Пары углеводородов с температурой 105°С возвращаются в куб колонны под нижнюю тарелку.

Тепловой режим испарителя Т-608 поддерживается регулированием расхода обратного теплоносителя (контур регулирования поз.525/1) с коррекцией по температуре «контрольной» тарелки дебутанизатора К-603/1.

Пары бутановой фракции от верха К-603/1 с температурой 53,25°С через клапан поз.409в/1 регулятора давления (датчик РТ 409а/1) поступают на конденсацию в аппараты воздушного охлаждения (АВО) Т-609/1-3,затем в концевой холодильник Т-610/1. Конденсируются, охлаждаются и с температурой 40°С поступают в рефлюксную емкость Е-603/1. Температура продукта на выходе из АВО Т-609/1-3 регулируется автоматически изменением угла поворота лопастей вентилятора Т-609/1-3 (контур поз.219/1-1) и дистанционным управлением жалюзи, регулируется температура продукта на выходе из концевого холодильника Т-610/1 клапаном поз.225в/1 на потоке охлаждающего антифриза из холодильникаТ-610/1.

Бутановая фракция из рефлюксной емкости Е-603/1 с температурой 40°С после насоса НЦ-605/1-2 делится на потока: один из потоков в качестве орошения по расходу через клапан поз.523г/1 подается в бутановую колонну К-603/1, а избыток бутановой фракции при давлении 0,88МПа (8,8 кгс/см2 ) и температуре 40°С подается в теплообменник Т-611/1, где подогревается до температуры 55°С и направляется в колонну К-604/1 для разделения бутанов на н-бутан и изобутан.

Состав бутановой фракции замеряется и регистрируется поточным хроматографом (поз.QIR 907б/1).

Уровень в рефлюксной емкости Е-603/1 регулируется клапаном поз.640в/1 на трубопроводе бутановой фракции, подаваемой в качестве сырья в колонну для разделения бутанов К-604/1. Газовая фаза в случае повышения давления в емкости Е-603/1 сбрасывается через клапан поз.413д в факельную систему. Давление в рефлюксной емкости Е-603/1 поддерживается в случае переохлаждения продукта перепуском горячих паров из колонны К-603/1 через клапан поз.413г/1.

Схемой автоматизации предусмотрена сигнализация предельно допустимых значений уровня в Е-603/1, максимального (поз.LA 638б/1, LA 681б/1) и минимального (поз. LA 639б/1, LSA 641б/1), максимального давления в Е-603/1 (поз.PLA 413е/1) и максимального перепада давления на сетке каплеотбойника Е-603/1 (контур поз.414/1).

Безопасная работа насосов НЦ-605/1-2 обеспечивается автоматическими блокировками с отключением каждого насоса при:

— аварийном снижении расхода на нагнетании насоса (поз. FТ 523а/1);

— аварийном понижении уровня в рефлюксной емкости Е-603/1 (поз. LSA 641б/1);

6 стр., 2923 слов

Автоматические системы регулирования технологических процессов

... и процесс ее разработки строго регламентированы многочисленными стандартами. 2. Классификация законов регулирования В системах автоматического регулирования ... Для унификации отраслевых систем была разработана «Система автоматизации проектно-конструкторских работ и технологической подготовки производства» ( ... по работе с базой данных обеспечиваются системой управления базой данных (СУБД). База данных ...

— повышении температуры подшипников (поз.ТSА 101);

— «сухом» протоке через насос (FS 541б/1);

— загазованности в помещении технологической насосной, равной 50% НКПВ;

— возникновении пожара в насосной.

Кубовая жидкость К-603 из испарителя Т-608/1 самотеком поступает в колонну К-605/1. Расход питания колонны К-605 регулируется клапаном поз.524д/1 и корректируется по уровню в испарителе Т-608. Предельно допустимые верхний и нижний уровни в испарителе Т-608 сигнализируются (поз. LA 635б/1 и LA 636/1 соответственно).

Бутановая фракция подается в теплообменник Т-611, где подогревается до температуры 55°С и направляется в колонну К-604/1. Температура фракции на выходе из Т-611 регулируется клапаном поз.233в/1 на потоке обратного теплоносителя от Т-611/1. Схема приведена в Приложении.

Проектирование блока дебутанизации ГФУ-300 ОАО «ТНГП»

На рис. 1. представлена обобщенная структура АСУ ТП, построенной на базе микропроцессорного программируемого контроллера и ОС «Комплекс».

Операторская станция в структуре автоматизированной

системы управления

Рис. 1

Настоящим техническим заданием предусматривается создание двухуровневой системы повышенной мощности высокой информационной надёжности.

Цели, задачи и выполняемые функции систем автоматизации верхнего и нижнего уровней

Система предназначена для автоматизированного управления технологическими процессами и противоаварийной защиты технологической линии Миннибаевского ГПЗ.

Подлежащими автоматизации являются следующие функции: информационные, управляющие, включая противоаварийную защиту и вспомогательные.

Конечной целью создания системы является повышение стабильности технологического процесса, защита технологического оборудования от аварий, улучшение условий труда и безопасности ведения процесса, в том числе условий охраны окружающей среды повышение экономической эффективности производства.

Структура системы состоит из следующих целевых подсистем:

1) информационной, осуществляющей:

— централизованный контроль параметров состояния технологического объекта управления (ТОУ);

— косвенное измерение и вычисление показателей процесса, сигнализацию отклонения процесса от регламентных норм;

— формирование и представление оперативному и административному персоналу необходимой информации;

— формирование информации для смежных систем управления (при необходимости).

2) управляющей, осуществляющей:

— регулирование отдельных технологических переменных;

— однотактное логическое управление (противоаварийная защита оборудования)

3) вспомогательной, осуществляющей переконфигурирование системы, архивирование и ведение базы данных.

Создаваемая согласно данному ТЗ АСУТП и ПАЗ представляет собой двухуровневую систему.

На нижнем уровне – уровне технологического оборудования (микроконтроллеры в МПУ и ЦПУ) – реализуются следующие основные функции:

— сбор и обработка сигналов с датчиков;

— автоматическое регулирование параметров технологического процесса и оборудования;

— программно-логическое управление и ПАЗ;

— передача информации на верхний уровень и получение команд и данных с верхнего уровня.

На верхнем уровне – уровне автоматизированных рабочих мест в ЦПУ – реализуются следующие функции:

— формирование и отображение оперативной информации о текущих значениях параметров, состоянии оборудования и исполнительных устройств (ИУ), предупредительная и предаварийная сигнализация, тренды;

— дистанционное управление технологическим оборудованием и ИУ;

— управление работой контуров регулирования и ПАЗ;

— ведение базы данных, архивов нарушений, событий, действий оператора, технологического журнала;

— диагностика состояния технических средств и электрических цепей.

Обмен информацией между уровнями иерархии системы должен производиться по интерфейсным связям. Скорость обмена информацией – 4800 бит/сек, период обмена информацией между нижним и верхним уровнями – 6 сек. Передача команд с верхнего уровня на нижний выполняется в инициативном порядке со временем не более 1 сек. Цикл обработки информации и выдачи управляющих воздействий в микроконтроллерах не более 0,5 сек.

Состав комплекса технических средств АСУТП

КТС представляет собой систему, объединяющую логические микpоконтpоллеpы — ломиконты Л-112 и персональные ЭВМ. Каждый АРМ содержит две ПЭВМ и четыре ломиконта. Структурная схема этой системы представлена на рисунке:

К2.1 Персональные ЭВМ

К1.1 К1.2

Ломиконты

Ломиконт представляет собой два независимых конструктивно и программно устройства (комплекта), синхронно выполняющих одну и ту же программу пользователя (ПрП).

Для обеспечения полной идентичности работы ПpП в оба комплекта ломиконта подаются одинаковые входные сигналы от датчиков и команды и данные от персональных ЭВМ (ПЭВМ).

Выходные сигналы через блоки переключения резерва (БПР) подаются на устройства управления оборудованием, на исполнительные и сигнальные устройства.

Конструктивно один из комплектов ломиконта является основным (ОКЛ), другой — резервным (РКЛ).

При нормальной работе обоих комплектов ломиконтов управление производится с ОКЛ, при отказе ОКЛ и работоспособном РКЛ производится автоматическое переключение на управление с РКЛ.

После восстановления ОКЛ переход на управление с ОКЛ производится вручную.

Каждая ПЭВМ связана с ОКЛ и РКЛ отдельными каналами адаптера. В нормальном режиме работы по каналу 1 (К1.1; К1.2) производится опрос

ломиконта и передача в ломиконт команд, по каналу 2 (К2.1; К2.1) — только передача команд.

Благодаря такой схеме обе ПЭВМ получают от комплектов ломиконта одинаковую информацию и синхронно обрабатывают её.

Команды и данные могут вводиться с любой ПЭВМ, при этом они одновременно передаются в оба комплекта ломиконта.

Для обеспечения переключения выходных цепей с основного комплекта ломиконта на резервный и обратно применяются блоки БПР-5 и модули МПР устройства сопряжения КУС. Блоки БПР-5 и модули МПР для ПАЗ дублируются.

Каждая ПЭВМ связана с ломиконтами 8-канальным адаптером ИРПС-RS232.

В комплект ПЭВМ включается алфавитно-цифровая клавиатура, которая подключается только при работе с информационной базой АРМа.

Ломиконт.

Контроллер принимает дискретные и аналоговые входные сигналы, формирует управляющие дискретные, аналоговые и импульсные выходные сигналы, реализует логические операции, производит отсчет времени, счет событий, выполняет арифметические операции над аналоговыми и целочисленными величинами, а также выполняет дополнительные более сложные операции такие, как регулирование, фильтрация, интегрирование, кусочно-линейная интерполяция по времени и по параметру и ряд других операций.

Программное обеспечение, хранимое в постоянной памяти контроллера, позволяет работать с ним проектировщикам систем управления, наладчикам и операторам-технологам, от которых не требуется знаний по программированию и вычислительной технике. Специальный простой и легкий для обучения технологический язык основан на традиционных технологических понятиях («вход», «выход», «включить», «выключить» и т.д.).

Общение пользователя с контроллером осуществляется с пульта контроллера, снабженного экраном и клавиатурой, Логика управления конкретным объектом, заданная пользователем с пульта на технологическом языке, называется «программой пользователя» (ПрП).

Максимальный объем ПрП соответствует приблизительно 4000 элементарных логических операций. Предусмотрены средства для быстрой и наглядной отладки и изменения ПрП и записи ПрП в энергозависимую постоянную память.

Контроллер имеет выход на печатающее устройство (для документирования процессов), на стандартный алфавитно-цифровой дисплей (для наблюдения за ходом процесса), на ЭВМ верхнего уровня. Информация, выводимая на печатающее устройство и дисплей, может содержать текущие значения технологических параметров и текстовые технологические сообщения произвольного характера, задаваемые пользователем в ПрП, с указанием текущего времени в часах, минутах и секундах.

ПО ломиконта предназначено для реализации функций сбора и обработки информации, автоматического управления процессом, дистанционного управления и блокировки.

Во всех ПрП производится диагностика измерительных каналов, диагностика отказов основных комплектов ломиконта и переключение с основного комплекта на резервный.

Опрос входных сигналов производится системными программами ломиконта.

Для составления ПрП используется язык программирования МИКРОЛ. Для реализации отдельных типовых алгоритмов используется библиотека стандартных алгоритмов управления, хранящаяся в модуле постоянной памяти ПЗУ2.

Длительность выполнения одного цикла ПрП, т. е. время, разделяющее два последовательных опроса входных сигналов от датчиков, для разных ломиконтов находится в интервале 0,21¸ 0,4 сек, что удовлетворяет требованиям скорости реакции на изменение величин параметров технологических процессов.

Входными данными ПрП являются аналоговые и дискретные сигналы, поступающие от технологических объектов, а также команды и данные, поступающие с ПЭВМ. Выходные данные ПрП используются в качестве управляющих воздействий на электрооборудование, исполнительные устройства.

Все входные и выходные данные поступают в персональные ЭВМ и используются для дальнейшей обработки.

Датчик давления Метран-100

  1. 1. Назначение.

Датчики давления Метран-100 (в дальнейшем датчики) предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование измеряемых величин давления избыточного, абсолютного, разрежения, давления-разрежения, разности давлений, гидростатического давления нейтральных и агрессивных сред в унифицированный токовый выходной сигнал дистанционной передачи и цифровой сигнал на базе HART-протокола.

Датчики предназначены для преобразования давления рабочих сред: жидкости, пара, газа (в т.ч. газообразного кислорода и кислородосодержащих газовых смесей) в унифицированный токовый сигнал и цифровой сигнал на базе HART-протокола. Датчики предназначены для работы во взрывобезопасных и взрывоопасных условиях.

Датчики предназначены для работы с вторичной регистрирующей и показывающей аппаратурой, регуляторами и другими устройствами автоматики, машинами централизованного контроля и системами управления, воспринимающими стандартные сигналы постоянного тока 0-5 или 4-20 мА и цифрового сигнала на базе HART-протокола.

Датчики с HART-протоколом могут передать информацию об измеряемой величине в цифровом виде по двухпроводной линии связи вместе с сигналом постоянного тока 4-20 мА. Этот цифровой сигнал может приниматься и обрабатываться любым устройством, поддерживающим протокол HART. Цифровой выход используется для связи датчика с портативным ручным HART-коммуникатором или с персональным компьютером через стандартный последовательный порт и дополнительный HART-модем, при этом может выполняться настройка датчика, выбор его основных параметров, перестройка диапазонов измерений, корректировка нуля и ряд других операций.

  1. 2. Технические данные.

Датчики Метран-100 являются многопредельными и настраиваются на верхний предел измерений или диапазон измерений от минимального верхнего предела до максимального верхнего предела измерений.

Наименование и обозначение датчика, модель датчика, максимальный верхний предел измерений или диапазон измерений модели Рмин ; минимальный верхний предел измерений или диапазон измерений модели Рмакс , верхние пределы измерений или диапазоны измерений по ГОСТ 22520 приведены в таблице 1.

Таблица 1

Наименование датчика

Модель

Р макс , кПа

Р мин , кПа

Диапазоны верхних пределов по ГОСТ 22520, кПа

разреже-ния, Р макс

избыточно-го давления, Р макс

разреже-ния, Р мин

избыточ-ного давления, Р мин

разреже-ния, от Р мин до Рмакс

избыточ-ного давления, от Р мин до Рмакс

Датчик давления-разреже-ния Метран-100-ДИВ

1310

0,315

0,315

0,0315

0,0315

0,0315

0,05

0,08

0,125

0,2

0,315

0,0315

0,05

0,08

0,125

0,2

0,315

Наименование датчика

Мо-дель

Р макс

Р мин

Диапазоны верхних пределов измерений от Р мин до Рмакс по ГОСТ 22520, кПа

Предельно допустимое рабочее избыточное давление, МПа

кПА

МПа

кПа

МПа

Датчик разности давлений Метран-100-ДД

1410

0,40

0,04

0,04; 0,06; 0,10; 0,16; 0,25; 0,40

0,10

3. Датчик состоит из преобразователя давления (сенсорный блок) и электронного преобразователя. Датчики имеют унифицированный электронный преобразователь. Измеряемая входная величина подается в камеру сенсорного блока и преобразуется в деформацию чувствительного элемента (тензопреобразователя), вызывая при этом изменение электрического сопротивления его тензорезисторов. Электронный преобразователь датчика преобразует это изменение сопротивления в токовый выходной сигнал. Чувствительным элементом тензопреобразователя является пластина из монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами (структура КНС), прочно соединенная с металлической мембраной тензопреобразователя.

Позиционеры электропневматические ЭПП,

ЭПП-Ех, ЭПП-«Ор», ЭПП-Ех-«Ор»

  1. 1. Назначение.

Позиционеры электропневматические ЭПП, (в дальнейшем – позиционеры), позиционеры электропневматические взрывозащищенные ЭПП-Ех, предназначены для уменьшения рассогласования хода и повышения быстродействия поршневых возвратно-поступательных и поворотных исполнительных пневматических механизмов одно- и двустороннего действия и мембранных пневматических исполнительных механизмов путем введения жесткой обратной связи по положению выходного звена исполнительного механизма.

Область применения – системы автоматического регулирования или дистанционного управления технологическими процессами в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой, криогенной и других отраслях промышленности.

Позиционеры электропневматические взрывозащищенные состоят из блока позиционера электропневматического (собственно позиционера) и барьера искрозащиты пассивного БИП-1. БИП-1 обеспечивает искробезопасность входной цепи и устанавливается вне взрывоопасной зоны.

Позиционеры не имеют самостоятельного применения, являются комплектующими изделиями для исполнительных механизмов.

  1. 2. Исполнения позиционеров:

1) по стойкости и механическим воздействиям – виброустойчивое и вибропрочное с группой исполнения №3 по ГОСТ 12997-84;

2) по защищенности от воздействия окружающей среды вводное устройство и оболочка позиционера имеют степень защиты IP54 по ГОСТ 14254-96;

3) по защищенности от воздействия окружающей среды позиционеры могут быть коррозионностойкого исполнения;

4) по устойчивости к воздействию температуры и влажности окружающего воздуха позиционеры соответствуют климатическому исполнению для работы при температуре от минус 50 до плюс 60 град.С и относительной влажности 95% при 35 град.С.

  1. 3. Основные технические данные и характеристики.

Диапазон изменения входного электрического сигнала постоянного тока для барьера БИП-1 0-5; 0-20; 4-20 мА; для позиционера – 0-5; 0-20; 4-20 мА.

Диапазон изменения входного электрического сигнала постоянного тока, поступающего от искробезопасных выходов барьера БИП-1 0-5; 0-20; 4-20 мА.

Входное сопротивление в зависимости от диапазона изменения входного сигнала, не более: 580 +- 30 Ом – для диапазона входного сигнала 0-5 мА; 115 +- 15 Ом – для диапазонов входных сигналов 0-20; 4-20 мА.

Давления воздуха питания 250, 400, 600, 630 кПа.

Класс точности 1,0.

Гистерезис – 1%.

Порог чувствительности не более 0,1% диапазона изменения входного сигнала.

Максимальный расход воздуха на выходе позиционера в переходном режиме при давлении воздуха питания 400 кПа – 18 м3/час.

Классы загрязненности воздуха питания 1 или 3 класса по ГОСТ 17433-

80. Допускается содержание сероводорода в воздухе питания позиционеров коррозионностойкого исполнения до 10 мг/м3 и (или) сернистого ангидрида до 10 мг/м3.

Позиционеры с возвратно-поступательным движением выходного вала исполнительного механизма обеспечивают условный ход исполнительного механизма, соответствующий ряду 10, 16, 25, 40, 60, 100 мм. Позиционеры для поворотных исполнительных механизмов имеют угол поворота выходного вала 90 градусов.

Датчик уровня ультразвуковой ДУУ4

Датчики уровня ультразвуковые ДУУ4 предназначены для измерения уровня различных жидких продуктов (нефти и нефтепродуктов, сжиженных газов) и уровней раздела сред многофазных жидкостей (нефть — эмульсия — подтоварная вода и т.п.), определяемых положением поплавков датчика, скользящих по чувствительному элементу датчика, а также измерения температуры и давления контролируемой среды.

Принцип работы:

Измерение уровня продукта основано на измерении времени распространения в стальной проволоке короткого импульса упругой деформации. По всей длине проволоки намотана катушка в которой протекает импульс тока, создавая магнитное поле. В месте расположения поплавка с постоянным магнитом, скользящего вдоль проволоки в ней под действием магнитострикционного эффекта возникает импульс продольной деформации, который распространяется по проволоке и фиксируется пьезоэлементом, закрепленным на ней. Кроме того, возникает импульс упругой деформации, отраженный от нижнего конца ЧЭ датчика и фиксируемый пьезоэлементом для датчиков исполнения 1.

Измерение времени, прошедшего с момента формирования импульса тока до момента приема импульсов упругой деформации, принятых и преобразованных пьезоэлементом позволяет определить расстояние до местоположения поплавка, определяемого положением уровня жидкости. Датчики исполнения 0 измеряют время, прошедшее с момента формирования импульса тока до момента приема сигнала от пьезоэлемента.

Это позволяет вычислить расстояние до местоположения поплавка, определяемого положением уровня жидкости, при известной скорости звука.

Датчики могут осуществлять:

— контактное автоматическое измерение уровня жидких продуктов;

— контактное автоматическое измерение до четырех уровней раздела несмешиваемых жидких продуктов;

измерение температуры контролируемой среды в одной точке;

— измерение давления контролируемой среды.

Комплект ДУУ4 включает в себя собственно датчик (“первичный преобразователь”), обеспечивающий непосредственное измерение текущих значений параметров, и блок токовых выходов искробезопасный (“БТВИ”), который обеспечивает формирование токовых сигналов 4-20мА; число токовых сигналов соответствует числу измеряемых датчиком параметров.

Характеристики токовых сигналов БТВИ:

— число выходных токовых сигналов – от одного до шести (определяется числом измеряемых параметров);

— диапазон шкалы токовых сигналов – от 4 до 20 мА;

— амплитуда переменной составляющей выходного токового сигнала не превышает 0,1 мА;

— период переменной составляющей выходного токового сигнала составляет 1,6 мс;

— максимальное сопротивление нагрузки – не более 750 Ом;

— пределы допускаемой приведенной погрешности выходных сигналов ±0,1.

Счетчик турбинный НОРД-М

Назначение изделия:

Счетчики турбинные НОРД-М (в дальнейшем — счетчики) предназначены для измерения объема, нефти, нефтепродуктов и других нейтральных к сталям 20X13 и 12X18H10T жидкостей.

Область применения счетчиков — технологические установки нефтедобываю­щих и нефтеперерабатывающих предприятий.

Измеряемая среда — нефть и нефтепродукты:

— температура от + 5 до +50°С

— кинематическая вязкость (1 — 20)

  • 106 м2 /с;

— содержание сернистых соединений по весу не более 3 %;

— размеры механических примесей не более 4 мм;

— содержание свободного газа не допускается.

Технические характеристики:

Предел относительной погрешности счетчика, в комплект поставки которого входит блок «VEGA-03» в диапазоне расхода от 20 до 100 % ( от максималь­ного расхода) — ± 0,15 %.

Метрологические характеристики преобразователя турбинного при выпуске из производства: Среднее квадратичное отклонение случайной составляющей погрешности в точках диапазона расхода: 20, 40, 60, 80. 100 % от максимального, не более ± 0.02 %.

Потеря давления в преобразователе при максимальном рабочем расходе и вязкости жидкости не более 0,05 МПа.

Средняя наработка счетчика на отказ 25000 ч.

Среднее время восстановления работоспособного состояния счетчика не более 8 ч.

Средний срок службы счетчика не менее 6 лет.

Длина канала связи между блоком НОРД-ЭЗМ или VEGA-03 и

датчиками не более 1000 м.

Устройство и принцип работ:

Счетчик состоит из преобразователя, датчика, закреп­ленного на корпусе преобразователя, электронного блока НОРД-ЭЗМ — 4 или бло­ка обработки данных VEGA-03 — 3. соединенного с датчиком кабелем РПШЭ 3×15 ТУ 16-К18.001.

Работа счетчика заключается в следующем:

а) преобразователь преобразует объем, прошедшей через него рабочей жидко­сти в пропорциональное число оборотов турбинки;

б) датчики преобразуют частоту вращения турбинки преобразователя в электрические импульсы, усиливают их и формируют в прямоугольную форму;

Принцип работы преобразователя основан на вращении турбинки набегающим потоком жидкости.

При вращении турбинки выполненной из ферромагнитного материала, каждая лопасть ее, проходя вблизи сердечника катушки датчика, проводит в ней импульсы электродвижущей силы. Основной характеристикой преобразователей является ко­эффициент преобразования, который характеризуется количеством импульсов на единицу объема.

Объем автоматизации технологических объектов

Система контроля и управления ГФУ, как и любого другого сложного технологического процесса, предназначена для оперативного учета, поддержания заданных значений параметров технологического процесса и предотвращения возникновения аварийных ситуаций.

1. На потоке депропанизированной ШФЛУ предусмотрены замеры расхода и температуры (датчики FЕ 522а, РI 403а и ТЕ 210а соответственно).

Температура депропанизированной ШФЛУ регулируется клапаном ТV 210в/1 на выходе теплоносителя из Т-622. Контур: TE210a/1 – TIC – TY210б/1 — ТV 210в/1.

2. Рабочий режим дебутанизатора К-603 поддерживается следующим образом:

— давление верха К-603 измеряется и регулируется (датчик РТ409а/1) клапаном РV409в/1 на трубопроводе паров верха К-603 к конденсатору Т-609/1-3;

— сигнализируются предельные отклонения давления верха К-603 от регламентных значений (PICA);

— измеряется перепад давления по укрепляющей части К-603 и сигнализируется повышение перепада давления до 0.023 МПа (датчик РDТ 405а/1);

— измеряется температура в кубе (датчик ТЕ 213д/1), на тарелке №34 (датчик ТЕ 213г/1), на тарелке №18 (датчик ТЕ 213в/1) и на верху (датчик ТЕ 213б/1) дебутанизатора;

— сигнализируется аварийно высокое давление верха 0.6 МПа (РIS 404а/1) и ПАЗ дебутанизатора отсечкой подачи теплоносителя в испаритель Т-608 клапаном РV 404в/1;

— сигнализируется высокий 1400 мм (LISA 632б/1) и низкий 1100 мм (LISA 633б/1) уровень в кубе дебутанизатора К-603;

— регулируется расход (датчик FТ 523б/1) орошения в дебутанизатор К-603 клапаном РV 523г/1 на трубопроводе орошения.

3. Тепловой режим испарителя Т-608 поддерживается регулятором расхода (датчик FТ 525б/1) обратного теплоносителя от Т-608 с коррекцией по температуре «контрольной» тарелки дебутанизатора (датчик ТЕ 525в/1) клапаном РV 525д/1.

4. Схемой автоматизации предусмотрено:

— регулирование температуры продукта на выходе из каждого из аппаратов Т-609/1-3 (датчик ТЕ 219/1-3) изменением угла поворота лопастей вентилятора;

— дистанционное управление жалюзи Т-609/1-3;

— измерение и регулирование (датчик ТЕ 225а/1) температуры продукта на выходе из концевого холодильника Т-610 клапаном ТV 225в/1 на потоке антифриза из холодильника Т-610;

— измерение и регулирование давления в рефлюксной емкости Е-603. Для поддержания режимного давления в рефлюксную емкость Е-603 перепускается часть горячего потока верха дебутанизатора К-603 через клапан РV413г/1 регулятора давления. При этом предусмотрены два регулятора давления с раздельным диапазоном регулирования для каждого регулятора (регуляторы работают от одного датчика РТ 413а/1).

Один из регуляторов имеет уставку 0.33 МПа и управляет клапаном РV 413г/1 на горячем потоке в Е-603, а второй регулятор имеет уставку 0.35 МПа и управляет клапаном РV 413д/1 на сбросе отдувки в факельный коллектор;

— регистрация давления в Е-603, аварийная сигнализация (РIS 413е/1) повышения давления в Е-603 до 0.38 МПа и предупредительная сигнализация повышения до 0.005 МПа перепада давления на сетке каплеотбойника Е-603 (датчик РDТ 414/1);

— измерение и регулирование расхода орошения в дебутанизатор К-603 (клапаном РV 523г/1) с коррекцией по уровню в рефлюксной емкости Е-603 (LV 640в/1);

— предупредительная сигнализация высокого 1150мм (LSА 638б/1, LSА 638б/1) и низкого 750 мм (LSА 641б/1, LSА 681б/1) уровня в рефлюксной емкости Е-603.

5. Безопасная работа рабочего насоса НЦ-605/1 обеспечивается автоматическими блокировками с отключением рабочего насоса при:

— аварийном понижении расхода на нагнетании насоса (датчик FТ 526б/1);

— аварийном понижении уровня в рефлюксной емкости Е-603 (датчик LSA 641б/1);

— повышении температуры подшипников (датчик ТSА 101 г/1-1,2);

— «сухом» протоке через насос (датчик FS 541б/1-1,2);

— загазованности в помещении технологической насосной, равной 50% НКПВ;

— возникновении пожара в насосной.

Кроме того, предусмотрен АВР насоса НЦ-605/1,2 при снижении расхода орошения на 50% от заданного (датчик FТ 526б/1).

6. Кубовая жидкость К-603 из испарителя Т-608 самотеком поступает в колонну К-605. Расход (датчик FТ 524б/1) питания колонны К-605 регулируется клапаном РV 524д/1 и корректируется по уровню (датчик LТ 524в/1) в испарителе Т-608.

7. Предельно-допустимые верхний и нижний уровни в испарителе Т-608 сигнализируются (LSА 635б/1 и LSА 636б/1).

Заключение

Проектирование- процесс создания проекта, прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, состояния. Под объектом проектирования понимают любой объект еще не существующий в действительности. Основным направлением при разработке и создании проектов является широкое применение автоматизированных методов проектирования с использованием ЭВМ, что значительно облегчает процесс разработки и сокращает продолжительность всего технологического цикла.

В курсовой работе был изучен теоретический материал, касающийся технологии производства индивидуальных углеводородов фракций (пропана, изобутана, нормального бутана, изопентана, стабильного бензина) методом ректификации жидкого углеводородного сырья, теоретический материал, касающийся технологии разделения на фракции ШФЛУ и жидких углеводородов, изучена технологическая схема ГФУ-300 Миннибаевского ГПЗ ОАО «ТНГП». Также проведена автоматизация технологического процесса и проектирование блока дебутанизации ГФУ-300 Миннибаевского ГПЗ ОАО «ТНГП».

Список литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovoy/gazofraktsioniruyuschaya-ustanovka/

  1. Технологический паспорт ГФУ-300 ОАО «ТНГП».
  2. Исаакович Р.Я., Логинов В.И. «Автоматизация производственных процессов в НГП», учебник для вузов, М., Недра, 1983, 424с.
  3. Клюев В. М. «Проектирование систем АТП».
  4. Пантаев, Дианов. «Основы теории автоматического регулирования».
  5. Комягин А.Ф. «Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП НГП», Учебник для вузов. 2-е изд. М., Недра, 1983, 376с.
  6. Бадикова Л.Г. «Расчёт настройки каскадной САР методом незатухающих колебаний и оценка качества процессов регулирования», Альметьевск-2003, АГНИ-24с.
  7. Чуракаев А.М. «Технологические процессы и установки», изд-во «Химия», М., 1971г., 240с.
  8. Жарковский Б.И. «Приборы автоматического контроля и регулирования», М., Высш. школа, 1978 г.,271с.