Системы управления химико-технологическими процессами

 

  

                                                                                    
 

       Рис 3 - Структурная схема контроля и регулирования температуры в реакторе. 

   Основным  параметром, определяющим состояние  баланса во времени, является температура. Если температура изменяется, то это  говорит о нарушении баланса.

Регулирующим  воздействием на баланс будет количество теплоты, вносимое в реактор газосырьевой смесью, Q_ГСС . В качестве возмущений будут выступать количество тепла выделяемое при протекании химической реакции гидрирования Q_Х.Р. , количество тепла отводимое потоком ГПС Q_ГПС, и количество тепловых потерь в окружающею среду Q_О.С.     

                   

       Тепловой  баланс печи П-1:

       Q_1ГСС +Q_Х.Р. +Q_П1-Q_2ГПС -Q_О.С. -Q_П1=К₃(dT/dt),

       где Q_1ГСС – количество тепла приносимое потоком ГСС, кДж/ч;

              Q_Х.Р. - количество тепла выделяемое при протекании химической реакции горения кДж/ч;

              Q_П1 - количество тепла приносимое паром, кДж/ч;

              Q_2ГСС - количество тепла отводимое потоком ГСС, кДж/ч;

              Q_О.С. - количество тепловых потерь в окружающею среду, кДж/ч;

              Q_П2 - количество тепла отводимое паром, кДж/ч;

              dT/dt – градиент температуры в печи (регулируемый параметр);

              dT - изменение температуры в печи;

              К₃ – коэффициент пропорциональности, кДж/ч.

       Структурную схему контроля и регулирования приведем на рис 4.

                                         Q_1ГСС Q_2ГСС Q_П1   Q_П2 Q_О.С

        Т_З            Q_Х.Р                                                                          Т                    

       

       

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     

       Рис 4 - Структурная схема контроля и регулирования температуры в печи.

    В системе регулирования баланса, регулируемым параметром является изменение  температуры, dT.

       Регулирующим  воздействием на баланс будет количество тепла выделяемое при  протекании химической реакции  горения Q_Х.Р. В качестве возмущений будут выступать количество тепла приносимое потоком ГСС Q_1ГСС, количество тепла приносимое паром Q_П1 , количество тепла отводимое потоком ГСС Q_2ГСС, количество тепловых потерь в окружающею среду Q_О.С.,       количество тепла отводимое паром Q_П2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5 Обоснование выбора технических средств и разработка функциональной схемы автоматизации

 

       Сырье депарафинизированная масляная фракция поступает на приемник насоса Н-1 и подается на смешение с очищенным ВСГ. Расход сырья контролируется диафрагмой фланцевой тип ДБС 4 100, установленной в трубопроводе поз.1а и регулируется клапаном отсечным тип ПОУ-10, поз.1е.

       Расход  ВСГ в тройник смешения контролируется диафрагмой фланцевой тип ДБС 4 100 , установленной в трубопроводе поз.2а  и регулируется клапаном регулирующим двухседельным с пневматическим МИМ, тип 25с48нж, поз.2д.

         После смесь подогревается, проходя  межтрубное пространство теплообменника   Т-1, и окончательный нагрев смеси  осуществляется в трубчатой печи  с горелками беспламенного горения  П-1. Температура в печи ( to борова, to перевала, to перегретого пара) измеряется  преобразователями термоэлектрическими типа ТХА, поз. 3а, 4а, 5а. Температура сырья на выходе из печи измеряется,  преобразователем термоэлектрическим тип ТХА-2088, поз. 6а и регулируется клапаном регулирующим двухседельным с пневматическим МИМ, тип 25с50нж, установленным на линии подачи топливного газа к форсункам печи, поз. 6ж.  Нагретая в печи П-1 газосырьевая смесь поступает в верхнюю часть реактора Р-1, где протекает процесс гидроочистки масляных компонентов.

       Давление  входа и выхода реактора измеряется  преобразователями избыточного  давления верхний предел 6МПа, тип  «Метран» 22 ДИ 2160, поз.7а и 7б. Оптимальное давление 3-4 МПа.  Регулирование давления в системе осуществляется за счёт увеличения или уменьшения подпитки свежим ВСГ. В трубопроводе на входе и выходе реактора  установлены манометры технические общего назначения, тип ОБМ 1-160, поз. 9а,10а.

       Температура в реакторе измеряется многозонной  термопарой тип Метран-201, она имеет 10 точек по всей высоте аппарата  и устанавливается  внутри реактора, поз.8а. Продукты реакции из реактора Р-1 поступают в трубное пространство теплообменника Т-1, где отдают тепло  газосырьевой смеси и далее на блок стабилизации  и фильтрации гидроочищенного масла.

       Управление  технологическим процессом блока  осуществляется со щита управления, установленного в центральном помещении управления (ЦПУ).

       Контроль  и регистрация технологических  параметров производится на щите управления и по месту. Сигнализация нарушения  технологических параметров выведена на мнемосхему, расположенную над  щитом управления.

       Автоматическая  блокировка оборудования с приводом от электродвигателя и пневматических исполнительных механизмов производится от электрических преобразователей и пневматических преобразователей, соответственно, получающих сигнал от датчиков КИП. Регистрация и показания  температуры на ЦПУ осуществляется многоточечными электронными мостами, датчиками которых являются термометры сопротивления. Дополнительный контроль за давлением технологического процесса осуществляется с помощью технических манометров. Основными исполнительными механизмами регулирования процессов являются пневматические клапана. 
 
 
 
 
 
 

6 Заказная спецификация на технические средства автоматизации

6 Заключение

    Конечной  целью автоматизации данного  проекта является создание полностью  автоматизированного производства, где роль человека сведется к принятию управленческих решений, составлению  режимов технологических процессов, к контролю за работой приборов и их наладке.

    Автоматизация является одним из главных направлений  совершенствования технологического процесса, повышения производительности труда и улучшения условий  труда. Все существующие и строящиеся объекты в той или иной степени  оснащаются средствами автоматизации. Проектами сложных производств предусматривается комплексная автоматизация ряда технологических процессов.

7 Список литературы

 

1.Проектирование  систем  автоматизации  технологических  процессов Справочное пособие / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев; Под ред. А.С. Клюева. - 2-е изд., перераб. И доп. -М.. Энергоатомиздат, 1990.-464 с: ил.

2. Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля / А.С. Клюев; Под ред. А.С, Клюева. - 3-е изд., перераб. И доп. - М: Энергоатоиздат, 1991.-432 с: ил.
3. Ахметов С.А Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002. 672 с.
4. Автоматизация производственных процессов. Методические указания к разделу дипломного проекта по автоматизации производственных процессов. Составили П.П. Бубеев, В.Г. Вихорев, В.Г. Хапусов. -Иркутск, 2006. - 24с