Автор: Пользователь скрыл имя, 03 Марта 2013 в 15:23, курсовая работа
Цель проекта – разработка функциональной схемы автоматизации и выбор технических средств процесса ректификации.
В курсовом проекте описан технологический процесс, разработана функциональная схема автоматизации, выбраны технические средства автоматизации процесса ректификации, разработана принципиальная схема системы регулирования одного из наиболее важных параметров процесса.
Введение 4
1 Краткое описание технологического процесса. 7
1.1 Состав сырого бензола 8
1.2 Общие принципы переработки сырого бензола 8
1.3 Непрерывная ректификация 9
2 Выбор контролируемых и регулируемых параметров. 12
3 Выбор технических средств автоматизации. 17
4 Проектирование функциональной схемы автоматизации 30
4.1 Описание ТСА используемых во всех контурах: 31
4.1 Описание каждого контура регулирования с аргументацией выбора ТСА: 33
5 Проектирование принципиальной схемы САР параметра 36
6 Расчет и выбор РО 47
Заключение 50
Список использованных источников 51
В нижней части колонны регулирующие воздействия могут осуществляться изменением расходов кубового остатка и теплоносителя, подаваемого в кипятильник. Если учесть, что расход остатка следует использовать для поддержания материального баланса, т. е. для стабилизации уровня жидкости в кубе, то единственным регулирующим воздействием при регулировании температуры является изменение расхода теплоносителя.
Стабилизация давления в верхней части колонны необходима не только для поддержания заданного состава целевого продукта, но и для обеспечения нормального гидродинамического режима колонны, так как при понижении давления может произойти «захлебывание» колонны (восходящий поток пара начинает препятствовать стеканию жидкости по тарелкам вниз). А при его повышении уменьшается скорость парового потока, что связано с уменьшением производительности установки.
Сигнализации подлежат значительные отклонения состава целевого продукта, уровня и давления в колонне от заданных значений. При давлении в колонне выше допустимого, а также при прекращении поступления исходной смеси должны сработать автоматические устройства защиты, отключающие ректификационную установку. При этом магистрали теплоносителей остатка и дистиллята перекрываются, а магистрали хладоносителя и флегмы полностью открываются.
После анализа параметров технологического процесса, которые подлежат контролю и регулированию запишем в таблицу 2.1
Таблица 2.1 – Параметры технологического процесса, которые подлежат контролю и регулированию
№ |
Наименование установки |
Наименование параметра |
Еди-ницы изме-рения |
Предел измере-ния |
Допустимое отклонение |
Конт-роль |
Регу-ли-рова-ние |
1 |
Нагреватель исходной смеси |
Температура исходной смеси |
0С |
22 |
±2.5 |
да |
да |
2 |
Трубопровод исходной смеси |
Расход исходной смеси |
кг/ч |
7500 |
±100 |
да |
да |
3 |
Ректификаци-онная колонна |
Давление вверху колонны |
МПа |
1.7 |
±0.1 |
да |
да |
Уровень кубового остатка |
м |
1.6 |
±0.05 |
да |
да | ||
Содержание НКК в флегме |
% |
87 |
±2 |
да |
да | ||
4 |
Нагреватель кубового остатка |
Температура |
0С |
38 |
±2.6 |
да |
да |
5 |
Трубопровод теплоносителя |
Расход |
кг/ч |
6000 |
±50 |
да |
нет |
Температура |
0С |
130 |
±2 |
Да |
нет | ||
6 |
Сборник дистиллята |
Уровень |
м |
0.8 |
±0.02 |
да |
да |
3 Выбор технических средств автоматизации.
Данная ректификационная колона является промежуточной стадией в технологическом процессе, поэтому задача управления подчиняется минимизации технологической составляющей себестоимости, который характеризует стадию ректификации. В соответствии с условиями задания концентрация низкокипящего компонента в флегме после прохождения стадии ректификации не должно превышать 87%.
Основными источниками возмущений в процессе ректификации являются расход, состав и температура исходной смеси, поступающего в ректификационную колону, а также состав исходной смеси. Основными управлениями служат расход исходной смеси, подаваемой в колонну, и расход продукта, отводимого из колонны. На основании этого выдвинем требования к выбору технических средств контроля и регулирования:
- не обязательно иметь
качественное регулирование
- т.к. процесс является пожаро- и взрывоопасным, существует необходимости выбора взрывозащищенного оборудования и других средств пожаро- и взрывозащиты.
Согласно спроектированной функциональной схеме регулирования подберем технические средства автоматизации. Средства измерения выбираются исходя из следующих требований:
- измеряемая величина с учетом отклонений должна входить в диапазон измерения устройства;
- класс точности устройства не должен превышать величины 1.0;
- выходной сигнал
К приборам измерения, регистрирования и сигнализации:
- входной сигнал прибора
должен быть согласован с
- класс точности прибора
целесообразно выбирать не
- диапазон регистрации
должен быть не менее
Таблица 3.1 - Выбор технических средств
Позиция |
Параметр |
Прибор |
Тип прибора |
Диапазон измерения |
Техническая характеристика |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1-1 |
F |
Датчик расхода |
Rosemount 3051SFC |
0.08-18000.0 кг/ч |
Входная величина: 7500 кг/ч; Класс точности прибора: 0.5; Выходной сигнал: 4÷20 mA; Напряжение питания: 10.5÷42.4 В без внешней нагрузки Схема подключения: двухпроводная; |
1-2 |
F |
Прибор для передачи сигнала на расстояние |
VJU7 |
Подключение сигналов с напряжением больше ±12В и входного тока превышающего 30мА не допускается. | |
| 1-3 |
F |
Прибор измерения, регистрации, сигнализации |
Ф1771-АД |
Выставляется при настройке |
Входной сигнал: 4…20 мА; Класс точности: 1.0; индикация результата измерения: ЖК-табло; Питание: ~220 В |
1-4 |
F |
Регулирующее устройство |
Yokogawa UT350 |
--- |
Входной сигнал: 4÷20 mА; Выходной сигнал: состояния ключей –10 В и +10 В, 24 В |
Продолжение таблицы 3.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1-4 |
F |
Регулирующее устройство |
Yokogawa UT350 |
Зона нечувствительности: 0,2÷2,0 %. Скорость управления 50мс Питание : ~220 В | |
1-5 |
F |
Переключатель двух позиционный |
--- |
Производит переключение из автоматического режима на ручное управление и обратно | |
1-5 |
F |
Блок ручного управления |
ГСТП–003 |
--- |
Выходной сигнал: 4÷20 mA, сопротивление нагрузки не более 1 кОм; |
1-6 |
F |
Электро-пневмо преобра-зователь |
PK200 |
--- |
Входной сигнал: 4÷20 мА, Выходной сигнал: 20÷100 кПа Погрешность индикации выходного сигнала: не более ±2,5% от диапазона изменения выходного сигнала. |
1-7 |
F |
Исполнительный механизм |
МИМ 25с48нж; |
--- |
Номин. крутящий момент: 40 Н·м; Время полного хода вала: 25 с; Номин. полный ход вала: 0.25 об.; |
Продолжение таблицы 3.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
2-1 |
T |
Термопреобразователь сопротивления |
ТСМ-1187 |
-50...+200 °С |
Входная величина: 130 ºС; Класс точности: 0.5; Зависимость вых сигнала от температуры: линейная; Схема соединений: 2-х или 3-хпроводная Взрывозащищенное исполнение |
2-2 |
Преобразователь сигнала термометра сопротивления |
VJU7 |
--- |
--- | |
2-3 |
T |
Прибор измерения, регистрации, сигнализации |
Ф1771-АД |
Выставляется при настройке |
--- |
3-1 |
Т |
Термопреобразователь сопротивления |
ТСМ-1187 |
-50...+200 °С |
Входная величина: 22 ºС |
3-2 |
Т |
Преобразователь сигнала термометра сопротивления |
VJU7 |
--- |
--- |
Продолжение таблицы 3.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
3-3 |
Т |
Прибор измерения, регистрации, сигнализации |
Ф1771-АД |
Выставляется при настройке |
--- |
3-4 |
Т |
Регулирующее устройство |
Yokogawa UT350 |
--- |
--- |
3-5 |
Т |
Переключатель двух позиционный |
--- |
--- | |
3-6 |
Т |
Блок ручного управления |
ГСТП–003 |
--- |
--- |
3-7 |
Т |
Электро-пневмо преобра-зователь |
PK200 |
--- |
--- |
3-8 |
Т |
Исполнительный механизм |
МИМ 25с48нж; |
--- |
--- |
4-1 |
F |
Датчик расхода |
Rosemount 3051SFC |
--- |
--- |
4-2 |
F |
Прибор для передачи сигнала на расстояние |
УДКС 4615 |
--- |
--- |
Продолжение таблицы 3.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
4-3 |
F |
Прибор измерения, регистрации, сигнализации |
Ф1771-АД |
Выставляется при настройке |
--- |
5-1 |
T |
Термопреобразователь сопротивления |
ТСМ-1187 |
--- |
Входная величина: 130 ºС |
5-2 |
T |
Преобразователь сигнала термометра сопротивления |
VJU7 |
--- |
--- |
| 5-3 |
T |
Прибор измерения, регистрации, сигнализации |
Ф1771-АД |
Выставляется при настройке |
--- |
6-1 |
F |
Датчик расхода |
Rosemount 3051SFC |
--- |
--- |
6-2 |
F |
Прибор для передачи сигнала на расстояние |
УДКС 4615 |
--- |
--- |
Продолжение таблицы 3.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
6-3 |
F |
Прибор измерения, регистрации, сигнализации |
Ф1771-АД |
Выставляется при настройке |
--- |
7-1 |
T |
Термопреобразователь сопротивления |
ТСМ-1187 |
--- |
Входная величина: 25 ºС |
7-2 |
T |
Преобразователь сигнала термометра сопротивления |
VJU7 |
--- |
--- |
7-3 |
T |
Прибор измерения, регистрации, сигнализации |
Ф1771-АД |
Выставляется при настройке |
--- |
7-4 |
T |
Регулирующее устройство |
Yokogawa UT350 |
--- |
--- |
7-5 |
Т |
Переключатель двух позиционный |
|||
7-6 |
Т |
Блок ркчного управления |
ГСТП–003 |
--- |
--- |
Продолжение таблицы 3.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7-7 |
T |
Электро-пневмо преобра-зователь |
PK200 |
--- |
--- |
7-8 |
T |
Исполнительный механизм |
МИМ 25с48нж; |
--- |
--- |
8-1 |
L |
Уровнемер |
Буйковый уровнемер САПФИР-22ДУ-Вн (Ех) |
--- |
Входная величина:1.7м Выходные сигналы: 4-20 мА, 0-20 мА, 0-10В. Диапазон измеряемого уровня 0-10 м. |
8-2 |
L |
Прибор для передачи сигнала на расстояние |
УДКС 4615 |
--- |
--- |
8-3 |
L |
Прибор измерения, регистрации, сигнализации |
Ф1771-АД |
Выставляется при настройке |
--- |
8-4 |
L |
Регулирующее устройство |
Yokogawa UT350 |
--- |
--- |
8-5 |
L |
Переключатель двух позиционный |
--- |
--- | |
8-6 |
L |
Блок ручного управления |
ГСТП–003 |
--- |
--- |
Информация о работе Выбор технических устройств автоматизации процесса ректификации