Автоматизация колонны стабилизации

Автоматизация колонны стабилизации

Введение

Автоматизация технологического процесса - это совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлять управление производственным процессом без непосредственного участия человека, но под его контролем.

Основными целями автоматизации технологического процесса являются:

·        Повышение эффективности производственного процесса.

·        Повышение безопасности производственного процесса.

Цели достигаются посредством решения следующих задач автоматизации технологического процесса:

·        Улучшение качества регулирования.

·        Повышение коэффициента готовности оборудования.

·        Улучшение эргономики труда операторов процесса.

Одной из важнейших задач автоматизации технологических процессов является автоматическое регулирование, имеющее целью поддержание постоянства (стабилизацию) заданного значения регулируемых переменных или их изменение по заданному во времени закону (программное регулирование) с требуемой точностью, что позволяет обеспечить получение продукции нужного качества, а также безопасную и экономичную работу технологического оборудования.

В качестве регулируемых переменных обычно используются режимные (уровень, температура, давление, расход) или качественные (влажность, плотность, вязкость, состав и т.д.) показатели функционирования техно-логических процессов, характеризующие материальный или энергетический баланс в аппаратах и свойства 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 показатели конечного продукта - увеличивается процентное содержание остаточной серы, меняется фракционный состав, изменяется плотность и температура вспышки, поэтому необходим контроль над параметрами колонны и поддержание их на оптимальном уровне.

Описание технологического процесса

Установка гидроочистки У-1.732 предназначена для очистки фракции НК-350°С от сернистых соединений методом гидрирования в среде водородсодержащего газа (ВСГ) на алюмокобальтмолибденовом катализаторе при температуре до 395°С и давлении 34÷37 ати с получением:

·        стабильного гидрогенизата с содержанием серы 0,09%;

·        сероводорода;

·        углеводородного газа.

В состав установки входят объекты У -1.732 (ГО) и У-1.733 - промпарк установки гидроочистки (3 резервуара по 2 тыс. м3 каждый). Производительность - 2070 тыс. тн/год сырья (фракция НК-350ºС).

Нестабильный гидрогенизат из С-202 нагревается в Т-205 потоком парогазовой смеси, смешивается с нестабильным гидрогенизатом из С-201 и с температурой до 1700С и давлением 1,1 МПа направляется на 14 тарелку стабилизационной колонны К-201, где из него выделяются бензин, сероводород, вода, углеводород-ный газ. Уровень в колонне К-201 регулируется прибором LIC-94.

Снизу колонны насосом Н-221/1,2 забирается часть стабильного гидрогенизата и направляется через регулятор расхода FRC-518 в печь П-202, где нагревается до температуры 2400С и подается вниз колонны для поддержания нужного температурного режима.

Балансовое количество стабильного гидрогенизата отдает свое тепло в теплообменниках Т-202/1,2, воздушном холодильнике Х-204 и выводится с установки с температурой 500С. Температура стабильного гидрогенизата на выходе с установки регулируется прибором TIC-86.

С верха К-201 уходят пары бензина, воды и углеводородный газ с сероводородом. После охлаждения в воздушном конденсаторе-холодильнике ХК-201 и в водяных холодильниках Х-209/1,2 до температуры 400С, которая регулируется прибором TIC-85, смесь поступает в сепаратор С-205, где происходит отделение углеводородного газа от жидкой фазы. Уровень углеводородной жидкой фазы регулируется прибором LRC-96. Уровень воды регулируется прибором LdRC-97.

Углеводородная жидкая часть из сепаратора забирается насосом Н-203/1,2 и подается через регулятор расхода FRC-89 на орошение в К-201.

Балансовый избыток бензина через регулятор расхода FRC-91 c коррекцией по уровню в C-205 (прибор LRC -96) возвращается в колонну К-201, либо выводится в линию некондиции. Водяной конденсат из С-205 вместе с сероводородной водой с установки риформинга поступает в деаэратор Е-215 для отдува сероводорода водяным паром. Уровень в деаэраторе регулируется прибором LIC-162.

Отдуваемый сероводород сбрасывается в факельную емкость Е-214, а затем на сероводородный факел, а конденсат - в промканализацию, через холодильник Х- 213, с температурой 400С.

Газ из сепаратора С-205 с газом установки каталитического риформинга поступает в нижнюю часть абсорбера К-203 на очистку от сероводорода 10%-ным раствором амина, который подается насосом Н-205/1,2 в верхнюю часть абсорбера че-рез регулятор расхода FRC-148 с коррекцией по уровню в Е-201 прибора LRC- 121.

На выходе с установки прибором FQ-92 измеряется суммарный расход стабильного гидрогенизата, прибором AR-193 - температура вспышки, прибором AR-194 - концентрация общей серы, прибором AR-195 -плотность.

Текущий уровень автоматизации стабилизационной колонны

На установке гидроочистки дизельных топлив функционирует АСУ ТП «АСТРА-3.2». Данная система включает в себя подсистемы:

·        сбора и отображения информации;

·        автоматического регулирования;

·        дискретно-логического управления;

·        противоаварийных защит и блокировок.

В системе реализованы функции:

·        Информационные функции:

·        Измерение и контроль параметров;

·        Регистрация и сигнализация отклонений параметров от установленных границ;

·        Ручной ввод данных;

·        Формирование и выдача оперативных данных;

·        Архивирование данных;

·        Анализ срабатывания блокировок и защит.

·        Управляющие функции:

·        Реализация контроллером режима непосредственного цифрового регулирования аналоговыми регуляторами;

·        Выдача со станции машиниста сигналов задания регуляторам и сигналов управления аналоговыми ИМ на контроллер;

·        Выдача дискретных управляющих сигналов на контроллер.

Функции диагностики:

·        Контроль состояния связи с контроллерами;

·        Диагностика состояния узлов и плат ввода/вывода контроллеров;

·        Диагностика состояния уровней входных сигналов поступающих с первичных преобразователей;

·        Диагностика состояния связи с абонентами верхнего уровня управления;

·        Диагностика связи и состояние резервируемых серверов баз данных.

Информационная мощность системы:

·        Общее количество входных/выходных сигналов - 1492.

·        Контролируемых аналоговых сигналов с учетом резервируемых каналов - 460.

·        Контролируемых дискретных сигналов с учетом резервируемых каналов - 610.

·        Дискретных управляющих сигналов с учетом резервируемых каналов - 260.

·        Контуров аналогового регулирования с учетом резервируемых каналов - 162.

Выбор средств автоматики

технологический гидроочистка стабилизационный колонна

1.      Поточный анализатор серы в нефтепродуктах Spectro 682Т-LP:

Данный анализатор относится к классу рентгенофлуоресцентных энергодисперсионных анализаторов, и применяется для осуществления контроля общей серы в потоке нефтепродуктов.

Преимущества данного анализатора:

·        Возможность встраивания анализатора в заводскую систему управления.

·        Непрерывное измерение концентрации общей серы.

·        Относительно быстрое получение результатов (номинально 240 с, к примеру, этот показатель у поточного анализатора общей серы SULFAR составляет 300 с.).

·        Использует рекомендованный ЕРА метод ASTM для измерения серы в дизельном топливе.

·        Полностью автоматическая работа.

·        Возможность измерения концентрации других компонентов: хлор, свинец, железо, никель и прочие.

·        Многопоточный анализ (до 6 потоков).

Общие характеристики:

·        Пределы измерения концентрации общей серы: 0,001÷1,0%масс.

·        Присутствие мех. включений: ≤0,025%масс.

·        Скорость анализируемого потока: Норма - 1л/мин.; Макс. - 3л/мин.

·        Давление анализируемого потока: Норма - 1бар; Макс. - 2 бар.

·        Температура окружающей среды: 0÷45º С.

·        Напряжение питание: 120/240 В (50/60 Гц).

·        Потребляемая мощность: 80Вт (макс. - 300 Вт).

·        Стандартные выходные интерфейсы: 4÷20мА; RS-232; «сухой» контакт общей тревоги.

·        Метод измерения: рентгеновская флуоресценция.

·        Время анализа: номинально 240 с.

·        Источник излучения: рентгеновская трубка.

·        Детектор излучения: газонаполненный пропорциональный счетчик высокого разрешения.

·        Число анализируемых потоков: до 6.

·        Одна сигма точности: ±5 ррm при 500 ppm серы, 1% отн. выше 500 ppm.

·        Степень защиты от пыли и влаги: IP66 по ГОСТ 14254.

2.      Уровнемер Rosemount серии 3301Н.

Данный уровнемер относится к классу волноводных радарных уровнемеров, и используется для измерения уровня и уровня границы раздела двух жидкостей.

Преимущества данного уровнемера:

·        Точность измерений уровня не зависит от диэлектрической проницаемости, плотности, температуры, давления и рН измеряемой среды.

·        Возможность выбора типа зонда для обеспечения максимальной точности при данной геометрии резервуара и свойствах измеряемой среды.

·        Возможность измерения уровня сыпучих сред.

·        Простота установки.

·        Для подключения можно использовать имеющиеся кабельные линии.

·        Простота модернизации.

·        Возможность одновременного измерения уровня и уровня границы раздела двух сред.

·        Возможность использование существующих конструкционных приспособлений от буйкового уровнемера.

·        Возможность измерений при высоких температурах и давлениях, высокой агрессивности среды.

·        Надежность измерений в условиях высокой турбулентности или вибрации, запыленности и парообразования.

Общие технические характеристики:

·        Измеряемые среды: нефть, темные и светлые нефтепродукты, вода, водные растворы, сжиженный газ, кислоты и другие.

·        Диапазон измерения: 0,4÷6 м.

·        Выходные интерфейсы: 4÷20 мА с цифровым сигналом на базе HART-протокола.

·        Метод измерения: рефлектометрия с временным разрешением.

·        Мощность излучателя: номинальная - 50мкВт; максимальная - 2мВт.

·        Воспроизводимость: ±1 мм.

·        Погрешность измерений уровня: ±5 мм.

·        Обновление показаний: 1 раз/с.

·        Напряжение питания: 16÷42 В пост.тока.

·        Взрывобезопасное исполнение.

·        Выходной кабель: экранированная витая пара с сечением провода 0,5 мм².

·        Угол установки зонда: 0÷90º.

·        Тип зонда: коаксиальный.

·        Давление процесса: -0,1÷4,0 МПа.

·        Температура процесса: -60÷400 ºС.

·        Температура окружающей среды: -20 ÷85 ºС.

·        Относительная влажность: до 100%.

·        Доп. погрешность от влияния изменения температуры окружающей среды: ±0,01% от измеряемого расстояния на 1 ºС.

·        Степень защиты от пыли и влаги: IP66 по ГОСТ 14254.

3.      Вихревой расходомер Rosemount 8800DF.

Данный расходомер относится к классу вихревых расходомеров с определением объемного расхода по частоте вихрей, образующихся в потоке измеряемой среды при обтекании ей тела специальной формы.

Преимущества данного расходомера:

·        Незасоряющаяся конструкция.

·        Возможность замены сенсора без остановки технологического процесса.

·        Отсутствие импульсных линий - повышение надежности.

·        Малое время отклика.

·        Отсутствие необходимости в выполнении сужения трубопровода.

·        Расширенный динамический диапазон в области малых расходов.

Общие технические характеристики:

·        Измеряемая среда (однородная и однофазная): газ, пар, жидкость.

·        Температура измеряемой среды: -40÷232 ºС.

·        Избыточное давление в трубопроводе: до 25 МПа.

·        Диаметр условного прохода трубопровода: 15÷300 мм.

·        Выходные интерфейсы: 4÷20 мА с цифровым сигналом на базе HART-протокола; частотно-импульсный 0÷10 кГц (перенастраиваемая цена и длительность импульсов).

·        Основная относительная погрешность измерения объемного расхода: по токовому выходу для жидкости ±0,65% +(±0,025%) от диапазона изменения токового выходного сигнала; по цифровому и частотно-импульсному ±0,65%.

·        Нестабильность: ±0,1% от измеряемого значения расхода в течение 12 месяцев.

·        Питание: внешний источник 10,8÷42 В пост. тока.

·        Температура окружающей среды: -50÷40 ºС.

·        Относительная влажность: до 95% при 35 ºС.

·        Степень защиты от пыли и влаги: IP65 по ГОСТ 14254.

·        Взрывозащищенность: 0ExiallCT4 по ГОСТ Р 51330.10.

Данный термопреобразователь предназначен для измерения температуры сред, являющихся нейтральными к материалу защитной арматуры датчика.

Преимущества данного термопреобразователя:

·        Унифицированный выходной сигнал позволяет избежать применения дополнительных нормирующих преобразователей.

Общие технические характеристики:

·        Статическая характеристика: ХА.

·        Выходной сигнал: 4÷20 мА.

·        Диапазон преобразуемых температур: 0÷600 ºС.

·        Предел допускаемой основной приведенной погрешности: 0,5%.

·        Вид статической характеристики: линейная.

·        Степень защиты от влаги и пыли: IP65 по ГОСТ 14254.

·        Длина монтажной части: 500 мм.

·        Взрывозащитное исполнение: ExiallCT5 по ГОСТ Р 51330.10.

·        Средний срок службы: ≥ 2 лет.

·        Питание: внешний источник 18÷42 В пост. тока.

·        Потребляемая мощность: не более 0,5 Вт.

5.      Блок питания Метран-608-024-50-01К:

Блок питания предназначен для преобразования сетевого напряжения 220 В в стабилизированное напряжение 24 В и питания датчиков (ТХАУ Метран-271) с унифицированным выходным сигналом.

Общие технические характеристики:

·        Количество каналов: 8.

·        Выходное напряжение: 24 В.

·        Класс стабилизации выходного напряжения: 0,2.

·        Пульсация выходного напряжения: ±0,1% от номинального значения.

·        Питание: 200÷253 В, 50Гц.

·        Потребляемая мощность: 17,5 ВА.

·        Максимальный ток нагрузки на каждый канал: 50 мА.

·        Ток короткого замыкания: 35мА.

·        Ток срабатывания защиты: 75 мА.

·        Наработка на отказ: 120000 ч.

·        Монтаж: щит.

·        Степень защиты от воздействия пыли и воды: IP30 по ГОСТ 14254.

·        Длина линии связи: 1000 м.

·        Сопротивление: 200 Ом.

·        Емкость кабеля: 0,1 мкФ.

·        Индуктивность кабеля: 1 мГн.

·        Взрывозащитное исполнение: 0ExiallCT4 по ГОСТ Р 51330.10.

.       
Датчик давления Метран-150СGR.

Данный датчик предназначен для непрерывного преобразования в выходной унифицированный токовый сигнал и/или цифровой сигнал (HART-протокол) избыточного давления измеряемой среды, которая нейтральна к материалам арматуры датчика.

Преимущества данного датчика:

·        Возможность удаленного управления параметрами датчика через HART-протокол.

·        Компактная конструкция.

·        Высокая перегрузочная способность.

·        Защита от переходных процессов, вызванных сваркой или разрядом молнии.

·        Непрерывная самодиагностика.

·        Высокая стабильность характеристик.

Общие технические характеристики:

·        Диапазон измеряемых давлений: 32÷1600 кПа.

·        Давление перегрузки: 25 МПа.

·        Выходные сигналы: 4÷20 мА с цифровым сигналом на базе HART-протокола.

·        Время готовности: ≤ 2с.

·        Статическая характеристика: линейная (возможность выбора).

·        Степень защиты от пыли и влаги: IP66 по ГОСТ 14254.

·        Температура окружающей среды: -40÷80 ºС.

·        Температура измеряемой среды: -40÷149 ºС (для увеличения диапазона применяются специальные устройства: удлиненные импульсные линии, разделительные сосуды и т.п.).

·        Основная приведенная погрешность: ±0,075%.

·        Взрывозащищенность: 0ExiallCT4 по ГОСТ Р 51330.10.

·        Питание: 10,5÷42,5 В пост. тока

·        Потребляемая мощность: 0,8 Вт.

·        Средний срок службы:12 лет.

·        Средняя наработка на отказ: 150000 ч.

7.      Реле избыточного давления РД-1600У.

Реле давления РД-У предназначено для переключения электрических цепей в момент достижения заданного давления как при повышении, так и при понижении давления контролируемой среды до значения фиксированной уставки.

Преимущества данного реле:

·        В качестве переключателя используется геркон.

·        Реле выдерживает повышенное значение перегрузочного давления.

·        Возможность изменения уставок в условиях эксплуатации.

·        Высокая коррозионная стойкость контактной арматуры реле.

Общие технические характеристики:

·        Контролируемая среда: газ, жидкость.

·        Диапазон уставок: 400÷1600 кПа.

·        Предел допускаемой основной погрешности срабатывания реле: ±1% от верхнего предела диапазона уставок.

·        Степень защиты от влаги и пыли: IP54 по ГОСТ 14254.

·        Давление перегрузки: 2500 кПа.

·        Время устойчивости к давлению перегрузки: 5 мин.

·        Постоянный ток, коммутируемый контактами: 0,01÷0,5 А.

·        Коммутируемая мощность: индуктивная нагрузка - 0,6 ВА; активная нагрузка - 10 Вт.

·        Температура окружающей среды: -30÷50º С.

·        Относительная влажность: до 85% при 25º С.

·        Вибрация: частота до 25 Гц, амплитуда ≤0,1 мм.

·        Количество пределов: однопредельное.

8.      Реле уровня Rosemount 2110-D-5K-S-I1-T-A.

Данное реле предназначено для контроля уровня различных видов жидкостей.

Преимущества данного реле:

·        На работу реле не влияют: турбулентность процесса, пузырьки, пена, вибрация, содержание твердых примесей, св-ва жидкости и её состав.

·        Защита от короткого замыкание и нечувствительность к изменению полярности напряжения питания.

·        Отсутствие движущихся частей.

·        Не требует калибровки.

Общие технические характеристики:

·        Контролируемая среда: практически все жидкости с плотностью не ниже 600 кг/м³ и вязкостью 0,2÷10000 сП.

·        Гистерезис (вода): ± 1 мм.

·        Давление процесса: -0,1÷10 МПа.

·        Температура процесса: -40÷150 º С.

·        Степень защиты от пыли и влаги: IP66, IP67 по ГОСТ 14254.

·        Максимальный диаметр твердых включений: ≤ 5мм.

·        Питание: 20÷264 В (50/60 Гц); 20÷60 В пост. тока.

·        Взрывозащитное исполнение: 0ExiallCT4 по ГОСТ Р 51330.10.

9.     
Электропневматический преобразователь ЭП-0020.

Данный преобразователь предназначен для преобразования унифицированного непрерывного сигнала постоянного тока в унифицированный пропорциональный пневматический непрерывный сигнал.

Преимущества данного электропневматического преобразователя:

·        Коррозионностойкое исполнение по отношению к сероводороду.

Общие технические характеристики:

·        Входной сигнал: 4÷20 мА.

·        Выходной сигнал: 20-100 кПа.

·        Класс точности: 1,0.

·        Питание: 140 кПа.

·        Температура окружающей среды: -40÷60 º С.

·        Относительная влажность: до 95% при 35 º С.

·        Вибрация: частота до 35 Гц, амплитуда ≤0,35 мм.

·        Взрывозащитное исполнение: 0ExiallCT4 по ГОСТ Р 51330.10.

10.    Фильтр-стабилизатор давления воздуха ФСДВ-6-«Ор»

Фильтр-стабилизатор давления воздуха ФСДВ-6-«Ор» предназначен для окончательной очистки от механических примесей и масла, регулирования и автоматического поддержания давления воздуха питания пневматических приборов и средств автоматизации.

Общие технические характеристики:

·        Степень очистки воздуха, не менее: 99,95%.

·        Диапазон изменения настройки регулируемого давления на выходе: 0,03÷0,25 МПа.

·        Входное давление: 0,5 МПа.

·        Максимальный расход воздуха: 8 м³/ч.

·        Коррозионностойкое исполнение: конц. сероводорода до 10 мг/ м³ (в течение 3-4 часов до 100 мг/ м³), конц. сернистого ангидрида до 100 мг/ м³ (в течение 3-4 часов до 200 мг/ м³).

·        Время непрерывной работы до регенерации: 3000 ч.

·        Климатическое исполнение: У1.

11.    Электропневматическое реле ЭПР-4

Реле предназначено для преобразования электрических импульсов в управляющий пневматическим сигнал для связи контроллера с пневматическим запорным клапаном.

Общие технические характеристики:

·        Давление воздуха питания: 1,4 кгс/см².

·        Напряжение питания: 24В постоянного тока.

·        Потребляемая мощность: 10Вт.

·        Температура окружающей среды: 5÷50 º С.

·        Относительная влажность: до 80%.

12.    Промышленный универсальный контроллер TREI-5В-02TM

Устройство программного управления TREI-5B-02TM предназначено для сбора и обработки аналоговых и дискретных информационных сигналов с первичных преобразователей и приборов, а также для формирования и выдачи управляющих воздействий на объект управления.B-02TM является средством измерения и применяется для автоматического контроля и управления технологическими процессами на производственных предприятиях в различных отраслях промышленности, в том числе в системах противоаварийных блокировок и защит. Устройства могут работать в качестве информационно-управляющего устройства как автономно, так и в составе АСУТП.

Контроллер TREI-5B-02TM представляет собой проектно-компонуемое изделие. В общем случае включает установочный каркас, в котором размещаются:

·        модуль питания;

·        мастер-модуль;

·        модули ввода/вывода, включающие следующие типы: универсальный модуль, дискретный модуль ввода, модуль задатчиков, дискретный модуль вывода, модуль аналогового ввода.

Модуль питания Р703А-00:

Модуль питания представляет собой импульсный источник стабилизировано-го напряжения и преобразует сетевое напряжение в напряжение 5 В и 12 В питания внутренней схемы устройства. Это стандартный 3U-модуль, устанавливаемый в левой части монтажного каркаса. Внешние цепи подключаются через разъем, расположенный сзади модуля. На лицевой панели имеется индикатор выходного напряжения 5 В.

·        Выходная мощность: до 80Вт.

·        Тип входного напряжения: переменное, постоянное.

·        Диапазон входного напряжения: постоянное - 128÷370В; переменное - 100÷240В (47÷63 Гц).

·        Входной ток: до 1,3 А.

·        Выходное напряжение и максимальный ток: 5В(7А); 12В(3,3А).

·        Защита: КЗ, токовая перегрузка.

Мастер модуль M801E-511500:

Мастер-модуль M801E - основной модуль в структуре устройства TREI-5B-02 ТМ. Модуль предназначен для сбора информации с каналов ввода, программно-логической обработки полученной информации и выдачи управляющих воздействий в каналы вывода, а также для организации и поддержания различных коммуникационных протоколов при использовании устройств в сложных комплексах АСУТП.

·        Объем статической ОЗУ: 1 Мб.

·        Процессор: Pentium.

·        Объем Flash-диска: 48 Мб.

·        Тип внешней коммуникационной шины: промышленный Ethernet.

·        Внутренний процессорный интерфейс: РС/104.

·        Внутренняя шина ввода/вывода: ST BUS (интерфейс RS-485).

·        Кол-во модулей на шине РС/104: до 3х.

·        Кол-во модулей на шине ST BUS: до 62.

·        Максимальная длина шины ST BUS: 1200 м (без повторителей).

·        Резервирование: 100%.

·        Видеоадаптер.

·        Напряжение питания: 5/12 В постоянного тока.

Дискретный модуль ввода ХM743D-311:

Дискретный модуль M743D предназначен для ввода дискретных сигналов.

·        Количество каналов ввода: 16 постоянного тока.

·        Адресация модуля: 6 бит.

·        Напряжение питания: 24В.

·        Взрывозащищенное исполнение.

·        Номинальное напряжение входа: 24 В.

·        Температура окружающей среды: -40÷60 ºС.

·        Индикация по каждому каналу.

·        Электрическая прочность изоляции между внешними цепями: 2500 В.

Дискретный модуль вывода ХM743О-11:

Дискретный модуль M743О предназначен для вывода дискретных сигналов.

·        Количество каналов вывода: 16 постоянного тока.

·        Напряжение питания: 24В.

·        Номинальное напряжение выхода: 5÷24 В.

·        Индикация по каждому каналу.

·        Температура окружающей среды: -40÷60 ºС.

·        Электрическая прочность изоляции между внешними цепями: 2500 В.

Модуль аналогового ввода M745A-х4211:

Модуль аналогового ввода M745A предназначен для мультиплексного ввода стандартного ряда сигналов тока. Измерение производится мезонин-модулем серии TREI-5B-M (IANS - IANS4÷20mA-PR), входящим в состав модуля M745A. Модуль M745A поддерживает ту же номенклатуру каналов, что и мезонины.

·        Количество каналов ввода: 16.

·        Опрос каналов: последовательный.

·        Индикация по каждому каналу.

·        Адресация модуля: 6 бит.

·        Диапазон токового сигнала: 4÷20 мА.

·        Напряжение питания: 24 В.

·        Температура окружающей среды: -40÷60 ºС.

·        Предел основной погрешности: 0,05%.

·        Предел дополнительной погрешности: 0,025%.

·        Разрядность АЦП: 16 разрядов.

·        Время преобразования: 20 мс.

·        Защита входной цепи от перегрузки: плавкий предохранитель 62 мА.

·        Взрывозащищенное исполнение.

Универсальный модуль ХM732U-11:

Универсальный модуль ХM732U-01 является модулем ввода/вывода, состав канна-лов которого набирается модулями мезонинами.

·        Количество устанавливаемых мезонин-модулей: до 8.

·        Индикация по каждому каналу.

·        Адресация модуля: 6 бит.

·        Напряжение питания: 24 В.

·        Температура окружающей среды: -40÷60 ºС.

·        Взрывозащищенное исполнение.

Универсальный модуль ХM732U-11 будет укомплектован мезонин-модулями OAN-х71, которые используются в качестве источников стандартного токового сигнала.

·        Разрядность АЦП: 16 разрядов.

·        Время преобразования: 3 мс.

·        Диапазон выходного тока: 4÷20 мА.

·        Предел основной погрешности: 0,1%.

·        Предел дополнительной погрешности: 0,05%.

·        Взрывозащищенное исполнение.

13.    ИМ и РО фирмы РУСТ.

Тип привода - пневматический. Время срабатывания - 0,5 с. Позиционность с маркировкой ЗК (запорный клапан) - 2; с маркировкой ЗРК (запорно-регулирующий клапан)- непрерывное регулирование.

Описание функциональной схемы автоматизации

В системе автоматизации реализованы следующие основные контуры регулирования:

·        Каскадная система регулирования содержания общей серы в стабильном гидрогенизате.

·        Одноконтурная система регулирования расхода рециркулята на подогрев низа стабилизационной колонны К201.

·        Каскадная система регулирования температуры верха стабилизационной колонны К201.

·        Каскадная система регулирования уровня в сепараторе С205.

·        Одноконтурная система регулирования уровня в стабилизационной колонне К201.

·        Одноконтурная система регулирования уровня в сепараторе С201.

Предусмотрен контроль и регистрация следующих технологических параметров:

·        Температура стабильного гидрогенизата.

·        Температура питания стабилизационной колонны (нестабильный гидрогенизат).

·        Расход топливного газа в печь П202.

·        Температура парогазовой смеси на входе в сепаратор С205.

·        Давление в сепараторе С205.

·        Расход ингибитора коррозии.

Предусмотрены сигнализации и блокировки по следующим технологическим параметрам:

·        Низкое давление потока рециркулята на входе в печь П202 и на выходе из неё.

·        Низкий и высокий уровень в стабилизационной колонне К201.

·        Низкий и высокий уровень в сепараторе С201.

·        Низкий уровень в сепараторе С205.

·        Низкий и высокий уровень воды в сепараторе С205.

Газосырьевая смесь после реактора Р201 отдает свое тепло сырьевому потоку в теплообменниках Т201-1,2 и поступает в сепаратор С201. Уровень в С201 измеряется датчиком уровня поз. 14-1, который вырабатывает токовый унифицированный сигнал, который идет на вход регулятора уровня поз. 14-3 и вход ЭВМ. Регулятор выдает управляющий сигнал через электропневматический преобразователь поз. 14-5 на исполнительный механизм поз. 14-6. Нижнее и верхнее предельные значения уровня в сепараторе С201 контролируют реле уровня поз. 21-1 и 22-1. В случае перехода через верхний или нижний пределы соответствующее реле уровня посылает сигнал на ЭВМ и электропневматическое реле поз.20-4, которое вырабатывает управляющий сигнал для запорного клапана поз. 20-6.

Из С201 нестабильный гидрогенизат поступает на вход стабилизационной колонны К201. Температура питания колонны измеряется датчиком температуры поз.11-1 с выдачей показаний на ЭВМ.

Уровень в колонне измеряется датчиком уровня поз.8-1, который вырабатывает токовый унифицированный сигнал поступающий на вход регулятора уровня поз.8-3. Регулятор вырабатывает управляющий сигнал, идущий через электропневматический преобразователь поз.8-5 на исполнительный механизм поз.8-6. Нижнее и верхнее предельные значения уровня в колонне К201 контролируют реле уровня поз. 19-1 и 20-1. В случае перехода через верхний предел (поз.20-1) реле уровня посылает сигнал на ЭВМ и электропневматическое реле поз.20-4, которое вырабатывает управляющий сигнал для запорного клапана поз. 20-6. В случае срабатывания реле уровня нижнего предела сигнал с него идет на магнитный пускатель поз. 19-6, который отключает центробежный насос Н-221.

С низу К201 отбирается стабильный гидрогенизат, в потоке которого измеряется содержание общей серы сероанализатором поз.2-1. Анализатор вырабатывает токовый унифицированный сигнал, который поступает на регулятор концентрации поз.2-3. Управляющий сигнал с регулятора концентрации поступает на регулятор температуры низа колонны поз.1-3 в качестве задания. Также на регулятор температуры поступает сигнал от датчика температуры поз.1-1. В соответствии с этими сигналами регулятор температуры вырабатывает управляющий сигнал, который через электропневматический преобразователь поз.1-5 поступает на исполнительный механизм поз. 1-6.

Часть стабильного гидрогенизата отводится с установки, температура отводимого продукта измеряется датчиком температуры поз.9-1 с выдачей сигнала на ЭВМ. Остальная часть отбирается в качестве рециркулята на подогрев низа колонны. Расход рециркулята измеряется датчиком расхода поз. 3-1, который вырабатывает токовый унифицированный сигнал. Идущий на регулятор расхода поз.3-3. Регулятор вырабатывает управляющий сигнал, который через электропневматических преобразователь поз.3-5 поступает на исполнительный механизм поз.3-6. Температура рециркулята измеряется датчиком температуры поз.10-1 с выдачей сигнала на ЭВМ.

Топливный газ в печь П202 поступает через датчик расхода поз.12-1 с выдачей сигнала на ЭВМ.

При падении давления рециркулята до печи или после неё, а также при падении давления топливного газа в основной или запальной горелках, сработает соответствующее реле давления поз.21,22,23,24. Сигнал с этих реле давления через электропневматическое реле подается на запорные клапаны поз. 15-5,15-8,15-11.

Температура верха колонны регулируется изменением расхода орошения. Датчик температуры поз.5-1 вырабатывает токовый унифицированный сигнал, который поступает на регулятор температуры поз.5-3. Управляющий сигнал с регулятора температуры поступает на регулятор расхода орошения колонны поз.4-3 в качестве задания. Также на регулятор расхода поступает сигнал от датчика расхода поз.4-1. В соответствии с этими сигналами регулятор расхода вырабатывает управляющий сигнал, который через электропневматический преобразователь поз.4-5 поступает на исполнительный механизм поз. 4-6.

В поток орошения добавляется ингибитор коррозии, чтобы предотвратить сероводородную коррозию. Расход ингибитора измеряется датчиком расхода поз.26-1 с выдачей сигнала на ЭВМ.

Ушедшие с верха колонны пары бензина, воды, УВГ и сероводород поступают через водяной и воздушный холодильники в сепаратор С205. Уровень в С205 измеряется датчиком уровня поз.7-1, который выдает унифицированный токовый сигнал на регулятор уровня поз.7-3. Управляющий сигнал с регулятора уровня поступает на регулятор расхода орошения колонны поз.6-3 в качестве задания. Также на регулятор расхода поступает сигнал от датчика расхода поз.6-1. В соответствии с этими сигналами регулятор расхода вырабатывает управляющий сигнал, который через электропневматический преобразователь поз.6-5 поступает на исполнительный механизм поз. 6-6.

Давление в С205 измеряется датчиком давления поз.40 с выдачей сигнала на ЭВМ.

В случае срабатывания реле уровня нижнего предела (поз.23-1) в С205 сигнал с него идет на магнитный пускатель поз. 23-4, который отключает центробежный насос Н-203.

В случае перехода уровня воды в С205 через верхний или нижний пределы соответствующее реле уровня (поз.24-1 или поз.25-1) посылает сигнал на ЭВМ и электропневматическое реле поз.24-4, которое вырабатывает управляющий сигнал для запорного клапана поз. 24-6.

Заключение

В ходе курсового проекта была рассмотрена автоматизация колонны стабилизации фр. НК-350ºС. К имеющейся системе автоматизации была добавлена каскадная система регулирования концентрации общей серы в стабильном гидрогенизате.

Был произведен выбор всех необходимых средств автоматизации, исполнительных механизмов и регулирующих органов.

Для рассматриваемого объекта автоматизации была выполнена функциональная схема автоматизации и принципиальная электрическая схема автоматизации.

Литература

1.      И.А. Елизаров, Ю.Ф.Мартемьянов, А.Г. Схиртладзе, С.В. Фролов. Технические средства автоматизации. Программно-технические комплексы и контроллеры: Учебное пособие. М.: «Издательство Машиностроение-1», 2004г. 180с.

2.              Постоянный технический регламент. Установка гидроочистки. Фракция НК-350ºС (книга 6, 24-Л-13360/6) от 13.01.1992г.

3.      Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. - М.: Машиностроение, 1978.- 736 с.

.        ГОСТ 21.404-85 "Система проектной документации для строительства. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах".

5.      Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие/А.С.Клюев, Б.В. Глазков, А.Х.Дубровский, А.А.Клюев; Под. Ред. А.С. Клюева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.:Энергоато-миздат,1990. - 464 с.: ил.

Приложение

Принципиальная электрическая схема автоматизации.