Спроектировать систему управления колонны К-2 установки полимеризации пропан – пропиленовой фракции

2.1.2 Расход

Расход регулируется при подаче сырья и потока холодного  орошения. Предусмотрена сигнализация.

2.1.3 Уровень

Регулированию подлежит уровень жидкости в ёмкости и  испарителе. При осушении аппаратов  происходит кавитация насосов, а  при превышении установленного уровня жидкости – переполнение аппаратов.

2.1.4 Давление

Регулируется давление в колонне за счёт подачи хладагента в холодильник. Предусмотрена блокировка и сигнализация.

2.1.5 Качество

Регулируется качество остатка по содержанию примесей –  не более 0,5%. Регулирование связано  с температурой низа колонны.

 

 

 

 

 

2.2 Выбор контролируемых параметров.

Число контролируемых параметров должно быть небольшим, чтобы  не создавать информационной перегрузки операторов-технологов, и, вместе с  тем, таким, чтобы обеспечить полное представление о ТП. В качестве контролируемых параметров следует  выбирать:

1. все регулируемые параметры;
2. параметры, характеризующие качество получаемых продуктов, и другие показатели эффективности ТП;
3. параметры, используемые при расчете технико-экономических показателей (количество потребляемой электроэнергии, сырья, реагентов, материалов, тепла, холода и т.д.);
4. наиболее сильно контролируемые возмущения, которые не поддаются регулированию.

Расход замеряется с помощью камерной диафрагмы – ДКС 10-150, с условным диаметром 150 мм, рабочим давлением 1 МПа в комплекте с дифманометром Метран 100–ДД, избыточное давление 2,5 МПа, выполненным во взрывозащищенном исполнении. Выходной сигнал 4 – 20 мА. 

Температура замеряется с помощью термопреобразователя – ТСПУ Метран – 276 МП, пределы измерения температуры которого -50…500 С. Выходной сигнал 4 – 20 мА.

Уровень измеряется с применением буйкового уровнемера 429 В. Температура рабочей среды -29…593 С, диапазон давления – до 42 МПа, выходной сигнал – 4 – 20 мА.

Качество подвергается замеру при использовании жидкостного хроматографа «Цвет – 4000», погрешность которого 0,5%.

Давление замеряется с помощью датчика давления – Метран 100 – ДИ. Измеряемое избыточное давление – 2,5 МПа, выходной сигнал 4 – 20 мА.

2.3 Выбор исполнительных  устройств

Подобраны исполнительные устройства – регулирующие, отсечные и регулирующее – отсечной клапаны марки НР фирмы Метран с условными диаметрами 75, 100, 150, 175 мм.

Унифицированный сигнал 4 – 20 мА преобразуется в пневматический с помощью преобразователя ЭП – 63, выходной сигнал которого 0,02 – 0,1 МПа.

Дисплейная станция – Димиконт ДС – 130.

 

 

3 Выбор средств автоматизации

3.1 Контроллер  малоканальный многофункциональный  регулирующий микропроцессорный  Ремиконт Р-130.

Контроллер  предназначен для построения современных  автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) и позволяет выполнять оперативное управление с использованием персональных ЭВМ, автоматическое регулирование, автоматическое логико – программное управление, автоматическое управление с переменной структурой, защиту и блокировку, сигнализацию, регистрацию событий.

Входные сигналы: унифицированные аналоговые сигналы  постоянного тока 0-5, 0-20, 4-20 мА, 0-10 В.

Выходные сигналы: унифицированные аналоговые сигналы  постоянного тока 0-5, 0-20, 4-20 мА.

Потребляемая  мощность контроллера 15ВА.

Напряжение  питания: 220 В или 240 В переменного  тока; 24 В постоянного тока.

Условия эксплуатации: температура от 1до 45 С, влажность  до 80%.

 

3.2 Буйковый  уровнемер

Это средство для  непрерывного измерения уровня жидких продуктов в резервуарах и  емкостях, измерения уровня раздела двух жидкостей, определения плотности продукта по пропорциональному изменению положения плавающего буйка. Хорошо работает в различных жидкостях при широком диапазоне температур и давлений.

 Измеряемые  среды: жидкие (нефть, темные и светлые нефтепродукты, вода и др.).

Погрешность измерений  уровня от 0,25%

Диапазон рабочего давления до 42 МПа.

Температура окружающей среды от -40 до 80С.

Температура рабочей  среды от -29 до +593С.

Взрывозащищенное  исполнение.

 

3.3 Жидкостной  хроматограф «Цвет-4000»

Предназначен  для анализа органических и неорганических соединений при высокоэффективной  жидкостной хроматографии.

Достоинства:

- возможность  реализации методов высокоэффективной  жидкостной, ион-парной, и эксклюзивной  хроматографии;

- универсальность применения;

- широкий набор  высокочувствительных детекторов;

- высокая точность  и воспроизводимость анализа;

- возможность  одновременного анализа анионного  и катионного состава;

- концентрирование  пробы в хроматографе;

- разделение  многокомпонентных смесей в режиме градиентного алюирования;

- ручной и  автоматический ввод проб;

- автономный  режим работы любого блока  хроматографа.

Управление  режимами работы и обработки выходной информации хроматографа осуществляется персональным компьютером типа IBM PC. Распечатка протокола анализа осуществляется на принтере.

 

3.4 Расходомеры  Метран 100-ДД и Метран 100-ДИ.

Ризб = 2,5 МПа. Класс точности – 0,5. Выходной сигнал 4 – 20 мА. Исполнение взрывозащищенное.

Интеллектуальные  датчики давления серии Метран-100 предназначены для измерения и непрерывного преобразования в унифицированный аналоговый токовый сигнал избыточного давления (Метран 100 – ДИ) и разности давлений (Метран -100 ДД).

Измеряемые  среды: жидкости, пар, газ.

Диапазон измеряемых давлений:

- минимальный 0 – 0,04кПа;

- максимальный 0 – 100 МПа.

Основная погрешность  измерений до 0,1 % от диапазона.

 

3.5 Термопреобразователь  микропроцессорный ТСПУ Метран 276 МП.

Выходной унифицированный  сигнал 4 – 20 мА, 20 – 4мА.

Предназначены для измерения температуры жидких и газообразных сред, по отношению к которым материал защитной арматуры является коррозионностойким.

Чувствительный  элемент первичного преобразователя  и встроенный в головку датчика  микропроцессорный преобразователь  преобразует выходной сигнал постоянного тока, что дает возможность построения СУТП без применения дополнительных нормирующих преобразователей.

Термопреобразователь  ТСПУ Метран 276 МП может применяться  во взрывоопасных  зонах, в которых  возможно образование взрывоопасных  смесей газов, горючих жидкостей с воздухом.

 

3.6 Дисплейная  станция Димиконт ДС – 130 используется  в качестве элемента рабочего  места оператора – технолога  и оператора – наладчика. С  его помощью можно конфигурировать  контроллеры, записывать конфигурацию  на носителе, выполнять наладку систем регулирования, выполнять функцию устройства верхнего уровня управления – сбора, первичной обработки, введения процесса управления.

Дисплейная  станция предназначена для работы с контроллером Ремиконт – Р-130 и  представляет собой программно – технический комплекс, состоящий из ПЭВМ, совместимой с IBM/AT/XT, укомплектованной цветным дисплеем типа ЕОА, принтером и клавиатурой.

Число обслуживающих  колец Димиконта ДС -130 – до 16.

Число контроллеров – до 15.

 

 

 

4 Спецификация средств автоматизации

Пози- ция	Измеряемый  параметр	Наименование  прибора  Техническая характеристика	Тип и марка	Коли- чество	Источ- ник
5 – 1 10 – 1	Расход Ду = 150 мм Рраб = 1 МПа	Камерная диафрагма Р = до 10 МПа Ду = 150 мм	ДКС 10 – 150	2	кат. 3 с. 68
5 – 2 10 – 2	Расход	Дифманометр Ризб = 2,5 МПа Среда – неагрессивная Исполнение  –взрывозащищенное Класс точности – 0,5 Iвых = 4 – 20 мА	Метран 100 –  ДД	2	кат. 1 с. 12
5 – 3 6 – 2 4 – 2 8 – 2 3 – 2 9 – 2 11 – 2 2 – 2 10 – 3 1 – 2 7 - 2	Расход Температура Уровень Давление Качество	Регулирующий  микроконтроллер	Ремиконт Р – 130	2	www.gazmontaj.ru
5 – 3 6 – 2 4 – 2 8 – 2 3 – 2 9 – 2 11 – 2 2 – 2 10 – 3 1 – 2 7 – 2	Расход Температура Уровень Давление Качество	Дисплейная  станция	Димиконт ДС – 130	1	кат. 7
5 – 4 6 – 3 4 – 3 3 – 3 11 – 3 2 – 3 10 – 4 7 - 3	Расход Температура Уровень Давление	Преобразователь электрических сигналов в пневматический Iвх = 4 – 20 мА Iвых = 0,02 – 0,1 МПа Класс точности – 0,5	ЭП - 63	8	кат. 5 с. 115
6 – 1 3 – 1 9 – 1 11 – 1	Температура tраб = 175 °С tраб = 60 °С	Термопреобразователь  Микропроцессорный Iвых = 4 – 20 мА t = - 50…500 °С Взрывозащищенное  исполнение	ТСПУ Метран-276 МП	4	кат.2 с.64
5 – 5 6 – 4	Расход Температура	Исполнительное  устройство Регулирующий  клапан Р = 1..3 МПа tраб = -29..+232 °С Ду = 150 мм	НР фирмы  Метран	2	кат. 3 с. 257
4 – 1 2 – 1	Уровень	Буйковый уровнемер tраб = - 29 до 593°С Диапазон давления -  до 42 МПа Iвых = 4 – 20 мА	249 В	2	кат. 5 с. 133
8 – 1	Качество	Жидкостной  хроматограф, погрешность – 0,5 %	«Цвет–4000»	1	www. tswet.ru
3 – 6	Температура	Исполнительное  устройство Отсечной клапан Ду = 75 мм Р = 1…3 МПа t = - 29…+232 °С	НР фирмы  Метран	1	кат. 3 с. 257
7 – 4	Температура	Исполнительное  устройство Отсечной клапан Ду = 100 мм Р = 1…3 МПа t = - 29…+232 °С	НР фирмы  Метран	1	кат. 3 с. 257
7 – 1 1 – 1	Давление	Датчик давления Ризб = 2,5 МПа Среда – неагрессивная Исполнение  –взрывозащищенное Среды: жидкости, пар, газ. Iвых = 4 – 20 мА	Метран 100 –  ДИ	2	кат. 1 с. 12
4 – 4	Уровень	Исполнительное  устройство регулирующе - отсечной клапан Ду = 100 мм Р = 1…3 МПа t = - 29…+232 °С	НР фирмы  Метран	1	кат. 3 с. 257
10 - 5	Расход	Исполнительное  устройство Регулирующий  клапан Ду = 175 мм Р = 1…3 МПа t = - 29…+232 °С	НР фирмы  Метран	1	кат. 3 с. 257
11 – 4 2 – 4	Температура Уровень	Исполнительное  устройство Регулирующий  клапан Ду = 100 мм Р = 1…3 МПа t = - 29…+232 °С	НР фирмы  Метран	2	кат. 3 с. 257
1 – 2 7 – 2 10 – 3 2 – 2 3 – 2 4 – 2 8 – 2 6 – 2 5 - 3	Давление Расход Уровень Температура Качество	Сигнальная  лампа	ЛС – 4	9

 

 

 

 

 

Заключение

В результате работы была спроектирована система управления колонны К – 2 установки полимеризации пропан – пропиленовой фракции, были определены параметры регулирования и контроля: расход сырья, температура в колонне и водяного пара, уровень жидкости в емкости и испарителе,  давление в колонне. Установлен показатель эффективности и подобран прибор для регулирования качества продукта. В разработанной системе регулирования и контроля предусмотрены сигнализация параметров. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

1. Ахметов С.А.Технология  глубокой переработки нефти и  газа.: Учебное пособие для вузов.  Уфа: Гилем, 2002.

2. Ахметов С.А. и др. Технология, экономика и автоматизация процессов переработки нефти и газа.: Учебное пособие для вузов. Москва: Химия, 2005

     3. Рудин М.Г., Драбкин А.Е. Краткий справочник нефтепереработчика. – Л.: Химия, 1980. – 63 с.

4. Автоматизация технологических процессов: методические указания к курсовому и дипломному проектированию / Составитель: Л.Г.Дадаян. – Уфа: Изд.УНИ, 1985.-22с.

     5.  Приборы и средства автоматизации. Каталог. 7 томов. 2004.

    6.  Курс лекций по СУХТП.

7. Интернет