Процесс очистки природного газа от сероводорода ЭЛСОР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Разработка алгоритмической схемы автоматизации

Построение алгоритмической схемы автоматизации осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 19.002-85, 19.003-85, при этом учитывая, что алгоритм — это заранее заданное понятное и точное предписание возможному исполнителю совершить определенную последовательность действий для получения решения задачи за конечное число шагов.

Основные свойства алгоритмов:

1.   Понятность для исполнителя — исполнитель алгоритма должен понимать, как его выполнять. Иными словами, имея алгоритм и произвольный вариант исходных данных, исполнитель должен знать, как надо действовать для выполнения этого алгоритма.

2.   Дискретность (прерывность, раздельность) — алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение простых (или ранее определенных) шагов (этапов).

3.   Определенность — каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для произвола. Благодаря этому свойству выполнение алгоритма носит механический характер и не требует никаких дополнительных указаний или сведений о решаемой задаче.

4.   Результативность (или конечность) состоит в том, что за конечное число шагов алгоритм либо должен приводить к решению задачи, либо после конечного числа шагов останавливаться из-за невозможности получить решение с выдачей соответствующего сообщения, либо неограниченно продолжаться в течение времени, отведенного для исполнения алгоритма, с выдачей промежуточных результатов.

       5.   Массовость означает, что алгоритм решения задачи разрабатывается в общем виде, т.е. он должен быть применим для некоторого класса задач, различающихся лишь исходными данными. При этом исходные данные могут выбираться из некоторой области, которая называется областью применимости алгоритма.

     Алгоритмические структурные схемы показывают взаимосвязь отдельных частей системы и характеризуют их динамические свойства. На алгоритмической структурной схеме вся система автоматики, как и на функциональной, изображается в виде прямоугольников, каждый из которых представляет собой динамическое звено направленного действия.

Регулируемые параметры.

1. Регулирование уровня NaOH в ёмкости.
2. Регулирование расхода H2 на выходе.
3. Регулирование расхода NaOH подаваемого в абсорбер.
4. Регулирование качества NaOH подаваемого в абсорбер.
5. Регулирование давления в насосе.
6. Регулирование расхода очищенного газа.
7. Регулирование качества очищенного газа.
8. Регулирование  расхода сырого газа на подачи в абсорбер.
9. Регулирование уровня концентрированного вещества в абсорбере.
10.   Регулирование расхода концентрированного фещества на выходе из абсорбера.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алгоритмическая схема

Рис. 10а. Алгоритмическая схема (начало)

 

 

Рис. 10б. Алгоритмическая схема (продолжение)

Работа системы по данному алгоритму описывается следующим образом:

1. Ввод параметров системы.
2. Синхронная подача NaOH и H2 в емкость.
3. После подачи NaOH и H2 в емкость, происходит снятие и регулирование показаний с датчика уровня вещества в емкости.
4. На этапе подачи NaOH происходит снятие и регулирование показаний с датчика расхода вещества и происходит снятие и регулирование показаний с датчика качества вещества.
5. На этапе подачи H2 происходит снятие и регулирование показаний с датчика расхода газа.
6. Подача NaOH и в насос.
7. Определение давления в насосе и регулирование параметров снятых с датчика давления.
8. Подача NaOH в абсорбер.
9. Подача сырого газа в абсорбер.
10. На этапе подачи сырого газа происходит снятие и регулирование показаний с датчика расхода газа.
11. Так же происходит снятие и регулирование показаний снятых с датчика уровня концентрированного вещества в абсорбере.
12. Из абсорбера очищенный газ выводится.
13. На этапе вывода очищенного газа из абсорбера происходит снятие и регулирование параметров с датчика качества газа и снятие и регулирование параметров с датчика расхода газа.
14. Концентрированное вещество выводится из абсорбера через дроссель вентиль.
15. На этапе вывода концентрированного вещества из абсорбера, происходит снятие и регулирование параметров с датчика качества вещества.
16. Вывод параметров системы.

 

 

 

 

 

 

 

4. Разработка функциональной схемы автоматизации.

Функциональная схема автоматизации приведена на рисунке 11.

Рис. 11. Функциональная схема автоматизации

 

 

 

 

 

 

 

1. Описание функциональной схемы

Растствор  NaOH, H2  подаётся в ёмкость, объём емкости от 1 до 300 куб.м, определяется LE/4-1, регистрируется LIRSA/4-2.

 Водород выходит из верхней части емкости, расход определяется FE/2-1, регистрируется  FRC/2-3.

Раствор  NaOH выводят из нижней части емкости, расход 120 кг/ч, определяется FE/2-4, регистрируется FRC/2-6.

Определяется качество раствора NaOH, определяется QE/3-1, регистрируется QRC/3-3, подаётся на насос.

Давление в насосе, 30... 38 кгс/см2, определяется PT/1-1, регистрируется PRC/1-2, подаётся в абсорбер.

Сырой газ подаётся в абсорбер, расход 1000 нм3 , определяется FE/2-10, регистрируется FRC/2-12.

Уровень в нижней части абсорбера, определяется LE/4-4, регистрируется  LIRSA/4-5.

Очищенный газ выходит из верхней части абсорбера, расход, определяется FE/2-7, регистрируется FRC/2-9.

Очищенный газ, качество без содержание сероводорода, определяется QE/3-4, регистрируется QRC/3-6.

Концентрированное вещество выводится из нижней части абсорбера, расход, определяется FE/2-13, FIR/2-15, подаётся на дроссель-вентиль. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 4.2  Спецификация на приборы, средства автоматизации и    аппаратуру

Спецификация на приборы, средства автоматизации и аппаратуру приведена в таблице 11.

Таблица 11. Спецификация на приборы, средства автоматизации и аппаратуру

Поз.	Параметры среды, измеряемые параметры	Наименование и техническая характеристика	Марка	Габаритные размеры	Кол-во	Примечание
2-1, 2-7, 2-10	Расход	Погружной расходомер с выходным электрическим сигналом 4 – 20 мА	SCHMIDT SS 20.600	120 до 1,000 мм	3	По месту
2-4, 2-13		Ультразвуковой расходомер с выходным электрическим сигналом 4 – 20 мА	Р US-800	200 мм	2	По месту
1-1	Давление	Датчик давления с выходным электрическим сигналом 4 – 20 Ma	JUMO CTI-500	190x131	1	По месту
3-4	Качество	Газоанализатор с выходным электрическим сигналом 4 – 20 Ma	АГ-0011	290х250х150	1	По месту
3-1		Концентратомер с выходным электрическим сигналом 4 – 20 Ma	АЖК-3101	282х140х50	1	По месту
4-2, 2-3, 2-6, 3-3, 1-2, 2-9, 3-6,  2-12, 4-5, 2-15	4-20 мА унифицированный  токовый сигнал	Контроллер	Siemens SIMATIC S7-400H	231 x132 x111	1	На щите

 

5.Расчет и выбор приборов  и средств автоматизации

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 11. Анализатор жидких сред «АЖК-3101»

Назначение  
Автоматический непрерывный контроль массовой концентрации щелочи (соли, кислоты) в растворах и сигнализации о достижении установленных значений концентраций.

Область применения 
Тепловые и атомные электростанции, выпарные установки, установки подготовки питьевой и технической воды (контроль солесодержания) и другие объекты.

Принцип действия 
Использована зависимость удельной электропроводности контролируемой жидкости от концентрации растворенных в ней солей, щелочей и кислот. В качестве чувствительного элемента применена кондуктометрическая ячейка, омываемая контролируемым раствором. В приборе производится автоматическая коррекция изменений при изменении температуры контролируемого прибора.

 

Достоинства и преимущества 
Анализатор жидких сред АЖК-3101 надежен в работе в условиях агрессивных сред, экологически чист, имеет простую установку задания значений концентрации, по достижению которой срабатывает реле сигнализации.  
Достоинства системы заключаются в возможности использования ее для контроля параметров жидкости в емкостях или трубопроводах, находящихся под давлением. Разборная конструкция чувствительного элемента позволяет сделать датчик ремонтопригодным. 
Прибор выпускается вместо ранее поставляемых сигнализаторов СШК-3, СПКР-1, СЭ12, СЭ13, КК и др.

Таблица 12. Основные характеристики

Основная приведенная погрешность, %	4,0
Диапазоны концентрации растворов, г/м3:       (мг/л по NaCl  либо др. соли, кислоты, щелочи        по требованию Заказчика)	0,5÷5,0;1,0÷10;  5,0÷50;10÷100;   5÷500
Выходной сигнал , мА         токовый	0-5, 4-20
Диапазон установки задания на сигнализацию , % от предельного значения шкалы	10÷100
Температура контролируемой среды, °C, не более	+120
Давление в трубопроводе, Мпа, не более	0,6
Питание от сети переменного тока:          напряжение, В          частота, Гц	220  50
Потребляемая мощность, ВА	50
Габаритные размеры, мм:         датчик ДТЩ-7А-31         блок питания	170х280х120  130х100х60
Срок службы, лет	8
Цена в руб	54600,00

 

 

 

 

 

Сигнальная лампа

 
Рис. 12. Сигнальная лампа

 

Технические характеристики.

Устройство индикации серии CSC могут использоваться как на машинах, так и дистанционно. Их используют в химической, фармацевтической, нефтяной промышленности и везде, где необходимо взрывозащищенное электрооборудование. Цвет сигнального излучателя обозначается буквой стоящей после обозначения сигнальной лампы L: V - зелёный, G - жёлтый, R - красный, I - белый, B - синий. Возможно использование сборного устройства CSC-LAMP-L + CSC-LAMP-LL на три лампы или CSC-LAMP-LL + CSC-LAMP-LL на четыре лампы. Цоколь E14. Мощность лампы для T5 - 5Вт, для T6 -3Вт. 
Область применения - взрывоопасные зоны помещений и наружных установок согласно маркировке взрывозащиты, ГОСТ Р 51330.13-99 (МЭК 60079-14-96), гл. 7.3 ПУЭ, гл. 7.4 ПУЭ, ПБ 05-618-03, ПБ 03-553-03, другим нормативным документам, регламентирующим применение электрооборудования во взрывоопасных и невзрывоопасных зонах на опасных производственных объектах I ,II, III, IV классов опасности, поднадзорных Ростехнадзору РФ, и национальных технических надзоров стран СНГ.

 

Таблица 13.Технические параметры

Характеристики	Значения
Исполнения	1Exd[]CT4 или 1Exd[ia]CT4 или DIP A21 TaT4
Защита	IP66
Установка	Зона 1/ Зона 2
Температура окружающей среды	-60°С…55°С
Ток и напряжение для одной индикационной лампы	24-36 В
Покрытие	Антистатическое полимерно-эпоксидное окрашивание, фрикционно искробезопасное, устойчивое к рабочим средам. Цвет RAL 7035
Резьба на  присоединительных отверстиях	Трубная коническая Rc ISO7/1 1” (2 отверстия )
Материал корпуса	Коррозииностойкий модифицированный алюминиево-кремниевый сплав GALSi марки «KSi13», устойчивый к соляному туману и другим химическим веществам.
Климатическое исполнение	УХЛ1