СКАЧАТЬ:  teoriya-moya.zip [434,31 Kb] (cкачиваний: 303)

1. РЕФЕРАТ

Курсовой проект по дисциплине: «Автоматизация технологических процессов и производств», на тему: «Установка гидроочистки бензина (секция - гидроочистки бензина -  «Секция300)».

Данная секция относится к «Елховскому нефтеперерабатывающему управлению» при НГДУ «Елховнефть» ОАО «ТатНефть».

Ключевые слова, использующиеся в данном курсовом проекте:

ВСГ – водородосодержащий газ;

        АРМ – автоматизированное рабочее место;

АВО – агрегат воздушного охлаждения;

НПУ – нефтеперерабатывающее управление;

ЦКППН – цех комплексной подготовки перекачки нефти;

ЦППН – цех подготовки перекачки нефти;

гидрогенизат – смесь бензина и ВСГ;

гидроочистка – процесс очистки бензиновых и дизельных фракций с использованием обогащенного водорода;

         АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическим процессом;

Данная работа актуальна, так как в процессе гидроочистки происходит удаление из смеси нежелательных компонентов, поэтому создание установки для гидроочистки бензина с полной её автоматизацией необходима, так как процессы, протекающие в данной установке различны, и требуют постоянного контроля.

Работа включает в себя технологическое описание блока гидроочистки бензина – секция 300, модель автоматизированной работы рассматриваемого блока, описание технических средств автоматизации.

Курсовой проект содержит: расчётно-пояснительную записку (51 стр.), состоящую из введения, технологической, технической, расчётной,  графической части; чертёж схемы автоматизации блока гидроочистки бензина – секция 300. 

2. ВВЕДЕНИЕ

Бензины являются одним из основных видов горючего для двигателей современной техники. Автомобильные и мотоциклетные, лодочные и авиационные поршневые двигатели потребляют бензины. В настоящее время производство бензинов является одним из главных в нефтеперерабатывающей промышленности и в значительной мере определяющим развитие этой отрасли.

Развитие производства бензинов связано со стремлением улучшить основное эксплуатационное свойство топлива - детонационную стойкость бензина, оцениваемую октановым числом.

Каталитический риформинг бензинов является важнейшим процессом современной нефтепереработки и нефтехимии. Риформинг является в настоящее время наиболее распространенным методом каталитического облагораживания прямогонных бензинов. Подготовка сырья риформинга включает ректификацию и гидроочистку. При гидроочистке из сырья удаляют примеси (сера, азот и др.), отравляющие катализаторы риформинга, а при переработке бензинов вторичного происхождения подвергают также гидрированию непредельные углеводороды.

Переход к переработке гидроочищенного сырья с блоками гидроочистки  привел к резкому снижению в нем контактных ядов, особенно серы, что позволило вовлечь в реакцию дегидроциклизации парафины и повысить октановые числа риформатов до 76-80.

В процессе гидроочистки сернистые соединения бензина превращаются в сероводород. Одновременно происходит частичное разложение сырья.

Применение высокооктановых бензинов способствует не только повышению топливной экономичности, но и снижению металлоемкости двигателя, увеличению его мощности и длительности межремонтного пробега автомобиля. Поэтому экономически целесообразно развивать производство автомобильных бензинов в направлении повышения их качества путем внедрения высокоэффективных вторичных процессов. Это позволит более эффективно использовать нефтяные ресурсы.

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1. Технологическая схема завода

Район  Татарии  испытывает  потребность  в горючем. На  заводе  применяется  распределенная  система  регулирования.  Завод  спроектирован  так,  чтобы  свести  к  минимуму  выбросы  в  атмосферу  и  эффективно  использовать  энергию. Продукты, которые  будут  производиться,  включают  автомобильный  бензин А – 76, летние  и  зимние  сорта  дизельного  топливо  и газойль.   Кроме  того, выпускаются  4  марки  битума  на  базе  остатка,  сформировавшегося   после  изготовления  данных  продуктов.  Будут выпускаться  2  марки  кровельного битума  и 2  марки  дорожного  битума. Завод  выпускает  также  серу  в качестве  побочного  продукта, получаемого  для  удаления  сернистых  соединений  из  дизельного  топлива.

На  сегодняшний  день  Кичуйский  НПЗ  является    единственным   малотонажным    заводом  с  производительностью  400 тыс. тонн в  год,  получением  бензина  - 68 тонн, диз. топливо  - 85 тонн в год,  битума – 66 тонн в год, серы – 16,8 тонн в год.

Сырая  нефть  по  отношению к готовым нефтепродуктам  стоит дешево, к примеру,  бензин  дороже  нефти  в  4 раза,  то целесообразнее  продавать  готовые нефтепродукты.

Установка  размещена  на  территории  Кичуйского  товарного  парка.  Нефть  получают  из  резервуаров  КТП, а  готовую  продукцию  отгружают  потребителям  автотранспортом. Завод  перерабатывает  девонскую  нефть.

Нефтеперерабатывающая  установка  состоит  из семи  технологических блоков: АВТ, каталитический риформинг, гидроочистка  бензина, дизельного топлива, аминовая очистка,  установка получения  серы  и битума.

Основной  задачей  является  переработка  нефти  с  целью   получения  готовых   нефтепродуктов, необходимых  для всего  народного  хозяйства:  бензина, дизельного  топлива,  битума.

Технологический процесс  состоит  в  следующем:  нефть   из  резервуаров  товарной  нефти  насосами   подается  в блок  АВТ,  где  получают  прямогонный     бензин , газойль   и  остаток ;

 -  прямогонный бензин, пройдя  гидроочистку  и очистку  от  серных  соединений, поступает в  блок каталитического  риформинга,  где  получают  товарный  бензин  с октановым   числом  76;

-  дизельное  топливо  после  очистки  -  готовый   продукт;

-  атмосферный   и  вакуумный  газойль   направляют  на  хранение  в  качестве  котельного  топлива;

   - вакуумный  остаток  служит  сырьем  для  блока  получения  товарного  битума;

Битум получают  путем  окисления  вакуумного  остатка   кислородом.

Технологический  процесс   с  целью  уменьшения  выбросов  предусматривает  установку  улавливания   легких  фракций  с  подключением  всех  товарных резервуаров   и  емкостей  сырой  нефти; газовая  фаза  подается  на  газокомпрессорную  станцию,  а  конденсат  откачивают  в  линию  товарной  нефти.  Сброс  с  предохранительных  клапанов  осуществляется  в дренажную  емкость,  откуда  жидкость  идет  в   процесс, а  газ  -  на факел.

Углеводородный  газ  с  блока  АВТ,  очищенный  в  блоке  аминовой  очистки  от Н2S,  служит  газовым  топливом  для  нагрева  продуктов  в  печах  установки.

Сероводородсодержащий   газ  поступает  в  блок  получения  серы, оттуда  получается   товарная  сера.

На   сегодняшний  день  производственная  мощность   составляет:    

-    сырье        -   400 тыс. тонн;

-    бензин      -    69 тыс. тонн;

дизельное  топливо  -  95 тыс. тонн;

битум       -  69 тыс.тонн;

сера          -   2 тыс.тонн;

жидкое топливо   -  115 тыс.тонн.

Структурная схема завода представлена в приложении 1.

3.2. Описание технологического процесса

В данной курсовой работе рассматривается установка гидроочистки бензина  (секция  - 300) «Елховского Нефтеперерабатывающего Управления» НГДУ «Елховнефть» ОАО «Татнефть».

Технологическая схема автоматизации секции – 300 гидроочистки бензина представлена в приложении.

Гидроочистку применяют для очистки бензиновых, керосиновых и ди­зельных фракций от серы, а также от азот- и кислородосодержащих соедине­ний и металлов, которые закоксовывают катализатор. Проводят гидроочист­ку на алюмо-кобальт-молибденовых катализаторах. При этом протекает про­цесс каталитической гидрогенизации с превращением серных соединений в сероводород и насыщением некоторых олефинов. Подаваемый поток обога­щенного водорода является источником водорода для процессов гидрогени­зации. Гидроочистка бензина рассчитана для подготовки к риформированию прямогонных бензиновых фракций.

Блок гидроочистки бензина предназначен для очистки бензина от се­росодержащих углеводородов и частично насыщения непредельных углево­дородов.

На блоке гидроочистки бензина протекают реакции гидрогенизации в присутствии катализатора. При гидрогенизации происходит насыщение не­предельных углеводородов и отщепление гетероатомов от азотистых, серни­стых и кислородных соединений углеводородов с образованием соответст­венно: аммиака, сероводорода и воды.

Процесс гидроочистки бензина протекает с выделением незначитель­ного количества тепла, которое расходуется на компенсацию тепловых по­терь на окружающую среду.

Основными параметрами, характеризующими процесс гидроочистки, являются: температура, давление, объемная скорость, подача сырья, крат­ность циркуляции водородосодержащего газа.

3.3. Описание технологической схемы.

Сырьём для блока гидроочистки является бензин, поступающий в ем­кость V-301 с секции 100 от насосов Р-106А, В, бензин с секции гидроочист­ки дизтоплива от насосов Р-402А, В, а в пусковой период с емкости Е-2 от насосов Н-2.

Емкость V-301 снабжена отстойной зоной, где отстаивается посту­пающая с бензином вода. Вода из отстойной зоны периодически сливается в сепаратор V-611 блока получения и выделения серы или в канализацию.

Давление в емкости V-301 регулируется клапанами-регуляторами поз. РSV-302, PSV-303, установленными соответственно на линии подачи топливного газа в емкость V-301 и на линии сброса газов с емкости на факел.

Из емкости V-301 насосом Р-301А, В бензин подается в межтрубное пространство теплообменников Е-301А, В. Расход бензина в теплообменники Е-301А, В регулируется клапаном расхода поз. FIC-3402, установленным на линии нагнетания насоса Р-301А, В.

Перед входом в теплообменники Е-301А, В бензин смешивается с водородосодержащим газом (далее ВСГ), поступающим от компрессоров К-301А, В и К-401А, В.

ВСГ на секцию гидроочистки бензина поступает из сепаратора V-201 блока каталитического риформинга бензина. ВСГ поступает в сепаратор V-304 всаса первой ступени компрессоров К-301А, В, где от него отделяется жидкая фаза. Уровень в сепараторе регулируется клапаном уровня прямого действия поз. LС-З11З, установленным на линии стравливания жидкости из сепаратора на факел. Из сепаратора V-304 ВСГ поступает на всас 1-й ступени двухступенчатого поршневого компрессора К-301А, В. С нагнетания 1-й сту­пени поступает в воздушный холодильник АС-302 и далее в сепаратор V-305. Жидкая фаза с сепаратора V-305 сбрасывается через клапан уровня LC-3111 в дренажный коллектор. ВСГ с сепаратора V-305 поступает на всас II-й ступени компрессоров К-301А,В.

С нагнетания II-й ступени компрессора К-301А, В ВСГ подается в межтрубное пространство теплообменников Е-301А, В. Расход ВСГ регули­руется клапаном расхода пoз. FV-3401, установленным на линии подачи ВСГ в теплообменник.

Избыток ВСГ с нагнетания компрессоров К-301А, В сбрасывается в ли­нию ВСГ после компрессоров К-201А, В секции каталитического риформин­га бензина.

Подогретая в теплообменниках Е-301А, В смесь бензина с ВСГ посту­пает в печь Н-301, где она нагревается до 371°С. Температура смеси на выхо­де из печи Н-301 регулируется клапаном температуры поз. ТЕ-3201 с коррек­цией по давлению в линии топливного газа к горелкам (поз. Р1С-3301). Кла­пан управления установлен на линии подачи топливного газа к горелкам пе­чей.

После печи Н-301 смесь бензина и ВСГ поступает в реактор R-301. В реакторе R-301, проходя через слой катализатора, серосодержащие компо­ненты бензина превращаются в сероводород.

Выходящий из реактора R-301 поток проходит через:

- трубное пространство испарителя Е-302, где охлаждается, нагревая
кубовый продукт колонны Т-301;

- теплообменники Е-301А, В где охлаждается за счет подогрева смеси бензина и водорода;

- подается в ABO AC-301A, где охлаждается до 41 – 43 °С и поступает в сепаратор V-302.

Температура воздуха, нагнетаемого вентиляторами ABO AC-301A, ре­гулируется клапаном температуры поз. ТIC-3208, который управляет жалюзи на подаче воздуха в камеру АВО.

Температура воздуха на выходе из ABO AC-301A регулируется клапа­ном температуры поз. Т1С-3207, который управляет жалюзи на сбросе возду­ха с камеры АВО.

Сепаратор V-302 снабжен отстойной зоной. Водный слой из отстойной зоны сепаратора отводится в сепаратор V-611 секции получения серы или в канализацию. Уровень водного слоя в отстойной зоне регулируется клапа­ном раздела фаз прямого действия noз. LG-3106, установленным на линии слива водного слоя.

Газовый поток с сухой зоны сепаратора V-302 сбрасывается на всас компрессора К-402 секции гидроочистки дизельного топлива. Избыток газо­вого потока сбрасывается в сепаратор V-504 секции аминовой очистки газов или в факельный коллектор. Давление в сепараторе V-302 регулируется кла­паном давления поз. РIС-3303. Клапан установлен на линии сброса газа с се­паратора V-302 в сепаратор V-504.

Часть ВСГ с сухой зоны сепаратора V-302 поступает на прием ком­прессоров К-401А, В и подается в межтрубное пространство теплообменни­ков Е-301А, В перед клапаном расхода noз. FТ-3401 для дорегулирования со­отношения ВСГ/бензин, а избыток сбрасывается через клапан расхода поз. FV-4402 на вход АВО АС-301А.

Бензин с сепаратора V-302 через межтрубное пространство теплооб­менников Е-304А, В, С, где подогревается до 163 °С, подается на 22-ую тарел­ку колонны Т-301. Уровень бензина в сепараторе V-302 регулируется клапа­ном уровня поз. LIС-3103, установленным на линии подачи бензина в колон­ну Т-301.

С верха колонны Т-301 углеводороды поступают в АВО АС-301В, где конденсируются и стекают во флегмовую емкость V-303. Температура бен­зина на выходе из АВО регулируется клапаном температуры поз. ТIС-3214, который управляет жалюзи на сбросе воздуха с камеры АВО.

Флегмовая емкость V-303 имеет отстойную зону. Водный слой из от­стойной зоны емкости отводится в сепаратор V-611 секции получения серы или в канализацию. Уровень в отстойной зоне регулируется клапаном пря­мого действия пoз. LG-3108, установленным на линии отвода водного слоя в сепаратор V-611.

Бензин из емкости V-ЗОЗ насосом Р-302А, В в качестве флегмы подает­ся в колонну Т-301. Уровень бензина в емкости V-303 регулируется клапа­ном уровня поз. LIС-3109, установленным на линии подачи флегмы в колон­ну Т-301. Углеводородные газы с емкости V-ЗОЗ отводятся в сепаратор V-504 секции аминовой очистки газов или в факельный коллектор.

Давление верха колонны Т-301 регулируется клапаном давления поз. РIС-3304, установленным на линии сброса газов­ с емкости V-303.

Для обеспечения минимального содержания сероводорода в кубовом продукте колонны стабилизации бензина Т-201 секции каталитического ри-форминга отбор бензина производится с 5-ой тарелки колонны Т-301 и насо­сом Р-303А, В подается в линию бензина перед теплообменниками Е-203А, В секции каталитического риформинга бензина.

Расход бензина с 5-ой тарелки колонны Т-301 регулируется клапаном расхода пoз. FIC-3405, установленным на линии нагнетания насосов Р-303 А, В.

Из куба колонны бензин (гидрогенизат) поступает в межтрубное про­странство ребойлера Е-302, где подогревается за счет тепла углеводородов, поступающих в трубное пространство ребойлера из реактора R-301.

Испарившаяся часть углеводородов возвращается из ребойлера в куб колонны Т-301. Температура паров углеводородов на выходе из ребойлера регулируется 3-х ходовым клапаном температуры поз.Т1С-3210, установлен­ным на линии выхода реакционной смеси из трубной части испарителя Е-301.

Неиспарившаяся часть бензина из испарителя Е-302 через трубное пространство теплообменников Е-304А, В, С подается на всас насосов Р-201А, В секции каталитического риформинга бензина.

Все производственные объекты автоматизации технологического комплекса секции – 300, описанные в данном разделе, указаны в спецификации (см. приложение).

3.4. Основные положения пуска и остановки секции при нормальных условиях

3.4.1. Подготовка к пуску.

Подготовка к пуску заключается тщательной проверке правильности выполнения всех ремонтных робот, выявления и устранения дефектов оборудования и арматуры, обкатка оборудования, выявление готовности связей с секцией 100, питающей секцию 300,200 и другими секциями.

Загрузить катализаторы в реакторы R-301, R-201, R-202, R-203.

После монтажа или ремонта оборудование и трубопроводы должны быть промыты, испытаны на герметичность и продукты азотом под давлением перед непосредственным приемом сырья.

Убедитесь в снятии ранее поставленных и в наличии необходимых заглушек по месту с проверкой записи их в журнале регистрации заглушек (согласно схемам установки и снятия заглушек).

Включить в работу схемы сигнализации и блокировок, убедиться в правильности работы логических схем компьютера.

Убедиться в наличии:

• Электроэнергии;
• Противопожарной воды;
• Пара;
• Топливного газа.

 Подключить контуры стравливания к общезаводскому факельному коллектору, подать топливный газ в коллектор факела и разжечь горелку факельного ствола.

Включить в работу систему охлаждения насосного оборудования антифризом и начать циркуляцию антифриза через насосы.

Убедитесь в заполнении реагентных емкостей соответствующими реагентами.

Проверить герметичность и исправность систем дренажа. Отглушить дренажи колонн, теплообменников, емкостей паспортными заглушками.

Произвести пуск  вспомогательных узлов получения воздуха КИП и азота.

В зимнее время:

• Включить в работу теплоспутники и обогрев аппаратов;
• Убедиться в отсутствии замороженных трубопроводов и проверить состояние тупиковых участков трубопроводов.

Периодически определять содержание серы в сырье и жидкости сепаратора V-302 и рассчитывать количество серы абсорбированное катализатором и поверхностью реактора.

При содержании сероводорода в газе выше 77 ppm увеличить максимальную температуру реактора до 260ºС, продолжать сульфидирование, пока не абсорбируется нужное количество серы, т.е. 5% мас. от массы катализатора.

Периодически дренировать воду, образовавшуюся во время сульфидирования с отстойной зоны сепаратора.

После абсорбирования 5% мас. от массы катализатора на ректоре и на катализаторе прекратить подачу сульфидирующего агента и поднять температуру реактора до 316ºС.

Реакторный блок готов к нормальной эксплуатации.

3.4.2. Пуск секции гидроочистки бензина

Пуск секции гидроочистки бензина осуществляется после пуска секции атмосферно-вакуумной переработки нефти, когда имеется бензиновая фракция в емкости V-301 или получены удовлетворительные анализы по верху колонны Т-101.

Перед пуском секции гидроочистки бензина на свежем катализаторе необходимо произвести его сульфидирование с целью достижения максимальной активности и продолжительности срока службы. При пуске секции убедиться, что секция каталитического риформинга заполнена ВСГ после сульфидирования катализатора.

Перед пуском секции гидроочистки бензина необходимо включить в работу печь сжигания отходов Н-605.

Принять ВСГ из сепаратора V-201 секции каталитического риформинга бензина в сепаратор V-304 и заполнить систему циркуляции ВСГ по схеме:

сеп.V-304→ всас К-301А,В→ нагн.К-301А,В→ меж.тр.пр.Е-301А,В→ печь Н-301→ реак.R-301→ тр.пр.Е-301А,В→ АВО АС-301А→ сеп.V-302.

Набрать азотом давление в колонне Т-301  3-4 кгс/см² и включить в работу АВО АС-301А,В,  АС-302.

Подать топливный газ в емкость V-301 и с помощью клапанов-регуляторов прямого действия поз. РСV-302, PCV-303 отрегулировать давление в емкости не более 1.0 кгс/см².

Принять гидроочищенный бензин в емкость V-301 от насоса Н-2 с емкости Е-2.

При появлении уровня в емкости V-301 включить в работу насос Р-301 А,В и подать бензин, минуя реакторный блок, в трубопровод питания колонны Т-301,отрегулировав минимальный расход с помощью клапана поз. FIC-3402.

При появлении уровня в ребойлере Е-302  30-40% по прибору, включить в работу регулятор уровня поз. LIC-3107 и начать возврат бензина из ребойлера в емкость V-301.

Включить в работу клапан давления поз. PIC-3303 и отрегулировать его работу по давлению 40,0 кгс/см² со сбросом газов на факел.

Включить в работу компрессор К-401 А,В и подать ВСГ с нагнетания компрессора в реактор R-301, отрегулировав расход с помощью клапана поз. PIC-3401.

Включить в работу печи сырья Н-301  и поднять температуру на выходе из реактора R-301 до 93ºС. При этой температуру подать бензин с нагнетания насоса Р-301 А,В в линию циркулирующего ВСГ, закрыв его подачу в линию питания колонны Т-301.

Примечание.

При запуске на новом катализаторе произвести процедуру сульфидирования катализатора согласно инструкции «Сульфидирование катализатора гидроочистки бензина». При запуске на рабочем катализаторе нет необходимости сульфидирования.

Начинать подъем температур на выходе из реактора R-301 до 316ºС со скоростью не более 56ºС.

При появлении уровня воды в сепараторе V-302 осуществлять ее дренаж из отстойной зоны сепаратора.

При появлении уровня углеводородов в сепараторе V-302 включить в работу регулятор уровня поз. LIC-3103 и начать отвод бензина в колонну Т-301.

При температурах 427ºС на реакторах R-201,202,203 начинать отводить гидроочищенный бензин с колонны Т-301 в С-200 с расходом 6,5 м³/час.

Примечание.

Перед запуском насосов Р-201 А,В обязательно стравливать газовую подушку с верхней точки линии Е-304 А,В,С→ Р-201 А,В.

После появления избыточного ВСГ в реакторном блоке С-200 включить в работу компрессор К-301 А,В и отрегулировать расход ВСГ FIC-3401 в пределах 1100-1400 м³/час.

Довести температуру на реакторе R-301 до 320-330ºС.

Включить в работу регулятор температуры поз. TIC-3210 и поднять температуру кубового продукта колонны Т-301 на выходе из ребойлера Е-302 до 205ºС.

Принять прямогонный бензин от насоса Р-106 А,В секции 100.

 Включить в работу клапан давления поз. PIC-3304 и отрегулировать давление верха колонны Т-301 в пределах 4,2-4,5 кгс/см², осуществляя сброс газов с флегмовой емкости V-303 на факел до пуска секции аминовой очистки газов.

При появлении уровня в отстойной зоне флегмовой емкости V-303 с помощью клапана уровня прямого действия поз. LC-3108 отрегулировать уровень раздела фаз в отстойной зоне емкости V-303.

При появлении уровня углеводородов во флегмовой емкости V-303 30-40% по прибору поз. LIC-3109 включить в работу насос Р-302 А,В и подать флегму в колонну Т-301 с коррекцией по уровню во флегмовой емкости.

Включить в работу клапан температуры поз. TIC-3214 и отрегулировать температуру на выходе из АВО АС-301В в пределах 40-44ºС.

Включить в работу насос Р-303 А,В и подать бензин с 5-ой тарелки колонны Т-301 по коллектору некондиции в ЦППН.

После пуска блока каталитического риформинга и при получении удовлетворительных анализов подать бензин с 5-ой тарелки колонны Т-301 в линию питания колонны Т-201 секции каталитического риформинга бензина.

После налаживания циркуляции диэтаноламина по секции аминовой очистки газов и готовности ее к приему сырья подать газы с сепаратора V-302 и флегмовой емкости V-303 в сепаратор V-504 секции аминовой очистки газов, закрыв их сброс на факел.

После стабилизации работы секции 300 перевести работу всех регуляторов в автоматический режим и постепенно нагрузить установку до проектной величины. При этом вода из отстойной зоны сепаратора V-302, емкостей V-301, V-303 дренируются в сепараторV-611 секции получения серы и далее в печь сжигания отходов Н-605 или в канализацию.

3.4.3. Остановка секции.

Постепенно снизить расход бензина от насоса Р-301 А,В в линии циркуляции ВСГ клапаном поз. PIC-3402 до 6.5 м³/час.

Прекратить прием бензина в емкость V-301.

Снизить температуру продукта на выходе из печи Н-301 клапаном поз. TIC-3201 до 288ºС.

Прекратить подачу бензина в циркулирующий ВСГ, переведя поток от насоса Р-301 А,В  в колонну Т-301.

Отключить печь Н-301.

Остановить компрессор К-301 А,В и стравить давление с него на факел.

После снижения температуры в кубе колонны Т-301 перевести откачку углеводородов из колонны по линии некондиции в ЦКППН.

Прекратить подачу бензина с 5-ой тарелки колонны Т-301 в колонну Т-201 и остановить насос Р-303 А,В.

После опорожнения емкости V-301 остановить насос Р-301 А,В и закрыть клапан поз. FV-3402.

Передавить углеводороды из сепаратора V-302 в колонну Т-301 и закрыть клапан поз. LV-3103.

Слить водный слой с емкости V-301 и сепаратора V-302 в сепаратор V-611 секции получения и выделения серы.

Откачать углеводороды из флегмовой емкости V-303 в колонну Т-301 и остановить насос Р-302 А,В.

Слить водный слой с отстойной зоны емкости V-303 и зарыть клапан поз. LV-3108.

Передавить все углеводороды из куба колонны Т-301 по линии некондиции в ЦКППН.

Стравить давление с системы реактора через сепаратор V-302 в сепаратор V-504 блока аминовой очистки газов и зарыть клапан поз. LV-3303.

Стравить давление с системы колонны Т-301 через флегмовую емкость V-303 в сепаратор V-504 секции аминовой очистки газов и зарыть клапан поз. LV-3304.

Прекратить подачу топливного газа в емкость V-301 и стравить давление, с емкости на факел.

Опорожнить трубопроводы и оборудование от углеводородов.

Отключить вентиляторы АВО АС-301 А,В.

Продуть систему азотом.

3.4.5. Кратковременная остановка секции.

 Кратковременная остановка секции гидроочистки бензина производиться при прекращении поступления сырья на секцию или в случае, остановки секции каталитического риформинга бензина. При кратковременной остановке секции необходимо выполнить пункты 6.4.1.1-6.4.1.8 раздела 6.4 настоящего регламента, кроме пункта 6.4.1.5 и запустить два компрессора К-401 А,В.

При этом сохраняется циркуляция бензина по схеме:

Сеп.V-301→ нас.Р-301 А,В→ меж.тр.пр.Е-304 А,В,С→кол.Т-301→ меж.тр.пр.Е-302→ тр.пр.Е-304 А,В,С→ сеп.V-301

И циркуляция ВСГ по схеме:

V-302→ К-401 А,В→ меж.труб.пр.Е-301 А,В→ печь Н-301→ реакт.R-301→ труб.пр.Е-301 А,В→ холл-кАС-301А→ емк. V-302

3.4.6. Пуск секции после кратковременной остановки.

Пуск секции гидроочистки бензина после кратковременной остановки без прекращения циркуляции бензина через колонну Т-301 производиться в следующем порядке:

• Включить в работу компрессор К-301 А,В, отключить один компрессор К-401А или К-401В и наладить циркуляцию ВСГ через реактор;
• Отрегулировать температуру ВСГ на выходе из печи Н-301;
• Подать бензин от насоса Р-301А,В в линию циркуляции ВСГ и постепенно довести расход до проектной величины;
• Поднять температуру в кубе колонны Т-301 и вывести ее режимные параметры работы;
• Начать подачу бензина на секцию каталитического риформинга.

4. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Иерархическая многоуровневая структура автоматизированной системы

На  рис. 4.1. представлена обобщенная структура АСУ ТП, построенной на базе микропроцессорных программируемых контроллеров и  ОС  "TDC 3000". 

                        SCADA система – «TDC-3000»

                         Последовательный интерфейс RS-232

Рис. 4.1. Операторская станция в структуре автоматизированной

системы управления

Настоящим техническим заданием предусматривается создание двухуровневой системы повышенной мощности высокой информационной надёжности.

Система предназначена для автоматизированного управления технологическими процессами технологической линии ЕНПУ.

В соответствии с ГОСТ 20.003 – 84  АСУ ТП предназначены для выработки и  реализации управляющих воздействий  на объекты управления и предоставляют собой системы, обеспечивающие сбор, обработку информации, необходимой для оптимизации управления объектом в соответствии с принятыми критериями.

Функции системы можно разделить на информационные, управляющие и вспомогательные.    

Информационные функции включают:

измерение технологических показателей;

передачу результатов в УВК с преобразованием сигналов в цифровую форму;

предоставление информации оператору  АСУ ТП.

Управляющие функции включают:

расчет управляющих воздействий;

логическое управление группой оборудования;

передача управляющих сигналов на исполнительные                механизмы.

Вспомогательные функции состоят в обеспечении контроля за состоянием функционирования технических и программных средств системы.

Расчет управляющих взаимодействий проводится по запрограммированным  алгоритмам.

Типичные примеры регулирования ПН, ПНД. Последовательность вычислений управляющего воздействия по таким законам и составляет алгоритм управления.

Развитие АСУ ТП связано с использованием для управления микропроцессоров, стоимость которых с каждым годом становится более низкой по сравнению с затратами на создание системы управления.

До появления микропроцессоров эволюция систем управления сопровождалась увеличением степени централизации. Но возможности централизованных систем не отвечают современным требованиям по надежности, гибкости, стоимости систем связи и программного обеспечения. С возрастанием мощности технологических аппаратов возрастают требования к точности и быстродействия систем управления.

АСУ ТП ЕНПУ является распределенной системой. В ней имеется большое число каналов контроля, регулирования и управления и децентрализация явилась методом повышения живучести АСУ ТП, снижения стоимости и эксплуатационных расходов. Технической основой являются микропроцессоры, выполняющие следующие функции:

 - сбор данных (коммутация сигналов, фильтрация, преобразование в цифровую форму, ввод в базу данных);

 - регулирование и управление, изменение уставок, параметров алгоритмов, и самих алгоритмов;

 - реализация алгоритмов ввода, вывода, блокировки.

В распределенной системе подсистемы функционально связанны и их работа подчинена общей цели, а процессоры имеют помимо аппаратной связи программный обмен, который осуществляется при помощи каналов связи.

С точки зрения обработки данных распределенная АСУ ТП представляет собой объединение при помощи каналов связи различных МПС.

Физическая среда передачи образованна коаксиальным кабелем.

Для подключения процессоров используют приемопередатчики – узел сбора данных и управления ввода-вывода данных от подсистем в магистраль, и включает в себя адаптеры, интерфейсные схемы канала связи и сетевые интерфейсы.

Обмен информации между отдельными устройствами осуществляется через интерфейсы.

Согласно ГОСТ 26.016-81 под интерфейсом понимается совокупность унифицированных аппаратных, программных средств, необходимых для реализации алгоритмов взаимодействия функциональных блоков и направленных на обеспечение информационной, электрической и конструктивной совместимости.

4.2. Состав комплекса технических средств АСУТП

АСУ ТП представляет собой комплекс технических средств, состоящий из большого числа различных блоков, моделей и устройств. Основная часть этих устройств – датчики, измерительные преобразователи, исполнительные механизмы  являются составной частью АСР. Характерной особенностью АСУ ТП является наличие в ее составе средств вычислительной техники, реализующей алгоритмы комплексом (УВК).

Технические средства для автоматизации выполняют следующие функции:

сбор и преобразование информации (без изменения ее содержания) о состоянии процесса; передача информации по каналам связи (перемещение в пространстве);

преобразование, хранение и обработка информации, формирование команд управления (перемещение информации во времени с изменением ее содержания); использование и предоставление командной информации для воздействия на процесс и связи с оператором АСУ ТП.

Все средства автоматизации технологических процессов в соответствии с ГОСТ 12997-74 объединяют в функциональные группы, образуемые по характеру преобразования информации в системах управления. В свою очередь, средства функциональных групп классифицируются по признаку отношения к системе и образуют: средства на входе системы (датчики); средства на выходе (выходные преобразователи, средства вывода информации и команд управления процессом); внутрисистемные технические средства (средства промежуточного преобразования информации, обеспечивающие взаимосвязь между устройствами с различными сигналами, различными машинными языками, средства передачи, фиксации и обработки информации).

При определенной структуре и алгоритмах функционирования АСУ ТП можно предположить возможность оптимального выбора комплекса технических средств для системы.

Одним из наиболее важных критериев выбора КТС может служить их стоимость, занимающая в общей стоимости систем управления значительную часть. Выбор ТС для АСУ ТП является задачей оптимизационного, многокритериального характера, от решения которой во многом зависит экономическая эффективность АСУ ТП.

Эффективность КТС существенно зависит также от времени и точности преобразования информации и затрат материальных ресурсов, необходимых для создания и эксплуатации КТС. Скорость обработки информации характеризуется затратами времени на решение задачи, а точность обработки – вероятностью появления ошибки в решениях. 

Описание работы датчиков

Значительную часть средств автоматизации составляют датчики, предназначенные для преобразования различных измеряемых величин в соответствующий пневматический сигнал или постоянный ток.

В системе применяются интеллектуальные датчики для измерения давления, температуры. Они являются многопараметровыми датчиками, обеспечивают высокую точность цифровой интерпретации, одновременно снижая затраты на проводную разводку.

Основным критерием точности комплекса всех измерений является необходимая точность реализации средств для выполнения задач. Этот критерий определяет допустимую погрешность измерения. Он диктует выбор датчиков. Такую точность получают лишь с помощью эл. датчиков.

В АСУ ТП используют датчики давления и расхода, имеющие аналог Сапфир. Они имеют высокий класс точности, отличаются простотой в поверке и обслуживании.

Измерение давления, температуры, уровня

Измерение любого параметра начинается с его преобразования датчиком в механический или электрический сигнал. Затем эти сигналы поступают в промежуточные преобразователи и измерительные приборы.

По сравнению с другими элементами датчики наиболее многочисленны и, несмотря на простоту устройства, достаточно сложны в эксплуатации.

Многообразие датчиков объясняется различием условий, в которых приходиться производить измерения технологических параметров.

Сложность эксплуатации датчиков связана с тем, что под влиянием внешних условий происходит изменение их коэффициента передачи за счет износа и необратимых деформаций (при повышении давления или температуры в аварийных ситуациях). При неизменных коэффициентах передачи последующих преобразователей это приведет к измерению коэффициента передачи всей измерительной цепи, и измерение параметра будет вестись с погрешностью, превышающей допустимую. Если оператор об этом не знает и считает показания прибора правильными, то нормальный режим протекания процесса нарушится.

Контроль за качеством передачи датчиков связан со значительными трудностями, так как их поверка проводится экспериментальным путем и на средах – имитаторах.

Для одних датчиков (температуры, давления) найденный коэффициент передачи не изменяется при переходе на рабочую среду, для других (уровня) возможен пересчет коэффициентов коэффициента передачи по плотности рабочей среды. Датчики давления и расхода выгодно отличаются точностью измерения.

Датчик температуры 444RL

Модель 444 предназначена для использования с термометрами сопротивления платиновыми (ТСП) с сопротивлением температуры таяния льда (Ro) 100 Ом.

Модель 444RL показывает непрерывную  приспосабливаемость к температурным режимам, разработаны как сменные и взаимозаменяемые  датчики. Размещение двойного купе разрешает электронике быть конструктивно изолированным от нуля и регулирования промежутка, терминалов датчика, и сигнала, телеграфирующего терминалы. Модель 444RL снабжена электрической изоляцией в передатчике для учета сигнала входа.

Измерение температуры сырья  требует установки датчика  в трубу или резервуар, содержащий сырье. Температурные датчики типа RTDs производят электрические сигналы низкого уровня, пропорциональные измеренной  температуре. Большая длина провода между датчиком и приемным  устройством, может явиться причиной ошибок из-за шумов, если не приняты меры по помехозащите. Кроме того, введена дополнительная компенсация (для RTD входов) необходимая между датчиком и приемным устройством.

Эти помехи могут быть устранены, путем  установки датчика вблизи от точки измерения. Модель 444 предлагает удобный, надежный и экономичный способ делать это. Температура приведена  к стандарту высокого уровня с унифицированным сигналом 4 — 20 mA, который передается в операторную по двум медным проводам.

Rosemount Alphaline Модель444

Двухпроводной температурный передатчик используется, когда точка измерения отдалена от точки управления, считывающего или делающего запись пункта или пункта измерения, подвергнута состояниям окружающей среды, которые были бы вредны для незащищенного сигнала, обусловленного для оборудования.

Когда передатчик связан с источником мощности, он передает сигнал пропорциональный температуре сырья, который независим от напряжения питания или сопротивления нагрузки передатчика. Этот  сигнал (4-20 mA) также использует передатчик, так что никакой другой источник питания не требуется, чтобы использовать петлю сигнала.

Передатчик разработан для использования с платиновым температурным датчиком сопротивления (100 Омов R_o если иначе не определено). Этот тип датчика имеет положительный температурный коэффициент, с высоко устойчивым сопротивлением против температурных отношений.

Мост конвертирует (преобразовывает) сопротивление против температурных отношений датчика к милливольту.

Против сигнала сопротивления. Переменная резистивная схема в опоре мостового смежного канала к RTD позволяет установку нуля. Выбираемые резисторы в той же самой опоре позволяют выбор нулевых режимов для широкой нулевой амплитуды изменений при поддержании требуемой разрешающей способности.

Два рукава моста напротив RTD состоят из фиксированной сети делителя. Весь выходной сигнал (если бы не электроток датчика, который установлен) перекачивает резистор обратной связи, таким образом восстановление равновесия мостовой выходной сигнал, чтобы обнулить. Мост управляется источником тока. Приспосабливаемость промежутка достигнута, изменяя текущий уровень через RTD. Источник тока также поставляет линеаризованный сигнал, столь выходной линеен с температурой.

Дифференциальный сигнал от моста усилен постоянным током точности OpAmp, чтобы управлять транзистором, который управляет текущим сигналом, пропорциональным температуре датчика. Этот сигнал объединен с электротоком, имеет обыкновение оперировать электросхему, и результат подан через мостовой резистор обратной связи. Таким образом, транзистор передает только достаточно электротока так, чтобы общее количество 4-20 mA сигнала было зависимо только от температуры датчика. Резистор ограничителя предохраняет электросхему от получения слишком много электротока при условиях (при условии, состояниях) " по масштабу ".

Электросхема стабилизатора напряжения обеспечивает устойчивое напряжение 9.1V постоянным током, чтобы гарантировать, что  сигнал независим от питающего напряжения и изменений сопротивления нагрузки. Защита против повреждения обеспечивается диодом.

Описание работы исполнительных механизмов, обоснование

Исполнительное устройство является обязательным элементом любой системы управления.

В соответствии с ГОСТ 16084 – 75 исполнительные устройство входит в техническое обеспечение КТС АСУТП. Исполнительное устройство воздействует на процесс в соответствии с получаемой командной информацией. Воздействие на процесс осуществляется путем изменения такого изменения расхода проходящей через ИУ среды, которое приводит к соответствующему изменению управляемой величины. Входом исполнительного устройства является выходной сигнал от УВМ, выходом расход, протекающий через ИУ среды.

Исполнительный устройства монтируют на трубопроводах, аппаратах. Они регулируют в заданных пределах параметры среды (температуру, расход, давление, уровень), связанные с изменением ее расхода через исполнительное устройство. От параметров исполнительного устройства и правильности выбора зависят ТЭП (технико-экономические показатели) системы управления.

При выборе исполнительных устройств необходимо согласовывать ряд параметров технологического оборудования и устанавливаемого на нем исполнительного устройства. К числу таких параметров относятся:

условное давление;

условный проход;

допустимые условия вибрации;

показатели надежности;

срок службы;

параметры питания.

Исполнительным устройством во внедряемой системе является задвижка фирмы «VALTEK». Регулирующий (электрический) сигнал на задвижку подается от температурных датчиков, затем преобразовывается в пневматический сигнал на пневмопреобразователе. Под воздействием воздуха происходит регулирование зазора. Внутри блока происходит постоянное балансирование поршня, который своим перемещением либо уменьшает, либо увеличивает зазор. 

Периферийные устройства

Кроме датчиков, измерительных преобразователей и исполнительных устройств в состав технических средств АСУ ТП используется УВМ.

Информационно-управляющий вычислительный комплекс, основное назначение которого состоит в управлении совокупностью объектов, должен работать в реальном времени. В этом случае темп поступления информации и темп выдачи управляющих воздействии определяются управляемым процессом и согласованны с его динамическими характеристиками. Это означает, что расчеты ведутся по мере поступления информации, а результаты расчетов преобразуют в управляющее воздействие.

Главной частью устройства связи с объектом являются преобразователи аналоговых электрических сигналов в цифровую форму и обратно – соответственно АЦП и ЦАП. Эти устройства работают дискретно во времени: на каждом очередном такте преобразования в зависимости от текущего значения измеряемого сигнала вырабатывается определенный набор электрических импульсов (числовой код сигнала) или наоборот.

Отдельную группу технических средств АСУ ТП составляют устройства связи управляемо вычислительного комплекса с оператором и устройства отображения информации, с помощью которых оператор наблюдает за ходом технологического процесса.

Основным способом представления текущей информации является отображение ее на экране дисплея в виде текста, таблиц, графиков.

В операторной установлено шесть дисплеев, на экране которых можно вывести текущие, средние значения измеряемых технических параметров, сообщения о нарушениях и неисправностях. Дисплей, однако, при всем удобстве представления информации обладает недостатком – информация не регистрируется и не может быть использована для анализа качества работы системы. Для регистрации параметров применяют принтеры.

Дисплеи используют комбинацию различных методик – от гистограмм до диаграммных решений. Динамические области содержат периодически обновляемую информацию, графические элементы. Например, цвет отображения значений на мнемосхеме может изменится на красный, когда значение достигает величины срабатывания сигнализации. Наиболее мощными из рабочих дисплеев являются мнемосхемы, содержащие графическую, текстовую информацию и её можно представить как графическую модель технологического процесса с размещенной на ней сигнализацией. Они могут быть продублированы в запоминающее устройство, обеспечивая резервирование важных данных.

4.3. Прикладное программное обеспечение для верхнего уровня АСУТП, созданное с помощью SCADA-системы

Автоматизированные рабочие места (АРМ) включают следующее программное обеспечение (ПО). 

Программное  обеспечение  (ПО) операторской станции (ОС) "Комплекс" включает в себя набор программных средств, предназначенных для генерации и компоновки программного  и  информационного  обеспечения конкретных  АСУ ТП без работ по программированию. Имеющиеся средства генерации позволяют описать:

1) Техническую структуру конкретной системы по составу и характеристикам контроллеров, датчиков и т.д.;

2) Информационную структуру системы по составу групповой сигнализации, мнемосхем, групп графиков, групп параметров и контуров  регулирования и других информационных структур.

Усовершенствованный Менеджер Процесса (АРМ) - это основное в хоневелловской системе TDC 3000 устройство сбора данных и управления для промышленных процессов.

Новая технология, примененная в АРМ, обеспечивает широкий диапазон возможностей, отвечающих как текущим, так и будущим требованиям процессов. АРМ обеспечивает гибкие функции обработки как для контроля данных, так и для управления. Мощные функции управления, включая регулирующее, логическое и управление последовательностями, предлагаются для непрерывных, периодических и комбинированных процессов.

Оптимальный набор функций, которые можно сконфигурировать и запрограммировать, отвечает требованиям сбора данных и усовершенствованного управления, как с точки зрения высокой надежности, так и эффективности. Возможности АРМ включают возможность связи «порт-к-порту» и совместимость со стандартными промышленными протоколами связи.

Усовершенствованный Менеджер процесса предназначен для обеспечения гибкого и мощного сканирования процесса и расширения возможностей управления. Для этого в нем использована усовершенствованная многопроцессорная архитектура, когда отдельные микропроцессоры отвечают за выполнение конкретных задач.

АРМ состоит из усовершенствованного процессора связи и модема, усовершенствованного процессора интерфейса связи  и усовершенствованного процессора управления.

Усовершенствованный процессор связи оптимально рассчитан для обеспечения высокоскоростной сетевой связи и выполняет такие функции как доступ к данным по сети и связь «порт-к-порту». Он также обеспечивает высокоточные маркеры времени.

Усовершенствованный процессор управления — это узел АРМ, предназначенный для обеспечения функций управления, логики, и отработки последовательностей, включая расширенные функции управления. Поскольку связь и обработка осуществляются специально назначенными аппаратными средствами, вся мощь усовершенствованного процессора управления используется для реализации стратегии управления.

Усовершенствованный процессор интерфейса связи — это интерфейс АРМ с его подсистемой.

Процессор интерфейса с интеллектуальными датчиками обеспечивает полную двухстороннюю связь с Хоневелловскими интеллектуальными датчиками, поддерживает конфигурацию датчиков и повышенную точность данных.

Все операции управления осуществляются в модуле усовершенствованного Менеджера процесса, а сбор данных и «кондиционирование» сигналов осуществляют процессоры. Для повышения безопасности управления процессоры Аналоговых входов высокого уровня, интерфейса с интеллектуальными датчиками и аналоговых выходов поставляются с резервированием. При необходимости процессоры могут быть вынесены на расстояние до 8 километров от файла Усовершенствованного Менеджера процесса. В этом случае используются оптоволоконные расширители связи. В рамках конфигурационных ограничений АРМ инженер-технолог имеет полную свободу выбора и назначения типов точек и стратегий управления. Такой выбор осуществляется с использованием интерактивных программ, работающих как на универсальной так и на универсальной рабочей станции TDC3000.

Простой контур управления может быть реализован в Усовершенствованном Менеджере процесса (АРМ) с помощью точки аналогового входа, точки-регулятора и точки аналогового выхода, как показано на Рисунке 4.2.

И хотя использованы три точки, основным операторским «интерфейсом» для обычного контроля, сигнализаций и управления с помощью Группового и Детального дисплеев и мнемосхем будет являться только одна точка (FC101).

Рисунок 4.2. Типичный контур регулирующего управления системы TDC3000

АРМ диспетчера (пример видеокадров мнемосхем) представлено в приложении 3.

 4.4. Объем автоматизации технологических объектов

Система контроля и управления  секции  - 300 гидроочистки бензина ЕНПУ, как и любого другого сложного технологического процесса, предназначена для оперативного учета, поддержания заданных значений параметров технологического процесса и предотвращения возникновения аварийных ситуаций.

1. Давление в емкости V-301 регулируется клапанами-регуляторами поз. РSV-302, PSV-303, установленными соответственно на линии подачи топливного газа в емкость V-301 и на линии сброса газов с емкости на факел.

2. Расход бензина в теплообменники Е-301А, В регулируется клапаном расхода поз. FIC-3402, установленным на линии нагнетания насоса Р-301А, В.

3. Уровень в сепараторе регулируется клапаном уровня прямого действия поз. LС-З11З, установленным на линии стравливания жидкости из сепаратора на факел.

4. Расход ВСГ регули­руется клапаном расхода пoз. FV-3401, установленным на линии подачи ВСГ в теплообменник.

5. Температура смеси на выхо­де из печи Н-301 регулируется клапаном температуры поз. ТЕ-3201 с коррек­цией по давлению в линии топливного газа к горелкам (поз. Р1С-3301).

6. Температура воздуха, нагнетаемого вентиляторами ABO AC-301A, ре­гулируется клапаном температуры поз. ТIC-3208, который управляет жалюзи на подаче воздуха в камеру АВО.

7. Температура воздуха на выходе из ABO AC-301A регулируется клапа­ном температуры поз. Т1С-3207, который управляет жалюзи на сбросе возду­ха с камеры АВО.

8. Уровень водного слоя в отстойной зоне регулируется клапа­ном раздела фаз прямого действия noз. LG-3106, установленным на линии слива водного слоя.

9. Давление в сепараторе V-302 регулируется кла­паном давления поз. РIС-3303. Клапан установлен на линии сброса газа с се­паратора V-302 в сепаратор V-504.

10. Часть ВСГ с сухой зоны сепаратора V-302 поступает на прием ком­прессоров К-401А, В и подается в межтрубное пространство теплообменни­ков Е-301А, В перед клапаном расхода пoз. FТ-3401 для дорегулирования со­отношения ВСГ/бензин, а избыток сбрасывается через клапан расхода поз. FV-4402 на вход АВО АС-301А.

11. Уровень бензина в сепараторе V-302 регулируется клапа­ном уровня поз. LIС-3103, установленным на линии подачи бензина в колон­ну Т-301.

12. Температура бен­зина на выходе из АВО регулируется клапаном температуры поз. ТIС-3214, который управляет жалюзи на сбросе воздуха с камеры АВО.

13. Уровень в отстойной зоне регулируется клапаном пря­мого действия пoз. LG-3108, установленным на линии отвода водного слоя в сепаратор V-611.

14. Уровень бензина в емкости V-303 регулируется клапа­ном уровня поз. LIС-3109, установленным на линии подачи флегмы в колон­ну Т-301.

15. Давление верха колонны Т-301 регулируется клапаном давления поз. РIС-3304, установленным на линии сброса газов­ с емкости V-303.

16. Расход бензина с 5-ой тарелки колонны Т-301 регулируется клапаном расхода пoз. FIC-3405, установленным на линии нагнетания насосов Р-303 А, В.

17. Температура паров углеводородов на выходе из ребойлера регулируется 3-х ходовым клапаном температуры поз.Т1С-3210, установлен­ным на линии выхода реакционной смеси из трубной части испарителя Е-301.

5. Экспериментальная часть

5.1. Сущность экспериментального определения 

статических и динамических характеристик

объектов регулирования

1. Статической характеристикой элемента, независимо от его конструкции и назначения, называется зависимость выходной величины от входной в равновесных состояниях. Статическую характеристику можно представить в виде таблиц или графически. Определит статическую характеристику можно аналитически (расчетным путем) и экспериментально. Обычно определение статических характеристик простых объектов не представляет трудностей, кроме того, они часто приводятся в литературе. Для многих сложных объектов статические характеристики неизвестны, и их трудно найти аналитически. В этом случае прибегают к экспериментальному определению их на действующих объектах.

Экспериментальное определение статических характеристик заключается в создании ряда последовательных равновесных состояний объекта при соответствующих выходных и входных величинах. В этом случае орган, управляющий притоком или расходом энергии или материи в объекте, вручную или дистанционно переводят из одного положения, соответствующего равновесному состоянию, в другое. При достижении нового равновесного состояния объекта записывают значения входных и выходных величин по показаниям измерительных приборов. По измеренным входным и выходным величинам можно составить таблицу и построить график статической характеристики и определить коэффициент усиления объекта.

Если по условиям эксплуатации изменять значения входных и выходных величин в широком диапазоне невозможно, то ограничиваются небольшим пределом выходных величин вблизи заданного значения регулируемого параметра, т. е. Снимается рабочий участок статической характеристики, в пределах которого допустимы указанные выше изменения.

2. Динамической характеристикой элемента называется зависимость изменения во времени выходной величины от входной в переходном режиме при том или ином законе изменения входной величины. Аналитически динамические характеристики выражаются обычно дифференциальными уравнениями, а графически в виде графиков (кривых), где по оси абсцисс отмечают время, а по оси ординат значения выходной величины. Очевидно, что графики динамических характеристик будут различными при разных законах изменения входной величины. Для определения динамических характеристик и сравнимости их друг с другом приняты типовые законы изменения входных величин, близкие к законам, возможным в реальных условиях работы систем. Часто таким законом является скачкообразное изменение входной величины, при котором выходная величина изменяется мгновенно на какую-либо конечную величину.

Динамические характеристики элементов систем можно определять так же, как и статические – расчетным путем и экспериментально.

Для оценки динамических свойств объектов регулирования можно воспользоваться временными характеристиками, снятыми с действующих объектов. Такие характеристики можно снимать в тех случаях, когда имеется возможность приложить возмущение и оставить действовать в течение времени, достаточного для окончания переходного процесса, т. е. Пока регулируемая величина не примет постоянного значения y устойчивых объектов или пока не установится постоянная скорость изменения выходной величины у нейтральных объектов. Регулируемые объекты часто имеют несколько каналов возмущения, тогда необходимо снять характеристики при всех возмущениях. Однако в ряде случаев можно ограничиться снятием характеристик для основных каналов. Наибольший практический интерес представляет исследование динамических свойств при возмущениях, вызванных изменением той величины, на которую действует или будет действовать регулирующий орган. При снятии временных характеристик весьма существенным является определение величины возмущения. При выборе величин возмущения исходят из допустимых отклонений в ходе технологического процесса. Однако необходимо, чтобы искусственно вводимое возмущение значительно превосходило по величине те случайные возмущения, которые могут быть при снятии характеристик.

  Временную характеристику снимают следующим образом. Перед экспериментом регулируемый объект приводят в равновесное состояние и обеспечивают постоянство всех входных и выходных величин. После стабилизации вводят скачкообразное возмущение, отмечая при этом время и величину его. Затем следят за изменением выходной величины, записывая ее значения до тех пор, пока выходная величина не примет нового установившегося значения ил пока не установится постоянная скорость ее изменения. На основании полученных данных строят кривую в координатах: выходная величина – время, которая и будет временной характеристикой объекта. Для снятия временной характеристики на объекте должны быть установлены приборы для измерения входной и выходной величин. Наиболее удобны регистрирующие приборы с ленточной картограммой и большой скоростью ее движения. Во время эксперимента записываются также все параметры, связанные с выходной величиной. Это позволяет при обработке результатов эксперимента установить, что снятые характеристики не искажены посторонними возмущениями.