Автоматизация блока стабилизации бензина

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Апреля 2013 в 16:10, курсовая работа

Описание

Цель данного курсового проекта – это закрепление теоретических знаний по основным дисциплинам специализации: теории автоматического управления и теории систем, техническим средствам автоматизации, моделированию систем, автоматизации технологических процессов, а также приобретение навыков решения инженерных задач, возникающих при разработке АСУ ТП.
Задачами курсового проекта являются разработка новой системы автоматизации для установки ЖЕКСА (блок гидроочистки) на основе материала, собранного во время производственной практике.

Содержание

Введение
4
1 Технологическая часть
5
1.1 Назначение, место технологической установки (объекта) в структуре предприятия. Схема технологического процесса

5
1.2 Структура производства
5
1.3 Описание технологической схемы процессов
5
1.4 Нормы технологического регламента нормального режима технологического процесса

6
1.5 Перечень блокировок и сигнализаций
8
1.6 Порядок пуска и останова установки
10
1.6.1 Пуск установки
10
1.6.2 Нормальная остановка установки
13
2 Описание существующей схемы автоматизации
14
2.1 Задачи, которые решаются системой автоматизации и объём автоматизированных функций

14
2.2 Анализ существующего уровня автоматизации.
14
3 Литературный обзор
16
3.1 Выводы по результатам обзора
18
4. Разработка физико-химической (неформальной) модели процесса и её использование для построения АСР
18
4.1 Имитационное моделирование колонны
18
4.2 Разработка физико-химической модели процесса
21
4.3 Оценка адекватности системы
23
4.4 Выводы результатов
27
5. Разработка АСУТП
28
5.1Структурная схема АСУТП
28
5.2 Функциональная схема контроля и управления в нормальном режиме

30
6. Программно-техническая реализация АСУТП
32
7 Охрана труда и техника безопасности
35
Список использованных источников
41
Приложение 1. Заказная спецификация

Приложение 2. Функциональная схема автоматизации

Работа состоит из  1 файл

Курсач Руслан Веревкин.docx

— 5.02 Мб (Скачать документ)

Включить  в работу приточную и вытяжную вентиляции.

Перед началом  пуска вся система установки  продувается инертным газом для  вытеснения воздуха, производится опрессовка аппаратов и трубопроводов инертным газом, обнаруженные пропуски устраняются

После этого  давление стравливается в атмосферу:

- с блока  предварительной очистки через воздушник газосепаратора В-101;

- с блока  риформинга через дренаж газосепаратора В-201;

- с блока  гидроочистки через дренаж газосепаратора В-301;

- с абсорберов  С-401 и С-402 на факел по байпасу  предохранительных клапанов;

- с колонны  С-403 на факел через клапан сброса  сероводорода на факел (на емкости  В-402).

Вся аппаратура установки остается под инертным газом с давлением 0,2 ати.

Принять на установку воду (оборотную и  химочищенную), пар, воздух КИП и технический. Убедиться в наличии сырья и емкости под продукцию.

Проверить все ли дренажи и воздушники закрыты  и не осталось ли поворотных заглушек в неправильном положении.

В холодную погоду при пуске и при эксплуатации реакторов R-101, R-201, R-202, R-203, R-301 и газосепаратора В-301 необходимы дополнительные меры предосторожности. Во время поднятия давления нужно соблюдать следующие правила:

а) при  температуре стенок до минус 20 0С давление не должно превышать 10 % максимального рабочего давления;

б) при  температуре стенок от минус 20 0С до ± 0 0С давление не должно подниматься выше 25 % от рабочего давления;

в) при  температуре стенок выше 0 0С давление постепенно поднимается и при температуре стенок реактора +20 0С может быть доведено до 100 % нормы рабочего давления.

 

Схема движения горячей струи колонны  С-501

 

С низа колонны  С-501 поступает на прием к насосу Рм-505/А,В, а с выкида направляется через печь F-501 под первую тарелку С-501.

Установить  на ручную регулировку нагрев циркулирующего бензина в печи F-501 (поз. TRC-501).

 

Схема движения продукта с верха  колонны С-501

 

С верха  колонны С-501 до конденсатора воздушного охлаждения А-503, от конденсатора А-503 до холодильника Е-510 (через Е-510 должна циркулировать вода), от холодильника Е-510 в емкость В-502.

Из емкости В-502 в колонну С-501: из емкости В-502 на прием насосов Рм-502/А,В (задвижки на выкиде закрыть); линия Æ 4² выкида на орошение колонны С-501. Клапан регулятора-расхода орошения поз. FRCV-502 закрыть вручную.

Из емкости В-502 в факельную  сеть и в В-501: линия газа сверху емкости В-502 на коллектор Æ 4² сброса газа на факел и в В-501. Клапан-регулятор давления поз. РRCV-501 в колонне С-501 и емкости В-502 перевести на ручную регулировку.

 

Схема движения продукта с низа колонны  С-501

 

Из колонны С-501 в товарный парк: с низа колонны С-501 линия Æ 6² в теплообменники Е-502/А,В линия Æ 6² в конденсатор воздушного охлаждения А-501, линия Æ 6² в холодильник Е-509 (через Е-509 должна циркулировать вода) линия Æ 6², от холодильника Е-509 и границе установки (в товарный парк). Клапан-регулятора уровня (LICV-501) низа колонны С-501 на линии Æ 6² стабильного бензина и товарный парк закрыть вручную. Конденсатор воздушного охлаждения А-501 включить в работу.

Закрыть вентили и задвижки: на линиях Æ 4² отвода некондиционного продукта в товарный парк и Æ 6² отвода стабильного бензина в товарный парк.

 

Последовательность операций по наладке  циркуляции бензина

 

Принять бензин из товарного парка на насос  Рм-101/А,В, включить его в работу и закачать в колонну С-501 по схеме:

Рм-101/А,В ® (пусковая линия Æ 3²) ® Е-104 ® С-101 ® Е-104 ® Рм-201/А,В ® (пусковая линия Æ 3²) ® Е-502/А,В ® С-501.

При установившемся уровне в стабилизационной колонне  С-501 включить в работу клапан-регулятор  уровня С-501 и направить бензин из колонны С-501 в товарный парк.

При понижении  давления в системе необходимо соединить  колонны С-101 и С-501 с сетью топливного газа: для колонны С-101 по линии Æ 6² в емкость В-102, байпасируя помимо клапана-регулятора давления поз. PRCV-103, для колонны С-501 по линии Æ 4², в емкость В-502, байпасируя мимо клапана-регулятора давления поз. PRCV-501.

При установившейся циркуляции бензина необходимо отрегулировать отпарку углеводородных газов в отпарной колонне С-101, для чего насосом Рм-102/А,В,С наладить циркуляцию через печь F-102.

Зашуровать печь и довести температуру выхода из печи до 200°С со скоростью 20°С в час. При достижении в емкости рефлюкса В-102 нормального уровня, включить в работу насос Рм-103/А,В и дать орошение на верх колонны С-101.

Включить  в работу клапан-регулятор давления в колонне С-101, В-102 поз. PRCV-103 со сбросом газа в топливную систему.

 

 

 

 

 

 

1.6.2 Нормальный останов установки

 

Принцип остановки комбинированной  установки

 

Полная  нормальная остановка совокупности блоков может быть вызвана   операциями по техническому оборудованию с периодическими проверками или заменой катализатора.

Блок  гидроочистки дизельной фракции  может быть остановлен независимо от блока каталитического риформинга. Так же независимо может быть остановлен блок моноэтаноламиновой  очистки газов, но при условии, что газ блока гидроочистки дизельной фракции будет направлен либо в сеть топливного газа завода, либо на факел.

 

 

Остановка колонн С-101 и С-501

 

Во время  циркуляции ВСГ на секции предварительной  гидроочистки, тяжелые углеводороды конденсируются и собираются в емкости  В-101. После прекращения конденсации, продукт из емкости  В-101 откачать в колонну С-101 и на линии из емкости В-101 в теплообменник Е-104 установить заглушку. Одновременно нагрев печи F-102 прекратить, циркуляцию бензина  через печь поддерживать максимальной. Дать максимум орошения в С-101 из емкости  В-102 до полного  удаления продукта. Остановить циркуляцию бензина, остаток  с низа колонны С-101 перекачать в  колонну С-501, колонну С-101 поставить  под пропарку.

В течение  всего времени циркуляции ВСГ  через секцию риформинга жидкие углеводороды, собирающиеся в емкости В-201, перепускать в колонну С-501. До остановки колонны С-501 потушить форсунки печи F-501. При этом поддерживать циркуляцию через печь. Дать максимум орошения в колонну С-501 до полного удаления продукта из емкости В-502. Из колонны С-501 продукт откачать в резервуар некондиционного продукта.

Колонны С-101 и С-501 и связанные с ними аппараты продуть через клапаны-регуляторы давления, соответственно, поз. PRCV-103 и PRCV-501, в систему топливного газа, а затем на факел.

В течение  этих продувок не закрывать воду в  холодильники Е-102, Е-103, Е-509 и Е-510.

После остановки  печей, следить за перепадом давления в колоннах С-101, и С-501.

 

Понижение температуры на секции предварительной  гидроочистки

 

Сразу же после того, как водородсодержащий  газ будет направлен на секцию предварительной гидроочистки минуя  риформинг, можно понижать температуру на входе реактора R-101 до 250°С (по 50°С в час). В этот период продукт с низа колонны С-501 направить в товарный парк по линии некондиции.

 

Понижение загрузки по сырью и температуры  на блоке риформинга

 

Температуру на входе в реакторы риформинга понижать постепенно до 460°С и одновременно понизить загрузку сырья до 60 % от нормы. Снижение загрузки производить медленно, во избежание температурных деформаций змеевиков печей, и выполнять с интервалами (выдержками). Одновременно понижать загрузку сырья блока предварительной очистки и не допускать превышения температуры на входе в реактор (поз. TRC-101).

Продукт  низа колонны С-501 направить в  резервуар некондиционных продуктов, по линии откачки некондиции.

 

 

 

 

2.  Описание существующей  схемы автоматизации

 

2.1 Задачи, которые   решаются системой автоматизации и объём автоматизированных функций

Данная система автоматического  регулирования решает только задачу стабилизации установленных параметров, и сигнализацию наиболее опасных отклонений этих параметров от заданных значений. Но с другой стороны, будучи настроенной при пуске, в нормальном режиме работы, система не требует вмешательства человека. Во всех других режимах работы: пуск, остановка, перевод на циркуляцию, аварийная остановка - система автоматического управления никаким образом не влияет на процесс за исключением аварийной остановки насосов. Аварийная остановка заключается в отключении электропитания двигателей насосов и магнето компрессоров.

 

2.2 Анализ существующего уровня автоматизации.

    Установка  введена в эксплуатацию 12 сентября 1970 года. C 1999 на установке начата эксплуатация программируемых контроллеров «YS-170» фирмы YOKOGAWA. Эксплуатация данного прибора показала его удобство в работе, надежность, качественное регулирование технологических параметров. Для регистрации и архивации данных используются 6- или 12-канальные электронные регистраторы «LOGOSCREEN» фирмы JUMO. Данные приборы имеют стандартный 3,5”-дисковод и запись архивных данных технологических параметров производится на дискету, с последующей обработкой и распечаткой на компьютере, удобны в сборе и обработке хозрасчетных параметров установки.

Контроллеры «YS-170» и регистраторы «LOGOSCREEN» имеют возможность обмена данными по последовательному интерфейсу RS-485 c компьютером для мониторинга технологического процесса.

Технические средства автоматизации системы  ПАЗ установки «Жекса» не обновлялись с момента пуска установки и, несмотря на ремонтное и профилактическое обслуживание, выработали свой ресурс. Аппаратная база системы ПАЗ, построенная на релейной схеме, заменяется на микропроцессорный контроллер «S7-400H»  семейства SIMATIC фирмы Siemens.

Конструктивные особенности :

S7-400H  состоит  из двух идентичных подсистем,  работающих по принципу  “ведущий-ведомый”.  Обе подсистемы связаны оптическими кабелями синхронизации и выполняют одну и ту же программу.  Управление процессом осуществляет ведущая подсистема.  В случае отказа функции управления безударно

переводятся на ведомую подсистему.

Особенности SIMATIC S7-400H :

Прозрачное  программирование. Программы могут  быть написаны на всех доступных для S7-400 языках. Программа, написанная для обычного центрального процессора, может выполняться и центральным процессором резервированного кон-

троллера и наоборот. При написании программы учитываются только технологические особенности объекта управления. Вопросы повышения надежности функционирования системы решаются операционной системой и аппаратной частью контроллера.

Стандартная обработка данных. С точки зрения пользователя в резервированной системе S7-400H  есть только один центральный процессор и одна программа.

Быстрое безударное переключение с ведущей на ведомуюподсистему в течение 30мс. Во время переключения операци-онная система S7-400H гарантирует исключение возможности потери данных и запросов на прерывания.

Автоматическая  синхронизация после замены одного из центральных процессоров. После замены одного из центральных процессоров предусмотрено выполнение автоматической безударной синхронизации с передачей в память включенного в

работу процессора всех текущих данных (программы, блоков данных, динамических данных и т.д.).

Конфигурации систем ввода-вывода S7-400H :

Одноканальная односторонняя конфигурация. Каждая подсистема S7-400H  оснащается своим набором входов и выходов. Конфигурация может быть несимметричной. Доступ к группе входов и выходов обеспечивается только при нормальном функционировании центрального процессора соответствую-

щей подсистемы. Таким способом рекомендуется подключать не резервируемые входы и выходы.

Одноканальная переключаемая конфигурация. Такая конфигурация строится на основе резервированной сети PROFIBUS DP  и станций распределенного ввода-вывода ET 200M/iSP  с интерфейсными модулями IM 153-2.  Каждая линия резерви-

рованной сети PROFIBUS-DP имеет одноканальную конфигурацию и подключается к одной из двух подсистем S7-400H. В активном состоянии находится линия,  подключенная к ведущей подсистеме S7-400H.

Система ввода-вывода с полным резервированием модулей ввода-вывода.  Обеспечивается установкой одинакового набора модулей ввода-вывода в обе подсистемы S7-400H.  Эти модули могут устанавливаться непосредственно в S7-400H или пары переключаемых станций ET 200M. Все входные и

выходные  каналы системы подключаются одновременно к модулям двух подсистем S7-400H.  Полное резервирование модулей ввода/вывода поддерживается с помощью специальных модулей ввода/вывода.

В составе  S7-400H может использоваться весь спектр сигнальных,  функциональных,  коммуникационных и интерфейсных модулей программируемого контроллера S7-400.

Резервирование  входных и выходных каналов

Модули  ввода-вывода могут резервироваться 4 способами:

1. Симметричной  установкой двух одинаковых модулей в базовые блоки или стойки расширения программируемого контроллера S7-400H.

2. Симметричной  установкой двух одинаковых модулей  в две станции ET 200M  одноканальной системы распределенного ввода-вывода программируемого контроллера S7-400H.

Информация о работе Автоматизация блока стабилизации бензина