Автоматизация блока стабилизации бензина
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОУ ВГО УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по курсу «Автоматизация технологических процессов»
АВТОМАТИЗАЦИЯ БЛОКА СТАБИЛИЗАЦИИ БЕНЗИНА
УСТАНОВКИ ЖЕКСА
Выполнил:
Р.И.Ахметов
Проверил:
Уфа 2012
КАФЕДРА АТППЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО КУРСУ «АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ»
СТУДЕНТ: АХМЕТОВ Р.И.
ТЕМА: АВТОМАТИЗАЦИЯ БЛОКА СТАБИЛИЗАЦИИ НЕФТИ УСТАНОВКИ ЖЕКСА
ДАТА
ВЫДАЧИ
______________
УТВЕРЖДАЮ:
СОСТАВ ПРОЕКТА:
1.1. Введение. 1.2. Описание технологической схемы. 1.3. Литературный обзор. 1.4. Расчетно-исследовательская часть. 1.5. Проектирование АСУ ТП. 1.6. Заключение. 1.7. Список литературы.
2.1. ФСА объекта в нормальном режиме.
РУКОВОДИТЕЛЬ:
ЗАДАНИЕ ПОЛУЧИЛ:
Содержание | |
Стр. | |
Введение |
4 |
1 Технологическая часть |
5 |
1.1 Назначение, место технологической
установки (объекта) в |
5 |
1.2 Структура производства |
5 |
1.3 Описание технологической схемы процессов |
5 |
1.4 Нормы технологического |
6 |
1.5 Перечень блокировок и |
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 |
18 |
4.1 Имитационное моделирование колонны |
18 |
4.2 Разработка физико-химической |
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 |
32 |
7 Охрана труда и техника |
35 |
Список использованных источников |
41 |
Приложение 1. Заказная спецификация |
|
Приложение 2. Функциональная схема автоматизации |
|
Введение
Цель данного курсового
Задачами курсового проекта являются разработка новой системы автоматизации для установки ЖЕКСА (блок гидроочистки) на основе материала, собранного во время производственной практике.
Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части, которая представлена отдельно в виде приложений.
1.Технологическая часть
1.1
Назначение, место технологической
установки (объекта) в
Комбинированная
установка каталитического
1.2 Структура производства
Установка
введена в эксплуатацию 12 сентября
1970 года и обеспечивает выработку
бензина каталитического
1.3 Описание технологической схемы процессов.
Блок стабилизации бензина (
Нестабильный риформат из секции риформинга, из сепаратора В-201 поступает в теплообменник Е-502(В,А) и затем в стабилизационную колонну С-501. С верха С-501 углеводородный газ через КВО А-503 (2 секции) и холодильник Е-510 поступает в емкость В-502.
С верха В-502 углеводородный газ через клапан-регулятор давления поз. РRСV-501 поступает в емкость В-501. С верха В-501 углеводородный газ через клапан-регулятор расхода поз. FRCV-511 поступает в линию на ОАО «Уфаоргсинтез», а чрез клапан-регулятор давления поз. PRCV-503 в топливную сеть (В-631).
Температура в В-502 регулируется изменением угла наклона лопастей КВО А-503, и воздействием на жалюзи.
Углеводородный конденсат с В-501 сбрасывается в линию стабильного платформата через клапан-регулятор поз LICV-506.
С низа емкости В-502 газовый конденсат забирается насосом Рм-502(А,В) и через клапан-регулятор расхода поз. FRCV-502 подается на орошение верха колонны С-501.
С низа С-501
часть стабильного бензина
Температура нагрева в печи регулируется подачей топлива к форсункам печи клапаном-регулятором расхода поз. FRCV-516 с коррекцией по температуре продукта на выходе из печи поз. ТRC-501.
Температура перевала печи F-501 контролируется прибором поз. ТI-505 температура продукта на выходе из печи контролируется приборами поз. TI-507 ÷ TI-510, TI-533 ÷ TI-536.
Балансовое количество стабильного бензина с низа С-501, через теплообменник Е-502(А,В), КВО А-501 (1 секция), холодильник Е-509 и клапан-регулятор уровня поз. LICV-501 с температурой не выше 40°С выводится в товарный парк.
При проведении пуско-наладочных мероприятий существует схема вывода некондиционного бензина из колонны С-501 в товарный парк по линии некондиции.
Температура стабильного бензина на выходе с установки регулируется изменением угла наклона лопастей КВО А-501, и воздействием на жалюзи.
Для поддержания давления в колонне С-501 в период проведения пуско-наладочных мероприятий, существует схема подач ВСГ из сепаратора В-201 в емкость В-502.
1.4 Нормы технологического регламента нормального режима технологического процесса
4.5. Блок стабилизации бензина | |||||||
Колонна стабилизации С-501 |
|||||||
52 |
Давление в аппарате |
PR-501 |
кгс/см2 |
13 ÷ 16,8 |
1,0 % |
Регистрирующий | |
53 |
Температура низа |
TI-513 |
оС |
180 ÷ 220 |
0,5 % |
Регистрирующий | |
54 |
Температура верха |
ТI-512 |
0C |
40 ÷ 75 |
0,5 % |
Регистрирующий | |
Сборник рефлюкса В-502 |
|||||||
55 |
Давление в аппарате |
PRC-501 |
кгс/см2 |
не более 16 |
1,0 % |
Регулирующий | |
56 |
Температура в аппарате |
ТI-527 |
0С |
не выше 40 |
0,5 % |
Регистрирующий | |
Печь F-501 |
|||||||
57 |
Температура продукта на выходе из печи |
TRC-501 |
0C |
не выше 250 |
1,0 % |
Регулирующий | |
58 |
Температура дымовых газов на выходе из камеры радиации |
ТI-505 |
0C |
не выше 800 |
0,5 % |
Регистрирующий | |
59 |
Количество рецирку- лята |
FR-503 |
м3/ч |
120 ÷ 280 |
0,5 % |
Регистрирующий | |
Сепаратор В-501 |
|||||||
60 |
Давление в аппарате |
PRC-503 |
кгс/см2 |
не более 14 |
1,0 % |
Регулирующий | |
1.5 . ПЕРЕЧЕНЬ БЛОКИРОВОК И СИГНАЛИЗАЦИЙ
Таблица 3.
№ п/п |
Наименование оборудования, номер позиции на схеме |
Наименование параметра, номер позиции средства измерения на схеме |
Критическое значение параметра |
Предаварийная сигнализация, уровень параметра |
Блокировка, уровень параметра |
Операции по отключению, включению, переключению и другому воздействию | ||
min |
max |
min |
max | |||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
БЛОК СТАБИЛИЗАЦИИ БЕНЗИНА | ||||||||
1 |
Колонна С-501 |
Отклонение уровняв С-501, % поз. LAL-502 |
более 85 |
|
85 -- |
-- -- |
-- -- |
Сигнализация |
2 |
Печь F-501 |
Понижение расхода сырья в печь F-501, м3/час поз.FALS-503 |
менее 100 |
100 |
-- |
-- |
-- |
Закрытие клапана поз. FALSV-503 |
3 |
Емкость рефлюкса В-502 |
Отклонение уровня в В-502, % поз. LIC-503 поз. LAH-502 |
менее 15 более 85 |
15 -- |
85 70 |
-- -- |
-- -- |
Сигнализация Сигнализация |
5 |
Печи: F-102, F-501. |
Понижение давления топливного газа к печам F-102, F-501, кг/см2 поз. PALSV-701 |
менее 0,4 |
1,0 |
-- |
0,4 |
-- |
Закрытие клапана поз. PALSV-701 |
6 |
Насосы Рм-501, Рм-505/А,В |
Появление взрывоопасного газа, GF-4, % НПВ (СН4) |
более 40 |
-- |
40 |
-- |
-- |
Автоматическое включение аварийной вентиляции |
7 |
Насос Рм-505А |
Повышение температуры полевого и внутреннего подшипников, 0С поз. ТАН-555А поз. ТАН-555/1А |
более 90 |
-- |
70 |
-- |
90 |
Остановка Рм-505А |
8 |
Насос Рм-505В |
Повышение температуры полевого и внутреннего подшипников, 0С поз. ТАН-555В поз. ТАН-555/1В |
более 90 |
-- |
70 |
-- |
90 |
Остановка Рм-505В |
9 |
Колонна С-501 |
Повышение температуры вверха колонны С-501 |
более 70 |
- |
- |
-- |
-- |
Сигнализация |
10 |
Насосы: Рм-505А Рм-505В |
Понижение уровня в емкости на приеме насосов, % поз. LSA-517 |
-- |
-- |
-- |
Отс. |
-- |
Остановка Рм-505А, Рм-505В |
11 |
Печь F-501 |
Повышение температуры на выходе из печи F-501 поз.TALS-520 |
более 250 |
-- |
250 |
-- |
-- |
Сигнализация Закрытие клапана поз.FALS-503 |
12 |
Насос Рм-505В |
Повышение
температуры подшипников поз. ТАН-556В, поз. ТАН-557В. |
более 70 |
-- |
70 |
-- |
-- |
Сигнализация |
1.6 Порядок пуска и останова установки.
Разрешением на пуск установки является акт, подписанный комиссией, состав которой определен в зависимости от вида проведенного ремонта и утвержденный Начальником газокаталитического производства.
При пуске после текущего и капитального ремонта к акту должны быть приложены следующие документы:
-техническая
документация на выполнение
работ;
- акт проверки заземления;
- акт
проверки технического
- акт
проверки на исправность
- акт
проверки систем аварийной
- акт
проверки гидрозатворов и
- акт проверки паротушения и систем пенотушения.
Для пуска
установки ответственным за пуск
и вывод установки на нормальный
режим издается распоряжение в вахтовом
журнале с указанием
В вахтовом
журнале также указываются
1.6.1 Пуск установки
Подготовка к пуску установки
Перед пуском установки необходимо тщательно проверить:
а) исправность предохранительных клапанов, отсутствие заглушек под ними, наличие всех болтов, пломб и соответствие предохранительных клапанов местам их установки;
б) исправность трубопроводов сброса газа на факел, а также возможность открытия всех запорных устройств и отсутствие заглушек;
в) исправность
контрольно-измерительных
Произвести
наружный осмотр аппаратов,
Проверить наличие и исправность средств пожаротушения, паротушения, индивидуальных средств защиты.
Поставить
в известность о пуске
Путем кратковременного пуска убедиться в исправности насосов, компрессоров, вентиляторов и другого имеющегося оборудования, подлежащего эксплуатации.
Отремонтированные и вновь смонтированные аппараты и трубопроводы, запорная арматура должны быть опрессованы (в соответствии с инструкцией).
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
- 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
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
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-
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
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

- Автоматизация блочной кустовой насосной станции
- Автоматизация БУ на предприятии
- Автоматизация бухгалтерского налогового учета
- Автоматизация бухгалтерского учета
- Автоматизация бухгалтерского учета
- Автоматизация бухгалтерского учета
- Автоматизация бухгалтерского учета
- Автоматизация бетоносмесительного цеха
- Автоматизация библиеотечной системы выдачи книг
- Автоматизация бизнес процессов
- Автоматизация бизнес-процессов отдела снабжения на «Хлебокомбинате Петровском»
- Автоматизация бизнес-процессов производственной компании ООО «Leather & Co» с помощью выбранной Информационной системы
- Автоматизация бизнес-процессов складского учета
- Автоматизация биржи труда