Проектирование автоматизированной системы управления узла компремирования воздуха

       Разработанная система позволит сократить число  аварий, увеличить производительность установки,  повысить точность и  надежность измерений.

       В данном проекте разработана автоматизированная система на базе продукции компании Rockwell Software, которая осуществляет контроль, регулирование, индикацию, управление параметрами.

     Область применения: разработанная система  может применяться в отраслях промышленности, где требуется сжатый воздух высокого давления в качестве источника энергии.  

 

       СОДЕРЖАНИЕ 

       

        

 

       ВВЕДЕНИЕ

       Современная автоматизированная система управления технологических процессов представляет собой многоуровневую человеко-машинную систему управления. Создание АСУ  сложными технологическими процессами осуществляется с использованием автоматических информационных систем сбора данных и вычислительных комплексов, которые  постоянно совершенствуются по мере развития технических средств и  программного обеспечения.

       Методы  управления производственным процессом  на основе компьютерных технологий получили широкое распространение на большинстве  промышленных предприятий. Все успешно  работающие системы обеспечивают контроль и управление, включая графический  интерфейс оператора, обработку  сигналов тревог, построение графиков, отчетов и обмен данными. В  тщательно спроектированных системах эти возможности способствуют улучшению  эффективности работы предприятия  и, следовательно, увеличению прибыли. В настоящее время это становится все более актуальным, учитывая постоянное увеличение конкуренции, борьбу за снижение тарифов и издержек.

       Дистанционное управление технологическим оборудованием является актуальной задачей для разработчика автоматизированных систем управления технологическими процессами, применяемыми в химической, нефтегазодобывающей, угольной и других отраслях промышленности.

       Основные  проблемы, которые решаются при внедрении  АСУ ТП:

5. максимально возможная степень автоматизации дистанционного управления технологическим оборудованием;
6. своевременная реакция системы управления на предаварийные и аварийные ситуации;
7. строгое соответствие алгоритмов управления оборудованием логике технологического процесса;
8. максимально возможная визуализация состояния оборудования и контролируемых технологических параметров в темпе протекания процессов;

       Применение  современных высоконадежных средств  автоматизации при создании систем управления технологическими процессами не только сократит время и финансовые затраты на проектные, монтажные  и пусконаладочные работы, но и  приведет к ощутимому увеличению производительности системы, существенному  росту безопасности производства и  улучшению условий работы обслуживающего персонала.

       Объектом  исследования курсового проекта является узел компремирования, который входит в состав отделения расходного склада хлора С-14 цеха подготовки и розлива углеводородных фракций ООО «Тобольск-Нефтехим». 

1. РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

И СТРУКТУРНОЙ  СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 

       

1.  Краткое  описание технологического процесса

 

       Для обеспечения отделения С-14 собственным сжатым и осушенным воздухом предусмотрены узлы компремирования и осушки воздуха. Сжатый осушенный воздух, давление которого равно 1,2 МПа, используется для осушки, опрессовки аппаратов и трубопроводов, а также необходим для передавливания жидкого хлора на приеме из вагон-цистерн в резервуары и в режиме выдачи хлора для дальнейшего его использования. Сжатый воздух давлением 0,3 МПа используется при вакуумировании участков трубопроводов и оборудования, а также при получении гипохлорита натрия. Поток воздуха давлением до 1,6 МПа используется для испытаний аппаратов на прочность.

       Для компремирования воздуха применены  две компрессорные установки в количестве одной рабочей и одной резервной.

       Объектом  управления и контроля является одна компрессорная установка, которая включает в себя: компрессор, фильтр для атмосферного воздуха, системы охлаждения, воздухосборник, влагоотделитель, сборник для сбора конденсата.

       Воздух  из атмосферы поступает через  фильтр Ф-30 на всас первой ступени компрессора М-31, где сжимается до давления не более 0,33 МПа, при этом воздух нагревается до 170^оС. После первой ступени сжатия, воздух направляется в межступенчатый холодильник Т-32, после которого попадает на всас второй ступени компрессора М-31, где сжимается до давления не более  1,5 МПа и нагревается до 150^оС.

       После второй ступени сжатия, воздух направляется в межступенчатый холодильник Т-33, после которого попадает на всас третьей ступени компрессора М-31, где сжимается до давления не более 2,4 МПа и нагревается до 120^оС. После чего, поступает в холодильник Т-34, где охлаждается до 60^оС и направляется в воздухосборник Е-33 для отделения масла.

       По  мере накопления, масло сливается  через нижний штуцер в тару. После  воздухосборника Е-33 производится дросселирование воздуха до давления 1,6 МПа на двух параллельно работающих регулирующих клапанах PIRC-16, после чего подается в холодильник Т-35.

       В холодильнике Т-35 воздух охлаждается  промоборотной водой до температуры 25 ^оС и через маслоотделитель С-32 поступает на узел осушки воздуха. Предусмотрена линия отбора неосушенного воздуха для проведения пневмоиспытаний оборудования и трубопроводов.

       Содержащиеся  в воздухе влага и масло  собираются в маслоотделителе С-32 и, по мере накопления, сливаются в  емкость Е-59.

       Предусмотрена периодическая продувка от конденсата и уносимого смазочного масла:

       - межступенчатых холодильников Т-32, Т-33, и концевого холодильника Т-34 в емкость Е-59;

       - трубопровода нагнетания компрессора М-31 на свечу.

       На  линиях продувки холодильников Т-32 и Т-33 установлены соленоидные клапаны NV-2 и NV-3 соответственно. На линиях продувки холодильника Т-34 и трубопроводов нагнетания компрессоров М-31 - клапаны с пневмоприводом от соленоидных клапанов NV4; NV5. Каждый из клапанов NV2; NV3; NV4; NV5; периодически открывается и закрывается по программе от реле времени.

       Периодичность продувки осуществляется автоматически  и зависит от режима работы компрессора  и наличия влаги в атмосферном  воздухе.

       В емкости Е-59 смесь конденсата и  масла расслаивается и сливается  в тару (масло) или канализацию (конденсат).

       После маслоотделителя С-32 воздух проходит фильтр Ф-37, где очищается от механических примесей и поступает в колонну  К-38 для последующей осушки сжатого воздуха.

2. Разработка функциональной схемы автоматизации

 

       ФСА является основным техническим документом проекта автоматизации, определяющим структуру системы управления технологическим  процессом, а также оснащение  его средствами автоматизации. ФСА представляет собой чертеж, на котором схематически условными обозначениями изображены технологические аппараты (колонны, теплообменники и т.д.), машины (насосы, компрессоры и т.п.), трубопроводы, средства автоматизации (приборы, регуляторы, клапаны, вычислительные устройства, элементы телемеханики) и показаны связи между ними. Вспомогательные устройства на ФСА не показываются.

       Результатами  составления функциональных схем являются:

       1.Выбор  методов измерения технологических  параметров.

       2.Выбор  основных технических средств  автоматизации, наиболее полно  отвечающих предъявляемым требованиям  и условиям работы автоматизируемого  объекта.

       3.Определение  приводов исполнительных механизмов  регулирующих и запорных органов  технологического оборудования, управляемого  автоматически или дистанционно.

       4.Размещение  средств автоматизации на щитах,  пультах, технологическом оборудовании, трубопроводах и т.п. и определение способов представления информации о состоянии технологического процесса и оборудования (экономических показателей работы цеха, подстройки регуляторов и т.п.), сигнализация и т.д. Для выбранных параметров определяется требуемая точность измерения и регулирования, указывается диапазон их возможного измерения.

       5.Выбор  средств автоматизации.

       Средства  автоматизации, используемые для управления технологическим процессом, должны быть выбраны технически грамотно и  экономически обоснованно.

       Функциональная  схема разрабатывается на основании  исходных материалов по созданию АСУТП  и в первую очередь материалов технологического регламента или отдельных  документов, включаемых в «технологический регламент».

       Наилучшим вариантом функциональной схемы  автоматизации ТОУ является схема, совмещенная со схемой соединений, которая выполняется в составе  основного комплекта марки Т по ГОСТ 21.401-88 СПДС или со схемами соединений инженерных систем.

       Выполнение  совмещенной схемы допускается п. 3.3 ГОСТ 21.404-88 «Технология производства. Основные требования к рабочим чертежам».

       Исходными данными для разработки функциональной схемы автоматизации узла компремирования воздуха отделения С-14 ЦПРУФ ООО «Тобольск-Нефтехим» являются:

• Спецификация оборудования, подобранная в разделе 2.
• Технологический регламент производства, утвержденный главным инженером ООО «Тобольск-Нефтехим», в котором приведены алгоритмы контроля, управления  и ПАЗ компрессорами, а также перечень сигнализаций и защит.
• Схемы автоматизации компрессоров, перечень входных и выходных сигналов, составленный на основании технологических схем, утвержденных главным инженером ООО «Тобольск-Нефтехим».