Материал: Каталитическая изомеризация как способ повышения качества бензинов

Для нормального ведения процесса по данному тепловому балансу необходимо подать информацию о значении составляющих баланса и его параметре на ЭВМ оператора.

Для построения структурной схемы регулирования теплового баланса необходимо определить регулирующий параметр данного процесса - Q2 и основные возмущения - Q1, Q3, Qр, Qпот..

Учитывая ограничения по температуре необходимо обеспечить сигнализацию недопустимых отклонений температуры и защиты реактора по данному параметру.

Структурная схема объекта управления приведена на рис. 6.1.

Рис. 6.1. - Структурная схема объекта управления

Тепловой баланс печи по сырью

Q1 - Q2 -Qпот. = (m/r)∙c∙(dT/dt),

где Q1 - количество тепла ГСС;

Q2 - количество тепла ГПС

Qпот. - потери тепла в окружающую среду;

m - масса теплоносителя;

c - теплоемкость теплоносителя;

r - плотность теплоностиля

dT/dt - градиент температуры в печи (регулируемый параметр);

dT - изменение температуры в печи.

Для нормального ведения процесса по данному тепловому балансу необходимо подать информацию о значении составляющих баланса и его параметре на ЭВМ оператора.

Для построения структурной схемы регулирования теплового баланса необходимо определить регулирующий параметр данного процесса - Q2 и основные возмущения - Q1, Qпот.

Учитывая ограничения по температуре необходимо обеспечить сигнализацию недопустимых отклонений температуры и защиты печи по данному параметру.

Структурная схема объекта управления приведена на рис.6. 2.

Рис.6.2. - Структурная схема объекта управления

Тепловой баланс печи по топливу

1 + Q2 + Q3 - Q4 - Qпот. = m∙c∙(dT/dt),

где Q1 - количество тепла топливного газа;

Q2 - количество тепла мазута;

Q3 - количество тепла реакции сгорания;

Q4 - количество тепла дымовых газов;

Qпот. - потери тепла в окружающую среду;

m - масса теплоносителя;

c - теплоемкость теплоносителя;

dT/dt - градиент температуры в печи (регулируемый параметр);

dT - изменение температуры в печи.

Для нормального ведения процесса по данному тепловому балансу необходимо подать информацию о значении составляющих баланса и его параметре на ЭВМ оператора.

Для построения структурной схемы регулирования теплового баланса необходимо определить регулирующий параметр данного процесса - Q1 и основные возмущения - Q2, Q3, Q4, Qпот.

Учитывая ограничения по температуре необходимо обеспечить сигнализацию недопустимых отклонений температуры и защиты печи по данному параметру.

Структурная схема объекта управления приведена на рис. 6.3.

Рис. 6.3. - Структурная схема объекта управления

Материальный баланс реактора Р-201

+ F2 - F3 = V/RT∙ (dP/dt),

где F1 - расход ГСС;

F2 - расход холодного ВСГ;

F3 - расход ГПС;

V - объем реактора

R - газовая постоянная

T - температура

dР/dt - градиент давления;

dР- изменение давления в реакторе.

Для нормального ведения процесса по данному материальному балансу необходимо подать значение всех составляющих баланса и его параметра на регулирующие и воздействующие приборы с ЭВМ оператора.

Для построения структурной схемы регулирования материального баланса необходимо определить регулирующий параметр данного процесса - F1, основные возмущения - F2, F3.

Структурная схема объекта управления приведена на рис. 6.4.

Рис. 6.4. - Структурная схема объекта управления

Материальный баланс печи П-201(по сырью)

Поскольку печь является только нагревательным аппаратом, материальный баланс печи П-1 не составляется.

6.3 Структурные схемы контроля и регулирования балансов

Контроль и автоматизация процесса

Управление и контроль технологическим процессом осуществляется с ЭВМ оператора, установленного в операторной установки каталитического риформинга.

Контроль и регистрация технологических параметров производится на ЭВМ оператора.

При понижении расхода сырья до значения 2371 м3/ч (по каждому потоку в змеевики печи) срабатывает сигнализация, а при значении 1185 м3/ч срабатывает блокировка на остановку сырьевого насоса Н-202 и автоматически закрывается клапан отсекатель на нагнетательном трубопроводе сырьевого насоса.

С ЭВМ оператора автоматически поддерживаются следующие технологические параметры реактора Р-201 и печи П-201:

регулирование расхода ГСС, поз.FT09.1, поз.FT309.2 с сигнализацией минимального значения.

-        регистрация давления ГСС, поз. PT214

         регистрация давления ГПС, поз. PT215

         регулирование расхода свежего холодного ВСГ, поз. FT312

         регулирование расхода топливного газа, поз. FV322

- регистрация температуры в зоне реактора Р-201, поз. TЕ124.1, TЕ124.2,TЕ124.3, TЕ125.1, TЕ125.2, TЕ125.3, TЕ126.1, TЕ126.2, TЕ126.3.

-        регулирование температуры ГСС на выходе из печи П-201,

поз.TЕ115

- контроль и регистрация температуры на перевалах печи П-201, TE113, поз.TЕ114.

изомеризация углеводород катализатор тепловой

Рис.6.5 - структурная схема

6.4 Обоснование выбора технических средств автоматизации

Автоматизированная система управления предусмотрена на базе контроллеров Logix-5000 фирмы Allen Bradley.

Для оснащения секции изомеризации выбраны следующие типы датчиков и средства дистанционного измерения параметров:

6.4.1 Температура

Термопары отечественного производства с градуировкой XА(К) в комплекте с импортными температурными датчиками фирмы АВВ серии 653Т с исполнением по взрывозащите: «взрывонепроницаемая оболочка» EExdIICT6 (для выполняющих функцию ПАЗ и предварительную сигнализацию или участвующих в вычислении хозрасчетного параметра).

Выходной сигнал: 4-20мА/HART протокол;

Термопары отечественного производства с градуировкой XА(К) в комплекте с импортными полевыми мультиплексорами фирмы MTL - MTL 831B с исполнением по взрывозащите: «искробезопасная электрическая цепь» 0ExiaIIC (для выполняющих функцию контроля).

6.4.2 Давление, перепад давления

Датчики избыточного, абсолютного и дифференциального давления импортного производства серии 614 EG, EA, 611 ED фирмы ABB c исполнением по взрывозащите: «взрывонепроницаемая оболочка» EExdIICT6.

Выходной сигнал: 4-20мА/HART протокол;

Для замерзающих и застывающих сред - датчики избыточного, абсолютного и дифференциального давления серии 614 ES и 611 ES в комплекте с выносными мембранами типа S6W той же фирмы.

Сигнализаторы давления взрывозащищенного исполнения «взрывонепроницаемая оболочка» ExdIIBT6 отечественного производства типа ДМ2005 Сг-Ex (всего 2 шт) с дискретным выходным сигналом.

6.4.3 Расход

Вихревые расходомеры типа Prowirl 77F с исполнением по взрывозащите: «взрывонепроницаемая оболочка» EExdIICT6 фирмы Endress-Hauser.

Выходной сигнал: 4-20мА/HART протокол;

6.4.4 Регулирующая и отсечная арматура

В качестве поставщика регулирующей и отсечной арматуры определена фирма ООО «Самсон Контролс» г.Москва - односедельные проходные клапаны серии 241, 251 и сегментные серии 72.3 с классом протечки IV-V для регулирующей арматуры и классом протечки VI для отсекающей арматуры.

Быстродействующая отсекающая арматура c временем срабатывания не более 12 сек, имеет конечные выключатели и управляющие электромагнитные клапаны с исполнением по взрывозащите «взрывонепроницаемая оболочка» EExdeIICT6. Регулирующие клапаны комплектуются электропневмопозиционерами с взрывозащитой того же исполнения. Все они комплектуются ответными фланцами, прокладками, крепежом, а также фильтрами, редукторами давления, а некоторые из них - пневматическими блокировочными реле.

6.4.5