1.3 Оформление отчета о выполненной работе и заявки на разработку автоматизированной системы

Описание недостатков существующих средств автоматизации и информационно-управляющей системы

1) использование оборудования различных отечественных и зарубежных производителей, что ухудшает совместимость частей АСУТП, затрудняет эксплуатацию и диагностику;

2) используется не самый эффективный на сегодняшний день информационный сигнал: электрический токовый 4-20 мА (без HART);

3) информационно-управляющая система основана на устаревшей элементной базе и программном обеспечении. Последние отличает громоздкость оборудования, невысокое быстродействие, неудобный интерфейс СОТ;

4) высокая погрешность измерительных каналов;

5) отсутствие связи РСУ с общезаводской сетью;

6) ряд важных параметров процесса контролируется только по месту, хотя уместно вести наблюдение за ними со станции оператора;

7) АСУТП не выполняет целый ряд современных требований к системам подобного рода (см. далее), а имеющиеся в ней функции (например, вывод на печать отчета) выполняются очень медленно.

Обоснование необходимости совершенствования существующих средств автоматизации и информационно-управляющей системы объекта

В связи с перечисленными выше недостатками существующей АСУТП, возникает необходимость её полной реконструкции.

Цели, критерии и ограничения создания АСУТП

Цель: создать АСУТП Объекта, обеспечивающую

• максимально возможную безопасность ведения технологического процесса;

• функциональность, соответствующую всем современным требованиям;

• удобство в эксплуатации.

Система должна соответствовать требованиям технологического регламента (см. 1.1).

Критериями эффективности данной Системы будут являться количества опасных и «безопасных» отказов и связанных с ними остановов Объекта, за годовой период эксплуатации.

Ограничения, связанные с созданием системы, делятся на

• технологические, обусловленные требованиями технологического процесса и характеристиками оборудования. Далее в ходе разработки АСУТП они будут учитываться;

• финансовые.

2 Разработка концепции ас

2.1 Изучение объекта

Так как было сказано выше (пункт 1.1) объектом управления является вертикально-секционная печь секции 300 установки Л-35-11/1000 газокаталитического производства ОАО «Новоил».

В секции 300 применяются вертикально-секционные печи F-301 и

F-302. В печах используются радиантные части, конвекция отсутствует.

Радиантная часть представляет собой металлическую, футерованную изнутри камеру коробчатой формы, приподнятую над землей на стойках. Продуктовый змеевик состоит из вертикальных труб, расположенных вдоль четырех стен. в поду камеры расположены четыре горелки:

- в печи F-301 - ГИК-2М;

- в печи F-302 - ГДК-2,5.

Продукты горения из секции выходят сверху.

Диаметры и количество труб змеевика, а также число параллельных потоков в печах отличаются друг от друга.

Температура продукта на выходе из печей регулируется клапанами, установленными на линии подачи топливного газа к горелкам и расходом через параллельные потоки.

Разрежение дымовых газов на выходе из печей регулируется шиберами, установленными в дымоходах, и замеряется в поду на уровне горелок.

Качество горения топлива в печах контролируется по содержанию окиси углерода и кислорода в дымовых газах, определяется с помощью автоматических газоанализаторов. Содержание кислорода в дымовых газах должно быть в пределах 3.0 - 6.0 % об. на влажный газ.

На дисплей в операторной вынесены показания следующих приборов:

- регистрация температуры продуктов по потокам;

- регистрация температуры дымовых газов на перевалах;

- регистрация расхода топлива;

- регистрация давления топливного газа;

- регистрация разрежения в камерах печей

Таблица 1 - Краткая характеристика технологического оборудования

Наименование оборудования	Номер позиции	Кол-во, штук	Материал	Техническая характеристика
Печь-рибойлер стабилизатора изомеризации	F-302	1	Сталь 20	Тепловая мощность - 4.05 Гкал/час Диаметр труб - 152х6 мм Число труб - 48 Число потоков - 3 Поверхность нагрева- 282м2 Максимальное давление - 23.5кгс/см2 Максимальная температура стенки трубы- 190C

Таблица 2 - Краткая характеристика сырья секции 300

Наименование сырья, материалов, реагентов, катализаторов, полуфабрикатов изготовляемой продукции.	Номер ГОСТа, ТУ		Показатели качества, обязательные для проверки		Норма по ГОСТ, ТУ		Область применения изготовляемой продукции
Гидроочищенная фракция НК - 80OС				Углеводородный состав, % мас.: бутана, не более бензола, не более С7+, не более сера, ррм, не более вода, ррм, не более хлорорганические соединения, ррм, не более азот, ррм, не более металлы, ррб, не более		1.0 5.0 2.0 5.0 50 1 1 0.015		Сырье секции 300

Таблица 3 - Краткая характеристика продуктов, получаемых на секции 300

№ п/п	Наименование сырья, материалов, реагентов, катализаторов, полуфабрикатов изготовляемой продукции.	Номер ГОСТа, ТУ	Показатели качества, обязательные для проверки	Норма по ГОСТ, ТУ	Область применения изготовляемой продукции
1	Стабильный изомеризат (секция 300)		Октановое число, не менее: -по моторному методу	80	Высокооктано-вый компонент бензина
2	Углеводородный газ Секции 300		Углеводород­ный состав, % мас.: -водорода, не более -С5+, не более	2.0 11	Направляется в топливную сеть

Выбранные параметры контроля технологического процесса печи:

- Температура дымовых газов на перевале печи;

- Температура рециркулята на выходе из печи;

- Давление топливного газа к основным горелкам печи;

- Давление топливного газа к пилотным горелкам печей;

- Содержание О2, СО2 в дымовых газах;

- Разрежение в печи;

- Расход природного газа на печь.

- Расход рециркулята через печь;

Обоснование выбора контролируемых параметров:

Температура рециркулята на выходе из печи

Температура оказывает значительное влияние на скорость протекающих реакций, которые, в конечном счёте, влияют на выход целевых продуктов. Этот параметром необходим для поддержания процесса стабилизации нестабильного платформата. Понижение температуры приведет к недостаточной подачи тепла к колонне С-301. Регулирование необходимо для получения продуктов высокого качества. При отклонениях температуры от нормы в нижнюю сторону выход платформата снижается, а степень его ароматизации возрастает, следовательно, увеличивается и количество отходов, что сказывается на экономичности. При превышении температурой нормы наряду с увеличением выхода ароматики ускоряет реакции расщепления углеводородов, главным образом парафиновых.

Температура дымовых газов на перевале печи

Температура газов на перевале важнейший параметр, измерение которого необходимо как для нормальной работы печи, так и для обеспечения безопасности. Температура газов над перевальной стенкой достаточно быстро реагирует на изменение режима работы печи, обусловленное изменением количества топливного газа, подаваемого на сжигание. Поэтому существенное улучшение качества регулирования температуры продукта на выходе из печи может быть достигнуто применением системы регулирования, состоящей из регулятора температуры продукта на выходе из печи (корректирующий регулятор), воздействующего на задание регулятора температуры газов над перевальной стенкой (стабилизирующий регулятор), который управляет подачей топлива в печь. Стабилизирующий регулятор начинает компенсировать возникающие возмущения, влияющие на процесс сгорания топлива, прежде чем они приведут к изменению температуры продукта.

Давление топливного газа к основным горелкам

Контроль давления природного газа необходим для поддержания пламени горелок, в случае отклонения от нормы срабатывает сигнализация. Сигнализация нижнего и верхнего пределов давления природного газа в трубопроводе. Предельные значения этих параметров говорят о погасании пламени или нарушении хода печи. Требуют немедленного вмешательства обслуживающего персонала. При погасании пламени срабатывает автоматический переключатель который задействует пилотные горелки.

Давление топливного газа к пилотным горелкам

Необходимо постоянно поддерживать пламя пилотных горелок, именно для этого контролируется давление природного газа на подходе к ним. В случае погасания пламени основных горелок, автоматический переключатель прекращает подачу природного газа к основным горелкам и увеличивает подачу газа к пилотным так как они должны будут поддерживать технологический процесс

Содержание О2 ,СО2 в дымовых газах

Измерение содержание кислорода и CO2 в дымовых газах печи, необходимо для наблюдения за качеством процесса горения топок печи, при уменьшении содержания кислорода, интенсивность горения понижается, понижается температура продукта, что в конечном итоге может привести к нарушению технологического режима или полному затуханию печи. Также измерение данных параметров необходимо для экологического контроля, во избежание превышения допустимых выбросов в атмосферу, которые являются следствием неисправностей агрегата или нарушением технологического режима.

Расход рециркулята через печь

Важным параметром в процессе стабилизации, нестабильного платформата, которой происходить в колоне C-301, является расход циркулирующего стабильного платформата, через печь F-302, который выполняет функцию горячей струи. При выходе параметров расхода за установленные пределы, процесс стабилизации будет нарушен.

Разрежение в печи

При понижении разрежения ухудшается тяга, и возможно погасание пламени или вступление продуктов сгорания природного газа в побочные реакции. При повышении разрежения возможно увеличение расхода природного газа и неполное его сгорание.

Расход природного газа на печь

Природный газ является топливом, и его необходимо учитывать в экономике.