Обоснование выбора схемы АСУ ТП

3. Обоснование выбора схемы асу тп

3.1. Анализ технологического объекта управления и задачи автоматизации

Объектом управления для проектируемой АСУТП является блок стабилизации и газофракционирования установки каталитического крекинга.

Поскольку затраты на ректификацию являются одной из самых существенных составляющих в себестоимости продукции, задача автоматизации ректификационных установок часто ставится как задача оптимального управления, которой подчиняются задачи автоматического регулирования отдельных параметров.

Стабилизатор бензина К-304 и пропановая колонна К-306 являются промежуточными аппаратами, в которых происходит предварительное разделение смеси на две фракции. Так как колонны являются промежуточными, ставится следующая задача управления:

максимизация разделительной способности стабилизатора бензина и пропановой колонны при соблюдении допустимых пределов изменения характеристик продукта, при выполнении ограничений на технологические параметры, накладываемых регламентом в соответствии с условиями работы других аппаратов установки.

3.2. Задачи, стоящие перед асу тп

В соответствии с проведенным анализом объекта управления можно выделить следующие задачи, стоящие перед АСУТП:

- Стабилизация работы отдельных аппаратов (реализация заданного режима);

- Осуществление предупредительной сигнализации и блокировок в случае аварийного режима работы;

- Расчет ТЭП;

- Представление оператору-технологу информации о работе объекта в удобном виде, протоколирование необходимой информации.

3.3. Выбор и обоснование локальных контуров регулирования (рис. 3.1)

Для нормального режима работы стабилизатора бензина К-304 необходимо:

- Контролировать температуру нестабильного бензина, поступающего в колонну от теплообменников Т-315/1,2. Контроль осуществляется с помощью термометра сопротивления (поз. ТЕ 7-1, TT 7-2);

- Регулировать расход нестабильного бензина, поступающего в колонну от теплообменников Т-315/1,2. Контроль расхода осуществляется с помощью расходомера переменного перепада давления (поз. FE 4-1, FT 4-2), регулируется клапаном (поз. 4-4);

- Регулировать расход холодного нестабильного бензина, поступающего в колонну от насосов Н-322 (Н-322р) (для снижения тепловой нагрузки на конденсаторы- холодильники ХВ-304/1÷4 и Х-308). Контроль расхода осуществляется с помощью расходомера переменного перепада давления (поз. FE 3-1, FT 3-2), регулируется клапаном (поз. 3-4);

- Контролировать температуру по высоте колонны. Контроль осуществляется с помощью термометров сопротивления (поз. ТЕ 9-1, TT 9-2, ТЕ 10-1, TT 10-2, ТЕ 11-1, TT 11-2);

- Регулировать давление в стабилизаторе бензина К-304. Давление в К-304 контролируется с помощью преобразователя избыточного давления (поз. РT 17-1) и регулируется клапаном 17-4);

- Регулировать температуру низа К-304. Температура регулируется клапаном (поз. 13-5) в зависимости от температуры на нижней “контрольной” тарелке с помощью термометра сопротивления (поз. ТЕ 13-1, TT 13-2) изменением подачи теплоносителя (НЦО К-201) в рибойлеры Т-317/1,2;

- Контролировать температуру возврата паров из Т-317/1,2. Температура измеряется термометром сопротивления (поз. ТЕ 15-1, TT 15-2);

- Регулировать уровень в подогревателях Т-317/1,2. Уровень контролируется с помощью радарного уровнемера (поз. LE 12-1, LT 12-2) и регулируется клапаном (поз. 12-5);

- Контролировать температуру в рефлюксной емкости стабилизатора Е-304. Температура в Е-304 контролируется термометром сопротивления (поз. ТЕ 19-1, TT 19-2);

- Регулировать давление в рефлюксной емкости стабилизатора Е-304. Давление в E-304 контролируется с помощью преобразователя избыточного давления (поз. РT 18-1) поддерживается сбросом газа в топливную сеть или в Е-204 через клапан (поз. 18-4);

- Регулировать уровень в рефлюксной емкости стабилизатора Е-304. Уровень контролируется с помощью радарного уровнемера (поз. LE 21-1, LT 21-2) и регулируется клапаном (поз. 21-5);

- Регулировать расход “головки” стабилизации, поступающей на орошение стабилизатора бензина из рефлюксной емкости Е-304 (поз. FE 14-4, FT 14-5). Регулирование осуществляется по каскадной схеме – расход регулируется с коррекцией по температуре на верхней “контрольной” тарелке (поз. ТЕ 14-1, TT 14-2) клапаном (поз. 14-7).

- Контролировать температуру продукта на выходе из Х-308. Температура контролируется термометром сопротивления (поз. ТЕ 23-1, TT 23-2);

- Контролировать температуру пентановой фракции, выводимой в паровой фазе из пространства над 10-й и 14-й тарелками стабилизатора К-304. Температура контролируется термометром сопротивления (поз. ТЕ 8-1, TT 8-2).

Для нормального режима работы пропановой колонны К-306 необходимо:

- Регулировать расход балансового избытка “головки” стабилизации, подаваемого в колонну К-306. Контроль расхода осуществляется с помощью расходомера переменного перепада давления (поз. FE 22-1, FT 22-2), регулируется клапаном (поз. 22-4);

- Регулировать давление в пропановой колонне К-306. Давление в К-306 контролируется с помощью преобразователя избыточного давления (поз. РT 33-1) и регулируется клапаном (поз. 33-4);

- Контролировать температуру по высоте колонны. Контроль осуществляется с помощью термометров сопротивления (поз. ТЕ 26-1, TT 26-2, ТЕ 27-1, TT 27-2, ТЕ 28-1, TT 28-2);

- Регулировать температуру низа К-306. Температура регулируется клапаном (поз. 29-5) в зависимости от температуры на нижней “контрольной” тарелке с помощью термометра сопротивления (поз. ТЕ 29-1, TT 29-2) изменением расхода теплоносителя (II ПЦО К-201) в Т-314;

- Регулировать уровень бутан-бутиленовой фракции в кармане рибойлера Т-314. Уровень контролируется с помощью радарного уровнемера (поз. LE 24-1, LT 24-2) и регулируется клапаном (поз. 24-5);

- Регулировать расход пропан-пропиленовой фракции, поступающей на пропановой колонны из рефлюксной емкости Е-306 (поз. FE 30-4, FT 30-5). Регулирование осуществляется по каскадной схеме – расход регулируется с коррекцией по температуре на верхней “контрольной” тарелке (поз. ТЕ 30-1, TT 30-2) клапаном (поз. 30-7);

- Контролировать температуру в рефлюксной емкости пропановой колонны Е-306. Температура в Е-306 контролируется термометром сопротивления (поз. ТЕ 34-1, TT 34-2);

- Регулировать давление в рефлюксной емкости пропановой колонны Е-306. Давление в E-306 контролируется с помощью преобразователя избыточного давления (поз. РT 35-1) поддерживается сбросом газа в топливную сеть или в Е-204 через клапан (поз. 35-4);

- Регулировать уровень в рефлюксной емкости пропановой колонны Е-306. Уровень контролируется с помощью радарного уровнемера (поз. LE 36-1, LT 36-2) и регулируется клапаном (поз. 36-5).

Также осуществляется

- Контроль температуры пентановой фракции, выводимой с установки в линию стабильного катализата цеха № 2 или на установку производства ТАМЭ. Температура контролируется термометром сопротивления (поз. ТЕ 1-1, TT 1-2);

- Регулирование расхода пентановой фракции, выводимой с установки в линию стабильного катализата цеха № 2 или на установку производства ТАМЭ. Контроль расхода осуществляется с помощью расходомера переменного перепада давления (поз. FE 2-1, FT 2-2), регулируется клапаном (поз. 2-4);

- Контроль температуры бутан-бутиленовой фракции, выводимой с установки. Температура контролируется термометром сопротивления (поз. ТЕ 38-1, TT 38-2);

- Контроль количества бутан-бутиленовой фракции, выводимой с установки. Контроль расхода осуществляется с помощью расходомера переменного перепада давления (поз. FE 41-1, FT 41-2), интегрирование по времени реализуется на промышленном компьютере с помощью SCADA-системы TRACE MODE;

- Контроль температуры пропан-пропиленовой фракции, выводимой с установки. Температура контролируется термометром сопротивления (поз. ТЕ 40-1, TT 40-2);

- Контроль количества пропан-пропиленовой фракции, выводимой с установки. Контроль расхода осуществляется с помощью расходомера переменного перепада давления (поз. FE 42-1, FT 42-2), интегрирование по времени реализуется на промышленном компьютере с помощью SCADA-системы TRACE MODE.

Расчет контура регулирования расхода “головки” стабилизации, поступающей на орошение стабилизатора бензина из рефлюксной емкости Е-304 (регулирование осуществляется по каскадной схеме – расход регулируется с коррекцией по температуре на верхней “контрольной” тарелке) и оценка эффективности применения каскадной схемы по сравнению с одноконтурной приведены в следующем разделе.