Регулирование технологических параметров на установке ЭОЛУ АВТ-6

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Самарский государственный технический университет» в г. Сызрани

Кафедра «Электромеханика и промышленная автоматика»

Курсовой проект

по дисциплине «Проектирование автоматизированных систем»

Регулирование технологических параметров на установке ЭОЛУ АВТ-6

Выполнил:

Студент гр. ЭАБЗ-401 Голотин К.О.

Проверил:

Ст. преподаватель Шумилов Е.А.

Сызрань 2014

Содержание

Введение

1. Описание работы установки

2. Технологическая схема установки

3. Расчёты регуляторов

Заключение

Введение

Нефть известна человеку с древнейших времен. В течение многих столетий нефтью пользовались в качестве лечебного средства, топлива и осветительного материала. По мере развития техники в России развивалась и нефтеперерабатывающая промышленность, которая обеспечивала получение из нефти различных нефтепродуктов. Перед нефтяной промышленностью стоит огромная задача: обеспечить сырьем и промежуточными продуктами химическую и нефтехимическую промышленность. Сырьем для развития этих отраслей промышленности служат природный и попутный газ, сжиженный газ и отдельные углеводородные фракции. Кроме того, на нефтеперерабатывающих заводах стали получать ароматические углеводороды, сырье для сажи, синтетические жирные кислоты и спирты, а также многие другие продукты. Современная нефтеперерабатывающая промышленность постоянно идет под знаком научно-технических разработок. Основными технологическими процессами на нефтеперерабатывающих предприятиях являются: обессоливание и обезвоживание нефти на первичном этапе, каталитический крекинг, каталитический риформинг, изомеризация, гидрогенизационная очистка нефтяных дистиллятов и др. - на вторичном и последующих этапах.

Широкое распространение вторичных процессов переработки нефти повышает требования к четкости разделения нефти и более глубоким отборам. Современные технологические процессы переработки нефти отличаются большой производительностью, высокими скоростями потоков и определенными значениями параметров, отклонение которых допускается лишь в самых небольших пределах.

На современном мировом рынке предъявляются высокие требования к качеству нефти и нефтепродуктов, поэтому необходимо непрерывно улучшать качество выпускаемой продукции. А это требует применения современных высокоточных систем управления.

Процессы перегонки нефти осуществляют на так называемых атмосферных трубчатых (AT) и вакуумных трубчатых (ВТ) или атмосферно-вакуумных трубчатых (АВТ) установках.

На установках AT осуществляют неглубокую перегонку нефти с получением топливных (бензиновых, керосиновых, дизельных) фракций и мазута. Установки ВТ предназначены для перегонки мазута. Получаемые на них газойлевые, масляные фракции и гудрон используют в качестве сырья процессов последующей (вторичной) переработки их с получением топлив, смазочных масел, кокса, битумов и других нефтепродуктов.

Современные процессы перегонки нефти являются комбинированными с процессами обезвоживания и обессоливания, вторичной перегонки и стабилизации бензиновой фракции: ЭЛОУ-АТ, ЭЛОУ-АВТ и т. д.

1. Описание работы установки

Технологический процесс в атмосферном блоке ЭЛОУ АВТ-6 протекает следующим образом. Обезвоженную и обессоленную на ЭЛОУ нефть дополнительно подогревают в теплообменниках и подают на разделение в колонну частичного отбензинивания 1. Уходящие с верха этой колонны углеводородный газ и легкий бензин конденсируют и охлаждают в аппаратах воздушного и водяного охлаждения и направляют в емкость орошения. Часть конденсата возвращают на верх колонны 1 в качестве острого орошения. Отбензиненную нефть с низа колонны 1 подают в трубчатую печь 4, где нагревают до требуемой температуры и направляют в атмосферную колонну 2. Часть отбензиненной нефти из печи 4 возвращают в низ колонны 1 в качестве горячей струи. С верха колонны 2 отбирают тяжелый бензин, а сбоку через отпарные колонны 3 выводят топливные фракции 180-220 (230), 220 (230)-280 и 280-350 °С. Атмосферная колонна, кроме острого орошения, имеет два циркуляционных орошения, которыми отводят тепло ниже тарелок отбора фракций 180-220 и 220-280 °С. В нижние части атмосферной и отпарных колонн подают перегретый водяной пар для отпарки легко кипящих фракций. С низа атмосферной колонны выводят мазут, который направляют на блок вакуумной перегонки.

2. Технологическая схема установки

На рис. 1 показана принципиальная схема блока атмосферной перегонки нефти установки ЭЛОУ АВТ-6.

Рис. 1:

1- отбензинивающая колонна;

2 - атмосферная колонна;

3 - отпарные колонны;

4 - атмосферная печь;

I - нефть с ЭЛОУ;

II - легкий бензин;

III- тяжелый бензин;

IV - фракция 180-220 ;

V - фракция 220-280 ;

VI - фракция 280-350 ;

VII - мазут;

VIII - газ;

IX - водяной пар.

3. Расчет регуляторов

Таблица 1 Данные для расчета

нефтеперерабатывающий элоу промышленность

Для регулирования параметров используется трехконтурная система подчиненного регулирования. Структурная схема такой системы показана на рис.2.

Рис. 2

Для системы регулирования температуры в атмосферной печи:

R1(s) - передаточная функция регулятора скорости электродвигателя;

W11(s) - передаточная функция тиристорного преобразователя;

W12(s) - передаточная функция электродвигателя;

Wос1(s) - передаточная функция датчика скорости;

R2(s) - передаточная функция регулятора расхода топлива;

W21(s) - передаточная функция насоса;

Wос2(s) - передаточная функция датчика расхода топлива;

R3(s) - передаточная функция регулятора температуры в атмосферной печи;

W31(s) - передаточная функция атмосферной печи;

Wос3(s) - передаточная функция датчика температуры атмосферной печи.

Первый контур системы регулирования по скорости настроим на технический оптимум (рис.3).

Рис. 3

Желаемая передаточная функция первого разомкнутого контура:

(1)

С другой стороны:

(2)

Подставив в формулу (2) значение , можно рассчитать передаточную функцию регулятора :

Проверим правильность вычислений с помощью компьютерного моделирования в Simulink. На (рис.5) изображен график переходного процесса, параметры которого соответствуют техническому оптимуму.

Рис. 4 Схема модели системы электропривода

Рис. 5 График переходного процесса

; ;

Передаточная функция первого замкнутого контура:

Второй контур системы регулирования расхода топлива настроим на технический оптимум (рис.6).

Рис. 6

Желаемая передаточная функция второго разомкнутого контура:

(3)

С другой стороны:

(4)

Подставив в формулу (4) значение , можно рассчитать передаточную функцию регулятора :

Проверим правильность вычислений с помощью компьютерного моделирования в Simulink. На (рис.8) изображен график переходного процесса, параметры которого соответствуют техническому оптимуму.

Рис. 7 Схема модели системы электропривода

Рис. 8 График переходного процесса

Передаточная функция второго замкнутого контура:

Третий контур системы регулирования температуры настроим на симметричный оптимум (рис.9).

Рис. 9

Желаемая передаточная функция третьего разомкнутого контура:

(5)

С другой стороны:

(6)

Подставив в формулу (6) значение , можно рассчитать передаточную функцию регулятора :

Проверим правильность вычислений с помощью компьютерного моделирования в Simulink. На (рис.11) изображен график переходного процесса, параметры которого соответствуют техническому оптимуму.

Рис. 10 Схема модели системы электропривода

Рис. 11 График переходного процесса

Заключение

В ходе данной курсовой работы были рассчитаны регуляторы для каждого контура системы подчиненного регулирования, правильность которых проверялось с помощью компьютерного моделирования в Simulink. По полученным графикам переходного процесса были рассчитаны перерегулирование, время рассогласования , максимальное время и время переходного процесса . Рассчитанные значения соответствуют стандартным, в зависимости от выбранного условия (технический или симметричный оптимумы). Так же подробно изучен технологический процесс в атмосферном блоке ЭЛОУ АВТ-6, который отличается большой производительностью, высокими скоростями потоков и определенными значениями параметров, отклонение которых допускается лишь в самых небольших пределах.

Размещено на Allbest.ru