Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Функциональная схема автоматизации

ФСА разработана в соответствии с поставленными задачами автоматизации. Разработанная схема поддерживает как автоматическое, так и ручное управление. Все сигналы с датчиков идут на контроллер. Все контролируемые параметры выводятся и регулируются на рабочих станциях (ЭВМ).

ФСА отбензинивания нефти включает в себя 17 контуров контроля и регулирования:

1) Уровень раздела фаз нефть / вода. Контролируется уровнемером Rosemount 5300 поз. 4-1, также контролируется расход нефти расходомером Rosemount 3051SFC поз. 3-1. Регулируется насосом KM-100-80-170 поз. 4-3, через реле РЭК поз. 4-2 и клапанами Fisher GX поз. 4-5, 4-7, с помощью цифрового контроллера DVC2000 поз. 4-4, 4-6.

2) Давление в электродегидраторе. Контролируется датчиком давления Метран-55 поз. 2-1.

3) Температура в электродегидраторе. Контролируется датчиком температуры Метран-271 поз. 1-1.

4) Температура низа колонны. Контролируется датчиком температуры Метран-271 поз. 6-1, также контролируется расход нефти расходомером Rosemount 3051SFC поз. 5-1. Регулируется клапаном Fisher GX поз. 6-3, с помощью цифрового контроллера DVC2000 поз. 6-2.

5) Уровень куба колонны. Контролируется уровнемером Rosemount 5300 поз. 10-3, также контролируется нижний и верхний предел уровня - реле уровня Mobrey поз. 10-1, 10-2, и расход нефти расходомером Rosemount 3051SFC поз. 9-1, 9-2. Регулируется насосом KM-100-80-170 поз. 10-5, через реле РЭК поз. 10-4 и клапанами Fisher GX поз. 10-7, 10-9, с помощью цифрового контроллера DVC2000 поз. 10-6, 10-8.

6) Температура верха колонны. Контролируется датчиком температуры Метран-271 поз. 13-1, также контролируется расход бензина расходомером Rosemount 3051SFC поз. 11-1. Регулируется насосом KM-100-80-170 поз. 13-3, через реле РЭК поз. 13-2 и клапаном Fisher GX поз. 13-5, с помощью цифрового контроллера DVC2000 поз. 13-4.

7) Давление верха колонны. Контролируется датчиком давления Метран-55 поз. 12-1.

8) Расход пара в колонну. Контролируется расходомером Rosemount 3051SFC поз. 8-1, также контролируется температура пара после печи датчиком температуры Метран-271 поз. 7-1. Регулируется клапаном Fisher GX поз. 8-3, с помощью цифрового контроллера DVC2000 поз. 8-2.

9) Температура газо-конденсата после холодильника. Контролируется датчиком температуры Метран-271 поз. 15-1, также контролируется расход нефти расходомером поз. 14-1. Регулируется клапаном Fisher GX поз. 15-3, с помощью цифрового контроллера DVC2000 поз. 15-2.

10) Уровень бензина в рефлюксной емкости. Контролируется уровнемером Rosemount 5300 поз. 17-1, также контролируется расход бензина расходомером Rosemount 3051SFC поз. 16-1. Регулируется клапаном Fisher GX поз. 17-3, с помощью цифрового контроллера DVC2000 поз. 17-2.

11) Уровень воды в рефлюксной емкости. Контролируется уровнемером Rosemount 5300 поз. 18-1. Регулируется клапаном Fisher GX поз. 18-3, с помощью цифрового контроллера DVC2000 поз. 18-2.

12) Давление газа в рефлюксной емкости. Контролируется датчиком давления Метран-55 поз. 19-1. Регулируется клапаном Fisher GX поз. 19-3, с помощью цифрового контроллера DVC2000 поз. 19-2.

13) Давление газа на запальник. Контролируется датчиком давления Метран-55 поз. 20-1. Регулирование производиться Fisher GX клапаном поз. 20-3, с помощью цифрового контроллера DVC2000 поз. 20-2.

14) Давление газа к горелке. Контролируется датчиком давления Метран-55 поз. 23-1. Подача газа и аварийное перекрытие производится отсекателем Jamesbery поз. 26-4.

15) Давление мазута к горелке. Контролируется датчиком давления Метран-55 поз. 25-1. Подача газа и аварийное перекрытие производится отсекателем Jamesbery поз. 26-7.

16) Разность давления между линией пара и мазута. Контролируется датчиком перепада давления Метран-150 поз. 21-1. Регулирование производиться клапаном Fisher GX поз. 21-3, с помощью цифрового контроллера DVC2000 поз. 21-2.

17) Температура нефти после печи. Контролируется датчиками температуры Метран-271 поз. 26-1, 26-2, 26-3, так же производится контроль расхода газа и мазута расходомерами Rosemount 3051SFC поз. 22-1, поз. 24-1.

Регулирование производиться клапанами Fisher GX поз. 26-6, поз. 26-9, с помощью цифрового контроллера DVC2000 поз. 26-5, поз. 26-8.



2. Описание комплекса технических средств

Комплекс технических средств АСУ процессом атмосферной перегонки нефти включает в себя:

- операторскую и инженерную станцию, установленные в ЦПУ;

- программируемые логические контроллеры (ПЛК) PAC8000 - основной и дублирующий;

- локальную сеть Ethernet в составе двух коммутаторов;

- совмещенный пульт управления;

- датчики и функциональные преобразователи;

- исполнительные механизмы.

Питание всех средств вычислительной техники осуществляется от источников бесперебойного питании.

В АСУ ПАПН используются приборы и датчики токовой системы передачи информации с унифицированными входными и выходными характеристиками, обеспечивающими минимальное число ступеней преобразования сигналов, вводимых в контроллер. Сигналы от термопреобразователей сопротивления и термоэлектрических преобразователей поступают непосредственно на вход соответствующих модулей без промежуточных преобразователей.



3. Источник питания

автоматизация технический отбензинивание нефть

Рисунок 3.1 - Источник питания

Предлагаются модели с входным напряжением переменного тока или 24В постоянного тока. Обеспечивают питание цепей ввода / вывода и модулей сетевого интерфейса. Имеется возможность резервирования при этом, поддерживает распределение нагрузки. Могут генерировать сигнал неисправности по питанию.

Рисунок 3.2 - Контроллер

Контроллеры PAC8000 предлагают решение для сложных условий, которые встречаются на перерабатывающих предприятиях во всем мире. Как в условиях экстремальных температур пустынной или арктической зон, так и в коррозионной среде в присутствии химикатов или морской воды контроллеры PAC8000 смогут управлять самыми сложными задачами. Надежность можно повысить путем применения избыточности единого шасси, а использование устройств и оборудования можно улучшить за счет возможностей прямого применения протокола HART.

Контроллеры могут быть установлены на шасси двух типов: 8750-CA-NS и 8751-CA-NS. Эти шасси очень похожи, но у 8751-CA-NS имеется дополнительный вывод для плавающего заземления, который используется для обнаружения утечек тока на землю. Наиболее типичные области применения таких устройств - противопожарные и газовые системы.

Шасси для контроллеров оснащаются также системами мониторинга источника питания (8410-NS-PS), который позволяет отследить появление сигнала «сбой питания», поступающий из блоков питания, например, 8913-PS-AC и 8914-PS-AC компании GE Fanuc.



Рисунок 3.3 - Плата ввода-вывода

Для работы с дискретными и аналоговыми полевыми устройствами любых типов предусмотрено большое количество различных модулей ввода-вывода. Продуманный подход к конструкции модулей обеспечивает высокую плотность каналов - от четырех до тридцати двух каналов ввода-вывода в модуле шириной 42 мм. Для того чтобы задать сетевой адрес модуля, не требуется каких-либо настроек. Адрес нового модуля определяется автоматически по его положению на шасси.

Шасси предназначены для установки модулей PAC8000 и являются несущей конструкцией для модулей ввода-вывода, монтажных клеммных колодок, а также имеют внутреннюю шину Railbus. Многие шасси могут быть смонтированы на DIN-рейку T- или G-образного сечения, либо установлены на плоскую панель.



Рисунок 3.4 - Расходомер

Расходомеры на базе диафрагм Rosemount серии 405 предназначены для измерения расхода жидкостей, газов, пара и передачи полученной информации для технологических целей и учетно-расчетных операций.

Основные преимущества:

- интегральная конструкция расходомера исключает потребность в импульсных линиях и дополнительных устройствах, сокращает количество потенциальных мест утечек среды;

- минимальная длина прямолинейных участков трубопровода 2 Dy до и 2 Dy после места установки расходомера на базе диафрагмы Rosemount 405С (стабилизирующей) значительно упрощает монтаж и сокращает затраты;

- многопараметрический преобразователь 3095MV в составе расходомеров 3095MFC обеспечивает вычисление мгновенного массового расхода жидкости, пара, газа или объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям.

Области применения химическая, нефтехимическая, нефтяная, газовая, пищевая, фармацевтическая и др. отрасли промышленности.

Характеристики:

Измеряемые среды: жидкость, газ, пар.

Температура измеряемой среды:

- -40…232°С (интегральный монтаж датчика);

- -100…454°С (удаленный монтаж датчика импульсными линиями).

Избыточное давление в трубопроводе до 10 МПа.

Диаметр условного прохода трубопровода:

- Dу 15…200 мм (диафрагма Rosemount 405Р);

- Dу 50…200 мм (диафрагма Rosemount 405С).

Пределы измерений расхода рассчитываются для конкретного применения.

Динамический диапазон 8:1, 10:1, 14:1.

Основная относительная погрешность измерений расхода до ±0,7%.

Температура окружающего воздуха:

- -40…85°С B без ЖКBиндикатора,

- -51…85°С B опция для расходомеров с датчиком 3051S.

Выходной сигнал: 4-20 мА/HART.

Наличие взрывозащищенного исполнения.

Рисунок 3.5 - Датчик температуры

Термопреобразователи ТХАУ Метран-271Ех, могут применяться во взрывоопасных зонах, в которых возможно образование взрывоопасных смесей газов, паров, горючих жидкостей с воздухом категорий IIА, II В и IIС, групп Т1Т6 по ГОСТ Р 51330.1199.

Предназначены для измерения температуры нейтральных и агрессивных сред, по отношению к которым материал защитной арматуры является коррозионностойким. Чувствительный элемент первичного преобразователя и встроенный в головку датчика измерительный преобразователь преобразуют измеряемую температуру в унифицированный выходной сигнал постоянного тока, что дает возможность построения АСУТП без применения дополнительных нормирующих преобразователей.

Рисунок 3.6 - Датчик давления

Малогабаритные датчики Метран55 предназначены для работы в различных отраслях промышленности, системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование измеряемых величин избыточного (ДИ), абсолютного (ДА) давления, разрежения (ДВ), давления разрежения (ДИВ) нейтральных и агрессивных сред в унифицированный токовый выходной сигнал.

Простота конструкции, надежность, малые габариты, невысокая стоимость обеспечивают повышенный спрос потребителей.

Особенности датчиков давления:

- погрешность измерений ±0,15; ±0,25; ±0,5%;

- диапазон перенастройки 10:1;

- самодиагностика;

- встроенный фильтр радиопомех;

- микропроцессорная электроника;

- возможность простой и удобной настройки значений выходного сигнала, соответствующих нижнему и верхнему значениям измеряемого давления, кнопочными переключателями.

Измеряемые среды: жидкость, пар, газ (в т.ч. газообразный кислород)

Диапазон измеряемых давлений:

- минимальный 0-0,06 МПа;

- максимальный 0-100 МПа

Выходной сигнал: 4-20, 0-5 мА

Температура окружающего воздуха: -40…70°С

Рисунок 3.7 - Датчик давления

Интеллектуальные датчики давления серии Метран 150 предназначены для непрерывного преобразования в унифицированный токовый выходной сигнал и / или цифровой сигнал в стандарте протокола HART входных измеряемых величин: избыточного давления; абсолютного давления; разности давлений; давленияразрежения; гидростатического давления (уровня).

Управление параметрами датчика: с помощью HARTкоммуникатора; удаленно с помощью программы HARTMaster, HARTмодема и компьютера или программных средств АСУТП; с помощью клавиатуры и ЖКИ или с помощью AMS.

Характеристики:

Измеряемые среды: жидкости, в т.ч. нефтепродукты; пар, газ, газовые смеси

Диапазоны измеряемых давлений: минимальный 0-0,025 кПа; максимальный 0-68 МПа

Выходные сигналы: 4-20 мА с HART-протоколом; 0-5 мА

Основная приведенная погрешность до ±0,075%; опции до ±0,2%; ±0,5%

Диапазон температур окружающей среды от -40 до 80°С; от -55 до 80°С

Перенастройка диапазонов измерений до 100:1

Высокая стабильность характеристик

Взрывозащищенное исполнение вида «искробезопасная цепь» и «взрывонепроницаемая оболочка»

Рисунок 3.8 - Реле

Поплавковые реле уровня Mobrey предназначены для контроля предельных уровней жидкостей в технологических емкостях и товарных резервуарах в широком диапазоне условий процесса. Они имеют широкий выбор технологических присоединений, материалов корпуса и смачиваемых частей для обеспечения универсальности и превосходной надежности, а также различные типы механизмов переключения для выполнения широкого спектра задач.

Характеристики:

Различные исполнения и способы монтажа

Контролируемые среды: практически все жидкости с плотностью не ниже 400 кг/м³

Температура процесса: от -100 до 400°С

Температура окружающей среды: от -60 до 80°С

Давление процесса: от -0,1 до 20 МПа

Наличие взрывозащищенных исполнений

Работа с преобразователем дискретного выходного сигнала в беспроводной Rosemount 702

Рисунок 3.9 - Уровнемер

Уровнемеры Rosemount 5300 применяются во многих отраслях промышленности: химической и нефтехимической, нефтегазовой, целлюлозно бумажной; фармацевтической; пищевой промышленности и производстве напитков; контроле питьевой воды и сточных вод; энергетике (плотины и гидро и электростанции).

Характеристики:

Измеряемые среды: жидкие (нефть, темные и светлые нефтепродукты, вода, сжиженные газы, кислоты и др.), сыпучие (пластик, зольная пыль, цемент, песок, сахар, злаки и т.д.).

Диапазон измерений: от 0,1 до 50 м.

Выходные сигналы: 4-20 мА с цифровым сигналом на базе протокола HART®, Foundation™ Fieldbus и Modbus®.

Наличие взрывозащищенного исполнения.

Рисунок 3.10 - Контроллер

Цифровые контроллеры серии DVC2000 это позиционеры, преобразующие электрический сигнал в пневматический, которые работают на основе микропроцессора и обладают коммуникационными возможностями.

Кроме основной своей функции, преобразования входного токового сигнала (4 - 20 мА) в выходной пневматический сигнал, цифровой контроллер серии DVC2000 предоставляет информацию с помощью локального индикатора и / или коммуникации по протоколу HART.

Имеется дополнительное оборудование, которое обеспечивает раздельные контуры для двух (2) встроенных сигнализаторов конечных положений (для индикации открытого / закрытого положения клапана) и датчика положения штока клапана (для обратной связи по положению отдельного клапана).

Регулирующий клапан GX

Регулирующий клапан модели GX Fisher® является современной конструкцией, состоящей из клапана и привода в сборе. Клапан GX предназначен для применения в разнообразных средах таких, как жидкости, газы и пары.

Клапан модели GX отличается компактностью, надежностью и удобством в выборе конфигурации. Размер привода специально выбирать не нужно. Он определяется в зависимости от конструкции корпуса клапана.

Рисунок 3.11 - Регулирующий клапан

Рациональная конструкция отличается простотой и оптимальным количеством деталей, позволяет снизить затраты на техническое обслуживание.

Конструкция GX соответствует требованиям стандартов EN и ASME. В наличии имеется полный набор комплектующих, включая встраиваемый цифровой клапанный контроллер Fisher FIELDVUE® DVC2000.

Рисунок 3.12 - Концевой выключатель



Новые улучшенные концевые выключатели Neles Quartz доступны в в трех версиях: QX - искробезопасный, QN - невоспламеняющийся, QG - общего назначения.

Крепкий, с эпоксидным покрытием из анодированного алюминия делает эту серию очень прочной и пригодной для использования в агрессивных средах.

Широкую сеть контактов, датчиков положения и связи вариантов может быть выбран в качестве регулировки для большинства приложений. Варианты включают 2, 4 или 6 механических или индуктивных, датчиков положения с или без контактов.

Могут управляться дискретными сигналами напряжением 24, 120, 220В в зависимости от исполнения.

Преимущества:

- корпуса оптимизирован для окружающей среды (QX, QN, QG);

- быстрый доступ к установке и обслуживанию, с винтовой крышкой;

- пара-плотный корпус

- визуальный индикатор;

- быстрая установка;

- надежная коррозиоустойчивость;

- длительный срок службы за счет специальных втулок.

Рисунок 3.13 - Пневматический привод



Пневматический привод Jamesbery одного или двойного действия, VPVL серии.

Пневматический привод двойного действия сочетает в себе преимущества долговечность, прочная конструкция и очень компактный и симметричный дизайн с целым рядом функций и усовершенствований. Они специально разработаны для быстрой и эффективной работы разных типов поворотных клапанов, заслонок и др.

VPVL-приводы можно быстро изменить с нормально открытых на закрытые и наоборот, просто повернув их поршни. Также можно добавить пружины, чтобы использовать привод одностороннего действия для двустороннего, или путем изменения входного давления.

Клапана, привод и аксессуары предназначены для работы вместе как единое целое и все части поставляются вместе для достижения лучшей совместимости.

Преимущества:

- повышенная надежность, безопасность и срок службы;

- устойчивость к коррозии;

- рабочее давление до 8 бар (116 фунтов на квадратный дюйм);

- доступны в исполнении из нержавеющей стали;

- широкий ассортимент аксессуаров, таких как концевые выключатели и электромагнитные клапаны.



Литература

1. Молоканов Ю.К. Процессы и аппараты нефтегазопереработки: Учебник для техникумов. - М., Химия, 1980 - 408 с. - литературный осмотр.

2. http://www.ximicat.com/info.php? id=4743 - литературный осмотр.

3. Технологический регламент установки первичной переработки нефти - конструкция агрегата и ТП. - описание конструкции агрегата и технологический процесс.

4. http://www.metran.ru - технические средства автоматизации.

5. http://www.indusoft.com.ua/products_hard.php - технические средства автоматизации.

Размещено на Allbest.ru

...