Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Введение

Современное промышленное производство невозможно без автоматизации. Широта автоматизации управления различными процессами на том или ином предприятии или объекте во многом характеризует общий уровень и культуру производства на данном предприятии, или же уровень и совершенство данного технического объекта. Передовые области промышленности и энергетики немыслимы без широкой и полной автоматизации управления. Облегчая труд человека, повышая культуру человеческого труда во всех ее видах, устраняя различия между физическим и умственным трудом. Автоматизация в то же время в сотни раз повышает производительность труда, позволяет полнее удовлетворять многообразные потребности человека. Автоматизация делает практически осуществимым целый ряд таких производств и новых видов технологий, которые без нее были бы невозможны.

Комплексная автоматизация управления технологическими процессами, производством и народным хозяйством является одним из важнейших стратегических направлений развития экономики. Наряду с созданием новых материалов и технологий, автоматизация технологических процессов и производств является приоритетным направлением экономического развития.

Все виды производственной деятельности, содержащие действия по изменению исходного сырья с целью получения предмета производства, называют технологическим процессом.

Автоматизация такого процесса предполагает регулирование температуры, давления, расхода газо-жидких энергоносителей. Управление реализуется посредством передовых систем измерения параметров, обработки данных, контроля и оптимизации режимов процесса.

Автоматизация технологических процессов значительно повышает культуру производства и значительно облегчает труд человека, позволяет переложить выполнение тяжелой физической работы на плечи автоматики. При внедрении автоматизированных систем, функции рабочего сводятся к контролю за работой машин. Персонал может находиться на безопасном расстоянии от агрегатов. Внедрение автоматизации создает условия для коренного улучшения условий труда и безопасности работ, дает возможность увеличить производительность труда. Наряду с этим улучшаются работа машин, ход технологического процесса и качество продукции.

При удачном решении поставленных перед автоматизацией задач, откроются новые горизонты в развитии и совершенствовании работы предприятия.

При автоматизации экстузионной линий автоматизируются все основные и вспомогательные технологические процессы. Это ведет к освобождению обслуживающего персонала от необходимости регулировать эти процессы вручную. Внедрение специальных автоматических устройств способствует безаварийной работе оборудования, исключает случаи травматизма, предупреждает загрязнение атмосферного воздуха.

1. Основная часть

1.1 Описание технологического процесса

Нефть и нефтепродукты хранятся на нефтебазах. Автоматизация отдельных резервуаров нефтебаз и управление процесссами закачки аналогичны автоматизации резервуарных парков нефтепроводов. Нефть и нефтепродукты с нефтебаз поступают на железнодорожные эстакады в авиа цистерны и наливные суда.

Железнодорожные эстакады по виду осуществляемых one рации разделяются на наливные сливные и сливно-наливные Основные элементы эстакад для налива и слива нефтепродуктов. -- наливные стояки, устанавливаемые с одной или с обеих сторон железнодорожных путей с шагом от 4 до 12 м Стояки объединяются между собой коллекторами с соответствующей арматурой для подключения и отключения стояков по мере наполнения цистерн Подача продукта в коллекторы эстакады осуществляется как правило насосами из резервуаров Процесс налива нефтяных грузов в железнодорожные вагоны-цистерны связан с выполнением в определенной последовательности многих операций по подготовке цистерн к наливу заправке средств налива в цистерны, пуску грузовых насосов и открытию запорной арматуры, контролю в процессе наполнения. После заполнения цистерны арматуру закрывают поднимают средства налива в исходное положение измеряют количество налитого продукта и отбор пробы закрывают и пломбируют люки вагонов-цистерн

На действующих эстакадах совершенствование процесса обработки вагона-цистерны сводится к использованию средств механизации для облегчения ручной заправки наливных устройств в люк цистерны и автоматизации цикла завершения налива, тек сигнализации заполнения и автоматическому перекрытию потока по сигналу.

Устройства для автоматизации цикла завершения налива цистерн весьма разнообразны. К ним относятся: поплавковые индикаторы, которые при заполнении цистерны изменяют положение стрелки кольца или другого приспособления, визуально сигнализирующего наливщику о завершении цикла заполнения; механические ограничители налива в которых поплавок перемещаясь через механические тяги, воздействует на отсекающий клапан прекращающий подачу продукта в цистерну пневматические ограничители налива, в которых управление клапаном-обтекателем осуществляется за счет энергии сжатого воздуха электрические сигнализаторы и ограничители налива.

1.2 Выбор параметров, подлежащих контролю, регулированию, сигнализации

На рис.1 показана схема автоматизации ограничения налива с использованием элементов пневмоавтоматики. Внутрь цистерны 1 вместе с наливным шлангом вводится датчик ограничителя перелива 2, состоящий из трубки с пневмоусилителем. На линии подачи продукта установлен клапан-отсекатель 3 с пневмоприводном двустороннего действия управляемый через пневматическое реверсивное реле 4. Ручное управление осуществляется кнопками «Пуск» и «Стоп» на блоке управления 5 Воздух для питания элементов схемы подается через фильтр 7 и редуктор давления воздуха 6.

Рис 1. Схема автоматического ограничения налива железнодорожных цистерн на пневмоэлементах

Рассмотрим действие схемы автоматического ограничения налива (рис. 2) Через фильтр 1 и редуктор давления 2 воз дух питания под давлением 0 14 МПа контролируемым манометром 3, подается в камеру 5 блока управления, откуда через дроссели 9 и 16 поступает в измерительную трубку 25 постоянно продувая ее. При нажатии кнопки 10 (пуск) воздух через клапан 8 поступает в камеру 11. Мембрана 12 при этом перемещается и клапаном 6 перекрывает выход воздуха в атмосферу Одновременно открывается клапан 7, и воздух из камеры 5 поступает на пневмореле 26, отсекатель 27 открывается. После опускания кнопки 10 клапан 8 закрывается, но Давление в камере 11 сохраняется благодаря поступлению воз Духа через дроссель 4 Блок управления таким образом удерживает клапан отсекатель 27 в открытом положении Камеры 19 и 24 датчика сообщаются между собой. Воздух частично проходит через дроссель 20 и камеры 22 и 23 в атмосферу Когда уровень продукта в цистерне достигает нижнего конца трубки 25 сопротивление выходу воздуха через трубку дат чика 25 возрастает В результате повышается давление в ка мере 24 Мембрана 15 прогибается, перекрывая выход воздуха в атмосферу Одновременно мембрана камеры 22 со штоком 17 перемещается вверх, открывая клапан 18 Воздух от блока управления через камеру 19, открытый клапан 18 и линию положительной обратной связи 21 поступает в камеру 24, плотнее прижимает мембрану 15 и одновременно продувает продукт в трубке 25.

Рис 2. Схема действмя ограничителя налива на пневмоэлементах

Рассмотренный цикл срабатывания датчика сопровождается падением давления в камере II в результате чего пневмоимпульс, поступающий на пневмореле 26 управления клапаном, снимается Пневмореле направляет питание в другую полость пневмоклапана 27 в результате чего последний закрывается. Для ручного аварийного прекращения налива продукта в цистерну нажимают кнопку 13 (стоп). При этом клапан 14 сообщает полость 11с атмосферой и пневмоимпульс на реле управления клапаном снимается. Для оснащения вновь строящихся эстакад используют механизированные и автоматизированные наливные стоянки позволяющие оператору дистанционно заправлять наливные устройства в горловину вагонов-цистерн и полностью автоматизировать не только цикл завершения налива, но и автоматизировать вывод наливного устройства из цистерны после завершения налива.

Процессы налива нефтепродуктов в автоцистерны относятся к наиболее массовым широко распространены на всех распре делительных нефтебазах. Для налива автоцистерн соору жаются станции налива с различным числом автоматизированных наливных установок, обеспечивающих дистанционное задание отпускаемого объема нефтепродукта автоматическое прекращение налива при заполнении автоцистерны, сигнализацию завершения цикла налива.

К специализированным устройствам автоматики обеспечивающим автоматизацию процесса налива нефтепродуктов в автоцистерну относятся ограничитель налива дозирующий полуавтоматический клапан. Ограничитель налива представляет собой поплавок, на стержне которого укреплена обойма с постоянным магнитом. Магнит вместе с по плавком может перемещаться вдоль стенки при изменении уровня в горловине цистерны. При этом размыкается одна пара контактов ограничения налива и замыкается другая. Для аварийного прекращения налива имеется рычаг, при нажатии на который контакты раз мыкаются и налив прекращается. Электрическая часть датчика выполнена.

во взрывонепроницаемом исполнении В2Г Дозирующий клапан КДП-7Н является запорным органом, а также пультом управления и сигнализации. Электрическая часть клапана выполнена во взрывонепроницаемом исполнении В2Г.

На рис 2 показана кинематическая схема клапана. Для открытия клапана необходимо шток 20 переместить вниз и нажать им на плунжер 13. Плунжер давит на клапан 19 и открывает переход продукта из полости А в полость Б Клапан 19 под действием силы пружины 18 и силы избыточного давления в полости А прижимается к седлу Для уменьшения усилий открытия (разгрузки от избыточного давления) клапана 19 плунжер 13 при своем перемещении вниз открывает шариковый разгружающий клапан 14.

Для быстрого закрытия клапана 19 предусмотрено специальное перепускное устройство которое состоит из клапана перепуска 15, прижимаемого к седлу пружиной 16 и перепуск ной трубки 17. Во время открытия разгружающего клапана 14 перетока жидкости из полости А под клапан 19 по трубке 17 нет так как клапан 15 прижат к седлу. Это необходимо для создания условий разгрузки. При движении вниз клапана 19 преодолевается зазор 1,5 мм и клапан 15 открывает доступ к протоку через трубку 17.

При закрытии основную часть своего пути клапан 19 проходит практически мгновенно. В конце пути клапан 19 останавливается при закрытии клапана 15 и оставшийся путь проходит медленно, что исключает гидравлический удар и способствует сохранению уплотнения клапана 19 В положении, изображенном на кинематической схеме, открыть клапан невозможно так как при нажатии на рукоятку 12 муфта 11 скользит по штокам 1 и 20, не задевая выступов 21 на штоке, а следовательно, последний не может переместить вниз шток 20. Как только замок 8 повернется в опоре со штоком, открытие клапана становится невозможным. Поворот замка 8 осуществляется электромагнитом. В исходное положение замок воз вращает пружина При вывернутом замке клапан остается в открытом положении после того как будет нажата и опущена рукоятка 12 Это происходит потому, что ползун 5 при опускании штока 1 уперся в выступ 2 под действием пружины и не дает штоку вернуться в верхнее положение Закрытие клапана возможно только при отводе ползуна 5 от штока 1 и освобождении выступа 2. Отвод ползуна 5 происходит во время поворота замка 8 в исходное положение с помощью тегала 7 по которому катится ролик 6 ползуна.

Таким образом как только отключится электромагнит, клапан закрывается Если необходимо экстренное закрытие, нажимают кнопку Р, лекало 7 (через шток 10) поворачивается вокруг оси и отводит ползун 5. Для сигнализации положения клапана имеется концевой выключатель 4 который приводится в действие рычагом 3. На лицевой стороне клапана помещены гнездо для ключей клапана, а также сигнальное табло с надписями «Открой клапан» и «Налив идет» и кнопка аварийного закрытия клапана «Стой».

В комплект АСН входят также жидкостный счетчик шестеренчатого типа СВШ-100 С с сельсиновой приставкой и фильтр воздухоохладитель ФВО-ЮО

Дозирующий механизм представляет собой три цифровых барабана на которых устанавливаются цифры от 0 до 10 рукоятками задания дозы, расположенными под соответствующими барабанами После набора дозы в процессе отпуска продукта барабаны дозатора вращаются в сторону нулевых значений Отпуск дозы прекращается, когда все цифровые барабаны дозирующего механизма остановятся на нуле В этот момент срабатывает контактное устройство разрывающее цепь соленоида дозирующего клапана.

Процессы погрузки нефти и нефтепродуктов в нефтеналивные суда (танкеры) существенно отличаются от процессов налива в транспортные емкости других видов, такие, как авто мобильные и железнодорожные. Эти отличия обусловливаются значительно большими объемами загружаемого продукта, значительными перемещениями танкеров относительно причала, большей длительностью грузовых операций, повышенными требованиями соблюдения мер противопожарной безопасности и техники безопасности. Последнее объясняется тем, что аварии при погрузке в нефтеналивные суда, грозят бедствиями гораздо больших размеров, чем при наливе и сливе нефтепродуктов в другие транспортные емкости.

Современные технические средства для погрузки и разгрузки нефтеналивных судов относятся к высокомеханизированным и автоматизированным установкам, обеспечивающим дистанционное управление подсоединением наливных устройств (стендеров) к приемным патрубкам судов- автоматическое отслеживание за перемещением танкера в процессе его за грузки или разгрузки; автоматическое разъединение стендеров с судном и прекращение налива в случае перемещения танкера сверх допустимых пределов; сигнализацию об испо1иении операций связанных с загрузкой.

На рис. 4 показана блок-схема автоматизации и дистанционного управления стендером для налива морских танкеров. Собственно стендер состоит из смеси основных кинематических звеньев-труб соединенных между собой шестью шарнирами 3 8, 15, 17, 18, 20, благодаря которым обеспечивается перемещение элементов стендера в пространстве На последнем звене находится гидроприсоединитель 22, обеспечивающий стыковку с патрубком танкера. Для уравновешивания стендера используется грузовой противовес 5.

Управление элементами стендера и гидроприсоединителем осуществляется с помощью систем и устройств гидроавтоматики. Для сигнализации и управления электрическими приво дами используются схемы электроавтоматики. Дистанционное управление осуществляется из кабины одиночного стендера или (при группе установленных стендеров) из общей оператор ной причала. Схема управления стендером состоит из нескольких взаимосвязанных контуров.

Контур управления перемещением элементов стендера в пространстве В этом контуре осуществляется воздействие на гидроцилиндры 2 4 6 и 21 жестко связанные с соответствующими звеньями и шарнирами Масло подается в гидроцилиндры при ручном манипулировании золотниками на пульте управления.

Таким образом подводится гидроприсоединитель к месту расположения приемно-отливного патрубка на танкере.

Контур управления гидро присоединителем Гидроприсоединитель соединяет и фиксирует стендер с фланцем приемно-отливного патрубка танкера Горизонтальное перемещение элементов гидроприсоединителя центрирование его относительно фланца патрубка, прижим и фиксация захватов производятся гидроцилиндрами 23, управляются они дистанционно с пульта с помощью соответствующих гидро-золотников.

Рис 3. Блок схема автоматизации и дистанционого управления стендером для налива морских танкеров

Контур следящей системы уравновешивания стендера При перемещении последнего и соединении его с патрубком танкера все элементы удерживаются гидросистемой в фиксированном положении друг относительно друга Однако в процессе налива происходит осадка танкера, его смещение относительно причала. Ввиду этого должно обеспечиваться свободное вращение в шарнирах для отслеживания положения танкера и исключения больших нагрузок на гидро-присоединитель Такое требование реализуется установкой гидро-редукторов 9 и 13 на шарнирах 8 и 5, которые перераспределяют давление в гидроцилиндрах стендера таким образом, чтобы моменты возникающие под действием силы тяжести (веса) звеньев относительно осей шарниров полностью уравновешивались моментами, создающимися при натяжении тросов 7 и 10 гидроцилиндрами 4 и 6. Следящая система автоматического уравновешивания начинает действовать после завершения цикла подсоединения стендера к танкеру Внешнее проявление действия системы автоматического уравновешивания заключается в переходе элементов стендера в плавающее ненапряженное состояние при котором они могут свободно перемещаться танкером.

Контур управления зачисткой стендера .Необходимость в такой операции вызвана тем что в горизонтальных звеньях после окончания налива остается продукт. Для его удаления предусмотрена линия 16 соединяющая правое вертикальное звено с левым. На линии установлен зачистной насос 19 с гидромоторным приводом, а на причале -- зачисткой агрегат на который переключается линия подачи продукта к стендеру. Для зачистки дистанционно открывается гидро управляемый клапан 14, который соединяет внутреннюю полость стендера с атмосферой. Одновременно выключается зачисткой насос перекачивающий остатки продукта в вертикальную часть стендера. Далее происходит откачка зачистным агрегатом установленным на причале.

Контур аварийного отключения установки Аварийное состояние -- отход танкера от зоны своего действия, в результате чего возможны поломка стендера и потери продукта. Контур предусматривает как ручное аварийное отключение стендера с пульта управления так и автоматическое. Последнее происходит при срабатывании конечного Электра выключателя 12 когда угол между звеньями стендера достигает первого предельного значения 140° Последовательность операций при срабатывании конечного выключателя и включении кнопки «Авария» одинаковы: подается сигнал на отключение продуктового насоса, закрывается задвижка включаются сирены и световые сигналы на пульте и отсоединяется стендер от танкера. Если танкер продолжает выходить из зоны действия стендера, а разъединения не произошло срабатывает гидровыключатель 11 который непосредственно воздействует на гидроприсоединитель 22 и осуществляет аварийное разъединение стендера от танкера. Одновременно гидровыключатель и воздействует на следящую систему уравновешивания, и стендер переходит в «плавающее» состояние. Система настроена таким образом, что в освобожденном состоянии стендера его концевая часть медленно поднимается вверх. Гидроавтоматическая система питается от автоматизированной маслонапорной станции развивающей давление до 8,0 МПа.

В процессе наполнения нефтепротоком на танкере используется автономная система контроля уровня груза в отсеках (танках) танкера и дистанционного или автоматического управления отсечными задвижками. Последним от приемной линии отключается заполненный отсек танкера и подключается свободный.

1.3 Описание функциональной схемы автоматизации

На рис. 4 изображена схема автоматизации наливной установки. Через наливное устройство III цистерна заполняется нефтепродуктом. Датчик налива 4 сигнализирует о заполнении цистерны. Полуавтоматический клапан-дозатор 3 отсекает поток продукта, через наливной стояк по сигналу о наливе заданной дозы или наполнении цистерны. Клапан открывают вручную после предварительного заземления цистерны, задания дозы и разрешения на налив со стороны оператора Жидкостный счетчик 2 с дистанционной приставкой обеспечивает измерение количества налитого продукта и дистанционную передачу данных измерения с помощью сельсин ной передачи в операторную

Фильтр / и насос с приводом от электродвигателя II подает продукт из резервуара в цистерну через счетчик 2 клапан дозатор 3 и наливное устройство III. Плотномер I контролирует плотность продукта наливаемого в автоцистерны

Пульт управления обеспечивает дистанционный контроль отпущенного продукта, задание дозы, подлежащей отпуску, посылку сигнала-разрешения на открытие клапана-дозатора, а также команды на его закрытие после отпуска установленной на пульте дозы продукта' управление насосом и сигнализацию исполнения команд

Процесс отпуска нефтепродуктов с помощью автоматизированной установки протекает в определенной последовательности. Водитель автоцистерны подъезжает к помещению oпeраторной, передает диспетчеру документы на право получения нефтепродукта. Диспетчер проверив документы, вынимает из гнезда соответствующего пульта управления наливом ключ набирает дозу которую следует отпустить в данную авто цистерну и нажимает на пульте кнопку «Налив разрешен». Водитель взамен сданных документов получает ключ, на кото ром указан номер наливного поста, связанного с соответствующим пультом управления

Прибыв на станцию налива и установив автоцистерну у поста, водитель, поднявшись по специальной лестнице на автоцистерну открывает ее горловину и опускает в нее налив ной патрубок стояка с датчиком налива Спустившись вниз он с помощью специального магнитного устройства заземляет цистерну и вставляет в гнездо клапана-дозатора выданный ему ключ При этом включается насосный агрегат установки и на пульте клапана-дозатора загорается желтый плафон «Открой клапан». Водитель открывает клапан вручную, после чего начинается налив автоцистерны, о чем сигнализируют зеленый плафон с надписью «Налив идет», а также вращение цифровых барабанов жидкостного счетчика оснащенного корректором температуры.

После отпуска заданной дозы нефтепродукта клапан доза тор автоматически закрывается и насос останавливается Водитель подняв наливной патрубок стояка и отключив заземление выводит автоцистерну со станции налива, возвращается в помещение операторной и сдает диспетчеру ключ а взамен него получает сопроводительный документ (накладную на отпущенный продукт). Налив автоцистерны может быть прекращен в любое время как водителем так и диспетчером Водителю для этого следует нажать кнопку «Стоп» на клапане дозаторе или ограничителе налива стояка, а диспетчеру -- кнопку «Стоп» на пульте управления наливом Прекращение налива автоцистерны при срабатывании датчика налива (если автоцистерна прибыла под налив с остатком нефтепродукта или ее вместимость неизвестна) фиксируется специальным световым сигналом «Уровень» на пульте. Дальнейшее включение налива автоцистерны с пульта при этом невозможно.

Для непрерывного использования каждой установки ей при даются два пульта управления помещенных в одном корпусе Когда один из них контролирует процесс налива, другой под готавливается к отпуску нефтепродуктов в следующую авто цистерну.

1.4 Описание принципиальной электрической схемы

Схема управления выполнена для насоса перекачки нефти Н-3(пр75.1) аналогична для насоса Н4 (прN76.1) с заменой индекса в маркировке цепей и оборудования “75.1* на *76.1” соответственно маркировке привода электро двигателя.

Управление электроприводом насоса

Автоматическое:

1.Отключение насоса в режиме слива нефти из аварийной цистерны:

-при отсутствии протока нефти после воздухосборника

-при ДВК 50% Н2S в насосной аварийного слива,

-при пожаре в насосной аварийного слива

2.Отключение насоса в режиме обратной откачки нефти из приемных резервуаров

Р-1, Р-2:

-при нижнем уровне в приемных резервуарах

-при пожаре в насосной аварийного слива.

Дистанционное:

1.Включение/отключение со щита оператора насосной аварийного слива.

Ящик управления 75.1ЯУ:

75.1FU Предохранитель

75.1QF Выключатель автоматический

75.1KM Пускатель магнитный

75.1SA Переключатель ПКУЗ 12Ф 2035

По месту:

75.1M Электродвигатель 380В

75.1SB1 Пост управления кнопочный

Щит ЩУ:

75.1SB2.1;Кнопка управления со светосигнальным индекатором

75.1HL ABLF-22 IP40; AC-12; 10A; 1э+1д; зелёный пуск

75.1SB2.2 Кнопка управления ABLF-22 1э+1д; красный стоп

IP40; 220В; AC-12; 10A

2. Расчетная часть

2.1 Расчет расхода с помощью сужающего устройства

1. Исходные данные для расчета расхода среды

№	Наименование и размерность параметра	Обозначение	Исходные данные
1	Измеряемая среда		вода
2	Диаметр трубопровода при 20°С, мм	D20	250
3	Диаметр отверстия диафрагмы при 20°С, мм	d20	200
4	Давление воды перед диафрагмой (абсолют.), МПа	p	3
5	Температура воды, °C	t	79
6	Перепад давления на диафрагме, кПа	Дp	53
7	Тип диафрагмы	-	С угл. отбором Дp
8	Материал трубопровода	-	Сталь 20
9	Состояние внутренней поверхности трубопровода	-	Ржавая
10	Межповерочный интервал диафрагмы, год	ф п.п	3
11	Материал диафрагмы	-	15Х12EHMФ
12	Местное сопротивление перед диафрагмой	-	Струявыпрямитель
13	Длина прямолинейного участка трубопровода перед диафрагмой, м	L1	1
14	Смещение оси диафрагмы относительно оси трубопровода, мм	ex	1.3
15	Толщина диска диафрагмы, мм	ЕД	6,6
16	Высота уступа на участке трубопровода перед диафрагмой (составной трубопровод), мм	h	1.5

2. Данные для расчета погрешности определения расхода среды

№	Наименование и размерность параметра	Обозначение	Исходные данные
1	Измеряемая среда		вода
2	Минимальная потребная длина прямолинейного трубопровода от задвижки до диафрагмы, м	Lk1	2,88
3	погрешность, обусловленная наличием уступа перед диафрагмой, %	дh	0
4	погрешность, обусловленная недостаточной толщиной диска диафрагмы , %	дE	0
5	Не исключенная систематическая погрешность определения, %	дD	0,9
6	Неисключенная систематическая погрешность определения, %	дd	0,08
7	Суммарная неисключенная систематическая составляющая погрешности измерения перепада давления, %	дДp	0,8
8	Неисключенная систематическая составляющая погрешности определения плотности, %	дс	0,19

Алгоритм действий расхода воды

№	Наименование, обозначение и размерность параметра	Номер расчетной формулы
1	Диаметр паропровода при 20 °С D, мм	(2.1)
2	Диаметр отверстия диафрагмы при 20 °С d, мм	(2.2)
3	Относительный диаметр отверстия диафрагмы в	(1.2)
4	Плотность воды при рабочих условиях с, кг/м3	Таблица П.7
5	Коэффициент скорости входа Е	(1.23)
6	Коэффициент истечения при числе Рейнольдса, Re > ? С?	(2.5)
7	Эквивалентная шероховатость трубопровода Rш, мм	Таблица 2.4
8	Поправка на влияние шероховатости стенки ИТ, Kш при ARe = 0,5	(2.7) (2.8)
9	Поправка на притупление входной кромки диафрагмы Kп	(2.13) (2.14)
10	Коэффициент расширения среды е	-
11	Массовый расход при Re > ? qm ?, кг/с	(2.4)
12	Число Рейнольдса Re?	(2.18)
13	Поправка на конечность числа Рейнольдса KRe	(2.19)
14	Действительное число Рейнольдса Re	(2.20)
15	Коэффициент ARe	(2.21), ( 2.22)
16	Действительный массовый расход qm, кг/с	(2.24)
17	Минимальная потребная длина прямолинейного трубопровода от задвижки до диафрагмы Lk1, м	(1.1)
18	Минимальная потребная длина прямолинейного трубопровода за диафрагмой Lk1, м	(1.1)

Результаты расчета расхода воды

1. Диаметр паропровода при 20 °С D, м

D = D20 [1+ г(t ? 20)]; (2.1)

2. Диаметр отверстия диафрагмы при 75 °С d, мм

d = d20 [1+ г(t ? 20)]. (2.2)

Здесь г - коэффициент линейного расширения материала СУ и трубопровода; сигнализация автоматизация погрешность электрический

D20, d20 - диаметр трубопровода и отверстия СУ при температуре 20 °С.

Значения температурного коэффициента линейного расширения г различных материалов для широкого диапазона температур могут быть рассчитаны с погрешностью 10 % по формуле

г =10?6 [ae +10?3tbe ?10?6t2ce ],

где ае, be, ce - постоянные коэффициенты в соответствующих им диапазонах температур, приведены в таблице

Марка стали	ае	be	ce
Материал трубопровода - Сталь 20	10,7	13,0	13,0
Материал диафрмы - 15Х12ЕНМФ	9,8	3,0	0,0

Относительный диаметр отверстия диафрагмы в

в = d / D.

Плотность воды при рабочих условиях с, кг/м3

Таблица П.7

Коэффициент скорости входа Е

Е= 1/(1- в4)Ѕ

Коэффициент истечения при числе Рейнольдса, Re>?С

Эквивалентная шероховатость трубопровода Rш, мм

Таблица 2.4

Поправку на влияние шероховатости стенки измерительного трубопровода

Кш определяестся следующим образом:

Поправка на притупление входной кромки диафрагмы Kп.

Поправка на притупление входной кромки отверствия дафрагмы Кп в формуле (2.4) при d<125 мм вычисляется по формуле (при d ? 125 мм Кп=1)

где rк - средний за межповерочный интервал радиус закругления входной кромки диафрагмы, который рассчитывается по формуле:



где rн=0,05

При ф п.п = 1 год

rк = 0,0292 + 0,85 rн

Коэффициент расширения среды е для водяной среды всегда будет постоянна ровна 1. е = 1 или

е=1/(1- в4)1/2=1/(1- 0,554)1/2

Массовый расход при Re > ? qm ?, кг/с

Определяется массовый расход при С=С? по формуле:

Число Рейнольдса Re?

Расчитывают число Рейнольдса Re? при массовым расходе qm? по формуле:

Поправка на конечность числа Рейнольдса KRe.

Определяется поправочный коэффициент KRe учитывающий влияние конечной величины числа Рейнольдса на коффициент истечения.

Для стандартныхдиафрагм KRe вычисляют по формуле



Действительное число Рейнольдса Re

Определяется действительное число Рейнольдса по уравнению

Re = Re? •KRe

Коэффициент ARe

Действительный массовый расход qm, кг/с

Определяется действительное значение массового расхода по уравнению:

Определяют по формуле:

Где ак,вк,ск - постоянные коэффициенты, которые приведены в таблице.

Результаты расчета расхода воды

1. Диаметр паропровода при 20 °С D, мм

D = D20 [1+ г(t ? 20)];

г =10?6 [ae +10?3tbe ?10?6t2ce ];

г = 10?6[10,7 +10^?3•79•13,0 ?10?6•79^2•13,0] = 10^?6 [10,7+1,027?0,81133] = 10?6 • 10.92 =0,000011

D = 250[1+0,000011•(79-20) ] = 250,16 мм

2. Диаметр отверстия диафрагмы при 20 °С d, мм

d = d20 [1+ г(t ? 20)];

г =10?6 [ae +10?3tbe ?10?6t2ce ];

г =10?6[9,8 +10?3•79•3,0 ?10?6•792 •0.0] = 10?6 [9,8+0,252?0,007056] = 0.000010

d = 200[1+0,000010•(79-20) ] = 200,12мм

3. Относительный диаметр отверстия диафрагмы в

в = d / D

в = 200,128 / 250,175 = 0,8

4. Плотность воды при рабочих условиях с, кг/м3 (см. в табл.П.7)

с = 973,9 кг/м3

5. Коэффициент скорости входа Е

Е= 1/(1- в4)Ѕ

Е = 1 / (1-0,84) Ѕ = 1/0,768 = 1.302

6. Коэффициент истечения при числе Рейнольдса, Re > ? С?



С? = 0,5959+0,0312•0,82,1?0,184•0,88=0.5959+0.1953-0.0390=0.7603

7. Эквивалентная шероховатость трубопровода Rш, мм (см. в табл.)

Rш = 0,03 мм

8. Поправка на влияние шероховатости стенки ИТ, Kш при ARe = 0,5

Kш =1+ в4r0ARe

r0 = 0,07•lg(0,03•104 / 250,16) - 0,04 = 0.3245

Kш = 1+0,84 • 0,03245 • 0,5 = 1,066 мм

9. Поправка на притупление входной кромки диафрагмы Kп

rк = 0,195 - (0,195 - 0,05) (1-2,7-3/3) (3/3) = 0,195 - 0,145•0,9831 = 0,195 - 0,1425 = 0,054

Kп = 1,0547 - 0,0575 • 2,7 149•0,0525 / 200,128 = 1,0547 - 0,0575 •1.041 = 1, мм

10. Коэффициент расширения среды е = 1

11. Массовый расход при Re > ? qm ?, кг/с

qm ? = ЕС?КшКп е(рd2/4)(2с?р)Ѕ

qm ? = 1.302 • 0,7603 •1,066 • 1•(3,14•0.20012^2/4)•(2•53•10^3•973.9)1/2 = 1.055•0.031•10160.38 = 332.9 кг/с



12. Число Рейнольдса Rе?

Rе? = 4•332.9/ 3,14 • 378.9•106 • 250,16 = 0,004 • 10-6

13. Поправка на конечность числа Рейнольдса KRe

14. Действительное число Рейнольдса Re

Re = Rе?• KRe

Re = (0,004 • 10-6 ) • 1,167 = 0,005 • 10-6

15. Коэффициент ARe = 1

16. Действительный массовый расход qm, кг/с

qm = 332.9• 1.167 • 1/1,066 = 364.44 кг/с

17. Минимальная потребная длина прямолинейного трубопровода от задвижки до диафрагмы Lk1, м

Lk1 = 2.88

Результаты расчета расхода воды

№	Наименование, обозначение и размерность параметра	Величина
1	Диаметр паропровода при 20 °С D, мм	250,16
2	Диаметр отверстия диафрагмы при 20 °С d, мм	200,12
3	Относительный диаметр отверстия диафрагмы в	0,8
4	Плотность воды при рабочих условиях с, кг/м3	973,9
5	Коэффициент скорости входа Е	1,302
6	Коэффициент истечения при числе Рейнольдса, Re > ? С?	0,7
7	Эквивалентная шероховатость трубопровода Rш, мм	0,03
8	Поправка на влияние шероховатости стенки ИТ, Kш при ARe = 0,5	1,066
9	Поправка на притупление входной кромки диафрагмы Kп	1
10	Коэффициент расширения среды е	1
11	Массовый расход при Re > ? qm ?, кг/с	332.9
12	Число Рейнольдса Re?	0,004•106
13	Поправка на конечность числа Рейнольдса KRe	1.167
14	Действительное число Рейнольдса Re	0,005•106
15	Коэффициент ARe	1
16	Действительный массовый расход qm, кг/с	364.44
17	Минимальная потребная длина прямолинейного трубопровода от задвижки до диафрагмы Lk1, м	2.88
18	Минимальная потребная длина прямолинейного трубопровода за диафрагмой Lk1, м	2.88

2.2 Расчет погрешности определения расхода воды

Алгоритм выполнения расчета погрешности расхода воды

Результаты расчета погрешности определения расхода воды

1.

дL = [0,8+19,2•(1/2.88)4]-1 = 0.91 %

2.



0,6 < 2 < 1,2 недопускается

3.

а=9.8 в=53.4

Eд=0

4. дш = (Кш - 1) • 100

дш = (1,066 - 1) • 100 = 6.6 %

5. дк = (Кп - 1) • 100

дк = (1 - 1) • 100 = 0%

6. дс = [(дсо+дL+дЕ+дh+дex)2+дш-2+дк-2] 0,5

дс = [(1.2+0.9+0+0+0)2 +6.62+02] 0,5 =(4.41+0.02) 0,5 =2.1 %

3. Техника безопасности и охрана окружающей среды

3.1 Техника безопасности при эксплуатации средств автоматизации

Работы по монтажу первичных преобразователей и отборных устройств выполняют непосредственно на технологических установках в производственных цехах различных по назначению объектов. Как правило, в этот период строительство объектов закончено, но в эксплуатацию они не сданы, поэтому служба безопасности на таких объектах еще не организована надлежащим образом. В ряде случаев первичные преобразователи необходимо устанавливать на действующих установках или в действующих цехах, к которым предъявляются специальные требования безопасности труда и противопожарной безопасности.

Поэтому независимо от квалификации каждый раз перед началом работы на новом объекте рабочие должны пройти инструктаж: ознакомиться со специальными требованиями по безопасному ведению работ на этом объекте, с методами оказания первой помощи при специфических поражениях, с местонахождением и правилами пользования противопожарным инвентарем, с порядком вызова газоспасательной станции.

Для работы в загазованной среде предварительно получают разрешение начальника газоспасательной станции и лица, ответственного за безопасность труда. При работе на таком участке один из рабочих находится вне рабочей зоны и постоянно наблюдает за работающими на случай немедленного оказания первой помощи.

В загазованной и взрывоопасной среде разрешается пользоваться только омеднённым инструментом.

Безопасная работа установки зависит от квалификации и внимательности обслуживающего персонала, а так же от строго соблюдения требований и правил техники безопасности, пожарной безопасности, правил госгортехнадзора и строго соблюдения технологического режима в соответствии с нормами технологического регламента.

К работе допускаются только те лица, которые прошли необходимую подготовку, инструктаж по технике безопасности, сдали экзамен на допуск к рабочему месту.

Все действующие инструкции и положения по технике безопасности должны быть в наличии, знание их и соблюдение персоналом должно постоянно контролироваться.

Для предотвращения несчастных случаев, заболеваний и отравлений, связанных с производством, весь обслуживающий персонал установки обеспечивается следующими средствами защиты:

- ботинки кожаные

- руковицы из х/б ткани

- диэлектрические галоши, для электриков

- фильтрующие противогазы марки «А», БКФ

- защитные каски, очки или маски

- респираторы.

К средствам индивидуальной защиты относятся:

- диэлектрические резиновые перчатки

- галоши

- инструменты с резиновыми, изолированными ручками.

При ремонте электрических приборов, находящиеся под напряжением, а также проверять наличие напряжения прикосновением или замыканием проводов категорически запрещается.

При ремонте электрических приборов, необходимо выключать питание и на пускателе вывешивать надпись, запрещающую включение электроэнергии.

Если аппаратуру обесточить нельзя, работают инструментом с изолированными ручками, в резиновых перчатках и стоя на резиновом коврике.

Также персонал, обслуживающий средства контроля и автоматики, должен знать и соблюдать правила техники безопасности, действующие на обслуживающем технологическом участке. Кроме того, эксплуатационникам предъявляют дополнительные требования к технике и методам безопасного ведения работ:

- запрещается ремонтировать импульсные линий, запорную арматуру и регулирующие органы, находящиеся под давлением.

- перед работой на паропроводах и линиях с высокотемпературными или агрессивными жидкостями у запорных вентилей вывешивают плакат: «Не включать, ремонт!»

- инструмент должен быть чистым и исправным.

- при обнаружении неисправности в системе автоматического контроля и регулирования, угрожающей созданию аварийной ситуации на участке, необходимо немедленно доложить о случившемся начальнику участка или смены

- все работы по ликвидации неисправности следует вести по указанию и с ведома начальника участка.

Процесс шахтной плавки не относится к пожаро-взрывоопасным производством. По взрывопожарной опасности установка относится к категории «Г».

Обслуживающий персонал обязан содержать в чистоте и исправном состоянии спецодежду и защитные приспособления.

Основы электробезопасности.

В случае прикосновения к токоведущим частям оборудования человека поражает электрический ток, если через его тело замыкается электрическая цепь. Во избежание поражения электрическим током применяются электрозащитные средства, предназначенные для защиты людей, работающих с электроустановками от поражения электрическим током. В первую очередь, безопасность обеспечивается применением средств коллективной защиты, а затем ,если она не может быть обеспеченна, применяют средства индивидуальной защиты.

К средствам коллективной защиты от поражения электрическим током являются:

- оградительные устройства

- устройства защитного заземления, зануления и защитного отключения

- предохранительные устройства.

Основы пожаробезопасности:

Системы предотвращения пожаров и взрывов должны исключать воздействие на людей опасных факторов пожара и взрывов, имеющих значения, превышающие допустимые. Вероятность воздействия опасных факторов пожара и взрывов не должна превышать нормативную, равную 10-6 в год в расчёте на каждого человека и определяется соответствующими ГОСТами.

Опасные факторы пожара: открытый огонь и искры; повышенная температура воздуха и предметов; токсичность предметов горения; дым; понижение концентрации кислорода; обрушение строительных конструкций. Опасные факторы взрыва: ударная волна с повышением давления; пламя и пожар; образование или выход токсичных веществ; обрушение оборудования, коммуникаций, конструкций зданий и разлетание их осколков.

Для предупреждения пожара и взрывов предотвращают образование горючей среды и образование источников зажигания.

Для ликвидации пожара в начальной стадии установка оснащена первичными средствами тушение пожара. К ним относятся: внутренние пожарные краны, огнетушители, песок, одеяла и кошмы, лопаты и совки, топоры и багры. Также на установки находятся ручные пенные огнетушители ОХП-10.

Заключение

Курсовой проект по теме " Автоматизации объектов хранения и распределения нефтепродуктов " выполнен полностью в соответствии с техническим заданием на курсовой проект.

В технической части курсового проекта было рассмотрены нефть и нефтепродукты, хранящиеся на нефтебазах. Автоматизация отдельных резервуаров нефтебаз и управление процесссами закачки. Автоматизации резервуарных парков нефтепроводов.

В основной части была рассмотрена принципиальная электрическая схема и функциональной схемы технологического процесса.

В разделе по безопасности эксплуатации средств автоматизации были выявлены работы по монтажу первичных преобразователей и отборных устройств выполняющие непосредственно на технологических установках в производственных цехах различных по назначению объектов.

Список используемой литературы

1. В.А. Голубятников, В.В.Шувалов «Автоматизация производственных процессов в химической промышленности»

2. В.С. Медведева «Охрана труда и противопожарная защита в химической промышленности»

3. А.Ф Комягин «Автоматизация технологических процессов»

4. В.С. Медведева «Охрана труда и противопожарная защита в химической промышленности» М. Химия.

5. «Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами» РД-50-213-80. М. Издательство стандартов..

6. А.И. Емельянов, О.В. Капник «Проектирование систем автоматизации технологических процессов» М. Энергия.

7. Черенков «Промышленные приборы и средства автоматизации» Л. Машиностроение.

8. А.С. Клюев «Проектирование систем автоматизации технологических процессов» М. Энергия.

Размещено на Allbest.ru

...