Разработка системы автоматизации фракционирующей колонны К-101 комбинированной установки У1.731

Температура ввода сырья (на 27 тарелке) контролируется с помощью термопреобразователя поз. 3-1, сигнал которого преобразуется в унифицированный токовый сигнал 4 – 20 мА преобразователем поз. 3-2, с выдачей показаний на ЭВМ. Затем  сигнал поступает на регулятор температуры поз. 3-3, реализованный на программируемом контроллере, потом управляющий сигнал, через электропневматический преобразователь поз. 3-5, поступает на исполнительный механизм поз. 3-6, клапан которого расположен на линии подачи топливного газа в печь П-101/1.

Температура бокового погона колонны (на 10 – 12 тарелке) контролируется с помощью термопреобразователя поз. 4-1, сигнал которого преобразуется в унифицированный токовый сигнал 4 – 20 мА преобразователем поз. 4-2, с выдачей показаний на ЭВМ.

Уровень в кубе колонны измеряется сенсором уровня поз. 5-1, сигнал с которого поступает на контроллер уровня поз. 5-2, который преобразует его в унифицированный токовый сигнал 4 – 20 мА с выдачей показаний на ЭВМ. Затем  сигнал поступает на регулятор уровня поз. 5-3, реализованный на программируемом контроллере, потом управляющий сигнал, через электропневматический преобразователь поз. 5-5, поступает на исполнительный механизм поз. 5-6, клапан которого расположен на линии отвода фракции 180 – 350 ^оС из куба насосом Н-102.

Уровень на отборной тарелке измеряется сенсором уровня поз. 6-1, сигнал с которого поступает на контроллер уровня поз. 6-2, который преобразует его в унифицированный токовый сигнал 4 – 20 мА с выдачей показаний на ЭВМ. Затем  сигнал поступает на регулятор уровня поз. 6-3, реализованный на программируемом контроллере, потом управляющий сигнал, через электропневматический преобразователь поз. 6-5, поступает на исполнительный механизм поз. 6-6, клапан которого расположен на линии отвода фракции 62 – 180 ^оС насосом Н-104 на установку каталитического риформинга.

Уровень во флегмовой емкости Е-102 измеряется сенсором уровня поз. 7-1, сигнал с которого поступает на контроллер уровня поз. 7-2, который преобразует  его в унифицированный токовый сигнал 4 – 20 мА с выдачей показаний на ЭВМ. Затем  сигнал поступает на регулятор уровня поз. 7-3, реализованный на программируемом контроллере, потом управляющий сигнал, через электропневматический преобразователь поз. 7-5, поступает на исполнительный механизм поз. 7-6, клапан которого расположен на линии отвода жидкой части фракции НК – 62 ^оС в блок ГФУ.

Расход стабильного гидрогенизата, подаваемого в колонну, контролируется с помощью датчика разности давлений поз. 8-2, методом переменного перепада давлений, создаваемого диафрагмой поз. 8-1 с выдачей показаний на ЭВМ.

Расход кубового остатка, подаваемого  на нагрев в печь П-101/2, контролируется с помощью датчика разности давлений поз. 9-2, методом переменного перепада давлений, создаваемого диафрагмой поз. 9-1 с выдачей показаний на ЭВМ.

Расход ингибитора, подаваемого  в шлемовую часть колонны К-101 для подавления коррозии колонны и конденсаторов-холодильников ХВ-101/1-7, контролируется с помощью датчика разности давлений поз. 10-2, методом переменного перепада давлений, создаваемого диафрагмой поз. 10-1 с выдачей показаний на ЭВМ. Затем  сигнал поступает на регулятор расхода поз. 10-3, реализованный на программируемом контроллере, потом управляющий сигнал, через электропневматический преобразователь поз. 10-5, поступает на исполнительный механизм поз. 10-6, клапан которого установлен на линии подачи ингибитора из емкости Е-55 блока АТ.

Давление в системе «верх  К-101 – Е-102» измеряется датчиком давления поз. 11-1, выдающим унифицированный  токовый сигнал 4 – 20 мА с выдачей  показаний на ЭВМ. Затем  сигнал поступает на регулятор давления поз. 11-2, реализованный на программируемом контроллере, потом управляющий сигнал, через электропневматический преобразователь поз. 11-4, поступает на исполнительный механизм поз. 11-5, клапан которого установлен на линии отвода некондесирующихся газов из емкости Е-102 в блок ГФУ.

Давление в кубе колонны контролируется с помощью датчика давления поз. 12-1, который выдает унифицированный  токовый сигнал 4 – 20 мА с выдачей  показаний на ЭВМ.

На линии подачи сырья установлен датчик давления поз. 13-1, который в случае падения давления сырья подает дискретный сигнал с сигнализацией на ЭВМ на дискретный электропневматический преобразователь поз. 13-3 и запирает отсекатель на линии подачи сырья поз. 13-5 и отсекатель на линии подачи топливного газа в печь П-101/1 посредством электропневматического преобразователя поз. 13-4.

В кубе колонны установлен сигнализатор низкого уровня поз. 14-1, выходной сигнал которого подается на преобразователь поз. 14-3, формирующий  дискретный сигнал с сигнализацией на ЭВМ. В случае падения уровня в кубе колонны до критических значений, подается сигнал на магнитный пускатель поз. 14-4 и останавливается насос Н-102 на линии отвода фракции 180 – 350 ^оС. Насос включается при срабатывании датчика нормального уровня поз. 14-2.

На отборной тарелке  установлен сигнализатор низкого уровня поз. 15-1, выходной сигнал которого подается на преобразователь поз. 15-3, формирующий дискретный сигнал с сигнализацией на ЭВМ. В случае падения уровня на отборной тарелке до критических значений, подается сигнал на магнитный пускатель поз. 15-5 и останавливается насос Н-104 на линии отвода фракции 62 – 180 ^оС. Насос включается при срабатывании датчика нормального уровня поз. 15-2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Выбор технических средств  автоматизации.

3.1. Блок питания Метран – 608

Для работы (электрического питания) каждого из приборов необходимы блоки питания. Т.к. они работают, в том числе и контроллер (см. ниже), при напряжении 24 или 36 В, то для  них возьмем блок питания Метран серии 600 (например: Метран - 608) концерна «Метран».

Общие характеристики блока  питания Метран - 608:

• количество каналов - 8.
• каналы гальванически развязаны.
• каждый канал имеет схему электронной защиты от перегрузок и коротких замыканий.
• светодиодная индикация включения блока питания по каждому каналу.
• блоки питания для монтажа на шине DIN выполнены в европейском стандарте DIN 43700.

Данные блоки питания  предназначены для преобразования сетевого напряжения 220В в стабилизированное  напряжение 24В или 36В и питания  датчиков с унифицированным выходным сигналом. Имеют взрывозащищенное исполнение. Работоспособность при температуре окружающей среды - 20 + 50 ⁰С, относительной влажности 45 - 80 %, давлении 84 - 107 кПа.

3.2. Термоэлектрический преобразователь  Метран –055/3

Для получения значений температуры непосредственно с  технологического объекта возьмем преобразователь термоэлектрический Метран серии 055  (например Метран-055/3) концерна «Метран».

Назначение: преобразователь  термоэлектрический Метран-055/3  предназначен для измерения температуры жидких и газообразных химически агрессивных и неагрессивных сред. Чувствительный элемент первичного преобразователя и встроенный в головку датчика измерительный преобразователь, преобразуют измеряемую температуру в унифицированный выходной сигнал постоянного тока, что даёт возможность построения АСУТП без применения дополнительных нормирующих преобразователей.

Технические характеристики:

• возможность измерения в агрессивных средах.
• количество чувствительных элементов 1.
• НСХ: 100П.
• диапазон измеряемых температур: 0 + 500 ⁰С.
• рабочий спай: изолированный.
• климатические условия: до значения температуры воздуха 85 ⁰С.
• зависимость: линейная.
• выходной сигнал - унифицированный токовый в диапазоне 4 – 20 мА
• интерфейс RS - 485.
• протокол HART
• взрыво-, пожаробезопасен.

3.3. Датчик разности давлений  Метран-55-ДД

 Назначение: коррозионностойкие  датчики давления «Метран-55» предназначены  для работы в системах автоматического  контроля, регулирования, управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование значения измеряемого параметра в унифицированный аналоговый токовый выходной сигнал и/или цифровой сигнал в стандарте протокола HART. Датчики работают со вторичной регистрирующей и показывающей аппаратурой, регуляторами и другими устройствами автоматики, воспринимающими стандартный токовый сигнал. Датчик имеет: непрерывную самодиагностику, встроенный фильтр радиопомех, внешнюю кнопку установки «нуля».

Для измерения расхода  ингибитора и кубового остатка через печь по методу переменного перепада давлений будем применять датчик разности давлений Метран-55-ДД и диафрагму.

Технические характеристики:

• измеряемые среды: агрессивные среды с высокой химической активностью (газ с содержанием сероводорода, кислоты, щёлочи, нефтепродукты, сырая нефть, морская вода).
• напряжение питания =24 В.
• избыточное давление в трубопроводе до 10 МПа.
• предел относительной погрешности 0,5%.
• ряд верхних пределов измерений, кПа: 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63.
• температура окружающего воздуха - 20 + 70 ⁰С.
• относительная влажность окружающей среды до 95 %.
• устойчив к вибрации и магнитным полям.
• выходной сигнал - унифицированный токовый в диапазоне 4 – 20 мА
• интерфейс RS - 485.
• протокол HART
• взрыво,- пожаробезопасен.

3.4. Датчик избыточного давления  Метран-55-ДИ

Для измерения давления верха и куба колонны применим датчик избыточного давления Метран-55-ДИ.

  Технические характеристики:

• измеряемые среды: агрессивные среды с высокой химической активностью (газ с содержанием сероводорода, кислоты, щёлочи, нефтепродукты, сырая нефть, морская вода).
• напряжение питания =24 В.
• избыточное давление в трубопроводе до 10 МПа.
• предел относительной погрешности 0,5%.
• температура окружающего воздуха - 20 + 70 ⁰С.
• относительная влажность окружающей среды до 95 %.
• устойчив к вибрации и магнитным полям.
• выходной сигнал - унифицированный токовый в диапазоне 4 – 20 мА
• интерфейс RS - 485.
• протокол HART
• взрыво,- пожаробезопасен.

 

3.5. Уровнемер буйковый DLC3000

Предназначен для непрерывного измерения уровня в небольших  диапазонах. Буйковые уровнемеры широко применяются в разлиных отраслях промышленности. Конструктивно уровнемер состоит из сенсора уровня серии 249 и электронного контроллера уровня DLC3000. Уровнемер выпускается в различных исполнениях, отличающихся материалом деталей сенсора уровня. Поскольку среда, в которой работает уровнемер, коррозионно активна, выберем исполнение из нержавеющей стали 316. Рабочая температура для данного исполнения составляет от –198 до 427 ^оС. Совместно с сенсорами серии 249 используется контроллер марки DLC3010, характеризующийся герметичным, коррозионностойким и взрывобезопасным исполнением. Верхний предел измерения уровня может составлять от 35 до 80 см. Выходной сигнал уровнемера – стандартный токовый в диапазоне 4 – 20 мА и цифровой по протоколу HART. Наличие цифрового выхода существенно облегчает использование уровнемера в АСУ ТП. Прибор оснащен внутренним температурным сенсором для компенсации влияния колебаний температуры окружающей среды. Допускаемая основная погрешность не более 0,25%. Питание осуществляется постоянным током, напряжением 12 – 30 В, что положительно сказывается на искробезопасности прибора.

3.6. Сигнализатор  уровня Senshall VHT Sapphire

В качестве датчиков реле уровня выберем высокотемпературный  сигнализатор уровня жидкости Sensall VHT Sapphire. Датчики Sensall VHT Sapphire идеально функционируют в аэрированных жидкостях, вязких, коррозионных средах, средах с сильным затуханием и в более жестких условиях.

Датчик оснащен системой подавления ложных срабатываний от бурления и  вспесков жидкости.  Выход реле можно выбрать как нормально замкнутый (НЗ) или нормально разомкнутый (НР).

Рабочая температура  сенсора: от -190°С до +160°С.

Максимальное рабочее  давление: от -69 кПа до 6895 кПа.

3.7. Реле избыточного  давления РД-400

Исходя из значения максимального  давления технологического процесса (350 кПа) выберем датчик-реле избыточного  давления контактного типа РД-400 фирмы  «Метран», назначение и технические данные которого приведены ниже.

Реле давления РД-400 (однопредельные, двухпредельные) предназначены для  работы в системах контроля, регулирования, сигнализации избыточного давления и обеспечивают замыкание - размыкание электрической цепи при достижении заданного значения давления уставки.

Преимущества - чувствительный элемент (мембрана) и диски, контактирующие с контролируемой средой, изготовлены  из сплавов 36НХТЮ и 12X18Н10Т соответственно, что обеспечивает высокую коррозионную стойкость реле.