Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Санкт-Петербургский государственный Технологический институт
(технический университет)
|
Кафедра автоматизации |
Факультет |
2 |
|
процессов химической |
Курс |
4 |
|
промышленности |
Группа |
2494 |
Дисциплина:
СУХТП
Пояснительная записка к курсовому проекту
“Разработка ФСА процесса производства ацетилена
(абсорбция и основная десорбция ацетилена)”.
Студент: Данилочкин П.А.
Руководитель: Бокая Е.В.
Санкт-Петербург
2013
Содержание
Введение……………………………………………………………………….…3
Краткая характеристика объекта автоматизации……………………………...4
Основные технические решения по автоматизации…………………………..5
Описание функциональной схемы автоматизации……………………………7
Заключение………………………………………………………………………9
Литература……………………………………………………………………...10
Введение
Функциональная схема автоматизации является основным техническим документом проекта автоматизации, определяющим структуру системы управления технологическим процессом, а также оснащение его средствами автоматизации. Составление и проектирование функциональных схем является неотъемлемой частью в разработке и решении технологических задач автоматизации производства.
В данной курсовой работе затронута тема разработки функциональной схемы автоматизации процесса производства ацетилена (абсорбция и основная десорбция ацетилена).
Автоматизация технологического процесса позволяет многократно увеличить производительность, качество готовой продукции и значительно уменьшает затраты связанные непосредственно с изготовлением требуемого вида продукции. Кроме того, оснащение производства средствами автоматизации позволяет сократить численность персонала, что позволяет извлечь дополнительную экономическую выгоду.
Спроектированная функциональная схема автоматизации должна отвечать всем требованиям, предъявляемым к надежности, производительности и конструктивной составляющей исполняемого вида схемы.
Рис.1 Технологическая схема процесса
В состав курсового проекта входит ФСА процесса, пояснительная записка, а также спецификация для контура стабилизации давления в верхней части АК.
Описание технологического процесса. (рис.1)
Газы пиролиза после отмывки от диацетилена направляются в абсорбционную колонну АК, где с помощью ДМФА поглощается ацетилен, высшие ацетиленовые углеводороды, а также небольшое количество синтез-газа. Основная часть синтез-газа выводится из верхней части колонны АК. Насыщенный абсорбент из колонны АК подаётся в верхнюю часть десорбционной колонны ДК, где в результате снижения давления из раствора ДМФА выделяется большая часть плохо растворимых газов (циркуляционный газ). Эти газы отводятся из верхней части колонны ДК. ДМФА стекает в куб колонны навстречу ацетилен-сырцу, который подается в среднюю часть колонны.
Ацетилен-сырец состоит в основном из ацетилена с примесями высших ацетиленовых углеводородов. Эти примеси поглощаются ДМФА. Получаемый в результате поглощения ацетилен-концентрат направляется в промыватель ПР, где от него водой отмывают пары ДМФА. Отводимый ДМФА возвращается в колонну ДК.
Станция управления процессом и площадка установки синтеза разнесены более чем на 400м.
Характеристика рабочих сред.
ДМФА – диметилформамид – бесцветная довольно вязкая жидкость со слабым специфическим «рыбным» запахом из-за наличия продукта разложения — диметиламина. В чистом виде практически без запаха. Оказывает раздражающее действие на слизистые оболочки дыхательных путей, глаз, кожу, общетоксическое и эмбриотоксическое действие. Поражает печень, проникает через неповрежденную кожу. При работе с ДМФА необходимо строго соблюдать ТБ.
Ацетилен – при нормальных условиях — бесцветный газ, малорастворим в воде, легче воздуха. Взрывоопасен. Не является агрессивной средой, но при выборе оборудования следует учитывать, что при длительном соприкосновении ацетилена с медью и серебром образуются ацетилениды меди и серебра, которые взрываются при ударе или повышении температуры, следовательно нельзя использовать медные детали оборудования, имеющие непосредственный контакт с ацетиленом. Ацетилен обладает слабым токсическим действием. Для ацетилена нормирован ПДКм.р. = ПДК с.с. = 1,5 мг/м3
Главной задачей при разработке системы управления является выбор параметров, участвующих в управлении, т.е. регулируемых, контролируемых и сигнализируемых. При этом необходимо получить наиболее полное представление об объекте, имея минимально возможное число выбранных параметров. Таким образом, разрабатывается стратегия управления технологическим объектом. Успешному достижению цели управления способствует не только правильный выбор вышеперечисленных параметров, но и выбор автоматических устройств для реализации стратегии управления.
Современное развитие промышленности характеризуется большим разнообразием используемых технологических процессов. Практически не ограничены условия их функционирования и уровни требований по управлению и автоматизации. Тем не менее, базируясь на достигнутом опыте проектирования, можно сформулировать ряд основных положений, которыми следует руководствоваться при разработке средств автоматизации:
В данной схеме реализован контур стабилизации давления в верхней части колонны АК путём изменения расхода отводимого синтез-газа. Кроме того, предусмотрена сигнализация повышения давления в верхней части АК. Ацетилен взрывоопасен при повышенном давлении и если упустить отклонение данного параметра, может произойти взрыв. Также в схеме присутствует контур каскадного регулирования концентрации ацетилена в отводимом из АК синтез-газе с промежуточной координатой – стабилизацией расхода ДМФ в линии подачи ДМФ для увеличения производительности процесса и во избежание нежелательных отклонений установившегося режима. Для тех же целей предусмотрен контур регулирования уровня в кубе АК. Присутствует и сигнализация выхода за границы рабочего диапазона уровня в кубе АК. При слишком высоком или слишком низком уровне клапан G4 открывается или закрывается соответственно. При этом могут происходить отклонения в режиме работы в ДК, поэтому разработана система запуска/остановки двигателя насоса, с помощью которого можно изменять уровень жидкости в кубе ДК. Кроме того, разработан контур регулирования соотношения расходов кубового продукта из АК и подачи ацетилен-сырца в колонну ДК путем изменения расхода ацетилен-сырца.
В качестве первичного преобразователя для измерения давления в верхней части колонны АК используется манометр пружинный электрический МПЭ-МИ 40, в исполнении Т2 (поз.1-1). Выходной унифицированный сигнал 4…20мА поступает на прибор для измерения и записи давления КСД2-003-1 (поз.1-2), оборудованный световой сигнализацией повышения давления выше установленного максимального значения. Далее сигнал подаётся регулирующий аналоговый блок управления Р27 (поз.1-4) с импульсным выходным сигналом – 24В постоянного тока. К нему же поступает унифицированный сигнал 4…20мА с ручного задатчика РЗД-22 (поз.1-3). С регулирующего блока управления (поз.1-4) импульсный сигнал идёт на блок ручного управления БРУ-22 (поз.1-5). Выходной сигнал с БРУ-22 – импульсный 24В постоянного тока, поступает на бесконтактный реверсивный пускатель ПБР-2М (поз.1-6), запускающий исполнительный однооборотный механизм МЭО-40/63 0.25И-84, снабжённый регулирующим клапаном (поз.1-7).
Унифицированный сигнал с первичного преобразователя для измерения давления (поз.3-1) поступает на прибор для измерения и записи давления (поз.3-2), установленный на щите управления.
В качестве датчика уровня используется гидростатический уровнемер (поз.4-1) с унифицированным выходным сигналом, который подаётся на прибор для измерения и записи уровня (поз.4-2), снабжённый световой сигнализацией выхода за границы рабочего диапазона уровня в кубе АК. Сигнал с (поз.4-2) идёт на регулирующий блок управления (поз.4-4), к которому также идёт сигнал с ручного задатчика (поз.4-3). Далее импульсный сигнал 24В постоянного тока идёт на блок ручного управления (поз.4-5), оттуда на бесконтактный реверсивный пускатель (поз.4-6), который запускает исполнительный механизм с регулирующим клапаном (поз.4-7).
В качестве первичного преобразователя для измерения температуры реагента используется термопреобразователь сопротивления (поз. 6-1), сигнал с которого в виде электрического сопротивления, пропорционального измеренной температуре поступает на нормирующий преобразователь (поз. 6-2). С помощью преобразователя электрический неунифицированный сигнал преобразуется в унифицированный сигнал постоянного тока и подаётся на прибор для измерения и записи температуры (поз.6-3).
В качестве прибора для измерения концентрации используется оптико-абсорбционный газоанализатор (поз.7-1) с унифицированным выходным сигналом. Сигнал с газоанализатора подаётся на прибор для измерения и записи концентрации (поз.7-2), с него – на регулятор (поз.7-4). Также на регулятор поступает унифицированный сигнал с ручного задатчика (поз.7-3).
В качестве прибора для измерения расхода ДМФ в линии подачи ДМФ используется расходомер переменного перепада давлений (поз.8-1). Сигнал с него в виде величины давлений до и после диафрагмы поступает на дифманометр (поз.8-2), преобразующий сигнал в унифицированный. Далее этот сигнал подаётся на вычислительный блок (поз.8-3), который посредством операции извлечения корня вычисляет и передаёт унифицированный сигнал о расходе ДМФ на прибор для измерения и регистрации расхода (поз.8-4). Оттуда сигнал подаётся на регулятор (поз.8-5), который также получает сигнал от регулятора концентрации (поз.7-4). Выходной сигнал регулятора (поз.8-5) – импульсный – 24В постоянного тока поступает на блок ручного управления (поз.8-6), с него на пускатель бесконтактный реверсивный (поз.8-7), который запускает исполнительный механизм с регулирующим клапаном (поз.8-8) в линии подачи ДМФ.
По месту расположена кнопка запуска/остановки двигателя насоса (SB1), которая соединена с переключателем (SA1), расположенным на щите управления. Переключатель соединён также с кнопкой запуска/остановки двигателя насоса (SB2) на щите управления. С помощью переключателя можно размыкать и замыкать ту или иную цепь и, таким образом, запускать/останавливать двигатель насоса как со щита управления так и по месту. С переключателя (SA1) импульсный сигнал – 24В постоянного тока подаётся на нереверсивный магнитный пускатель (KM1), который запускает двигатель (М) насоса (Н).
В качестве датчика расхода ацетилен-сырца, поступающего в десорбционную колонну ДК используется ультразвуковой уровнемер (поз.11-1) с унифицированным выходным сигналом. Сигнал поступает на прибор для измерения и записи уровня (поз.11-2). Выходной сигнал тоже унифицированный подаётся на регулятор (поз.11-3).
В качестве датчика расхода кубового остатка колонны АК, поступающего в ДК используется ультразвуковой уровнемер с унифицированным выходным сигналом (поз.12-1). Сигнал с него идёт на прибор для измерения и записи расхода (поз.12-2). Затем сигнал подаётся на вычислительный блок (поз.12-3), который вычисляет необходимый расход ацетилен-сырца с помощью операции умножения расхода кубового остатка колонны АК на коэффициент, который задаётся ручным задатчиком (поз.12-4) с унифицированным выходным сигналом. С вычислительного блока сигнал поступает на регулятор (поз.11-3) с выходным импульсным сигналом – 24В постоянного тока, подающимся на блок ручного управления (поз.11-4). С блока ручного управления сигнал идёт на бесконтактный реверсивный пускатель (поз.11-5), который запускает исполнительный механизм с регулирующим клапаном (поз.11-6), таким образом регулируя подачу ацетилен-сырца в десорбционную колонну ДК.
Заключение
Таким образом, была разработана функциональная схема автоматизации процесса производства ацетилена (абсорбция и основная десорбция ацетилена). При разработке схемы и элементов КТС учтены особенности технологического процесса, особенности рабочих сред, требуемая точность и быстродействие средств автоматизации. Данная система автоматизации построена на базе серийно выпускаемых технических средств. В основном применяются однотипные унифицированные блочно-модульные системы. Количество приборов ограничено, но достаточно для обеспечения непрерывности, бесперебойности и безопасности технологического процесса.
При разработке схемы автоматизации были решены следующие основные задачи:
При составлении ФСА были осуществлены:
Также на основании выполненной работы хотелось бы сделать выводы:
1) Для управления любыми производственными процессами необходимо располагать объективной и достоверной информацией, сведениями о характеристиках и состояниях протекающих процессов. Эти данные невозможно получить без использования контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации.
2) Невозможно обеспечить высокое качество и надежность выпускаемой продукции, без средств измерений.
3) Любой автоматизируемый узел должен иметь средства защиты и блокировки оборудования для предотвращения чрезвычайных ситуаций на предприятии.
Литература