РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА УСТАНОВКЕ ЭЛОУ АВТ-6.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОАННЫХ СИСТЕМ

 

 

Составитель: ст. преп. Шумилов Е.А.

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ.

РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА УСТАНОВКЕ ЭЛОУ АВТ-6.

 

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.

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.

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

 

 

Рис.1

 

Из множества всех технологических параметров установки выберем несколько:

1. температура острого орошения отбензинивающей колонны;

2. температура в атмосферной печи;

3. скорость подачи сырья на установку.

 

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

Рис 2.

 

Для системы регулирования температуры острого орошения отбензинивающей колонны:

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 воздуха;

W21(s) – передаточная функция компрессора;

Wос2(s) – передаточная функция датчика расхода воздуха;

R3(s) – передаточная функция регулятора температуры острого орошения;

W31(s) – передаточная функция теплообменника;

Wос3(s) – передаточная функция датчика температуры острого орошения.

 

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.

 

Для системы регулирования скорости подачи сырья в установку:

R1(s) – передаточная функция регулятора тока электродвигателя;

W11(s) – передаточная функция тиристорного преобразователя;

W12(s) – передаточная функция электрической части электродвигателя;

Wос1(s) – передаточная функция датчика тока электродвигателя;

R2(s) – передаточная функция регулятора скорости электродвигателя;

W21(s) – передаточная функция электродвигателя;

Wос2(s) – передаточная функция датчика скорости электродвигателя;

R3(s) – передаточная функция регулятора расхода;

W31(s) – передаточная функция сырьевого насоса;

Wос3(s) – передаточная функция датчика расхода сырьевого насоса.

 

Задача курсового проекта – синтезировать систему регулирования одного из параметров (по варианту) установки перегонки нефти.

Необходимые данные для расчета – в таблице 1.

Первые два контура системы регулирования настройте на технический оптимум, а третий контур – на симметричный.

Расчет всех регуляторов необходимо проверить с помощью компьютерного моделирования в Simulink.

 

Курсовой проект должна содержать:

1. Тема курсовой работы;

2. Вариант;

3. Описание работы установки;

4. Технологическая схема установки;

5. Структурная схема системы регулирования;

6. Расчеты регуляторов;

7. Графики переходных процессов (в пояснительной записке и на отдельном чертеже).

8. Заключение.

9. Список литеоатуры.

 

Правила оформления.

Пояснительная записка курсового проекта должна быть отпечатана на листах формата А4 и вложена в скоросшиватель.

 


№ Система регулирования W11(s) W12(s) W21(s) W31(s) WОС1(s) WОС2(s) WОС3(s) Т0
Орошение 0,0133 0,333 0,167 0,001
Печь 0,047 0,006 0,143 0,0143 0,001
Подача 0,25 0,0033 0,2 0,001
Орошение 0,0167 0,0067 0,4 0,125 0,001
Печь 0,0133 0,125 0,02 0,001
Подача 0,333 0,0067 0,167 0,001
Орошение 0,0033 0,667 0,133 0,001
Печь 0,06 0,0067 0,111 0,025 0,001
Подача 0,182 0,0133 0,154 0,001
Орошение 0,043 0,0067 0,154 0,4 0,001
Печь 0,0033 0,1 0,0154 0,001
Подача 0,2 0,0067 0,118 0,001
Орошение 0,0033 0,0667 0,1667 0,001
Печь 0,12 0,0133 0,111 0,018 0,001
Подача 0,4 0,0033 0,125 0,001
Орошение 0,227 0,0133 0,059 0,143 0,001
Печь 0,0633 0,00667 0,105 0,0172 0,001
Подача 0,5 0,0133 0,118 0,001
Орошение 0,0533 0,00333 0,0625 0,1667 0,001
Печь 0,0133 0,077 0,0162 0,001
Подача 0,667 0,00667 0,105 0,001
Орошение 0,0133 0,0667 0,2 0,001
Печь 0,08 0,00667 0,0833 0,0143 0,001
Подача 0,25 0,0033 0,087 0,001
Орошение 0,093 0,00667 0,0714 0,25 0,001
Печь 0,0133 0,0833 0,0143 0,001
Подача 0,333 0,00667 0,083 0,001
Орошение 0,0033 0,0769 0,125 0,001
Печь 0,0733 0,0067 0,0909 0,0133 0,001
Подача 0,333 0,0133 0,08 0,001