Разработка системы управления блоком депропанизации газофракционирующей установки

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РГУ НЕФТИ И ГАЗА (НИУ) ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА

      Факультет                Автоматики и вычислительной техники              п
      Кафедра                Автоматизации технологических процессов           п
      Направление        27.03.04  Управление в технических системах        й


           Оценка                                            		    		«К защите»
 ________________                          				Заведующий кафедрой 
         _____________(Попадько В.Е.) 
«____»____________2018 г.                                    «____»_____________2018 г.      
__________________
(подпись секретаря ГЭК) 


ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
на тему  Разработка системы управления блоком депропанизации                 газофракционирующей установки. 


Руководитель работы

        Доцент, к.т.н., Гершкович Ю.Б.      .           (должность, степень, фамилия, инициалы)
__________________________________
(подпись)

Консультант по разделу_____________________________ ____________________________________                                           (должность, степень, фамилия, инициалы, подпись)

Консультант по разделу________________________________________________________________                                          (должность, степень, фамилия, инициалы, подпись)



Студент гр.          АТ-14-01         .

        Шапкина Екатерина Алексеевна .
(фамилия, имя, отчество)
____________________________________
( подпись )  
____________________________________
( дата )














Москва 2018 

Министерство образования и науки Российской Федерации
РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина
        Факультет          Автоматики и вычислительной техники               .              
        Кафедра        Автоматизации технологических процессов            .
Направление         27.03.04  Управление в технических системах               
Группа      АТ-14-01         .        

ЗАДАНИЕ
на дипломную работу
Студент                    Шапкина Екатерина Алексеевна                                   .
(фамилия, имя, отчество)
Тема дипломной работы:
      Разработка системы управления блоком депропанизации                 газофракционирующей установки                    

Время выполнения работы  с       12.02       по       31.05        2018 г.
Руководитель дипломной работы      Гершкович Ю.Б., доцент, к.т.н.,        .    
(фамилия, инициалы, должность, степень, место работы)
кафедра АТП, РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина                          .   
Тема выпускной работы и руководитель утверждены 
приказом №    86-у         от «  6 »        февраля           2018 г.

Консультант по разделу ___________________________________________
(фамилия, инициалы, должность, степень, место работы)
Консультант по разделу ___________________________________________
(фамилия, инициалы, должность, степень, место работы)
Место выполнения работы РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина  .
Заведующий
кафедрой                              Попадько В.Е.     «  12  »       февраля      2018 г.
Задание принял к исполнению «  12  »        февраля      2018 г.
                                                         _________________________
                                                                                                   (подпись студента)


1. Содержание задания 
Разработать систему управления  вакуумным      блоком     установки              .
первичной подготовки нефти:                                                                                 .                                                                                1. Описать технологический процесс                                                                     .                                                                                                                                             
2. Разработать функциональную схему автоматизации                                       .                                                                               
3. Выбрать и описать комплекс используемых технических средств                 .                         
4. Разработать структуру АСУ ТП                                                                          .                                                                                  
5. Рассчитать систему автоматического регулирования температуры верха ректификационной колонны подачей острого орошения.                                     

2. Исходные данные к работе 
Технологический  регламент АО «Газпромнефть-МНПЗ» «ГФУ-2      .   
с БОР»                                                                    .  
 
3. Перечень графического материала 
 Функциональная         схема        автоматизации   блока   депропанизации ГФУ-2 с БОР.
                                                                                                                                 .


4. Задание и исходные данные по разделу 
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
             Подпись консультанта _____________________________
              
5. Задание и исходные данные по разделу
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
             Подпись консультанта _____________________________










6. Рекомендуемая исходная литература

Исакович Р.Я. Автоматизация производственных процессов нефтяной и      т   газовой промышленности: учебник для вузов / Р.Я. Исакович, В.И. Логинов, Попадько В.Е. – Москва: Недра, 1983. – 424 с.                                                  т                                                     Андреев Е.Б. Технические средства систем управления технологическими   . процессами нефтегазовой промышленности / Е.Б. Андреев, В.Е. Попадько. – Москва: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004. – 270 с.                             та                                                               о
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________




Подпись руководителя выпускной работы  ___________________________
КАЛЕНДАРНЫЙ  ГРАФИК ПО РАЗДЕЛАМ ДИПЛОМНОЙ РАБОТЫ
№ п/п
Перечень 
разделов работы 
Срок 
выполнения
Отметки о выполнении
1
Введение
12.02.2018


2
Описание технологического процесса
18.02.2018

3
Разработка ФСА
1.03.2018

4
Подбор комплекса технических средств
9.03.2018

5
Описание АСУ ТП
13.03.2018

6
Составление математической модели объекта, клапана
18.03.2018

7
Расчет одноконтурной системы управления
02.04.2018

8
Расчет каскадной системы управления 
15.04.2018

9
Подведение итогов
10.05.2018

10
Подготовка материалов  по разделам выпускной квалификационной работы и оформление дипломной работы
25.05.2018


          Составлен « 12 »       февраля           2018 г.	
        _________________________	_________________________
              (Подпись руководителя)	        (Подпись студента)
АННОТАЦИЯ

     Шапкина Е.А.  Разработка системы управления блоком депропанизации газофракционирующей установки, дипломная работа, 2018 – 75 с., 8 табл., 37 рис. Руководитель Гершкович Ю.Б., доцент, к.т.н.. Кафедра автоматизации технологических процессов. 
     В работе рассмотрен общий принцип работы газофракционирующей установки, описан технологический процесс депропанизации сжиженного углеводородного газа.   Разработана функциональная схема автоматизации блока депропанизции, подобран комплекс технических средств, описана структура АСУ ТП, рассчитана систему автоматического регулирования температуры верха ректификационной колонны подачей острого орошения.




	


ОГЛАВЛЕНИЕ

АННОТАЦИЯ	6
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ	9
ВВЕДЕНИЕ	10
ГЛАВА 1	11
ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА	11
1.1. Общая характеристика ГФУ	11
1.2. Описание процесса фракционирования	13
1.3. Технологический процесс	14
ГЛАВА 2	18
РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ	18
2.1. Используемые системы автоматического регулирования (САР)	18
2.2. Используемые системы контроля параметров	23
ГЛАВА 3	26
ВЫБОР КОМПЛЕКСА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ	26
3.1 Датчик давления Yokogawa  EJX510A	27
3.2 Расходомер Rosemount 3051SFC с диафрагмой Rosemount 405	28
3.3 Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Метран-2700	29
3.4 Емкостной уровнемер Kotron	31
3.5 Электропневматический позиционер Samson 3730-3	32
3.6 Пневматический регулирующий клапан Samson Серия 240	34
ГЛАВА 4	35
ВЫБОР СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ	35
Описание схемы АСУТП	38
ГЛАВА 5	40
РАСЧЁТ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВЕРХА РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ ПОДАЧЕЙ ОСТРОГО ОРОШЕНИЯ	40
5.1. Построение характеристик клапана и насоса	41
5.1.1. Построение статической характеристики насоса	41
5.1.2. Построение статической характеристики клапана	42
5.1.3. Построение динамической характеристики клапана	43
5.2. Получение передаточной функции объекта регулирования	44
5.3. Получение передаточной функции клапана	47
5.4. Одноконтурная система	48
5.5. Расчет каскадной системы автоматического регулирования температуры верха ректификационной колонны	56
5.5.1. Каскадная система автоматического управления со структурой 1-го типа	57
5.5.2. Каскадная система автоматического управления со структурой 2-го типа	64
5.5.3. Каскадная система автоматического управления со структурой 3-го типа	71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ	73
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ	74



ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

CW – охлаждающая вода (прямая);
CWR - охлаждающая вода (обратная);
FCN – периферийный узел управления;
HF – факел;
HI – азот высокого давления;
MC – конденсат водяного пара среднего давления;
MS – водяной пар среднего давления;
АСУ ТП - Автоматизированная система управления технологическим процессом;
В/В – ввод/вывод;
ГФУ - газофракционирующая установка;
КИП – контрольно-измерительный прибор;
МЭА - моноэтаноламин;
ПЛК – программируемый логический контроллер;
ПО – программное обеспечение;
СУГ- сжиженные углеводородные газы;
УВС – унифицированный выходной сигнал;
ЦПУ – центральное процессорное устройство;
ЭПП – электропневмопреобразователь.


ВВЕДЕНИЕ

     Автоматизация производства – это этап машинного производства, характеризуемый освобождением человека от непосредственного выполнения функций автоматизации. Конечной целью автоматизации является создание полностью автоматизированных производств, где роль человека сведется к контролю за работой приборов, электронных и вычислительных машин и их наладке.      
     Автоматизированные системы управления обеспечивают сбор и обработку информации необходимой для эффективного управления в различных сферах человеческой деятельности.
     Целью моей работы является изучение и анализ технологического процесса депропанизации для разработки функциональной схемы автоматизации и структурной схемы АСУТП, выбор технических средств АСУТП, а также рассмотрение всех возможных структур системы автоматического регулирования температуры верха ректификационной колонны подачей острого орошения и выбор наиболее рекомендуемой к использованию.


ГЛАВА 1
ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
1.1. Общая характеристика ГФУ
      Газофракционирующая установка ГФУ предназначена для очистки от сернистых соединений головных фракций стабилизации бензинов(с установок ЭЛОУАВТ6, 22/4, Л3511/300М, ЛЧ3511/1000), и получения углеводородных фракций высокой чистоты. А также предназначена для очистки углеводородного газа от сернистых соединений с установки АТ-ВБ.
     
Рисунок 1.1 – Принципиальная схема ГФУ.
1 — пропановая колонна; 2 — стабилизационная колонна;  3 — изобутановая колонна; 4 — конденсаторы-холодильники; 5 — подогреватели низа колонны; 6 — теплообменники; 7— холодильники.

        	Основными продуктами  установки являются:
 пропановая фракция – пропан технический по ГОСТ 20448-90;
              -  содержание пропана        не менее 75% об.;
 фракция изобутановая (марка высшая) по ТУ 0272-025- 00151638-99;
             -  содержание изобутана    не менее 98 % об.;
 фракция н-бутана (марка В)  по ТУ 0272-026- 00151638-99;
             -   содержание н-бутана        не менее 88 % об
 бензин с ГФУ-2 – компонент автомобильного бензина по СТО 057666230.14.362012;
       - содержание меркаптановой серы – не более 0,001 % масс.
 очищенный газ висбрекинга;
            - содержание сероводорода – не более 0,5 % масс.

        Побочными продуктами  установки являются:
 сухой углеводородный газ;
 бензин с дисульфидами;
 насыщенный раствор МЭА.
В состав установки ГФУ с блоком очистки рефлюкса:
 Блок сырьевых емкостей (промпарк) - предназначен для обеспечения установки четырехчасовым запасом сырья;
 Блок аминовой очистки СУГ и газа висбрекинга от сероводорода;
 Блок щелочной очистки СУГ от меркаптанов;
 Блок фракционирования СУГ - предназначен для разделения очищенного СУГ на целевые компоненты:
 сухой газ;
 пропановую фракцию;
 изобутановую фракцию;
 фракцию н-бутана;
 легкий бензин.
1.2. Описание процесса фракционирования
     Фракционирование  или ректификация – один из наиболее широко распространенных методов разделения в процессах получения углеводородных газов. Этим методом разделяются смеси во всех системах фракционирования, он применяется также в системах извлечения.
     Ректификацией называется процесс разделения жидкой смеси в результате многократного двухстороннего массообмена при кипении и конденсации между противоточно движущимися парами и жидкостью.

Рисунок 1.2 – Принципиальная схема ректификационной установки.
1 – емкость для исходной смеси; 2 – подогреватель; 3 – колонна;
4 – кипятильник; 5 – дефлегматор; 6 – делитель флегмы; 7 – холодильник; 8 – сборник дистиллята; 9 – сборник кубового остатка
  
   При ректификации происходит диффузия высококипящего компонента из пара в жидкость и низкокипящего из жидкости в пар, в результате неравновесной разности концентраций между контактирующими потоками.
     На газофракционирующей установке из очищенного сжиженного газа ректификацией получают пропановую, изо-бутановую, н-бутановую фракции и легкий бензин.

1.3. Технологический процесс

     Очищенный от сернистых  соединений  сжиженный газ поступает в буферную емкость Е-1. Из емкости Е-1 очищенный СУГ насосом Н-1  подается в теплообменники Т-3 и Т-4, где нагревается сначала потоком легкого бензина из куба К-8, а затем подогревается водяным паром среднего давления. 
     Уровень в ёмкости Е-1 регулируется регулятором расхода СУГ на нагнетании насоса Н-1. 
     Давление в ёмкости регулируется с помощью пневматического клапана, установленного на линии подачи сухого газа и пневматического клапана, установленного на линии  сброса газа из емкости на факел, также имеется сигнализация максимального и минимального значений давления в емкости.  Для создания давления в ёмкости Е-1 в период пуска предусмотрена линия азота высокого давления.
     Температура в ёмкости Е-1 контролируется.
     На линии всаса насоса Н-1 устанавливается датчик наличия потока. В случае отсутствия потока перекачиваемой жидкости к насосу поступает сигнал на запрет его пуска.  
     Давление в линии нагнетания насоса Н1 замеряется.
     Температура очищенного СУГ после теплообменника Т-3 контролируется контуром. Температура нагретого СУГ на входе в колонну К6 регулируется с помощью клапана, установленного на линии подачи пара среднего давления в теплообменник Т-4.
     Основные параметры работы колонны К-6:
 расход питания                           – не менее 16 м3/ч;
 расход орошения                        – 24-34 м3/ч;
 уровень                                        – 50?80 %диап.;
 давление верха                            – 1,7–1,9 Мпа;
 температура  верха                      – не более 79 0С;
 температура на 5 тарелке           – не более  900С;
 температура низа (55 тарелка)    – 105-1150С;
     Подогретый сжиженный газ после теплообменников Т-3, Т-4 поступает в депропанизатор К-6 на 15 тарелку.  Предусмотрен замер давления на входе в колонну. В колонне происходит фракционирования СУГ с отделением пропановой фракции. Тепло в колонну подводится циркуляцией кубового продукта колонны через ребойлер Т-5.
     Продукт куба колонны К-6 направляется на отделение изобутановой фракции в К-7. 
     Уровень куба колонны К-6 регулируется расходом кубового продукта в  деизобутанизатор К-7.
     Давление и температура куба колонны К-6 контролируются.
     Температура на 55-ой тарелке зависит от расхода пара подаваемого в ребойлер и регулируется с помощью клапана, установленного на линии подачи пара.
     Конденсат из ребойлера Т-5 подаётся в сборник конденсата Е-22, уровень которого поддерживается с помощью клапана, установленного на линии вывода конденсата.
     Температура кубового продукта на выходе из ребойлера замеряется.
     Температура пара в ребойлер контролируется. Температура водяного конденсата на выходе из ребойрера контролируется.
     Температура верха К-6  регулируется  регулятором расхода орошения в колонну. Давление верха колонны  замеряется, предусмотрена сигнализация максимального значения давления.  
     Пары пропановой фракции с верха колонны К-6 поступают в водяной холодильник Х-4, где охлаждаются и конденсируются. Осуществляется контроль и регулирование температуры с сигнализацией максимального значения, при помощи клапана, установленного на линии байпаса Х-4. Температура оборотной воды на выходе из Х-4 замеряется.
     Из холодильника Х-4 пропановая фракция поступает в рефлюксную емкость Е7, в которой происходит отделение легких углеводородов С1, С2 (сухой газ) от пропановой фракции.
     Уровень пропановой фракции в ёмкости  Е-7  контролируется, есть сигнализацией максимального и минимального значений, и регулируется клапаном на линии вывода пропановой фракции с установки. 
     Температура пропановой фракции на выходе из Е-7 замеряется. 
     Уровень технологического конденсата в отстойнике емкости Е-7  контролируется, предусмотрена сигнализация максимального значения. Температура воды на выходе из отстойника контролируется.
     Давление в ёмкости Е-7 регулируется клапаном, установленным на линии сухого газа из емкости Е-7 за границу установки, предусмотрена сигнализация максимального значения.
     Из рефлюксной емкости Е-7 пропановая фракция насосом Н-8 подается на орошение в верхнюю часть колонны К-6, а балансовое количество откачивается за границу установки, предварительно охладившись в Х-7.
     Осуществляется контроль и регулирование температуры осуществляется при помощи клапана, установленного на линии байпаса Х-7, есть сигнализация максимального значения. Температура оборотной воды на выходе из Х-7 замеряется контуром.
     На линии пропановой фракции с установки предусмотрен:  
     •	контроль давления; 
     •	контроль температуры;
     •	контроль расхода.
     На всасе насоса Н-8 установлен контур наличия потока с сигнализацией предельного минимального уровня. При достижении предельного минимального уровня срабатывает блокировка, останавливающая насос Н8. На нагнетании насоса осуществляется замер давления.




ГЛАВА 2
РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

      Основной целью автоматизации блока депропанизации газофракционирующей установки – ГФУ-2 с БОР является обеспечение требуемого температурного режима колонны, т.е. поддержание определенных температур продуктов на выходе, входе и внутри колонны, поддержание температуры орошения для обеспечения необходимого уровня содержания тяжелых углеводородов в верхнем продукте, а также поддержание необходимого давления в колонне для обеспечения нормального режима работа самой колонны и холодильников-конденсаторов.  Все измеряемые параметры регистрируются и выводятся на АРМ оператора. 

2.1. Используемые системы автоматического регулирования (САР)
      На установке используются следующие САР:
 Каскадная система стабилизации расхода СУГ на нагнетании насоса Н-1 с коррекцией по уровню в емкости Е-1;
 Каскадная система стабилизации расхода кубового продукта в деизобутанизатор К-7 с коррекцией по уровню в кубе колонны К-6;
 Каскадная система стабилизации расхода пара, подаваемого в ребойлер, с коррекцией по температуре на 55-ой тарелке в колонне К-6;
 Каскадная система стабилизации расхода орошения в колонну с коррекцией по температуре верха колонны К-6;
 Одноконтурная система стабилизации давления в емкости Е-1;
 Одноконтурная система стабилизации температуры нагретого СУГ на входе в колонну К-6;
 Одноконтурная система стабилизации уровня в сборнике конденсата Е-22;
 Одноконтурная система стабилизации температуры после холодильника Х-4;
 Одноконтурная система стабилизации уровня пропановой фракции в емкости Е-7;
 Одноконтурная система стабилизации уровня технологического конденсата в отстойнике емкости Е-7;
 Одноконтурная система стабилизации давления в емкости Е-7;
 Одноконтурная система стабилизации температуры после холодильника Х-7.

2.1.1. Каскадная система стабилизации расхода СУГ на нагнетании насоса Н-1 с коррекцией по уровню в емкости Е-1
     Уровень очищенного от сернистых соединений сжиженного газа в емкости Е-1 измеряется уровнемером (поз. 1-1) и поступает на основной регулятор, который задает уставку на вспомогательный регулятор, регулирующий расход СУГ на линии нагнетания насоса Н-1.  Расход СУГ измеряется расходомером (поз. 2-2) по принципу переменного перепада  давления на диафрагме (поз. 2-1) и поступает на вспомогательный регулятор. Электрический сигнал управления со вспомогательного регулятора поступает на ЭПП (поз. 2-3), где преобразуется в пневматический, который поступает на регулирующий клапан (поз. 2-4). 
     В системе предусмотрена сигнализация уровня в емкости по минимуму и максимуму, сигнализация расхода СУГ на линии нагнетания насоса по минимуму и максимуму.

2.1.2. Каскадная система стабилизации расхода кубового продукта в деизобутанизатор К-7 с коррекцией по уровню в кубе колонны К-6
     Уровень куба колонны К-6 измеряется датчиком уровня (поз. 9-1) и поступает на основной регулятор, который задает уставку на вспомогательный регулятор, регулирующий расход кубового продукта из колонны К-6 в деизобутанизатор К-7.  Расход кубового продукта измеряется расходомером (поз. 10-2) по принципу переменного перепада  давления на диафрагме (поз. 10-1) и поступает на вспомогательный регулятор. Электрический сигнал управления со вспомогательного регулятора поступает на ЭПП (поз. 10-3), где преобразуется в пневматический, который поступает на регулирующий клапан (поз. 10-4). 
     В системе предусмотрена сигнализация уровня в кубе колонны К-6 по минимуму и максимуму.

2.1.3. Каскадная система стабилизации расхода пара, подаваемого в ребойлер, с коррекцией по температуре на 55-ой тарелке в колонне К-6
     Температура на 55-ой тарелке в колонне К-6 измеряется датчиком температуры (поз. 13-1) и поступает на основной регулятор, который задает уставку на вспомогательный регулятор, регулирующий расход пара, подаваемого в ребойлер Т-5.  Расход пара  измеряется расходомером (поз. 14-2) по принципу переменного перепада  давления на диафрагме (поз. 14-1) и поступает на вспомогательный регулятор. Электрический сигнал управления со вспомогательного регулятора поступает на ЭПП (поз. 14-3), где преобразуется в пневматический, который поступает на регулирующий клапан (поз. 14-4). 
     В системе предусмотрена сигнализация температуры на 55-ой тарелке в К-6 по минимуму и максимуму.


2.1.4. Каскадная система стабилизации расхода орошения в колонну с коррекцией по температуре верха колонны К-6;
Температура верха колонны К-6 измеряется датчиком температуры (поз. 19-1) и поступает на основной регулятор, который задает уставку на вспомогательный регулятор, регулирующий расход орошения в колонну К-6.  Расход орошения  измеряется расходомером (поз. 20-2) по принципу переменного перепада  давления на диафрагме (поз. 20-1) и поступает на вспомогательный регулятор. Электрический сигнал управления со вспомогательного регулятора поступает на ЭПП (поз. 20-3), где преобразуется в пневматический, который поступает на регулирующий клапан (поз. 20-4). 
     В системе предусмотрена сигнализация температуры верха колонны К-6 по максимуму, сигнализация расхода орошения по минимуму. 

2.1.5. Одноконтурная система стабилизации давления в емкости Е-1
     Давление в емкости Е-1 измеряется датчиком давления(поз. 3-1), поступает на регулятор, который вырабатывает воздействие, преобразующееся в ЭПП (поз. 3-2) и поступающее на регулирующий клапан (поз. 3-3), установленный на линии подачи сухого газа, и в ЭПП(поз 3-4), с  воздействие с которого поступает на регулирующий клапан(поз. 3-5), установленный на линии сброса газа из емкости на факел. 
     В системе предлагается сигнализация давления в емкости Е-1 по минимуму и максимуму.

2.1.6. Одноконтурная система стабилизации температуры нагретого СУГ на входе в колонну К-6
     Температура нагретого СУГ на входе в колонну К-6 измеряется датчиком температуры (поз. 7-1), поступает на регулятор, который вырабатывает воздействие, преобразующееся в ЭПП (поз. 7-2) и поступающее на регулирующий клапан (поз. 7-3), установленный на линии подачи пара среднего давления в теплообменник Т-4. 

2.1.7. Одноконтурная система стабилизации уровня в сборнике конденсата Е-22
     Уровень в сборнике конденсата Е-22 измеряется датчиком уровня (поз. 15-1), поступает на регулятор, который вырабатывает воздействие, преобразующееся в ЭПП (поз. 15-2) и поступающее на регулирующий клапан (поз. 15-3), установленный на линии вывода конденсата.
     В системе предлагается сигнализация уровня в Е-22 по минимуму и максимуму.

2.1.8. Одноконтурная система стабилизации температуры после холодильника Х-4
     Температура пропановой фракции после холодильника Х-4 измеряется датчиком температуры (поз. 22-1), поступает на регулятор, который вырабатывает воздействие, преобразующееся в ЭПП (поз. 22-2) и поступающее на регулирующий клапан (поз. 22-3), установленный на линии байпаса Х-4. 
     В системе предлагается сигнализация по минимуму и максимуму.

2.1.9. Одноконтурная система стабилизации уровня пропановой фракции в емкости Е-7
     Уровень пропановой фракции в емкости Е-7 измеряется датчиком уровня (поз. 24-1), поступает на регулятор, который вырабатывает воздействие, преобразующееся в ЭПП (поз. 24-2) и поступающее на регулирующий клапан (поз. 24-3), установленным на линии вывода пропановой фракции с установки. 
     В системе предлагается сигнализация по минимуму и максимуму.

2.1.10. Одноконтурная система стабилизации уровня технологического конденсата в отстойнике емкости Е-7
     Уровень технологического конденсата в отстойнике емкости Е-7 измеряется датчиком уровня (поз. 26-1), поступает на регулятор, который вырабатывает воздействие, преобразующееся в ЭПП (поз. 26-2) и поступающее на регулирующий клапан (поз. 26-3). 
     В системе предлагается сигнализация по минимуму и максимуму.

2.1.11. Одноконтурная система стабилизации давления в емкости Е-7
     Давление в емкости Е-7 измеряется датчиком давления (поз. 28-1), поступает на регулятор, который вырабатывает воздействие, преобразующееся в ЭПП (поз. 28-2) и поступающее на регулирующий клапан (поз. 28-3), установленный на линии сухого газа из емкости Е-7. 
     В системе предлагается сигнализация давления по максимуму.

2.1.12. Одноконтурная система стабилизации температуры после холодильника Х-7
     Температура пропановой фракции после холодильника Х-7 измеряется датчиком температуры (поз. 30-1), поступает на регулятор, который вырабатывает воздействие, преобразующееся в ЭПП (поз. 30-2) и поступающее на регулирующий клапан (поз. 30-3), установленный на линии байпаса Х-7. 
    
2.2. Используемые системы контроля параметров
2.2.1. Контроль температур 
     Значения температур измеряются при помощи термометров сопротивления и преобразуются в унифицированный токовый сигнал. Они регистрируются и выводятся на АРМ оператора. 

 Система контроля температуры в емкости Е-1(поз. 4-1);
 Система контроля температуры очищенного СУГ после теплообменника Т-3(поз. 6-1);
 Система контроля температуры куба колонны(поз.12-1);
 Система контроля температуры кубового продукта на выходе из ребойлера Е-5(поз. 16-1);
 Система контроля температуры пара в ребойлер Т-5(поз. 17-1);
 Система контроля температуры водяного конденсата на выходе из ребойлера Т-5(поз. 18-1);
 Система контроля температуры пропановой фракции на выходе из Е-7(поз. 25-1);
 Система контроля температуры воды на выходе из отстойника Е-7(поз. 27-1);
 Система контроля температуры оборотной воды на выходе из Х-4(поз. 23-1);
 Система контроля температуры оборотной воды на выходе из Х-7(поз. 34-1);
 Система контроля температуры на линии выхода пропановой фракции с установки(поз. 32-1).

2.2.2. Контроль давления
     Контроль давлений предлагается осуществлять при помощи датчиков давления Yokogawa EJX510A. Значения давлений выводятся на АРМ оператора и регистрируются. 
     Контроль давления верха колонны К-6(поз.21-1) включает в себя сигнализацию по максимальному значению.

 Система контроля давления в линии нагнетания насоса Н-1(поз. 5-1);
 Система контроля давления на входе в колонну(поз. 8-1);
 Система контроля давления куба колонны К-6(поз.11-1);
 Система контроля давления верха колонны К-6(поз. 21-1);
 Система контроля давления на линии выхода пропановой фракции с установки(поз. 33-1). 

2.2.3. Контроль расхода
     Расход пропановой фракции измеряется по принципу переменного перепада давления на диафрагме с помощью расходомера Rosemount 3051SFC с диафрагмой Rosemount 405.
 Система контроля расхода на линии выхода пропановой фракции с установки(поз. 31-1).




ГЛАВА 3
ВЫБОР КОМПЛЕКСА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

Таблица 3.1.  Комплекс технических средств
Назначение 
Марка устройства
Тип сигнала 
Диапазон измерений
Погрешность измерений
Межповерочный интервал/Срок службы
Датчик давления 
Yokogawa  EJX510A
4…20 мА
-0,1…10 MПа
± 0,1%
 5 лет/-
Расходомер
Rosemount 3051SFC с диафрагмой Rosemount 405
4…20 мА
от 50 до 90000 кг/ч,(от 10 до 80 м3/ч)
до ±0,7 %;
1год/10лет
Термопреобразователь
Метран-2700
4…20 мА
-50…200 оС
±0,15- ±0,25 %
5 лет/ - 
Уровнемер
Kotron 805
4...20 мА
до 50 м
±0,5 %
1 год/ - 
Электропневматический позиционер 
Samson 3730-3
4...20 мА
-
±1 %
-
Пневматический регулирующий клапан
Samson 3241

1,6 – 16 МПа

~10 лет

3.1 Датчик давления Yokogawa  EJX510A
















Рисунок 3.1 - Датчик давления Yokogawa EJX 510А.
     Назначение:  измерение абсолютного давления различных сред: жидкости, газа и пара.
     Принцип действия:  датчик EJX 510С содержит монокристаллический кремниевый резонансный чувствительный элемент  в виде единого монокристалла кремния, интегрированный в силиконовую подложку размером 1/10 часть ногтевой пластины. При изготовлении чувствительных элементов применяются самые современные технологии роста кристаллов. В качестве упругого элемента датчика Yokogawa используется кремниевая диафрагма, на которой расположены два чувствительных элемента. Чувствительные элементы - резонаторы расположены так, что их деформации отличаются по знаку при приложении разности давлений к сенсору.

Технические характеристики: 
 Погрешность измерений :  ± 0,1% шкалы;
 Диапазон измерения:  -0,1…10 MПа;
 Диапазон перенастройки шкалы: 0-0,2…0-10 МПа;
 Выходной сигнал:  4…20 мА с функцией цифровой связи по BRAIN или HART протоколу, Foundation Fieldbus;
 Время отклика: 90 мсек;
 Температура процесса:  -40...150 °С;
 Питание: 10,5...42 В постоянного ток;
 Межповерочный интервал:  5 лет. 

3.2 Расходомер Rosemount 3051SFC с диафрагмой Rosemount 405


Рисунок 3.2 - Расходомер Rosemount 3051SFC с диафрагмой Rosemount 405.

     Назначение:  Расходомер Rosemount 3051SFC на базе диафрагм Rosemount 405 предназначен для измерения расхода нефти, нефтепродуктов и других жидкостей, газов и пара. Передачи полученной информации для технологических целей и учетно-расчетных операций.
     Состоит из: 
 датчик 3051SFC; 
 диафрагма 405Р; 
     Принцип действия: Принцип действия расходомера основан на измерении расхода среды (жидкости, газа, пара) методом переменного перепада давления. Принцип измерения расхода расходомером переменного перепада давления основан на том, что в зависимости от расхода вещества изменяется перепад давления на неподвижном сужающем устройстве, установленном в трубопроводе или элементе трубопровода.
     Технические характеристики:
 Измеряемые среды:  Жидкости, пар, газ;
 Диапазон измерения:	от 50 до 90000 кг/ч,(от 10 до 80 м3/ч);
 Выходной сигнал:  4-20 мА;
 Основная погрешность:  до ±0,7 %;
 Температура рабочей среды:  от -40 до + 232 ° С;	
 Напряжение питания, В:	24 В;
 Межповерочный интервал:	1 год;
 Средний	срок	службы расходомера:	10 лет.

3.3 Термопреобразователь с унифицированным вых.......................