Астраханский Государственный Технический Университет
Кафедра автоматизации
технологических процессов
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по автоматизации технологических процессов и производств
на тему:
“Разработка комбинированной АСР температуры на выходе печи F02”
Выполнил: студент гр. ДИА-51 Досаев Р.Ж.
Руководитель: доц. Кантемиров В.И.
Астрахань 2009
Астраханский Государственный Технический Университет
Кафедра Автоматизации технологических процессов
Дисциплина Автоматизация технологических процессов и производств
Специальность Автоматизация технологических процессов и производств
Курс ___V___ Группа ____ДИА-51___ Семестр __________9_________
ЗАДАНИЕ
на курсовой проект (работу) студента
__Досаева Руслана
1. Тема проекта (работы) __Расчет комбинированной автоматической системы регулирования температуры на выходе печи F02.
2. Срок сдачи студентом законченного проекта (работы) ___________
3. Исходные данные к проекту (работе) __Переходные функции объекта управления (печи F02) по каналам управления и возмущения__________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________
4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов) Введение; 1.Описание технологической схемы; 2. Описание установки У-251; 3. Описание технологического процесса. 4. Анализ печи F02 как объекта управления; 5. Предварительный выбор системы регулирования; 6. Расчет системы регулирования; Заключение.
5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей) Технологическая схема объекта управления; Переходные функции объекта по каналам управления и возмущения; Частотные характеристики объекта; Схема моделирования; Кривая настроек регулятора; КЧХ разомкнутой системы и компенсатора; Переходные процессы.
6. Дата выдачи задания _____________________________________________________
Студент____________________ Досаев Р.Ж.
подпись (ф.и.о.)
Руководитель ____________________ доц., к.т.н. Кантемиров В.И.
подпись (ф.и.о.)
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Описание технологической схемы
1.1 Назначение
1.2. Химические реакции
2. Описание установки У-251
3. Описание технологического процесса каталитической части Клауса
4. Анализ печи F02 как объекта управления
5. Расчёт частотных характеристик объекта регулирования
6. Предварительный выбор системы регулирования
7. Расчет и исследование системы регулирования
Заключение
Список литературы
Введение
Назначение завода
Астраханский газоперерабатывающий завод (II очередь строительства) предназначен для переработки пластового газа Астраханского газоконденсатного месторождения в количестве 7,2 млрд. м3/год с получением товарных продуктов:
- сера газовая, тыс. тонн -- 2250;
- газ товарный, млрд. м3 -- 3,5;
- сжиженные газы, тыс. тонн -- 182;
- стабильный конденсат, тыс. тонн -- 120.
АГПЗ-2 состоит из следующих установок:
1. Установка сепарации пластового газа высокого давления У-271.
В состав установки входит 5 линий производительностью 1,5 млрд. м3/год отсепарированого газа каждая.
2. Установка очистки газа от кислых компонентов (H2S, CO2) У-272 в количестве 4-х, каждая производительностью 1,5 млрд. м3/год.
3. Установка осушки и отбензинивания газа У-274. В состав установки входят две полулинии производительностью 2,1 млрд. м3/год каждая.
4. Установка получения серы У-251 в количестве четырех, производительностью каждая 625 тыс. тонн в год серы.
5. Установка хранения жидкой серы У-254. В составе четырех железобетонных ям емкостью по 500 м3 каждая.
6. Механизированный склад комовой серы У.2.853 производительностью 1,3 млн. тонн комовой серы.
7. Установка грануляции серы со складом У.2.860 производительностью 1000 тыс. тонн/год гранулированной серы.
8. Установка стабилизации конденсата и обработки сточных вод У-220. В состав установки входят две полулинии общей производительностью 3660 тыс. тонн/год по нестабильному конденсату и две полулинии общей производительностью 400 м3/сут. по очищенным стокам.
9. Установка промывки и повторного компремирования газов конденсата У-241, состоящая из двух полулиний общей производительностью по очищенному газу 820 млн. м3/год.
10. Установка переработки и очистки широкой фракции легких углеводородов У.2.760 производительностью 310 тыс. т/год сжиженных газов.
11. Вспомогательные установки и объекты: азотно-кислородная станция, компрессорная воздуха КИП, установка подсобных средств, межцеховые коммуникации, операторная, замерный пункт товарного газа, главная понизительная подстанция, факельное хозяйство, установка для сжигания производственных отходов, расширение складов хранения сжиженных газов, нефтепродуктов и др. объектов.
Астраханский ГПЗ-2 разделен на два пусковых комплекса. Первый пусковой комплекс включает все вышеперечисленные установки кроме 3,4 У-272, 3,4 У-251, установки У2-760.
С целью обеспечить гибкую эксплуатацию первой и второй очереди завода между ними предусматриваются технологические соединительные трубопроводы.
Краткое описание завода.
Пластовый газ с промысла поступает с давлением 69 кгс/см2 на установку сепарации газа высокого давления У-271, где производится отделение от газа углеводородного конденсата и воды.
Состав сырья (пластового газа в % молях):
- метан -- 52,83
- этан -- 2,12
- пропан -- 0,82
- изобутан -- 0,15
- н-бутан -- 0,39
- пентан -- 0,45
- гексан -- 0,48
- гептан -- 0,38
- октан -- 0,38
- нонан -- 0,33
- декан с высшими углеводородами -- 1,49
- азот -- 0,40
- углекислый газ -- 13,96
- сероводород -- 25,37.
Отсепарированый газ с установки У-271 поступает на установки очистки от кислых компонентов У-272. Очистка газа от сероводорода и углекислого газа основана на абсорбции их 33% раствором диэтаноламина. Обессереный газ с установок очистки У-272 поступает на установку сушки и отбензинивания газа У-274, где газ осушается от влаги на цеолитах, а затем из газа извлекаются при температуре 1000С меркаптаны. Осушенный и очищенный газ затем компремируется до 55 кгс/см2 и через замерный пункт товарного газа направляется в магистральный газопровод.
Кислые газы с установок У-272 поступают на установки получения серы У-251. Получение серы происходит в отделениях «Клаус» и «Сульфрин». В отделениях «Клаус» осуществляется преобразование основного количества содержащегося в кислом газе сероводорода в элементарную серу в две стадии. Технологический процесс «Сульфрин» предназначен для преобразования в элементарную серу сероводорода и сернистого ангидрида, остающихся в остаточных газах отделений «Клаус».
Жидкая сера, полученная на установках получения серы У-251, направляется в емкости хранения У-254 и оттуда может быть откачена на получение гранулированной или комовой серы.
Сырой углеводородный конденсат, отсепарированый на установке У-271, поступает на установку У-221, где очищается от солей легких углеводородов и основного количества сероводорода и направляется на дальнейшую переработку на первую очередь завода для получения готовой продукции (бензина А-80, дизельного топлива, мазута).
Пластовая вода с установки сепарации У-271 поступает на очистку от механических примесей на установку У-265, затем поступает в отделение У-222, где обрабатывается соляной кислотой, натриевой щелочью, отгоняется от кислых компонентов и легких углеводородов и направляется на полигон для закачки в глубокие горизонты.
Газы стабилизации с установки У-221 и газ выветривания с установки У-272 направляется на установку промывки и повторного компремирования газов У-241.
Грубая очистка газов от кислых компонентов производится 33% раствором диэтаноламина. Компремированный газ с давлением 67 кгс/см2 с установки У-241 направляется на установку очистки газа от кислых компонентов У-272 для его тонкой очистки.
Широкая фракция легких углеводородов (ШФЛУ), содержащая сернистые соединения, поступает на установку переработки и очистки ШФЛУ 2.760. ШФЛУ разделяется на фракции С3-С4 и С5; последняя подается на производство переработки конденсата первой очереди. Фракция С3-С4 последовательно проходит очистку ДЭА и щелочью от остатков сероводорода и сероокиси углерода, затем очистку от меркаптанов раствором комплексного катализатора. Очищенная фракция С3-С4 промывается водой и осушивается от влаги на цеолитах, затем в колонне ректификации разделяется на пропан-бутановую и бутановую фракции. Последние в качестве товарных продуктов направляются на склад готовой продукции.
1. Описание технологической схемы
Газы, выходящие из котла-утилизатора Е01, поступают на подогрев во вспомогательную печь F02. В этой печи за счет сжигания кислого газа (2% от общего количества), основной поток технологического газа смешивается и подогревается до 240-280 оС. Соотношение воздух/кислый газ выдерживается 4:1, тем самым достигается избыточное содержание SО2 в газе, необходимое для проведения реакций гидролиза в конверторе R01.
Розжиг печи и ее разогрев производится на топливном газе по линии FG, снабженной отсекателем 51UV041 и механическим регулятором 51РCV071, снижающим давление топливного газа с 6кгс/см2 до 1кгс/см2.
Контроль за расходом топливного газа осуществляется датчиком 51FТ048(51FI048), установленным по месту (у печи).
При температуре 240оC (51T014) и устойчивом горении печь F02 переводится на кислый газ. Подача кислого газа осуществляется через отсекатель 51UV046. Регулирование расхода осуществляется регулятором 51FС018 (клапан 51FV018).