Материал: Автоматизация производственного процесса получения серы на установках доочистки отходящих газов У-07,08 Оренбургского ГПЗ

Очищенные газы после установок У-07,08 сбрасывают в печь дожига 07 JN-601, где непрореагировавший сероводород дожигается до двуокиси серы и далее подается в дымовую трубу.

На печи 07JN-601 предусмотрен поточный анализатор дымовых газов “Дюпон” позиция АТ-3 непосредственно установленный на коллекторе дымовых газов от печи 07JN-601 в дымовую трубу с регистрацией показаний на щите в операторной прибором позиция 07AR-3 с выводом значений на ЭВМ.

Давление топливного газа к печи 07JN-601 контролируется прибором позиция 07РSL-25, установленным на линии подачи топливного газа к печи .

При понижении давления топливного газа ниже 2 кгс/см2 включается световая и звуковая сигнализация на щите в операторной позиция PAL-25.

Давление топливного газа к пилотным горелкам печи 07JN-601 контролируется прибором позиция 07РSL-27, установленным на линии подачи топливного газа к пилотным горелкам печи 07JN-601.

При понижении давления топливного газа к пилотным горелкам печи ниже 0,2 кгс/см2 срабатывает световая и звуковая сигнализация на щите в операторной позиция PAL-27.

Давление топливного газа к основным горелкам печи 07JN-601 контролируется прибором РSL-35, установленным на линии подачи топливного газа к основным горелкам печи 07JN-601.

При понижении давления топливного газа к основным горелкам печи 07JN-601 ниже 2 кг/см2, срабатывает световая и звуковая сигнализация на щите в операторной позиция 07PAL-35.

Давление топливного газа к горелкам печи 07JN-601 контролируется прибором позиция РSL-36, установленным на линии подачи топливного газа к горелкам печи 07JN-601.

При повышении давления топливного газа к горелкам печи 07JN-601 выше 5,5 кгс/см2, срабатывает световая и звуковая сигнализация на щите в операторной позиция PAH-36.

Давление топливного газа перед основными горелками печи 07JN-601 контролируется прибором позиция 07РТ-1 с выводом на ЭВМ.

Температура дымовых газов после печи 07JN-601 контролируется термопарой позиция 07ТЕ-31, установленной на коллекторе дымовых газов (от печи 07JN-601 до дымовой трубы).

При снижении температуры дымовых газов ниже 500 оС срабатывает звуковая и световая сигнализация позиция 07TAL-31 на щите в операторной.

Контроль за разрежением на выходе из печи 07JN-601 осуществляется прибором позиция 07РТ-10, установленным на коллекторе дымовых газов от печи 07JN-601 в дымовую трубу.

Низкое разряжение на выходе из печи JN-601 минус 20 мм водяного столба, сигнализируется на щите в операторной прибором позиция PAL-10.

На установках У-07,08 имеется общий воздухосборник 08Е-4.

При снижении давления воздуха КИП и А ниже 5 кгс/см2, срабатывает сигнализация позиция PAL-20.

При концентрации сероводорода в машзале газодувок более 3 мг/м3 срабатывает блокировка позиция 07,08 QАН-1,2 со световой и звуковой сигнализацией на щите в операторной с включением аварийно-вытяжных вентиляторов В-3А, В-4А, В-5А, В-6А, В-7А и световой сигнализацией в машзале газодувок.

Для подогрева воздуха подаваемого в машзал установок У-07,08 в зимнее время предусмотрены калориферы вентиляционной системы 07П-1, 07П-2.

При понижении температуры теплоносителя после калориферов 07П-1 и 07П-2 ниже 30 оС срабатывает световая и звуковая сигнализация на щите в операторной позиция 07TAL-10 для 07П-1 и позиция 07ТAL-11 для 07П-2.

Функциональная схема, выполненная на базе технологической, представлена на плакате №2.

1.3 Описание действующей системы автоматики

1.3.1 Система управления процессом “Сульфрен”

Для осуществления управления процессом “Сульфрен” применена микропроцессорная система МикроДАТ, которая управляет исполнительными механизмами в соответствии с диаграммой работы.

Система управления состоит из блока индикации (предназначен для отображения информации о работе установки доочистки газов), блока управления (предназначен для управления режимами работы микропроцессорной системы управления и исполнительными механизмами), программируемого контроллера ГСП МикроДАТ (содержит 128 входов и выходов, предназначен для осуществления управления установкой доочистки газов и выдачи информации оператору), источников питания 24 В (предназначены для питания входов и выходов контроллера, реле и элементов индикации) и блока вентиляторов (предназначен для обеспечения воздушного потока, способного отводить тепло от нагревающихся элементов и блоков системы управления).

Система управления процессом “Сульфрен” может работать в ручном, автоматическом и полуавтоматическом режимах.

В ручном режиме оператор может независимо управлять каждым исполнительным механизмом при помощи тумблеров 1 …18, расположенных на передней панели блока управления. При этом, о положении исполнительных механизмов можно судить по индикаторам зеленого и красного цвета, расположенных на передней панели блока индикации и отображающих состояние концевых контактов исполнительных механизмов. Кроме того, на блоке управления, рядом с тумблерами 1 …18, расположены светодиоды, по которым можно судить, имеется ли на соответствующем выходе управляющий исполнительными механизмами сигнал или его нет.

При автоматическом режиме реализуется управление исполнительными механизмами в соответствии с временной диаграммой без участия оператора. Время операции в часах и минутах, номер реактора, находящегося в стадии регенерации и номер операции отображаются на табло. Положение тумблеров 1 …18 игнорируется. И наоборот, при работе в ручном режиме игнорируется состояние выходов контроллера.

Полуавтоматический режим необходим для реализации управления процессом “Сульфрен”, начиная с любого требуемого состояния.

1.3.2 Контроллер микропроцессорный “МикроДАТ”

Контроллер предназначен для управления оборудованием массового производства: металлорежущим, кузнечно-прессовым, литейным, автоматическими манипуляторами, а также для использования в качестве систем децентрализованного управления гибких автоматизированных производств.

Конструктивно контроллер имеет блочно-модульную конструкцию в виде отдельных навесных функциональных блоков с количеством входов-выходов до 128 (в зависимости от спецификации). Он состоит из следующих компонентов:

- компоновочного каркаса;

-   источника электропитания;

-   модуля микропроцессора;

-   модуля ввода дискретных сигналов (8 каналов) постоянного тока;

-   модуля ввода дискретных сигналов (8 каналов) переменного тока;

-   модуля вывода дискретных сигналов (8 каналов) постоянного тока;

-   модуля вывода дискретных сигналов (8 каналов) переменного тока.

Электрическое питание осуществляется однофазным переменным током с напряжением 110 или 220 В.

Время выполнения 1000 операций типа конъюнкция или дизъюнкция - не более 7 мс. Объем ОЗУ - 4 Кбайт.

Модули и источник электропитания устанавливаются в компоновочный каркас, в котором реализована магистраль для передачи сигналов в соответствии с интерфейсом. Сигналы интерфейса передаются по линиям связи, наименования которых соответствуют условным обозначениям сигналов. В номенклатуре сигналов интерфейса предусмотрены адресные сигналы, сигналы данных и сигналы управления.

Адресные сигналы вырабатываются микропроцессорным модулем и предназначены для выбора модуля и регистра (порта) в его составе для приема или выдачи данных. Сигналы данных образуют однобайтное информационное слово, которое служит для двунаправленной передачи данных и упорядоченных сообщений между микропроцессорным модулем и модулями ввода-вывода. Сигналы управления вырабатываются микропроцессорным модулем и служат для управления обменом данными между МП и модулями ввода-вывода, выбранными адресными сигналами, эти сигналы являются исполнительными сигналами для модулей.

В интерфейсе принята отрицательная логика сигналов.

Контроллер может функционировать в трех режимах:

- работа;

-   работа/отладка;

-   программирование/тестирование.

1.3.3 Обоснование необходимости разработки АСУТП У-07,08

В процессе похождения преддипломной практике, а также на основании выше сказанного можно сделать следующие вывод, что существующая АСУТП не удовлетворяет современным требованиям по уровню автоматизации и степени защиты технологического оборудования, в частности:

- щитовая автоматика значительно уступает по всем показателям распределенным системам управления на базе современных контроллерных средств;.

-   уровень полевого КИП, как правило, пневматические приборы и средства автоматизации устарели как морально, так и физически, что не позволяет обеспечить необходимые точность измерений, время принятия решений, скорость управления, а также степень надежности работы системы управления в целом;

- неэффективная работа автоматики ведут к неоправданному износу технологического оборудования и нерациональному расходованию всех видов производственных ресурсов, оказывают негативное психофизиологическое воздействие на обслуживающий персонал, что может привести к их ошибкам, а следовательно, и к нарушениям технологического процесса, что может привести к выходу оборудования из строя.

В соответствии с выше сказанным было принято решение о необходимости разработки новой автоматизированной системы управления технологическими процессами и системы противоаварийной установок У-07,08.

1.4 Требования к создаваемой АСУ ТП

АСУ ТП У07-08 Оренбургского ГПЗ предназначена для автоматизированного и автоматического сбора данных, контроля, управления и защиты в реальном масштабе времени технологических процессов на установках доочистки отходящих газов с У04-06.

Объектом автоматизации, в рамках создаваемой АСУ ТП, является установки У-07,08, предназначенные для получения серы, доочисткой отходящих газов с У04-06. Автоматизируемым пунктом управления является операторная второй очереди Оренбургского ГПЗ.

Характер протекания технологических процессов во времени на установке непрерывный. Количество входных и выходных сигналов определено в соответствии с перечнем аналоговых и дискретных входных (выходных) сигналов поступающих на/с устройства ввода/вывода, разработанным Генпроектировщиком системы, и приведено в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Данные об информационной мощности системы

1.4.1 Требования к АСУ ТП в целом

Целями создания системы являются:

а) обеспечение надежной и безаварийной работы технологического объекта;

б) повышение уровня экологической безопасности объекта;

в) обеспечение переработки требуемого объема продукции с минимально необходимой численностью эксплуатационного и обслуживающего персонала;

г) снижение непроизводительных потерь материально-технических и топливно-энергетических ресурсов, сокращение эксплуатационных расходов;

д) улучшение условий эксплуатации технологического объекта за счет применения автоматизированных рабочих мест персонала для управления объектом.

Критериями оценки достижения поставленных целей являются:

а) безаварийность работы технологического объекта;

б) сокращение случаев загрязнения окружающей среды;

в) выполнение заданий по объему товарной продукции;

г) увеличение длительности межремонтного пробега технологического оборудования;

д) сокращение материально-технических и энергетических затрат на производственные нужды;

е) улучшение условий труда оперативного технологического и диспетчерского персонала;

ж) увеличение объема контролируемой оперативной информации, повышение оперативности контроля и управления (уменьшение запаздывания поступления оперативной информации и выдачи управляющих воздействий);

з) передача оперативной и отчетной информации на уровень ЕИУС Оренбургского ГПЗ.

АСУ ТП должна создаваться как система централизованного контроля и управления технологическим процессом доочистки хвостовых газов.