Дипломная работа: Автоматизированные системы управления производственно-технологическими процессами (на примере АО «Грасис»)
Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
35
управления на автоматический и наоборот. Предусмотрена возможность
настройки параметров СУ со станций оператора-технолога.
В АСУ ТП регистрируются и архивируются в хронологическом порядке
с возможностью последующего просмотра и вывода на печать данные о ходе
технологического процесса – числовые значения измеренных величин с
заданной периодичностью (тренды), в том числе накопленные данные технико-
экономических показателей;
4) Должна быть реализована функция автоматического составления
отчетов и рабочих (режимных) листов за определенные периоды времени. В
системе должен автоматически формироваться режимный лист оператора-
технолога (1 раз в смену), суточный, месячный и годовой отчеты, отчет
технико-экономических параметров;
5) Должна быть реализована функция получения информации от
системы ПАЗ, сигнализация и регистрация срабатывания подсистемы ПАЗ, с
формированием сообщений срабатывания предупредительной и аварийной
сигнализации;
6) Должна быть реализована функция надежной защиты собственных
баз данных и программного обеспечения от несанкционированного доступа.
Все действия оператора-технолога должны быть защищены от возможных
ошибок. Для этого, в особо важных случаях, при попытке оператора провести
некоторые управляющие воздействия, система должна запрашивать
подтверждение действия.
Рассмотрим особенности проектирования АСУТП разделения воздуха.
Продуктами производства разделения воздуха являются: [6]
− газообразный кислород (GOX) по ГОСТ 5583-78 «Кислород
газообразный технический и медицинский. Технические условия»;
− жидкий кислород (LOX) по ГОСТ 6331-78 «Кислород жидкий
технический и медицинский. Технические условия»;
− жидкий азот (LIN), газообразный азот (GAN) по ГОСТ 9293-74
«Азот газообразный и жидкий. Технические условия»;
36
− жидкий аргон (LAR), газообразный аргон (GAR) по ГОСТ 10157-79
«Аргон газообразный и жидкий. Технические условия».
Получение кислорода и других газов из воздуха возможно несколькими
способами:
− ректификацией жидкого воздуха при криогенных (низких)
температурах;
− разделение воздуха методом короткоцикловой адсорбции при
температуре окружающей среды.
− мембранное разделение воздуха при температуре окружающей
среды
Преимуществами низкотемпературных ректификационных
воздухоразделительных установок являются: [6]
− экологически чистый процесс получения продуктов разделения
воздуха;
− высокое качество продукции, соответствующее Государственным
стандартам;
− высокая производительность;
− возможность получения различных продуктов на одной установке;
− гибкость при перенастройке технологического процесса;
− низкое удельное энергопотребление.
Для покрытия нужд в продуктах разделения воздуха потребителей
принята низкотемпературная ректификационная воздухоразделительная
установка. [18]
Режим работы воздухоразделительной установки – непрерывный
круглосуточный. Необходимые остановки оборудования и технологических
систем для проведения на них регламентных работ не более 210 часов в год и
могут осуществляться в соответствии с графиками, предписанными
документацией изготовителей оборудования или при возникновении
производственной необходимости. [18]
37
Расчетные данные по режимам работы установки приведены в
таблице 2.
Таблица 2
Основные режимы установки
Наименование
потока,
концентрация
продукта
Режим (расход (нм3/ч) / давление (МПа (абс) /
температура (°C)
1
2
3
4
5
Воздух
—
61900
нм3/ч
0,65 МПа
19°С
52800
нм3/ч
0,63 МПа
19°С
46400
нм3/ч
0,58 МПа
19°С
46400
нм3/ч
0,59 МПа
19°С
47400
нм3/ч
0,6 МПа
19°С
Газообраз
ный кисло
род
GOX
99,6 %
об.
по О2
8600
нм3/ч
3 МПа
20°С
8600
нм3/ч
3 МПа
20°С
4300
нм3/ч
3 МПа
20°С
4300
нм3/ч
3 МПа
20°С
0 нм3/ч
—
—
Жидкий
кислород
LOX
99,6 %
об.
по О2
4000
нм3/ч
0,105 МПа
минус183°
С
2200
нм3/ч
0,105 МПа
минус183°
С
4000
нм3/ч
0,105 МПа
минус183°
С
3300
нм3/ч
0,105 МПа
минус183°
С
4150
нм3/ч
0,105 МПа
минус183°
С
Газообраз
ный азот
GAN
1 ppm
О2
43 нм3/ч
1,3 МПа
20°С
43 нм3/ч
1,3 МПа
20°С
43 нм3/ч
1,3 МПа
20°С
43 нм3/ч
1,3 МПа
20°С
43 нм3/ч
1,3 МПа
20°С
Жидкий
азоттLIN
1 ppm
О2
1500
нм3/ч
0,105 МПа
минус195°
С
757 нм3/ч
0,105 МПа
минус195°
С
1520
нм3/ч
0,105 МПа
минус195°
С
1255
нм3/ч
0,105 МПа
минус195°
С
1605
нм3/ч
0,105 МПа
минус195°
С
Газообраз
ный аргон
GAR
1 ppm
О2
1 ppm
N2
23 нм3/ч
2,1 МПа
20°С
23 нм3/ч
2,1 МПа
20°С
23 нм3/ч
2,1 МПа
20°С
23 нм3/ч
2,1 МПа
20°С
23 нм3/ч
2,1 МПа
20°С
Жидкий
аргон LAR
1 ppm
О2
1 ppm
N2
456 нм3/ч
0,135 МПа
минус183°
С
401 нм3/ч
0,125 МПа
минус183°
С
344 нм3/ч
0,12 МПа
минус183°
С
352 нм3/ч
0,125 МПа
минус183°
С
379 нм3/ч
0,12 МПа
минус183°
С
Рассмотрим режимы более подробно:
− Режим 1: 100% газообразных продуктов / 100% жидких продуктов;
− Режим 2: 100% газообразных продуктов / минимум жидких
продуктов;
− Режим 3: минимум газообразных продуктов / 100% жидких
продуктов;
38
− Режим 4: минимум газообразных продуктов / минимум жидких
продуктов;
− Режим 5: без газообразных продуктов высокого давления /
максимум жидких продуктов.
Воздух состоит из кислорода и азота (99,04%). Концентрации этих газов
приблизительно одинаковые по всему миру. Также это относится и к
содержанию аргона в воздухе 0,93 % об., концентрации водорода, углекислоты
также могут изменяться в определенных пределах. Однако, содержание влаги в
воздухе значительно отличается и зависит от температуры, которая определяет
степень насыщения, от метеорологических условий и климатических
особенностей местности, влияющих на влажность воздуха. [9]
Основное сырье при производстве – атмосферный воздух. Состав
атмосферного воздуха, без учета количества водяных паров, колеблется в
весьма узких пределах. Наиболее важные компоненты сухого воздуха
перечислены в таблице 3. [6]
Таблица 3
Компоненты сухого воздуха
№
пп
Компоненты
Парциальное
давление,
мм.рт.ст
Объемная
доля, %
объёмных
Массовая
доля, %
массовых
1
Азот, N2
593,42
78,087
75,52
2
Кислород, О2
159,25
20,95
23,15
3
Аргон, Аr2
7,07
0,93
1,282
4
Двуокись углерода, СО2
0,23
0,03
0,046
5
Неон, Nе
13,7×10-3
18×10-4
12,5×10-4
6
Гелий, Не
4,0×10-3
5,24×10-4
0,72×10-4
7
Ацетилен и др.
углеводороды
1,5×10-3
2,03×10-4
1,28×10-4
8
Метан, СН4
1,1×10-3
1,5×10-4
0,8×10-4
9
Криптон, Кr
8,7×10-4
1,15×10-4
3,3×10-4
10
Водород Н2
3,8×10-4
0,5×10-4
0,035×10-4
11
Закись азота, N2О
3,8×10-4
0,5×10-4
0,8×10-4
12
Ксенон, Хе
0,6×10-4
0,08×10-4
0,36×10-4
13
Озон, О3
0,1×10-17
0,01×10-4
0,015×10-4
14
Радон, Rn
6×10-18
7×10-17
Свойства водяного пара и углекислоты по большей части значительно
отличаются от свойств воздуха. Эти компоненты испаряются от 0°C до минус
39
79°C при атмосферном давлении. Если они присутствуют, тонкие трубки
теплообменников и перфорированные тарелки в ректификационных колоннах
могут забиваться твёрдой фазой (льдом) указанных веществ.
Следовательно, эти составляющие должны быть удалены из воздуха
перед его разделением. [9]
Предельно-допустимые нормы содержания взрывоопасных примесей в
перерабатываемом воздухе для установок, работающих с цеолитовыми блоками
комплексной очистки воздуха, приведены в таблице 4. [9]
Таблица 4
Взрывоопасные примеси в воздухе
№ пп
Наименование параметров
Предельно допустимые
со
держания, в мг/дм3
1
Ацетилен
0,22
2
Высшие ацетиленовые углеводороды
0,15
3
Предельные и непредельные
углеводороды
С3-С6 (кроме пропана) в сумме
1,0
4
Углеводороды: этан, этилен, пропан в
сумме
11
5
Масло
0,4
6
Сероуглерод
0,12
7
Окислы азота
1,25
8
Окислы серы
20
9
Аммиак
20
10
Двуокись углерода
735
11
Сероводород
0,15
12
Твердых частиц и пыли
10
13
Содержание капельного масла
не допускается
Редкие газы химически неактивны (инертные газы), не влияют на
процесс разделения воздуха, за исключением He и Ne. Из-за очень низких точек
кипения, эти два газа всегда остаются в газообразном состоянии в течение
процесса разделения. [16]
Гелиевые газовые зоны могут блокировать теплообмен в конденсаторах
и ожижителях; покрывать их теплообменные поверхности и значительно
затруднять их нормальное функционирование. В данной установке указанные
газы отводятся из низкотемпературной зоны вместе с потоком затворного азота.
Источник: https://baza.diplomsite.ru/previewfile/2529