Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет - Теплоэнергетический

Направление - Автоматизированные технологии и производства

Специальность - Автоматизация технологических процессов и производств

(в теплоэнергетике)

Кафедра - Автоматизация теплоэнергетических процессов

ИНФОРМАЦИОННО – ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

МАЛОГАБАРИТНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА

МОТОРНОГО ТОПЛИВА

Выпускная квалификационная работа

на соискание квалификации инженер

ФЮРА.421000.016 ПЗ

Студент гр. 6232 ___________________ Е.Н. Немцева

^{(подпись)}

___________________

^(дата)

Руководитель

доцент, к.т.н. ____________________ В.В. Медведев

^{(подпись)}

____________________

^(дата)

Консультанты:

по экономике ст.

преподаватель ___________________ Н. Г. Кузьмина

^{(подпись)}

___________________

^(дата)

по безопасности

жизнедеятельности

доцент, к.т.н. ____________________ А. А. Сечин

^{(подпись)}

____________________

^(дата)

Допустить к защите:

Заведующий кафедрой

доцент, к.т.н, __________________ В. С. Андык

^{(подпись)}

____________________

^(дата)

Томск - 2008

РЕФЕРАТ

Выпускная квалификационная работа 169 с., 17 источни­ков, 3 прил., 8 л. графического материала.

Ключевые слова: производство моторного топлива, ректификационная колонна, информационно-измерительная система, мазут, бензин, дизельное топливо, измерение, регистрация.

Объектом исследования является малогабаритная установка для производства моторного топлива, находящаяся в поселке Красноярка Томской области.

Цель работы – разработка информационно-измерительной системы малогабаритной установки для производства моторного топлива на базе современных средств автомати­зации.

В процессе работы проводился системный анализ объекта автоматизации, составлен перечень контролируемых параметров и определены их значения, произведен выбор технических средств и приведено метрологическое обоснование выбора средств измерения температуры, давления, составлена заказная спецификация средств автоматизации. Выполнен расчет параметров измерительного канала.

В результате исследования улучшены характеристики информационно-измерительной системы установки для производства моторного топлива. Достигнуты технико-экономические показатели, доказывающие, что разрабатываемая система является конкурентноспособной.

Эффективность проекта заключается в улучшении характеристик системы и надежности работы установки.

Степень внедрения: разработана современная информационно-измерительная система, удовлетворяющая требованиям надежности и эффективности работы установки.

СОДЕРЖАНИЕ

		С.
	Введение	6
1	Системный анализ объекта автоматизации	8
	1.1 Технологические процессы получения моторного топлива	8
	1.2 Принципиальная технологическая схема установки для производства моторного топлива	10
	1.3 Описание конструкции оборудования нефтеперерабатывающего производства	16
2	Основные технические требования к ИИС	20
3	Выбор точек контроля и составление функциональной схемы	25
	3.1 Состав функциональной схемы	25
4	Выбор технических средств ИИС 4.1 Выбор датчиков температуры 4.2 Выбор датчиков давления 4.3 Выбор датчиков расхода нефтепродуктов 4.4 Выбор датчиков уровня 4.5 Выбор датчиков загазованности 4.6 Выбор измерительных приборов	32 33 37 41 45 46 48
5	Метрологическое обоснование выбора систем измерения технологических параметров	53
	5.1 Система измерения температуры нефти	53
	5.2 Система измерения давления дизтоплива	59
6	Расчет первичного преобразователя для измерения расхода бензина	64
7	Разработка монтажной схемы ИИС	74
8	Выбор проводов, кабелей и защитных труб	76
9	Разработка общего вида щита	78
10	Технико-экономическое обоснование проекта	81
	10.1 Цели и задачи экономической части проекта	81
	10.2 Построение графика занятости участников проекта	82
	10.3 Затраты на разработку проекта	85
	10.4 Определение единовременных капитальных вложений	89
	10.5 Определение технического уровня выполненной разработки	90
11	Экологичность и безопасность проекта	94
	11.1 Требования, предъявляемые к проектированию постов управления	94

	11.2 Анализ существующих опасностей и вредных факторов	95
	11.3 Освещение рабочего места	101
	11.4 Вентиляция рабочего места	102
	11.5 Электробезопасность	102
	11.6 Пожаробезлпасность	104
	11.7 Расчет защитного заземления	107
	11.8 Охрана окружающей среды	110
	Заключение	117
	Список использованных источников	118
	ПРИЛОЖЕНИЕ А Структурная схема технологической линии малогабаритной установки для производства моторного топлива	120
	Таблица А1 Обозначение оборудования технологическоц линии малогабаритной установки для производства моторного топлива	121
	ПРИЛОЖЕНИЕ Б Спецификация приборов и средств автоматизации	122
	ПРИЛОЖЕНИЕ В График зависимости относительного отклонения от относительной площади отверстия диафрагмы	145
	ПРИЛОЖЕНИЕ Г Bearbeitung des Funktionsschema der Objektautomatisierung |Schema| |Gegenstand|	146
	Графический материал:		На отдельных листах
	ФЮРА.421000.016 С2 Схема функциональная
	ФЮРА.421000.016 С4 Схема монтажная внешних электрических и трубных проводок ФЮРА.421000.016 С4 Схема монтажная щита приборов и преобразователей ФЮРА.421000.016 КД Общий вид щита ФЮРА.421000.016 Технико-экономическое обоснование

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время весьма актуален вопрос переработки нефти. Поэтому необходимо создание и усовершенствование систем упралений, расположенных непосредственно на объектах нефтепромыслов.

В настоящее время строятся производства, приближенные к местам добычи нефти. В поселке Красноярка Каргасокского района Томской области эксплуатируется установка для производства моторного топлива. Установка для производства моторного топлива является взрыво- и пожароопасным производством. Поэтому к информационно-измерительной системе контроля параметров технологического процесса нефтепереработки предъявляются повышенные требования. Такое производства должно быть оснащено современными средствами контроля и сигнализации, что позволяет обеспечить эффективную работу установки.

Целью выпускной квалификационной работы (ВКР) является разработка информационно-измерительной системы (ИИС) контроля технологических параметров малогабаритной установки для производства моторного топлива.

Информационно-измерительная система действующей установки нуждается в улучшении, в силу того, что в настоящее время повысились требования. Поэтому необходимо разработать более современную систему контроля. При проектировании информационно-измерительной системы установки для производства моторного топлива необходимо решенить следующие задачи:

- изучить и разработать технологическую схему технологической линии малогабаритной установки для производства моторного топлива, с целью выявления ее особенностей, влияющих на решение задач автоматизации;

- составить перечень контролируемых параметров технологического процесса и оборудования;

- определить местоположения точек отбора измерительной

информации;

- выбрать методы и технические средства получения, преобразования, передачи и представления измерительной информации;

- разместить технические средства автоматизации на технологическом оборудовании, трубопроводах, по месту и на щите;

- разработать схемы: функциональную, монтажную внешних трубных и кабельных проводок, щита преобразователей и приборов;

- произвести экономическое обоснование выбора ИИС;

- проанализировать безопасность и экологичность проекта.

При проектировании ИИС учтены следующие особенности:

- выбраны взрывобезопасные датчики температуры, давления, расхода, уровня и загазованности;

- ИИС спроектирована на базе отечественных взаимозаменяемых, и по возможности спмодиагностируемых, средствах измерения, что повышает надежность и бесперебойность оборудования, а, следовательно, и самой ИИС;

- предусмотрена световая и звуковая сигнализация предельных значений параметров, которые могут привести к аварийным ситуациям.

Таким образом, использование информационно-измерительной системы, отвечающей современным требованиям, позволяет повысить эффективность работы установки для производства моторного топлива.

1 Системный анализ объекта автоматизации

1. Технологические процессы получения

моторного топлива

Нефть и нефтепродукты представляют собой сложную смесь углеводородов и неуглеводородных соединений, которые обычными методами перегонки невозможно разделить на отдельные составляющие [1]. Как правило, нефть и нефтепродукты разделяют путем перегонки на отдельные составные части, каждая из которых является менее сложной смесью. Такие части принято называть фракциями или дистиллятами. Нефтяные фракции в отличии от индивидуальных соединений не имеют постоянной температуры кипения. Они выкипают в определенных интервалах температур, то есть имеют температуру начала кипения (НК) и конца кипения (КК), которые зависят от химического состава фракции.

Процессы очистки нефтепродуктов основаны на освобождении их от нежелательных компонентов с целью получения товарных нефтепродуктов высокого качества [1]. К нежелательным компонентам относятся, например, при производстве реактивных и дизельных топлив сернистые соединения, ароматические углеводороды и высокозастывающие парафины, а при получении смазочных масел – смолистые вещества и сернистые соединения.

Фракционный состав нефти и нефтепродуктов показывает содержание в них (в объемных или весовых долях) различных фракций, выкипающих в определенных температурных диапазонах. Этот показатель имеет большое практическое значение. По фракционному составу нефти судят о том, какие нефтепродукты и в каких количествах можно из нее выделить.

Для получения многочисленных нефтепродуктов применяют различные методы разделения нефти на фракции и группы углеводородов, а также методы изменения ее химического состава. Методы переработки нефти разделяют на первичные и вторичные. К первичным относят процессы разделения нефти на

фракции. Используют ее потенциальные возможности по ассортименту, количеству и качеству получаемых продуктов и полупродуктов. К всромогательным относят процессы деструктивной переработки нефти и очистки нефтепродуктов. При помощи этих методов удается получить нефтепродукты заданного качества и в больших количествах, чем при прямой перегонке нефти.

Фракционная перегонка нефти, называемая также прямой гонкой - первая стадия переработки нефти в товарную продукцию. При перегонке нефть делится на фракции, имеющие различную температуру кипения: бензин, лигроин, керосин, газойль и мазут. При повторной перегонке под вакуумом мазут разделяют на дистилляты, необходимые для получения смазочных масел, и тяжелый смолистый осадок – гудрон. Большую часть мазута используют в качестве котельного топлива. Гудрон в основном перерабатывают на асфальт. Мазут и гудрон можно подвергнуть крекингу (высокотемпературной перегонке с разложением молекул) с получением дополнительного количества моторного топлива.

При вторичной переработке каталитическим крекингом получают дополнительное количество высокооктановых бензинов посредством каталитического реформинга (перегонка при 550 в присутствии катализатора) повышают качество бензинов и получают ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы и этил-бензол). Гидроочистка позволяет получить реактивные и дизельные топлива с малым содержанием серы. Процессы пиролиза (крекинга, реформинга) дают возможность получить из нефти важнейшее сырье для нефтехимии: этилен, пропилен, бутилены и моноциклические ароматические углеводороды, а также сырье для производства высококачественных сажи и электродного кокса.

Типовая аппаратура современных нефтеперерабатывающих заводов обеспечивает проведение всего комплекса операций конкретных технологических процессов для получения определенной номенклатуры товарной продукции. Она обеспечивает обезвоживание и обессоливание нефти (электродегидраторы), ее подогрев или охлаждение (теплообменно-холодильное оборудование), высокотемпературный нагрев (термические печи), разделение смеси паров на

фракции (ректификационные и вакуумные колонны), перекачку сырья и продуктов (насосно-компрессорное оборудование).