ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ 5.05020201.000.00.004.ПЗ ДКНГ Група 09-А-1 Чернихівський Роман 2013

ВСТУП

Нафтова і газова промисловість України розвивається з кінця 18 століття. В

структурі видобутку палива нафта займає 5,3% , а газ19,1% . Щорічно в

Україні видобувається 4-5 млн. т. нафти (10% від потреби), 22 млрд.м³ газу

(35%). Видобуток нафти і газу здійснюється у Прикарпацькому, Дніпровсь-

ко- Донецькому і Чорноморському нафтогазоноснох районах.

Одним із основних шляхів підвищення ефективності нафтопереробного

виробництва являється створення автоматизованих систем управління

технологічними процесами (АСУТП) на базі сучасних засобів автоматизації і

обчислювальної техніки.

Управління технологічними процесами з використанням автоматичних за-

собів включає в себе виконання наступних основних задач: контроль пара-

метрів процесів (температури, тиску в апаратах, складу і якості рідин і газів і

т. д.); регулювання параметрів (підтримання їх у заданих значеннях); сигна-

лізацію (повідомлення, попередження) про відхилення значень параметів за

допустимі межі; блокування неправильного включення обладнання; захист

обладнання в аварійних ситуаціях (виключення, переключення на безпечний

режим).

Для технологічних процесів переробки нафти характерні високі швидкості

хімічних реакцій, високі температури і тиски, вибухо і пожежонебезпечність.

Сучасні багатотонні технологічні установки навтопереробного заводу (НПЗ)

займають великі виробничі площі, їх обладнання розміщене в основному у

відкритому повітрі. Для управління процесами переробки нафти використо-

вують автоматизовані системи – в розпорядженні обслуговуючого персоналу

є десятки і сотні різних приладів, регуляторів і інших автоматичних пристро-

їв.

Автоматика є складовою частиною науки про керування: кібернетики.

Кібернетика встановлює загальні принципи і закони керування об’єктами різ-

ної природи на основі одержання, передачі, обробки і використання інформа-

ції. Принцип кібернетики застовкють в науці і техніці.

Незалежно від того, з якими об’єктами зв’язані процеси керування, вони

завжди протікають насткпним чином. Деякі чутливі органи (вимірювальні

прилади) сприймають інформацію про стан технологічного процесу. Ця

інформація подається по тим чи іншим каналом зв’язку (електричні провід-

ники) до органу, який перетворює прийняту інформацію у сигнал керування

(виконавчий механізм). Сигнал керування діє на хід технологічного процесу.

Під автоматизацією виробничого процесу розуміють застосування мето-

дів і ЗА для перетворення неавтоматичних процесів в автоматичні.

Автоматизації передує механізація виробничих процесів, в результаті

якої здійснюється заміна ручної праці машинами і механізмами.

Головні вимоги, які ставляться до систем нафтозабезпечення – це надій-

ність і безперебійність доставки нафти споживачам при безпечній і економіч-

ній роботі всіх технологічних споруд. Виконання цих вимог в повній мірі

можливе тільки при високому рівні автоматизації. Виробничі об’єкти транс-

порту характеризуються великою віддалю між собою. Разом з тим вони

технологічно взаємопов’язані і впливають один на одного в процесі експлу-

атаціїї. Такі структурно складні і одночасно взаємопов’зані в роботі системи

потребують для оперативного управління надійних і сучасних засобів авто-

матики, телемеханіки і зв’язку.

Основні переваги автоматизації полягають у можливостях забезпечити:

- Зростання продуктивності та поліпшення умов праці;

- Виконання робіт у важодоступних чи взагалі недоступних для людини сфе-

рах;

- Підвищення точності, якості технологічних процесів і відповідних виробів;

- Зростання надійності та техніко-економічних показників і загальної куль-

тури виробництва та кваліфікації обслуговуючого персоналу.

Автоматизація ефективно застосовується на сучасному етапі розвитку люд-

ства з метою досягнення зростання показників ресурсозбереження, поліпшен-

ня екології навколишнього середовища, якості продукції.

На основі масштаби досягнень фундаменальних і прикладних наук, теорії

автоматичного регулювання і управління на базі нових розроблених приладів

і регуляторів створювались схеми автоматизації. Такі схеми дозволяють вико-

нувати наступні функції: контороль параметрів технологічних процесів, дис-

танційне і автоматичне управління машинами і агрегатами та сигналізації їх-

нього стану, забезпечують оптимізацію технологічних процесів. Розвиток ав-

томатизації проходить за рахунок безперервного удосконалення конструкції,

підвищення точності і надійності апаратури, створення принципово нових

видів приладів і систем автоматичного регулювання та управління.

Незалежно від того, з якими об’єктами зв’язані процеси керування, вони

завжди протікають наступним чмном. Чутливі органи сприймають інформацію

про стан технологічного процесу. Ця інформація подається по тим чи іншим

каналам зв’язку (електричні провідники, труби) до органу, який перетворює

прийняту інформацію у сигнал керування. Сигнал керування подається на

виконавчий механізм, який діє на хід технологічного процесу.

Досягнення науки і техніки в області електороніки і приладобудування

дозволили вирішувати складні завдання автоматизації і телемеханізації. Від-

бувається перехід до нового етапу автоматизації: автоматизованих систем уп-

равління АСУ. Під АСУ розуміється комплекс науково-технічних організаці-

йних заходів, які забезпечують максимальну ефективність трубопровідного

транспорту з централізованими формами керування і обслуговування і які

базуються на високому рівні автоматизації окремих об’єктів і установок, авто-

матичному регулюванні режиму їх роботи, системи автоматичної передачі

інформації і команд керування від об’єктів до центральних пунктів і назад.

Основою АСУ є автоматизація виробничих процесів, об’єктів і установок,

диспетчеризація керування і обслуговування.

1 ВИХІДНІ ДАНІ

1.1 Загальна характеристика підприємства як об’єкта

автоматизації.

АТ "НІІК - Галичина" – найстаріше підприємство нафтопереробної

промисловості не тільки в Україні, але й у Європі, яке історично було

засноване 1859 році, як Дрогобицький нафтопереробний завод. Зареєстроване

як ВАТ 1994 році. Розташований завод на заході України. Товариство реалізує

свої продукцію в регіоні та частково експортує її в сусідні країни Центральної

і Східної Європи.

Профіль підприємства – господарська діяльність по купівлі, переробці,

транспортуванню та збуту нафти, газу, газового конденсату і продуктів

переробки, проведенню науково-дослідних робіт, впровадження висо-

ефективних технологій і обладнання.

Основні категорії продукції — автомобільні бензини, дизельне паливо,

мазут, нафтобітум, парафін технічний, кокс електродний.

На початку свого існування завод являв собою кустарне підприємство.

Незабаром цей завод горів, а на його місці в 1866 році виникло нове нафтове

підприємство, яке стало основою Дрогобицького нафтопереробного заводу

№1 і №2. В 1963 році відбулось об'єднання Дрогобичнафтопереробка"

", яке 1972 році було переіменоване на Дрогобицький нафтопереробний завод.

Основні технологічні установки на заводі були побудовані у 1965 – 1985

роках.

Завод складається з двох територіально-розділених дільниць, установок по

переробці нафти та бітумної. На першій дільниці є цех по виробництву

технологічних мастил “Нафтохім", "Тарін". На другій дільниці, яка є

основною, крім 2-ох установок по переробці нафти експлуатуються установки

каталітичного крекінгу, реформінгу, термічного крекінгу, коксова, бітумна та

цех по виробництву парафіну.

Завод переробляє нафти різних родовищ: Бориславського, Долинського, Старосамбірського, Білоруського, Калінінградського, Західно-Сибірського.

Нафта Долинського і Бориславського родовищ поступає на завод по нафто-

проводу, всі інші нафти – залізничним транспортом в цистернах.

Загальна потужність переробки нафти становить 5,7 млн. т. на рік. Проте

потужності первинної переробки нафти використовуються лише на третину

через відсутність обігових коштів, неплатоспроможність споживачів, недос-

коналість законодавчої бази, яка б захищала вітчизняного товаровиробника і погіршення поставок сировини, спричинених тривалим економічним спадом в Україні.

Для підвищення рентабельності та конкурентоздатності на ринку товарис-

тво інтенсивно формує власну структуру збуту готової продукції, включаючи

відвантаження залізничним та автомобільним транспортом через власну мере-

жу автозаправочних станцій.

З 1993 року проводиться реконструкція АТ "НПК - Галичина". По угоді

французьким інститутом нафти ФІН закуплено ліцензії на використані найсучасніших технологій в галузі нафтопереробки. ФІН виконав також базове

проектування і розробив регламент будівництва на підприємстві.

1.2 Опис технологічної схеми.

Аміачна компресорна є складовою частиною аміачно-холодильної установки

і складається з компресорних агрегатів АУ-300 з необхідними трубопроводами

і апаратами.

Аміачні компресори АУ-300 призначені для роботи в системах холодиль-

них установок як в стаціонарних так і в транспортних умовах з діапазоном

температур кипіння від +5 до -30⁰С і температурою конденсації, яка не переви-

щує +40⁰С. При цьому різниця між тиском всмоктування в компресорі не

не повинна перевищувати 12 кгс/см², а відношення цих тисків не повинно бути більше 9.

Пари аміаку з випарної системи засмоктуються в циліндри компресора,

стискаються до тиску конденсації, потім поступають в конденсатор, конден-

сується, і рідкий аміак знову поступає у випаровувальну систему. Цей цикл

безперервно повторюється.

Одноступінчатий мотор – компресорний агрегат АУ-300 представляє

собою агрегат, що включає в себе блок-картерний компресор змонтований на

спільній рамі з електродвигуном, необхідні прилади і ЗА.

В управлінні аміачно-холодильної установки найбільш небезпечними для

аміачних компресорів і обслуговуючого персоналу є надмірний ріст тиску

нагнітання компресора, підвищення вище норми температури нагнітання

компресора та падіння протоку води через сорочку охолодження компресора.

Надмірний ріст тиску нагнітання може призвести до руйнування компресо-

ра, конденсатора і других елементів сторони високого тиску. Пониження тиску

всмоктування нижче норми може привести до порушення змащення компресо-

ра та падіння протоку води через сорочку охолодження компресора, що може

привести до перегріву компресора і заклинювання поршнів, компресора.

Для усунення найбільш небезпечних для аміачних компресорних і обслу-

говуючого персоналу ситуацій передбачаються системи сигналізації, блоку-

вань та захисту компресорів.

Компресорні зали аміачних холодильних станцій відносяться до класу

В-1б, в яких допускається установка КВП в нормальному виконанні, в герме-

тичному або водонепроникному корпусі.

2 Техніко-технологічний розділ

2.1 Вибір та обґрунтування схем та засобів автоматизації

На сучасному етапі розвитку виробництва перспективним є впровадження

комплексної автоматизації, тобто такої, при якій автоматизовані як основні,

так і допоміжні процеси, а управління технологічним процесом здійснюється

централізовано з операторної. Комплексна система автоматизації дозволяє

використовувати набагато меншу кількість обслуговуючого персоналу. Робота

обслуговуючого персоналу зводиться до пуско-зупиночних операцій, періо-

дичного зняття показів приладів і виведення установки з аварійного стану.

Прилади вибираються у відповідності із їх призначенням (по функіональ-

них ознакам, кількості точок вимірювання, відстані передачі показів і т. д.) і

умовами експлуатації, приступають до вибору метрологічних характеристик

приладу. Спочатку вибираємо границю вимірювання приладу, потім клас

точності.

Границя вимірювання характеризується нижньою і верхньою границями

вимірювання. Вибір границі вимірювання приладу здійснюється з наступного

ряду границь вимірювання:

(1,0; 1,5; 2; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0;7,0; 8,0; 9,0)×10ⁿ,

де n – будь-яке ціле додатнє або від’ємне число допустимої похибки і вибраної

границі вимірювання.

Границю вимірювання манометрів вибираємо у відповідності із такими

вимогами: для приладів, які вимірюють змінний пульсуючий тиск вимірювана

величина повинна знаходитись у другій третині шкали. Для постійного тиску-

у третій четвертині шкали. Для витратомірів змінного перепаду тиску вимірю-

вана величина повинна знаходитись у другій половині шкали. Допускається

і менше, але не менше 30% шкали. Для всіх інших приладів границя вимірюва-

ння повинна перевищувати граничні максимальні і мінімальні значення вимі-

рюваної величини на величину не менше допустимої похибки. Границя вимі-

рювання вибирається ближньою більшою з нормального ряду ганиць вимірю-

вання. Приблизний нормальний ряд границь вимірювання подано вище.

Потім вибирається клас точності приладу. Клас точності приладу показує

яку максимальну похибку у відсотках від границі вимірювання можна допус-

тити при вимірюванні даним приладом.

Клас точності позначається рівним основній допустимій похибці приве-

деній похибці, вираженій у відсотках. Для зручності користування клас точно-

сті приймається за безрозмірну величину. В основному використовують такі

класи точності:

• 0,01; 0,015; 0,02; 0,025; 0,04; 0,05; 0,06;

• 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6;

• 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0.

В основному в промисловості використовуються технічні прилади, які

мають класи точності 5,0 і нижче.

Клас точності приладу вибирається по приведеній похибці, виходячи з

допустимої похибки даного технологічного параметру. Визнавши приведену

похибку, клас точності вибирають ближній менший від абсолютної величини

приведеної похибки по вище приведеному ряді.

Всі прилади поділяються на:

а) прилади звичайного виконання;

б) вибухозахищені, які використовуються коли середовище, в якому вони роз-

міщені, містить високу концентрацію небезпечних речовин, що від іскри мо-

жуть спричинити вибух;

в) масло наповнені, для більшої надійності проти вибуху;

г) прилади, які перебувають під надмірним тиском.

Приклад вибору приладу:

Підібрати прилад для місцевого контролю тиску на виході компресорів

К-1 і К-2 при робочому тиску 1,8 МПа при допустимій похибці ± 0,06 МПа.

1. Визначаємо границю вимірювання приладу:

,

де lim p – границя вимірювання приладу;

P_max- робочий тиск.

Згідно нормального ряду границь вимірювання приймаємо: lim p=2.5МПа

2. Визначаємо максимальну приведену похибку:

Δ

де Δ – максимальна приведена похибка;

а_доп – допустима похибка, яку можна допустити при вимірюванні приладом

Δ

Отже, клас точності повинен бути вищим за 2,4.

Згідно ряду класів точності відповідно до максимальної приведеної похибки

виберемо клас точності приладу К=2,0.

На установці постійно наявне середовище яке може пошкодити здоров’я

обслуговуючого персоналу. Тому потрібно вибрати прилад звичайного вико-

нання, але потрібно використати розділюючу посудину щоб уникнути витоку

газу у атмосферу.

Отже, по технічній характеристиці вибираємо манометр з класом точності

К=2,0.

Автоматизація аміачно-холодильної установки цеху №3 виробництва па-

рафіну на ВАТ “НПК-Галичина” повинна забезпечувати згідно завдання

контроль технологічних параметрів з метою попередження аварійних ситуацій

та виходу з ладу обладнання. Сигналізації підлягають всі параметри, які, при

перевищенні граничних значень можуть привести до аварій або нещасних ви-

падків. Виходячи з цього у дипломному проекті використані:

1. Давачі температури – ТСМ 0289 50М – термоперетворювачі опору мідні;

2. Первинні перетворювачі: МТМ 700 ДИ – перетворювач тиску з електрич-

ним вихідним сигналом 4-20 mA; Д 220 А-13 – перетворювач різниці тисків

(газів) з електричним вихідним сигналом 4-20 mA ; ДСМ202-01А-2 – перетво-

рювач різниці тисків (рідин) з електричним вихідним сигналом 4-20 mA;

ПП – первинний перетворювач рівнемір; РПИ 20-ІІІ – реле потоку рідини;

СТМ-903 – перетворювач загазованості з вихідним електричним сигналом

4-20 mA; МТМ 701.3nЕх – перетворювач перепаду тиску;

3. Датчик загазованості ДАП-4;

4. Передаючий перетворювач ППР – рівнемір;

5. Вторинні прилади: Диск 250 – вторинний реєструючий, сигналізуючий і

регулюючий прилад з записом на дисковій діаграмі; МТМ-РЭ-160 – вторинний

показуючий та сигналізуючий 6-канальний прилад.