Файл: Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине Автоматизация технологических процессов.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ТОБОЛЬСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

Кафедра электроэнергетики
Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине

«Автоматизация технологических процессов»
на тему
Разработка функциональной схемы автоматизации процесса фильтрации

выполнил

обучающийся гр.

Иванов И.И.

проверил

доцент, канд. пед. наук Тушакова З.Р.


Тобольск, 2022
Содержание


Введение

Автоматизация производственных процессов предусматривает комплекс технических средств измерений и контроля над технологическим процессом. В их состав входит первичные датчики – например: датчики давления, датчики температуры, расходомеры и т.д. Они обеспечивают безаварийную работу исполнительных механизмов совместно с вторичными приборами и контроллером. Одним из главных направлений технического прогресса является использование ЭВМ, что способствует дальнейшему повышению производительности труда и улучшению условий производства. Большое внимание, в последнее время, уделяется вопросам измерения технологических параметров, разработке новых методов и средств измерения, а также повышению точности измерения и надежности системы.

---

При автоматизации технологических процессов и управлении технологическими объектами широко используются микропроцессорные контроллеры и ЭВМ, что позволяет получать более точные результаты измерений, т.е. уменьшить погрешности измерений, и более эффективно использовать имеющиеся ресурсы, что в свою очередь отражается на экономических показателях производства в целом.

1.Технологический процесс

1. Общая характеристика объекта

Установка комплексной подготовки газа (УКПГ) представляет собой комплекс технологического оборудования и вспомогательных систем, обеспечивающих сбор и обработку природного газа и газового конденсата. Товарной продукцией УКПГ являются: сухой газ газовых месторождений, сухой отбензиненный газ газоконденсатных месторождений, газовый конденсат.

Промысловая обработка газа на УКПГ состоит из следующих этапов:

— абсорбционная или адсорбционная сушка;

— низкотемпературная сепарация или абсорбция;

— масляная абсорбция.

На газовых месторождениях подготовка газа заключается в его осушке, поэтому там используются процессе абсорбции или адсорбции.

На газоконденсатных месторождениях осушка и выделение легкоконденсирующихся углеводородов осуществляются путём низкотемпературной сепарации, низкотемпературной абсорбции или низкотемпературной масляной абсорбции.

2. Описание технологического процесса

Технологическое оборудование можно поделить на следующие блоки:

• 
  блок входного сепаратора;
  
• 
  блок теплообменника газ-газ;
  
• 
  блок эжектора;
  
• 
  блок низкотемпературного сепаратора;
  
• 
  блок разделителя;
  

В входном сепараторе механические примеси и жидкая фаза отделяются от газа при помощи узла завихрителя, сетчатого отбойника, решетки. Более тяжелая жидкая фаза и механические примеси задерживаются сетчатым отбойником и решеткой и стекают в нижнюю полость. Далее газ проходит через сепарирующие элементы, где происходит окончательная очистка и осушение газа от паров влаги, и выходит из сепаратора через выходной штуцер. Выделившаяся жидкая фаза через сливные патрубки из верхней полости стекает в нижнюю. Конденсат периодически удаляется через узел сброса конденсата.

---

Сырой газ из блока входного сепаратора поступает через входной патрубок в трубное пространство секций теплообменника, проходит через трубки трубного пучка и охлаждается от подаваемого в межтрубное пространство газа осушенного, поступающего из низкотемпературного сепаратора, имеющего более низкую температуру.

Газ по входному трубопроводу поступает в верхнюю емкость низкотемпературного сепаратора, пройдя через завихритель и сетчатый отбойник, установленные на входе, более тяжёлая жидкая фаза и механические примеси задерживаются отбойником и решеткой и стекают в нижнюю емкость. Далее поток газа проходит сепарирующие элементы, где происходит очистка газа и осушение от паров влаги, и выходит из сепаратора через выходной патрубок. Жидкая фаза из верхней емкости стекает в нижнюю, где разделяется на фракции (конденсат и водометанольный раствор) различающиеся по плотности. Верхний слой более легкого конденсата переливается через перегородка в накопительный отсек конденсата, а более тяжелая смесь воды и растворенного в ней метанола через трубу привода механизма уровня, устанавливающего уровень раздела фаз жидкости, поступает в накопительный отсек насыщенного метанола. Одновременно при движения жидкости по емкости происходит её дегазация.

В блоке разделителя из промысловой жидкости - смеси конденсата и пластовой воды с растворенным газом происходит выделение растворенного газа. Далее газ проходит через фильтр, который служит для снижения уноса жидкой фазы с газом и где происходит отделение взвешенной фракции и осушение газа.

2.   1   2   3   4

---

Автоматизация технологического процесса

1. Описание процесса автоматизации

   1. Входной сепаратор

Первичные датчики обеспечиват работу следующей аварийной, предупредительной сигнализации и управления процессом предусмотрено схемой автоматизации:

• 
  отклонение давления газа в сепараторе от заданного;
  
• 
  отклонение температуры в сепараторе от заданной;
  
• 
  загрязнённость сепарирующих элементов сепаратора выше допустимой;
  
• 
  отклонение уровня конденсата газа нестабильного в нижней полости сепаратора за допустимые пределы;
  
• 
  открытие и закрытие сбросного крана с электроприводом AUMA;
  
• 
  открытие и закрытие дренажного крана с электроприводом AUMA;
  
• 
  поддержание рабочего уровня конденсата газа нестабильного в нижней полости сепаратора, посредством открытия и закрытия регулирующего клапана с электроприводом AUMA.
  

2. Теплообменник газ-газ

В теплообменнике автоматизированная система осуществляет следующие функции:

• 
  контроль давления газа в полости межтрубного пространства;
  
• 
  контроль давления газа в полости трубного пространства;
  
• 
  контроль и сигнализация повышения давления газа межтрубного и трубного пространства;
  
• 
  контроль температуры газа межтрубного и трубного пространства.
  

3. Низкотемпературный сепаратор

Блок оборудован первичными датчиками системы АСУ ТП. Схемой автоматизации предусмотрены следующие датчики: давления рабочей среды в сепараторе; температуры рабочей среды в сепараторе; уровня жидкости в накопительной полости ёмкости конденсата сепаратора (рабочий и аварийный уровни); уровня раздела сред "конденсат-вода" в ёмкости конденсата, уровня жидкости в накопительной полости насыщенного метанола; расхода конденсата стабильного, сбрасываемого из накопительной полости ёмкости конденсата; расход метанола насыщенного. Предусмотрены показывающие манометры в сепараторе и на выходе конденсата, а также показывающий термометр и датчик перепада давления, установленные на сепраторе.

---

Указанные первичные датчики обеспечивают работу следующей аварийной, предупредительной сигнализации и управления процессом:

• 
  отклонение давления газа в сепараторе от заданного;
  
• 
  отклонение температуры в сепараторе от заданной;
  
• 
  отклонение уровня конденсата в накопительной полости ёмкости конденсата за допустимые пределы;
  
• 
  отклонение уровня насыщенного метанола в накопительной полости ёмкости конденсата за допустимые пределы;
  
• 
  открытие и закрытие крана дренажа аварийной ёмкости сеператора с электроприводом;
  
• 
  открытие и закрытие крана аварийного закрытия линии слива насыщенного метанола из сепаратора с электроприводом;
  
• 
  открытие и закрытие крана аварийного закрытия линии слива конденсата из сепаратора с электроприводом
  
• 
  поддержание номинального уровня конденсата и метанола в соответствующей накопительной полости ёмкости посредством открытия и закрытия регулирующего клапана и регулирующе-отсечного клапана с электроприводом.
  
• 
  отклонение перепада давления на сепарирующих элементах выше допустимого (загрязнение сепарирующих элементов);
  
• 
  отклонение уровня раздела сред в емкости конденсата от заданного;
  
• 
  открытие и закрытие крана сброса газа на факел с электроприводом.
  

Контроль за уровнем жидкой фазы в накопительных полостях нижней ёмкости и управление сбросными регулирующими клапанами с электроприводом производится контроллером АСУ ТП по сигналам датчиков уровня. При работе в ручном режиме уровень контролируется по визуальным указателям уровня жидкости.

4. Технологический блок разделителя

Предусмотрены следующие первичные датчики: давления рабочей среды, температуры рабочей среды, уровня конденсата, уровня водометанольного раствора, межфазного уровня установленные на разделителе.

Предусмотрены показывающие манометры на разделителе и на вызоде конденсата.

Количество выделенного в разделителе газа замеряется расходомером, далее газ выветривания поступает на выход.

---