Регулирование технологических параметров на установке ЭЛОУ авт-6.

Курсовой проект

по дисциплине «Проектирование автоматизированных систем»

Вариант №

Выполнил:

Студент гр. ЭАБЗ-552 __________ Иванов И.И.

(подп.)

Проверил:

Ст. преподаватель ___________ Шумилов Е.А.

(подп.)

Оценка_________

Сызрань 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение….…………………………………………………………………….4

Описание работы установки…………………………………………………..5

Технологическая схема установки…………………………………………....6

Расчёты регуляторов…………………………………………………………...7

Заключение…………………………………………………………………….13

ВВЕДЕНИЕ

Нефть известна человеку с древнейших времен. В течение многих столетий нефтью пользовались в качестве лечебного средства, топлива и осветительного материала. По мере развития техники в России развивалась и нефтеперерабатывающая промышленность, которая обеспечивала получение из нефти различных нефтепродуктов. Перед нефтяной промышленностью стоит огромная задача: обеспечить сырьем и промежуточными продуктами химическую и нефтехимическую промышленность. Сырьем для развития этих отраслей промышленности служат природный и попутный газ, сжиженный газ и отдельные углеводородные фракции. Кроме того, на нефтеперерабатывающих заводах стали получать ароматические углеводороды, сырье для сажи, синтетические жирные кислоты и спирты, а также многие другие продукты. Современная нефтеперерабатывающая промышленность постоянно идет под знаком научно-технических разработок. Основными технологическими процессами на нефтеперерабатывающих предприятиях являются: обессоливание и обезвоживание нефти на первичном этапе, каталитический крекинг, каталитический риформинг, изомеризация, гидрогенизационная очистка нефтяных дистиллятов и др. – на вторичном и последующих этапах.

Широкое распространение вторичных процессов переработки нефти повышает требования к четкости разделения нефти и более глубоким отборам. Современные технологические процессы переработки нефти отличаются большой производительностью, высокими скоростями потоков и определенными значениями параметров, отклонение которых допускается лишь в самых небольших пределах.

На современном мировом рынке предъявляются высокие требования к качеству нефти и нефтепродуктов, поэтому необходимо непрерывно улучшать качество выпускаемой продукции. А это требует применения современных высокоточных систем управления.

Процессы перегонки нефти осуществляют на так называемых атмо­сферных трубчатых (AT) и вакуумных трубчатых (ВТ) или атмосферно-вакуумных трубчатых (АВТ) установках.

На установках AT осуществляют неглубокую перегонку нефти с получением топливных (бензиновых, керосиновых, дизельных) фрак­ций и мазута. Установки ВТ предназначены для перегонки мазута. Получаемые на них газойлевые, масляные фракции и гудрон использу­ют в качестве сырья процессов последующей (вторичной) переработки их с получением топлив, смазочных масел, кокса, битумов и других нефтепродуктов.

Современные процессы перегонки нефти являются комбинирован­ными с процессами обезвоживания и обессоливания, вторичной перегонки и стабилизации бензиновой фракции: ЭЛОУ-АТ, ЭЛОУ-АВТ и т. д.

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ УСТАНОВКИ

Технологический процесс в атмосферном блоке ЭЛОУ АВТ-6 протекает следующим образом. Обезвоженную и обессо­ленную на ЭЛОУ нефть до­полнительно подогревают в теплообменниках и подают на разделение в колонну частичного отбензинивания 1. Уходящие с верха этой ко­лонны углеводородный газ и легкий бензин конденсиру­ют и охлаждают в аппаратах воздушного и водяного охлаждения и направляют в емкость орошения. Часть конденсата возвращают на верх колонны 1 в качестве острого орошения. Отбензиненную нефть с низа колонны 1 подают в трубчатую печь 4, где нагревают до требуемой температуры и направляют в атмосферную колонну 2. Часть отбензиненной нефти из печи 4 возвращают в низ колонны 1 в качестве горя­чей струи. С верха колонны 2 отбирают тяжелый бензин, а сбоку через отпарные колонны 3 выводят топливные фракции 180-220 (230), 220 (230)-280 и 280-350 °С. Атмосферная колонна, кроме острого оро­шения, имеет два циркуляционных орошения, которыми отводят тепло ниже тарелок отбора фракций 180-220 и 220-280 °С. В нижние части атмосферной и отпарных колонн подают перегретый водяной пар для отпарки легко кипящих фракций. С низа атмосферной колонны выво­дят мазут, который направляют на блок вакуумной перегонки.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ

На рис.1 показана принципиальная схема блока атмосферной перегонки нефти установки ЭЛОУ АВТ-6.

Рис.1

1- отбензинивающая колонна;

2 – атмосферная колонна;

3 - отпарные колонны;

4 – атмосферная печь;

I – нефть с ЭЛОУ;

II – легкий бензин;

III- тяжелый бензин;

IV – фракция 180-220 ;

V - фракция 220-280 ;

VI - фракция 280-350 ;

VII – мазут;

VIII – газ;

IX – водяной пар.

РАСЧЕТ РЕГУЛЯТОРОВ

Таблица 1 – Данные для расчета

Система регулирования	W11(s)	W12(s)	W21(s)	W31(s)	WОС1(s)	WОС2(s)	WОС3(s)	Т0
Печь					2,9	0,47	4,8	0,001

Для регулирования параметров используется трехконтурная система подчиненного регулирования. Структурная схема такой системы показана на рис.2.

Рис 2.

Для системы регулирования температуры в атмосферной печи:

R₁(s) – передаточная функция регулятора скорости электродвигателя;

W₁₁(s) – передаточная функция тиристорного преобразователя;

W₁₂(s) – передаточная функция электродвигателя;

W_ос1(s) – передаточная функция датчика скорости;

R₂(s) – передаточная функция регулятора расхода топлива;

W₂₁(s) – передаточная функция насоса;

W_ос2(s) – передаточная функция датчика расхода топлива;

R₃(s) – передаточная функция регулятора температуры в атмосферной печи;

W₃₁(s) – передаточная функция атмосферной печи;

W_ос3(s) – передаточная функция датчика температуры атмосферной печи.

Первый контур системы регулирования по скорости настроим на технический оптимум (рис.3).

Рис.3

Желаемая передаточная функция первого разомкнутого контура:

(1)

С другой стороны:

(2)

Подставив в формулу (2) значение , можно рассчитать передаточную функцию регулятора :

Проверим правильность вычислений с помощью компьютерного моделирования в Simulink. На (рис.5) изображен график переходного процесса, параметры которого соответствуют техническому оптимуму.

Рис.4 Схема модели системы электропривода

Рис.5 График переходного процесса

Передаточная функция первого замкнутого контура:

Второй контур системы регулирования расхода топлива настроим на технический оптимум (рис.6).

Рис.6

Желаемая передаточная функция второго разомкнутого контура:

(3)

С другой стороны:

(4)

Подставив в формулу (4) значение , можно рассчитать передаточную функцию регулятора :

Проверим правильность вычислений с помощью компьютерного моделирования в Simulink. На (рис.8) изображен график переходного процесса, параметры которого соответствуют техническому оптимуму.

Рис.7 Схема модели системы электропривода

Рис.8 График переходного процесса

Передаточная функция второго замкнутого контура:

Третий контур системы регулирования температуры настроим на симметричный оптимум (рис.9).

Рис.9

Желаемая передаточная функция третьего разомкнутого контура:

(5)

С другой стороны:

(6)

Подставив в формулу (6) значение , можно рассчитать передаточную функцию регулятора :

Проверим правильность вычислений с помощью компьютерного моделирования в Simulink. На (рис.11) изображен график переходного процесса, параметры которого соответствуют техническому оптимуму.

Рис.10 Схема модели системы электропривода

Рис.11 График переходного процесса

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе данной курсовой работы были рассчитаны регуляторы для каждого контура системы подчиненного регулирования, правильность которых проверялось с помощью компьютерного моделирования в Simulink. По полученным графикам переходного процесса были рассчитаны перерегулирование, время рассогласования , максимальное время и время переходного процесса . Рассчитанные значения соответствуют стандартным, в зависимости от выбранного условия (технический или симметричный оптимумы). Так же подробно изучен технологический процесс в атмосферном блоке ЭЛОУ АВТ-6, который отличается большой производительностью, высокими скоростями потоков и определенными значениями параметров, отклонение которых допускается лишь в самых небольших пределах.

Дата добавления: 2015-12-08