Введение
Объем информации, получаемой административно-управленческим аппаратом промышленного предприятия, так велик, что для качественного управления необходимо широкое использование современных средств автоматизации. Управленческие решения связаны с организацией деятельности больших коллективов людей и приведением в действие огромных производственных ресурсов. В этих условиях непродуманное решение может привести к существенным потерям труда, времени и средств. Поэтому принятие решений связано с рассмотрением нескольких возможных вариантов, проведением сложных расчетов, использованием развернутой и подробной информации, что невозможно выполнить традиционными методами. Вот почему система управления предприятием базируется на современных экономико-математических методах с применением технических средств сбора и обработки информации.
Уровень автоматизации управленческих работ на конкретном предприятии обусловливается производственно-хозяйственной необходимостью и экономической целесообразностью. Необходимость их автоматизации определяется многими факторами: сложностью и трудоемкостью решения задачи, недостаточной достоверностью информации о состоянии объекта управления и несвоевременностью ее получения, частотой решения задачи, невозможностью полной обработки информации ввиду больших объемов, несовершенством действующих методов расчета технико-экономических показателей предприятия (ТЭП) и т. п.
Критериями экономической целесообразности автоматизации управления являются коэффициент эффективности капитальных вложений на используемые технические средства и срок окупаемости; для вычислительной техники нормативный коэффициент эффективности составляет 0,3, срок окупаемости — три года.
Автоматизация управления должна осуществляться под руководством первого руководителя и может повлечь за собой изменения в производственной и функциональной структурах предприятия: создание новых подразделений и преобразование имеющихся; перераспределение обязанностей между работниками подразделений; уточнение функций и задач подразделений; изменение системы документооборота и формы документов; уточнение степени централизации управления; более рациональное распределение операции управления между человеком и ЭВМ.
В условиях решения задач управления с помощью вычислительной техники за человеком остается важнейшая операция управления — принятие управленческого решения; техническим средствам передаются более простые и легко формализуемые операции по сбору информации, контролю за ее достоверность, анализу создавшейся ситуации, разработке планов и нормативов, подготовке управленческого решения.
Формы использования вычислительной техники при автоматизации управления различны: коллективное использование ЭВМ кустовых информационно-вычислительных центров -(КИВЦ) и вычислительных центров коллективного использования (ВЦКП); использование ЭВМ путем внедрения локальной автоматизированной системы управления предприятием (АСУП);создание автоматизированных рабочих мест (АРМ) пользователей (экономистов, бухгалтеров, конструкторов, диспетчеров и т. д.). Два первых направления базируются на использовании мощной вычислительной техники, как правило, машин единой серии (ЕС ЭВМ); последнее — на использовании персональных профессиональных ЭВМ (ППЭВМ).
КИВЦ создают с целью проведения вычислительных работ для нескольких десятков предприятий одной: отрасли. Как правило, он содержит несколько мощных ЭВМ. На предприятиях устанавливают лишь периферийные средства ввода и вывода данных для передачи исходной информации в; вычислительный центр и получения конечных результатов решения задач управления. Сказанное относится и к ВЦКП, предназначенным для обслуживания нескольких предприятий различных отраслей, расположенных в одном регионе. Их называют также региональными ВЦ.
Создание КИВЦ и ВЦКП — мощных машинно-информационных производств, сырьем для которых служат исходные данные, а конечным продуктом — результаты расчетов, является: прогрессивным направлением применения вычислительной техники: повышается эффективность работы ЭВМ за счет более рационального использования ресурсов ЭВМ и ее отдельных устройств; повышается надежность вычислительного центра — при сбое одной из машин ее функции берет на себя другая; увеличивается профессиональное мастерство специалистов центров; быстрее осваиваются экономико-математические методы. Кроме того, такие ВЦ освобождают предприятие от трудностей эксплуатации автоматизированных задач управления и самой вычислительной техники.
На крупных предприятиях автоматизация управления проводится за счет индивидуального использования вычислительной техники на базе АСУП. АСУП — это человеко-машинная система, объединяющая административно-управленческий персонал предприятия, вычислительную и организационную технику. Она предназначена для автоматизированного сбора, передачи и обработки производственно-экономической и социальной информации с целью подготовки и принятия управленческих решений. Работы по автоматизации управления на предприятии возлагаются на специализированное подразделение (отдел, служба, лаборатория) АСУП.
В состав АСУП входят наряду с большими ЭВМ автоматизированные рабочие места пользователей (АРМ).Под АРМ понимают совокупность технических и программных средств, обеспечивающих работу пользователей на ЭВМ в конкретной профессиональной области.
1 Цели и задачи курсового проекта
Целью курсового проекта является закрепление и углубление знаний по учебным дисциплинам: «Автоматическое управление», «Автоматизация технологических процессов», «Средства измерения», «Типовые элементы и устройства системы автоматического управления», «Монтаж, наладка и эксплуатация систем автоматического управления».
Задачами курсового проекта являются:
развитие инженерных навыков при разработке систем автоматизации технологического объекта и монтажа средств автоматизации;
развитие навыков при работе с прикладной программой «Компас»;
выбор электрических и трубных проводок, и способов их прокладки;
расчет регулирующего органа и выбор исполнительного механизма.
2 Общая часть
2.1 Описание технологического процесса
Этилбензольная шихта, состоящая из этилбензола‑ректификата и возвратного этилбензола, из резервуара поз. Е‑409.1÷3 насосом поз. Н‑410.1,2подается в конденсатор поз. Т‑344 или помимо него, где подогревается за счет тепла конденсации паров верха колонны поз. К‑342 поступает в испаритель поз. Т‑204. Схемой предусмотрена линия подачи возвратного этилбензола от насоса поз. Н‑348.1,2 в испаритель поз. Т‑204.
Схемой предусмотрена линия подачи этилбензольной шихты в колонну поз. К-290 в качестве абсорбента.
Вторичный водяной пар, вырабатываемый в котле‑утилизаторе поз. Е-205А /Т‑205, объединяясь с вторичным водяным паром, подается четырьмя потоками на смешение с этилбензольной шихтой в нижнюю часть испарителя поз. Т‑204, а пятый поток вторичного водяного пара подается на смешение с этилбензольной шихтой непосредственно перед испарителем.
За счет подачи водяного пара снижается температура кипения этилбензольной шихты в испарителе поз. Т-204.
Испарение этилбензольной шихты в испарителе поз. Т‑204 осуществляется за счет тепла конденсации водяного пара поступающего из сети.
Водяной пар подается на испарение этилбензольной шихты в межтрубное пространство испарителя поз. Т‑204. Схемой предусмотрена линия подачи водяного пара в котел‑утилизатор поз. Е-205А/Т‑205.
Паровой конденсат из межтрубного пространства испарителя поз. Т‑204 поступает в теплообменник поз. Т‑200А, где отдает свое тепло природному газу и направляется в емкость поз. Е‑240.1÷3. После вывода отделения дегидрирования на нормальный технологический режим паровой конденсат после теплообменника поз. Т‑200А направляется в теплообменник поз. Т‑200D для подогрева несконденсированного газа, поступающего из колонны поз. К‑290. Из теплообменника поз. Т‑200D паровой конденсат направляется в емкость поз. Е‑240.1÷3. Теплообменники поз. Т‑200А и поз. Т‑200D имеют линии байпаса, предусматривающие подачу парового конденсата помимо теплообменников поз. Т‑200А и поз. Т‑200D в емкость поз. Е‑240.1÷3.
В испарителе поз. Т‑204 пары этилбензольной шихты испаряются и поступают в перегреватель поз. Т‑203, где перегреваются за счет тепла водяного пара, выходящего из подогревателя поз. Т‑202А. Перегретые пары этилбензольной шихты из перегревателя поз. Т‑203 поступают в смеситель реактора поз. Р‑202.1, где смешиваются с перегретым водяным паром, поступающим из пароперегревательной печи поз. П‑201В.
На перегрев в пароперегревательную печь поз. П‑201А, В подается водяной пар из сети, вторичный водяной пар из парового барабана поз. Е‑205А котла‑утилизатора и вторичный водяной пар.
Конечное соотношение этилбензольной шихты и водяного пара на входе в реактор поз. Р‑202.1 должно составлять не менее 1:2 по массе.
Нагрев водяного пара в печи поз. П‑201А, В осуществляется сжиганием природного газа из сети, несконденсированного газа из системы конденсации контактного газа отделения дегидрирования и абгаза с установки ректификации стирола.
Перегретый водяной пар из печи поз. П‑201А направляется в межтрубное пространство межступенчатого подогревателя поз. Т‑202А для подогрева контактного газа, выходящего из реактора поз. Р‑202.1. Схемой предусмотрена подача перегретого водяного пара из печи поз. П‑201А в верхнюю часть реакторов поз. Р‑202.1,2. Схемой также предусмотрена подача азота в верхнюю часть реакторов.
После межступенчатого подогревателя поз. Т‑202А перегретый водяной пар поступает в межтрубное пространство перегревателя поз. Т‑203, где перегревает пары этилбензольной шихты. Из перегревателя поз. Т‑203 перегретый водяной пар поступает на повторный перегрев в пароперегревательную печь поз. П‑201В.
Этилбензольная шихта из перегревателя поз. Т‑203 и перегретый водяной пар из печи поз. П‑201В поступают в смеситель реактора поз. Р-202.1, где происходит их смешение. За счет эндотермической реакции дегидрирования и за счет теплопотерь температура контактного газа выходящего из реактора поз. Р‑202.1 понижается, в связи с чем он подогревается в подогревателе поз. Т‑202А до оптимальной температуры проведения процесса дегидрирования и поступает в реактор поз. Р‑202.2.
Контактный газ из реактора поз. Р‑202.2 поступает в теплообменник котла-утилизатора поз. Т‑205, где его тепло используется для получения вторичного водяного пара. Паропроизводительность котла-утилизатора поз. Е-205А/Т‑205 не более 55 т/ч.
Питание парового барабана поз. Е-205А котла-утилизатора осуществляется паровым конденсатом от насоса поз. Н‑241.1÷3 и/или водяным конденсатом от насоса поз. Н‑269.1,2, который подается в теплообменник поз. Т‑201С и/или помимо него, где подогреваясь дымовыми газами печи до температуры (110÷120) оС подается в паровой барабан поз. Е‑205А котла-утилизатора.
Во избежание отложения солей жесткости в трубном пространстве теплообменника котла‑утилизатора поз. Т‑205 предусмотрена непрерывная продувка конденсатом в количестве 5 % масс. от его питания.
Вторичный водяной пар, полученный в паровом барабане котла‑утилизатора поз. Е‑205А, направляется на перегрев в печь поз. П‑201А.
Охлажденный контактный газ из котла‑утилизатора поз. Е‑205А/Т-205 поступает в пенный аппарат поз. Е‑209, где он охлаждается
В пенном аппарате поз. Е‑209 производится охлаждение контактного газа и его очистка от катализаторной пыли.
Охлаждение и очистка производится водным конденсатом, поступающим из отстойника поз. Е-218 насосом поз. Н‑222.1,2. В пенном аппарате поз. Е-209, наряду с охлаждением и очисткой контактного газа, происходит отпарка углеводородов из водного конденсата.
Водный конденсат из пенного аппарата поз. Е‑209 последовательно подается насосом поз. Н‑224.1,2 через фильтр поз. Ф‑224А.1,2, фильтр поз. Ф-262А.1,2 в колонну очистки поз. К‑262.
Контактный газ после пенного аппарата поз. Е‑209 поступает на 4‑х ступенчатую конденсацию. На первой ступени конденсация контактного газа осуществляется оборотной водой в конденсаторе поз. Т‑210 и в холодильнике Т‑210А. Конечная температура конденсации составляет 40 оС.
В конденсаторе поз. Т‑210 и в холодильнике поз. Т‑210А конденсируется основное количество углеводородов и водяного пара.
Несконденсированный контактный газ из холодильника поз. Т‑210А направляется на вторую ступень конденсации в конденсатор поз. Т‑211, где охлаждается антифризом температурой минус 12 оС. Конечная температура конденсации составляет 5 оС. Для охлаждения и конденсации контактного газа схемой предусмотрена подача обратного антифриза.
Несконденсированный контактный газ из конденсатора поз. Т‑211 через сепаратор поз. Е‑212 поступает на всас компрессора поз. М‑213. Для исключения возможного залива сепаратора поз. Е‑212 водно‑углеводородным конденсатом схемой предусмотрен постоянный его слив в отстойник поз. Е‑218.
Несконденсированный газ, сжатый компрессором поз. М‑213 до давления 0,12 МПа, поступает на третью ступень конденсации в холодильник поз. Т‑214, где охлаждается оборотной водой и поступает на четвертую ступень конденсации в конденсатор поз. Т‑216.
В конденсаторе поз. Т‑216 несконденсированный контактный газ охлаждается и конденсируется подачей антифриза. Температура антифриза минус 12 оС. Конечная температура конденсации 5 оС. Схемой предусмотрена возможность подачи обратного антифриза для охлаждения и конденсации несконденсированного газа.
Несконденсированный газ после конденсатора поз. Т‑216 поступает в сепаратор поз. Е‑291 предназначенный для отделения из несконденсированного газа воды и углеводородов.
Несконденсированный газ после сепаратора поз. Е-291 поступает в колонну поз. К-290.
Колонна поз. К‑290, работающая под избыточным давлением предназначена для улавливания ароматических углеводородов из несконденсированного газа абсорбентом.
Несконденсированный газ из колонны поз. К‑290 через сепаратор поз. Е‑200С и теплообменник поз. Т‑200D направляется в качестве топлива в пароперегревательную печь поз. П‑201А, В. Схемой предусмотрена возможность сброса несконденсированного газа после сепаратора поз. Е‑200С на факел.
Выделенный конденсат после конденсаторов поз. Т‑210, Т‑211, Т‑216 и холодильников поз. Т‑210А, Т‑214 поступает в отстойник поз. Е‑218, где происходит отстой и разделение водно‑углеводородного конденсата на углеводородный и водный слой.
Углеводородный слой из отстойника поз. Е‑218 непрерывно откачивается насосом поз. Н‑220.1,2 на склад пром. продуктов в резервуар поз. Е‑417 объекта 1808.
Откачка водного конденсата из отстойника поз. Е-218 осуществляется насосом поз. Н‑222.1,2 по уровню раздела фаз.
Для предотвращения полимеризации стирола предусмотрено ингибирование контактного газа и углеводородного конденсата. Раствор ингибитора подается в две точки:
в трубопровод контактного газа перед конденсатором поз. Т‑210;
в трубопровод всаса насоса поз. Н‑220.1,2.
Для опорожнения аппаратов, насосов и трубопроводов отделения дегидрирования предусмотрена подземная емкость поз. Е‑235, из которой углеводороды погружным насосом поз. Н‑235А периодически откачиваются в отстойник поз. Е‑218. Отдувки из отстойника поз. Е‑218 направляются в конденсатор поз. Т‑211 на конденсацию.
Опорожнение конденсаторов поз. Т‑211, Т‑216, теплообменника поз. Т‑298, теплоспутников, насосов, термосифонов от антифриза осуществляется в подземную емкость поз. Е‑391.
Для сбора атмосферных вод предусмотрена подземная емкость поз. Е‑260.1, из которой они погружным насосом поз. Н‑260.1А в зависимости от результата анализа, откачиваются в отстойник поз. Е-218 или в канализацию растворенной органики (Р.О), или в промышленно-ливневую канализацию.
При пуске отделения дегидрирования разогрев катализатора в реакторах осуществляется горячим азотом н.д. Азот н.д. из сети подается для нагрева в пароперегревательную печь поз. П‑201А. Предусмотрена возможность циркуляции азота в системе дегидрирования вакуум‑компрессором поз. М‑213 после разогрева катализатора в реакторах поз. Р‑202.1,2 от теплообменника поз. Т‑200D в линию подачи водяного пара в змеевики печи поз. П‑201А.
Температура в реакторах во время проведения термообработки не должна превышать 600 оС.
Охлаждение катализатора до температуры (250300) оС осуществляется водяным паром, и азотом, со скоростью не более 30 оС/ч до 40 °С.