葡北油氣處理廠原油穩(wěn)定裝置加熱爐-穩(wěn)定塔部分控制系統(tǒng)

目錄??1章 控制工藝分析............................................................1.1...............1.3...............??2...............2.1...............2.2...............2.3...............2.4...............??3...............3.1...............3.2FRQ105...............3.3FRQ106...............??4..............................附 錄....................................................................... 自動控制課程設(shè)計 1章控制工藝分析工藝流程分析精餾原穩(wěn)主要由緩沖、換熱、加熱和分餾四部分組成。由脫水轉(zhuǎn)油站來的凈化原油，用進料油泵增壓后與穩(wěn)定原油換熱，再經(jīng)加熱爐進入原有穩(wěn)定塔進行穩(wěn)定。塔底穩(wěn)定原油經(jīng)泵加壓后與來油換熱到60℃，塔頂餾分經(jīng)冷空35~45℃，進入回流罐分離出氣態(tài)烴、輕油和水。氣態(tài)烴去深冷裝置進行處理，輕油用泵加壓后一部分作為塔回流，其余輸至深冷裝置進行處理。在設(shè)計中，對進料緩沖罐液位和進料油泵出口流量采用串級調(diào)節(jié)，以保證進塔流量的平穩(wěn)；對原油加熱爐采取爐膛溫度指示、出口溫度自動調(diào)節(jié)；穩(wěn)定塔設(shè)有塔頂溫度、壓力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)和塔底液位自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)；回流罐設(shè)有液位、界面、壓力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)；塔、容器均設(shè)有高低液位報警系統(tǒng)。CAD流程圖1-11 自動控制課程設(shè)計 控制系統(tǒng)設(shè)計圖1-1為葡北油氣處理廠原油穩(wěn)定裝置加熱爐－穩(wěn)定塔部分控制系統(tǒng)流程圖，兩套單回路系統(tǒng)：液位選擇報警（LAS102A/B）和氣動調(diào)節(jié)閥（DG200/150）構(gòu)成單回路控制系101-1/2（PIC101）氣動調(diào)節(jié)閥構(gòu)成另一套單回路控制系統(tǒng)，控制脫出天然氣管道的壓力。一套串級控制系統(tǒng)：液位變送器（LT101A/B）輸出信號經(jīng)液位電磁閥繼動器計算器的處理，與流量記錄累計控制器（FRQC101）的信號共同作為流量控制器（FC101）的輸入構(gòu)成串級控制系統(tǒng)，控制換熱罐101-1/2102-1/2,液位指示2章調(diào)節(jié)閥的選型及口徑計算2 自動控制課程設(shè)計 2章調(diào)節(jié)閥的選型及口徑計算調(diào)節(jié)閥的選型調(diào)節(jié)閥又稱控制閥，是執(zhí)行器的主要類型，通過接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號，借助動力操作去改變流體流量。調(diào)節(jié)閥一般由執(zhí)行機構(gòu)和閥門組成。如果按其所配執(zhí)行機構(gòu)使用的動力，調(diào)節(jié)閥可以分為氣動、電動、液以液體介質(zhì)(如油等)壓力為動力的電液動調(diào)節(jié)閥，另外，按其功能和特性分，還有電磁閥、電子式、智能式、現(xiàn)場總線型調(diào)節(jié)閥等。調(diào)節(jié)閥的產(chǎn)品類型很多，結(jié)構(gòu)也多種多樣，而且還在不斷更新和變化。一般來說閥是通用的，既可以與氣動執(zhí)行機構(gòu)匹配，也可以與電動執(zhí)行機構(gòu)或其它執(zhí)行機構(gòu)匹配。調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式選擇堵；耐蝕；耐壓與耐溫；重量與外觀。件有來源；產(chǎn)品價格適宜，性能價格較好。如下:①全功能超輕型調(diào)節(jié)閥②蝶閥③套筒閥④單座閥⑤雙座閥⑥偏心旋轉(zhuǎn)閥⑦球閥⑧角形閥⑨三通閥⑩隔膜閥執(zhí)行機構(gòu)的選擇輸出力④重量外觀⑤結(jié)構(gòu)簡單、維護方便。材料的選擇材料的選擇主要根據(jù)介質(zhì)的溫度、腐蝕性、氣蝕、沖蝕四方面決定。作用方式的選擇氣動調(diào)節(jié)閥按作用方式不同，分為氣開閥與氣閉閥兩種。氣開閥隨著信號壓力的增加而打開，無信號時，閥處于關(guān)閉狀態(tài)。氣閉閥即隨著信號壓力的增加，閥逐漸關(guān)閉，無信號時，閥處于全開狀態(tài)。氣開、氣閉閥的選擇主要從生產(chǎn)安全角度考慮。當系統(tǒng)因故障等原因使信號壓力中斷時（即閥處于無信號壓力的情況下時和保護工作人員。若閥處全開位置危害性小，則應(yīng)選氣閉閥；反之，應(yīng)選氣開閥。流量特性的選擇調(diào)節(jié)閥主要理想流量特性：直線型、對數(shù)型、快開型、拋物線型。定的，所以要根據(jù)實際情況選擇流量特性。3 自動控制課程設(shè)計 口徑計算原理在不同的自控系統(tǒng)中，流量、介質(zhì)、壓力、溫度等參數(shù)千差萬別，而調(diào)100KPa壓差下,介質(zhì)為常溫水時測試的，怎樣結(jié)合實際工作情況決定閥的口徑呢？顯然，不能以實際流量與閥流量系數(shù)比較（因為壓差、介質(zhì)等條件不同KV值計算。把各種實際參數(shù)代入相KV值計算公式中，算出Kv值，即把在不同的工作條件下所需要的流量轉(zhuǎn)化為該條件下所需要的KV值，于是根據(jù)計算出的Kv值與閥具有的Kv值比較，從而決定閥的口徑，最后還應(yīng)進行有關(guān)驗算，進一步驗證所選閥是否能滿足工作要求?？趶接嬎悴襟E從工藝提供有關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)到最后口徑確定，一般需要以下幾個步驟：Qmax和最小工作流量Qmin。計算壓差的決定。根據(jù)系統(tǒng)特點選定S值，然后決定計算壓差。Kv值計算。根據(jù)已決定的計算流量、計算壓差及其它有關(guān)參數(shù)，求Kvmax。Kvmax，在所選用的產(chǎn)品型式Kv-max并與其接近的一檔Kv值，得出口徑。開度驗算。實際可調(diào)比驗算。一般要求實際可調(diào)比應(yīng)大于10。（僅從開度、可調(diào)比上驗算還不行，這樣可能造成閥關(guān)不死，啟不動，故我們增加此項。（及Kv值調(diào)節(jié)閥口徑計算TV-103TV-103(TRCA-103)設(shè)計任務(wù)書介質(zhì)：天然氣650Nm3/h400Nm3/h閥前絕壓：0.41Mpa閥后絕壓：0.40Mpa

介質(zhì)壓縮系數(shù)：0.991.5Kg/m3管道通徑：100mm操作溫度：217oC2-1TV-103TV-103(TRCA-103)設(shè)計參數(shù)注：計算結(jié)果：DN=100mm4 自動控制課程設(shè)計 2-1數(shù)據(jù)圖5 自動控制課程設(shè)計 3章標準截流裝置的計算概述GB/T2624-93195927-54規(guī)程作為暫行規(guī)程。1993年23GB/T2624-93GB2624-81，199381日實施。第一次等效采用ISO5167（1991）與國際接軌，標志著我國現(xiàn)行的標準節(jié)流裝置，在推廣采用國際標準上的研究成果、提高測量精度方面，以取得了突破性的進展。GB/T2624-93主要特點有：Kv代替流量系數(shù)α；Kv降階計算由原流量系數(shù)α0計算中的最高階β20降至流出系數(shù)Kv計算中的最高階β8次冪。提出5種命題以適應(yīng)自控工程設(shè)計中各方面的需要。提出迭代計算方法，給出計算機計算程序框圖。經(jīng)驗。GB/T2624-93中規(guī)定的標準節(jié)流裝置有以下幾種：標準孔板：角接取壓；法蘭取壓；徑距取壓（D-D/標準噴嘴：ISA1932噴嘴；長頸噴嘴。文丘里管：文丘里噴嘴；經(jīng)典文丘里管。加熱爐燃料流量FRQ105加熱爐燃料流量加熱爐燃料流量FRQ105標準截流裝置的設(shè)計任務(wù)書介質(zhì)：天然氣管徑：￠219×6最大流量：2230Nm3/h工作溫度：77oC正常流量：1887Nm3/h工作壓力：0.21Mpa最小流量：1485Nm3/hρ =2.4Kg/m320標準孔板法蘭取壓3-1加熱爐燃料流量FRQ105workspaceFRQ105計算迭代程序所示。6 自動控制課程設(shè)計 計算結(jié)果：12345678x0.440340.220860.5232030.53210.53210.53210.53210b0.534340.479670.685340.615380.685380.685380.685380c0.1060.745470.7427790.729690.72970.72970.72970.7297E000.0001593.1135e--3.987e-86.6788e-1.5663e-02661012g-0.089300.0092016.1802e-51.2082e--1.5471e-2.5917e-6.0779e-0726810133-2加熱爐燃料流量FRQ105d20=65.65868612230506mmFRQ106對輸輕油流量FRQ106標準截流裝置的設(shè)計任務(wù)書介質(zhì)：輕油管徑￠76×3.5工作溫度77oC操作狀況ρ=559Kg/m30.23cp

最大流量5.4m3/h正常流量4.1m3/h最小流量3.2m3/h3-3對輸輕油流量FRQ106Matlab7.0workspaceFRQ106計算迭代程序所示。計算結(jié)果：1234567x0.237030.356230.341160.341590.341590.341590b0.480250.579290.568230.568550.568550.568550c10.665370.69760.693780.693890.693890.69389E000.00142655.1191e-6-5.5454e-1000g0.079316-0.0114810.000338121.2134e-6-1.3144e-10003-4對輸輕油流量FRQ106注：d20=39.20329903727068mm7 自動控制課程設(shè)計 4章課程設(shè)計心得CAD畫機械制圖和畫出工藝流程圖。掌握以后的課程設(shè)計積累了寶貴的經(jīng)驗，也為以后工作積累了寶貴的經(jīng)驗。8 自動控制課程設(shè)計 參考文獻[1]化工部頒標準.HG/T20636—20639[S].[2]國家標準.GB/T2624—93[S]..[M].1991.王驥程,祝和云.化工過程控制工程[M].北京：化學工業(yè)出版社，2003.,張?zhí)齑?自控工程設(shè)計基礎(chǔ)[M].大慶：大慶石油學院，1999.9 自動控制課程設(shè)計 附 錄閥的計算迭代程序：t=217;Z=0.99;P1=410;P2=400;XT=0.55;K=1.3;Fk=K/1.4;X=(P1-P2)/P1;PN=101;TN=273;Pg=410;Tg=(t+273);rg=1.5;rN=(PN*Tg*rg)/(Pg*TN);Qmax=80;Qmin=30;Y=1-X/(3*Fk*XT);ifX<Fk*XTKvmax=(Qmax/(514*P1*Y))*sqrt(Tg*rN*Z/X);Kvmin=(Qmin/(514*P1*Y))*sqrt(Tg*rN*Z/X);elseKvmax=(Qmax/(290*P1))*sqrt(Tg*rN*Z/(XT*K));Kvmin=(Qmin/(290*P1))*sqrt(Tg*rN*Z/(XT*K));End:D=219-2*4;gm=1*500/(273/(273+20));gmmin=1*400/(273/(273+20));gmmax=1*650/(273/(273+20));t=10;u=0.0085*0.001;lmd=0.000012;10 自動控制課程設(shè)計 rd=0.000011;p=2;P=0.3*1000000;k=1.315;b=zeros(1,10);c=zeros(1,11);E=zeros(1,10);x=zeros(1,10);g=zeros(1,10);e=zeros(1,10);c(1,1)=0.6060;e(1,1)=1;red=0.354*gm/(D*u);B=(1000000/red);L=(25.4/D);%0.2396C=0.5959+0.312*(b(1,1)^2.1)-0.1840*(b(1,1)^8)+0.0029*(b(1,1)^2.5)*(B^0.75)+0.0090*L*(b(1,1)^4)/(1-(b(1,1)^4))-0.0337*L*(b(1,1)^3);depmax=(1-b(1,1)^4)*gm^2/((0.004*C*b(1,1)^2*D^2)^2*p);depmax=800;dep=(gm/gmmax)^2*depmax;a2=gm/(0.004*D^2*(dep*p)^0.5);fori=1:1:10ifi<3x(1,i)=a2/(c(1,i)*e(1,i));b(1,i)=((x(1,i)^2/(1+x(1,i)^2))^0.25);e(1,i+1)=(1-(0.41+0.35*b(1,i)^4)*dep/(k*P));c(1,i+1)=(0.5959+0.312*(b(1,i)^2.1)-0.1840*(b(1,i)^8)+0.0029*(b(1,i)^2.5)*(B^0.75)+0.0090*L*(b(1,i)^4)/(1-(b(1,i)^4))-0.0337*L*(b(1,i)^3));else

g(1,i)=a2-x(1,i)*c(1,i+1)*e(1,i);x(1,i)=(x(1,i-1)-g(1,i-1)*(x(1,i-1)-x(1,i-2))/(g(1,i-1)-g(1,i-2)));b(1,i)=((x(1,i)^2/(1+x(1,i)^2))^0.25);e(1,i+1)=(1-(0.41+0.35*b(1,i)^4)*dep/(k*P));11 自動控制課程設(shè)計 c(1,i+1)=(0.5959+0.312*(b(1,i)^2.1)-0.1840*(b(1,i)^8)+0.0029*(b(1,i)^2.5)*(B^0.75)+0.0090*L*(b(1,i)^4)/(1-(b(1,i)^4))-0.0337*L*(b(1,i)^3));g(1,i)=a2-x(1,i)*c(1,i+1)*e(1,i);E(1,i)=(g(1,i)/a2);ifabs(E(1,i))<0.0000000002break;end

end

endd=D*b(1,i);d20=d/(1+lmd*(t-20))對輸輕油流量FRQ106標準截流裝置：D=76-2*3.5;gm=(4.1*559);gmmin=3.2*559;gmmax=5.4*559;t=77;u=0.23*0.001;)lmd=0.000012;p=559;P=0.6*1000000;e=1;b=zeros(1,11);c=zeros(1,11);E=zeros(1,10);x=zeros(1,10);g=zeros(1,10);c(1,10)=1;red=0.354*gm/(D*u);b(1,1)=0.5;B=(1000000/red);L=(25.4/D);C=0.5959+0.312*(b(1,1)^2.1)-0.1840*(b(1,1)^8)+0.0029*(b(1,1)^2.5)*(B^0.75)+0.0090*L*(b(1,1)^4)/(1-(b(1,1)^4))-0.0337*L*(b(1,1)^3);depmax=(1-b(1,1)^4)*gm^2/((0.004*C*b(1,1)^2*D^2)^2*p);depmax=800;12 自動