Проектирование автоматической системы управления температурным режимом печи пиролиза П-101 установки получения технического водорода

2.3.1 Характеристика уровня автоматизации производства технического водорода

Судить об уровне автоматизации сложно, т.к. единого показателя, по которому можно судить об уровне автоматизации в настоящее время не существует. Поэтому уровень автоматизации оценивается: по уровню автоматизации функций управления, сложности реализованных функций и техническому уровню средств автоматизации.

Установка производства водорода состоит из трех стадий:

1. Получение пирогаза в печи пиролиза П-101;

2. Очистка пирогаза от СО₂ в отделении поташной очистки;

3. Отделение мембранного разделения пирогаза(получение водорода).

Уровень автоматизации на этих стадиях различен. Дадим краткую характеристику автоматизации установки производства технического водорода, проанализировав все три стадии отдельно.

1. Уровень автоматизации печи пиролиза

Таблица 1. перечень автоматизированных функций управления технологических параметров установки - печь пиролиза

Наименование технологического параметра	Функции автоматизированного управления
	Показания	Регистрация	Сигнализация	Блокировка	Регулирование
Температура пирогаза на выходе из печи П-101	+	+	-	-	-
Расход природного газа на входе в сепаратор	+	+	+	+	+
Расход углекислого газа на входе в сепаратор	+	+	-	-	+
Расход пара на входе в сепаратор	+	+	+	-	-
Расход топливного газа на входе в печь П-101	+	+	+	+	+
Давление топливного газа в трубопроводе на входе в печь	+	+	+	-	+
Давление газа после смесителя С-1	+	+	+	-	-
Разряжение в печи	+	+	+	-	-

Таблица 2.способы реализации автоматизированных функций управления

Наименование функций	Способ реализации функции
Информационные функции АСУ ТП
1. Измерение технологических параметров 1.1 Косвенные измерения технологических параметров (ТП)	Непрерывные косвенные измерения ТП аналоговыми СИ
1.2 Косвенные измерения показателей состояния технологического оборудования (ТО)	Непрерывные косвенные измерения показателей состояния ТО аналоговыми СИ
1.3 Контроль технологических параметров	Щитовая система контроля с сигнализацией отклонения параметров
1.4 Контроль параметров качества	Контроль на автоматизированном оборудовании с обработкой результатов анализа
1.5 Сигнализация отклонений технологических параметров (ТП)	Индивидуальная сигнализация отклонений ТП
1.6 Регистрация технологических параметров (ТП)	1.На диаграммах вторичных приборов 2.Средствами централизованного контроля и управления
1.7 Сигнализация отклонений показателей состояния технологического оборудования	Индивидуальная сигнализация отклонений показателей состояния ТО
1.8 Регистрация событий	Регистрация показателей состояния ТО
1.9 Прогнозирование хода технологического процесса и состояния оборудования	Отсутствует
1.10 Анализ работы оператора	Неавтоматический анализ работы оператора
1.11 Расчет ТЭП и эксплуатационных показателей функционирования	ТЭП и ЭП, рассчитываются по показаниям приборов в ручную
1.12 Обмен информацией со смежными и выше стоящими уровнями управления	С помощью телефонной связи
Управляющие функции АСУ ТП
2.Оперативное управление	Индивидуальное
2.1 Стабилизация параметров технологического процесса	Стабилизация параметров процесса с применением щитов управления
2.2 Логико-программное управление	Однотактное логическое управление
2.3 Оптимизация технологического процесса	Оптимальное управление установившимся режимом технологического процесса и основного оборудования (режим совета оператора)
2.4 Пуск и останов	С применением дистанционного управления и централизованного контроля.

Все выше перечисленные автоматизированные функции, в том числе функции сигнализации, защиты и блокировки реализованы технически одинаково.

Измерение, контроль, регистрация технологических параметров осуществляется преимущественно контрольно-измерительными пневматическими приборами системы "Старт", которые были установлены 80х годах. Приборы данного типа физически изношены и морально устарели, нуждаются в большем объеме работ на их обслуживание, капитальный и текущий ремонт. Поэтому все последние годы увеличивалась трудоемкость работ и стоимость ремонта и обслуживания этих приборов.

Исходя, из выше изложенного считаем, что уровень автоматизации данного отделения не полностью соответствует современным требованиям. В частности требуют замены приборы системы "Старт", что и предполагается в выполнить в дипломном проекте. Функции контроля за состоянием процесса и регулирования параметров осуществляет технологический персонал. Комплекс технических средств не удовлетворяет современным требованиям.

Уровень автоматизации считаем низким, т.к. не все основные функции управления технологическими параметрами автоматизированы, используемый КТС морально устарел и требует скорейшей замены на современные ТСА.

2. Уровень автоматизации отделение поташной очистки

Таблица 3. перечень автоматизированных функций управления технологических параметров отделения поташной очистки

Наименование технологического параметра	Функции автоматического управления
	Показания	Регистрация	Сигнализация	Блокировка	Регулирование
Пирогаз на выходе из Е-100 - температура	+	+	+	+	+
. Пирогаз в колонну К-100 - давление	+	+	+	+	+
Пирогаз из Е-102 - давление	+	+	+	-	+
Тонкорегенерированный раствор поташа на орошение верха К-100 - расход	+	+	+	-	+
. Груборегенерированный раствор поташа на орошение середины К-100 - расход	+	+	+	+	+
Углекислый газ из Е-103- давление	+	+	+	-	+

Таблица 4 - Способы реализации автоматизированных функций

Наименование функции	Способ реализации функции
Информационные функции АСУ ТП
Измерение технологических параметров (ТП)
Косвенные измерения ТП	Непрерывные косвенные измерения ТП средствами МП техники.
Косвенные измерения показателей состояния технологического оборудования (ТО)	Непрерывные косвенные измерения показателей состояния ТО средствами МП техники.
Контроль ТП	Контроль, сигнализация отклонения параметров, вызов на дисплей, печать параметров с применением ЭВМ, мини-ЭВМ, МП техники.
Сигнализация отклонений ТП	Централизованная сигнализация отклонений ТП с выводом на мнемосхему.
Регистрация ТП	Печать параметров, режимных листов, сводок, графика или таблицы с применением ЭВМ, мини-ЭВМ, МП техники.
Контроль состояния ТО	Контроль и сигнализация на центральном пульте управления, мнемосхеме, щите в операторной или на мнемосхеме дисплея и печати с применением средств централизованного контроля и управления, ЭВМ и МП техники.
Сигнализация отклонений показателей состояния ТО	Централизованная сигнализация отклонений показателей состояния ТО с выводом на мнемосхему.
Регистрация событий	Регистрация срабатывания защит и блокировок.
Прогнозирование хода ТП и состояния ТО	Не применяется
Анализ работы оператора	Неавтоматический анализ работы оператора
Расчет ТЭП и эксплуатационных показателей функционирования	ТЭП и ЭП, рассчитанные с помощью средств централизованного контроля и управления, ЭВМ и МП техники.
Обмен информацией со смежными и вышестоящими уровнями управления	С помощью терминальных устройств и ЭВМ.
Управляющие функции АСУ ТП
Оперативное управление	Групповое дистанционное управление.
Стабилизация ТП	Супервизорный режим реализации задач автоматического регулирования
Логико-программное управление	Программные и логические операции дискретного управления процессом и оборудования
Оптимизация технологического процесса	Не применяется

Из анализа данных таблицы 3 и таблицы 4 можно сделать выводы, что:

- все необходимые функции управления автоматизированы;

- практически все способы реализации функций управления соответствуют современным требованиям.

3. Уровень автоматизации отделения мембранного разделения пирогаза

Таблица 5. перечень автоматизированных функций управления технологических параметров отделения мембранного разделения пирогаза

Наименование технологического параметра	Функции автоматического управления
	Показания	Регистрация	Сигнализация	Блокировка	Регулирование
Пирогаз после подогревателя Т-203д - температура - расход	+	+	+	-	+
Отходящий газ после фазы 3 сепараторов "Призм" (рецикл №1) - давление	+	+	+	+	+
Водород перед фазой 4 сепараторов "Призм" - расход	+	+	+	-	+
Водород после фазы 3 сепараторов "Призм" - давление	+	+	+	-	+
Водород после фазы 4 сепараторов "Призм" - давление	+	+	+	-	+

Таблица 6 - Способы реализации автоматизированных функций

Наименование функций	Способ реализации функции
Информационные функции АСУ ТП
Измерение технологических параметров Косвенные измерения технологических параметров (ТП)	Непрерывные косвенные измерения ТП средствами микропроцессорной (МП) техники
Косвенные измерения показателей состояния технологического оборудования (ТО)	Непрерывные косвенные измерения показателей состояния ТО средствами МП техники
Контроль технологических параметров	Контроль, сигнализация отклонения параметров, вызов на дисплей, печать параметров с применением ЭВМ, мини-ЭВМ, микропроцессорной техники
Сигнализация отклонений технологических параметров (ТП)	Централизованная сигнализация отклонений ТП с выводом на мнемосхему
Регистрация технологических параметров (ТП)	1.На диаграммах вторичных приборов 2.печать параметров, режимных листов, сводок, графика или таблицы с применением ЭВМ, мини-ЭВМ, микропроцессорной техники
Сигнализация отклонений показателей состояния технологического оборудования	Централизованная сигнализация отклонений показателей состояния ТО с выводом на мнемосхему
Регистрация событий	Регистрация срабатывания защит и блокировок
Анализ работы оператора	Неавтоматический анализ работы оператора
Обмен информацией со смежными и выше стоящими уровнями управления	С помощью телефонной связи
Управляющие функции АСУ ТП
2.Оперативное управление	Групповое дистанционное управление
2.1 Стабилизация параметров технологического процесса	Стабилизация параметров процесса с применением средств централизованного контроля и микропроцессорных контроллеров
2.2 Логико-программное управление	Программные и логические операции дискретного управления процессом и оборудования
2.3 Оптимизация технологического процесса	Оптимальное управление установившимся режимом технологического процесса и основного оборудования (режим совета оператора)
2.4 Пуск и останов	С применением дистанционного управления и централизованного контроля.

Вывод по последним двум стадиям:

- все функции управления, необходимые для качественного ведения технологического процесса, автоматизированы;

- способы реализации этих функций соответствуют современным требованиям;

- комплекс технических средств соответствует современным требованиям и обеспечивает высокую точность поддержания технологических параметров и надежность функционирования;

- из выше сказанного следует, что уровень автоматизации на последних двух стадиях высокий.

Содержание