Пояснювальна записка 3 ст., 29 рис., 28 табл., додатків


Структура і технічні характеристики обчислювального модуля



Сторінка6/18
Дата конвертації30.11.2018
Розмір1.12 Mb.
Назва файлуЗаписка_Диплом_4_курс_2018.docx
ТипПояснювальна записка
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18

Структура і технічні характеристики обчислювального модуля


Відповідно до алгоритму було побудовано блок схему алгоритму представлену у додатку Б, за якою було розроблено обчислювальний модуль в середовищі Visual Studio 2017. Програмний код якого, наведено в додатку В.

Структура обчислювального модуля:



  • файли форм – MyForm.h;

  • файл проекту – DP.cpp.

Призначення основних елементів програмного модуля наведено в таблиці 3.1.
Таблиця 3.1 – Основні елементи обчислювального модуля та їх

призначення



Елемент

Назва

Призначення

Форма (Form)

Myform.h

Основна форма для введення вхідних даних

Текстові поля (TextBox)

Textbox1-Textbox-11

Введення вхідних даних

Виведення результатів



Клавіша Command Button

Form1.Command1

Виклик процедури розрахунку

Таблиця DataGridView

DataGridView

Представлення результатів у табличному вигляді

Заголовки Label

Label1-Label14

Текстове оформлення

Розроблений програмний модуль складається з 4-х процедур обробки подій. Призначення цих процедур наведено в таблиці 3.2.

Таблиця 3.2 – Процедури обчислювального модуля та їх призначення


Назва процедури

Призначення

Botton3 _Click

Обробка процедури натиснення кнопки розрахунку, виклик процедури виконання розрахунків матеріального балансу

Botton5 _Click

Обробка процедури натиснення кнопки розрахунку, виклик процедури виконання розрахунків флегмового числа

Botton14 _Click

Обробка процедури натиснення кнопки розрахунку, виклик процедури виконання розрахунків параметрів колони ректифікації

Botton26 _Click

Обробка процедури натиснення кнопки розрахунку, виклик процедури виконання розрахунків мольних долей компонентів

Отже, в даному розділі подана характеристика елементів, що входять до складу розробленої програми, а саме основних процедур та компонентів, що були використані. Даний програмний модуль можна використовувати для розрахунку будь-якої тарільчастої колони ректифікаїї, в якій відбувається газофазна реакція.




    1. Інструкція користувачу програмного продукту

Програмний модуль призначений для розрахнку параметрів колони ректифікації. Головне вікно містить поля для вводу вихідних даних, а саме, мольних долей компонентів реакції, що відбувається в апараті та продуктивність установки. Всі додаткові параметри були занесені до програми.

Для виконання розрахунків слід ввести вихідні дані у відповідні поля та натиснути кнопку «Розрахувати». Після чого на формі з’являються результати (рисунок 3.1-3.7).



Рисунок 3.1 – Результати розрахунку матеріального балансу



Рисунок 3.2 – Таблиця покомпонентного розрахунку матеріального балансу



Рисунок 3.3 – Результати розрахунку флегмового числа



Рисунок 3.4 – Результати розрахунку числа тарілок



Рисунок 3.5 – Результати розрахунку діаметра та висоти колони



Рисунок 3.6 – Загальний звіт



Рисунок 3.7 – Екран перерахунку масових доль компонентів в мольні


Отже, в результаті роботи програми отримуємо:

  • таблицю данних по матеріальних балансах;

  • Значення витрат пари та флегми;

  • Значення оптимальних параметрів колони для заланих умов.


4 Автоматизація технологічної схеми процесу низькотемпературної ректифікації вуглеводневого конденсату

4.1 Аналіз параметрів технологічної схеми


Автоматизація технологічного процесу - сукупність методів і засобів, призначена для управління технологічним процесом за допомогою автоматизованих систем управління без або з мінімальним втручанням людини.

Сучасна виробнича автоматика дозволяє отримати значні переваги порівняно з неавтоматизованим виробництвом. До таких позитивних чинників можна віднести [5]:



  • збільшення продуктивності устаткування за рахунок точнішого дотримання правильного технологічного режиму;

  • зменшення зносу устаткування і збільшення міжремонтних періодів за рахунок більшої рівномірності режимів роботи;

  • поліпшення якості готової продукції;

  • скорочення витрат сировини і матеріалів за рахунок зменшення втрат і зниження витратних коефіцієнтів, скорочення витрат енергії та палива;

  • можливість інтенсифікації процесів і застосування прогресивних технологій, неможливих без автоматизації;

  • можливість керування процесами при будь-якій швидкості їх протікання і різних значеннях визначальних параметрів;

  • раціональнішу компоновку устаткування, що дає скорочення виробничих площ, економію при будівництві;

  • поліпшення умов і вдосконалення форм праці;

  • скорочення кількості обслуговуючого персоналу і зростання продуктивності праці;

  • поліпшення організації виробництва, зростання надійності роботи устаткування і безпечності виробництва.

Для запобігання аварійних ситуацій, зменшення рівня травматизму та контролю за викидами забруднюючих речовин впроваджують спеціальні автоматичні пристрої.

Завдання технологічного процесу низькотемпературної ректифікації вуглеводневого конденсату полягає в відділенні важких вуглеводнів від більш легких метану та етану методом низькотемпературної ректифікації.

Основний процес в схемі відбувається в ректифікаційній колоні.

Для забезпечення якісного вихідного продукту було встановленно наступні контури керування та регулювання: контроль температури, концентрації , тисків та рівня в апаратах.

Аналіз технологічної схеми показав, що для забезпечення необхідного ступеню витягу пропану та протікання процесу за технічним регламентом необхідно регулювати та контролювати наступні параметри:


  1. Контроль температури при подачі сирого газу на вході до системи та після теплообміну; при подачі вуглеводневого конденсату (ВК) до ректифікаційної колони, в самій колоні та в емності для зрошення.

  2. Контроль та регулювання температури при подачі сирого газу (СрГ) до холодильника 2, сухого газу (СхГ) до холодильника 7 та настабільного бензину (НБ) до підігрівника 6.

  3. Контроль та регулювання тисків в ректифікаційній колоні та ємності зрошення.

  4. Контроль та регулювання рівня речовин в ректифікаційній колоні.

  5. Контроль та регулювання витрати при подачі СрГ до системи, та СхГ з ємності зрошення.

  6. Контроль витрати при подачі СрГ з теплообмінника, ВК з сепаратора, НБ з колони ректифікації та СхГ з сепаратора, ректифікаційної колони та на виході з системи.

  7. Контролю концентраціїї: пропану в СхГ при подачі з сепаратора, пропану в НБ та етану в СхГ при подачі з ректифікаційної колони.

  8. Контролю та дистанційного керування електромоторами технологічного обладнання

На підставі аналізу технологічної схеми було визначено необхідний рівень автоматизації виробництва. В результаті чого обрано параметри об’єкту автоматизації, що підлягають контролю та регулюванню.

Відповідно до обраних параметрів регулювання, контролю були вибрані місця для заміру параметру на технологічному об’єкті та номінальні значення параметрів, межі їх зміни [6]. Всі дані занесемо до таблиці 4.1.



Таблиця 4.1 – Параметри регулювання та контролю виробництва



Місце заміру параметру на технологічному об‘єкті

Параметр керування

Норми технологічного режиму та допустимі відхилення

Вимоги до схеми автоматизації

1

Трубопровід подачі СрГ до теплообмінника 1

Температура

10±1⁰С

Контроль

2

Трубопровід подачі СрГ до холодильника 2

Температура

10±1⁰С

Контроль

3

Трубопровід подачі СрГ до сепаратора 3

Температура

-10±1 ⁰С

Регулювання

4

Трубопровід подачі СрГ до ректифікаційної колони 5

Температура

30±1 ⁰С

Контроль

5

Ректифікаційна колона 5

Температура

56±1 ⁰С

Контроль

6

Трубопровід подачі НБ до цеху переробки

Температура

120±1 ⁰С

Регулювання

7

Трубопровід подачі СхГ до цеху переробки

Температура

2±0,5 ⁰С

Контроль

8

Ємність зрошення 9

Температура

2±0,5 ⁰С

Контроль

Продовження таблиці 4.1





Місце заміру параметру на технологічному об‘єкті

Параметр керування

Норми технологічного режиму та допустимі відхилення

Вимоги до схеми автоматизації

9

Верхня частина колони ректифікації 5

Тиск

3.86 МПа

±0.2 МПа


Регулювання

10

Ємність для зрошення 9

Тиск

3.92 МПа

±0.2 МПа


Регулювання

11

Колона ректифікації 5

Рівень

2±0,15

м


Регулювання

12

Трубопровід подачі СрГ до теплообмінника 1

Витрата

30000 ± 300 м3/год

Регулювання

13

Трубопровід подачі СрГ до холодильника 2

Витрата

30000 ± 300 м3/год

Контроль

14

Трубопровід виходу ВК з сепаратора 3

Витрата

20591.4 ± 200 м3/год

Регулювання

15

Трубопровід подачі СхГ з сепаратора 3

Витрата

9408.6 ± 95 м3/год

Контроль

16

Трубопровід виходу СхГ з ректифікаційної колони 5 до ходильника 7

Витрата

8733.9 ± 87 м3/год

Регулювання

17

Трубопровід виходу ВК з ректифікаційної колони 5 до підігрівника 6

Витрата

11857.5 ± 110 м3/год

Регулювання

18

Трубопровід виходу СхГ з ємності зрошення 9

Витрата

8733.9 ± 87 м3/год

Регулювання

19

Трубопровід виходу СхГ в цех очищення

Витрата

18142.5 ± 180 м3/год

Контроль

Продовження таблиці 4.1





Місце заміру параметру на технологічному об‘єкті

Параметр керування

Норми технологічного режиму та допустимі відхилення

Вимоги до схеми автоматизації

20

Трубопровід виходу СхГ з сепаратора 3

Концентрація C3H8

8±0,5 %

Регулювання

21

Трубопровід виходу СхГ з ректифікаційної колони 5

Концентрація

C3H8



90±0,1 %

Регулювання

22

Трубопровід виходу ВК з ректифікаційної колони 5

Концентрація C2H6

99±0,1 %

Контроль

На основі даних, наведених в таблиці 4.1, розроблена схема автоматизації процесу низькотемпературної ректифікації, що включає в себе дев’ять регулюючих контурів чотирнадцять контурів керування та три контури сигнлізації.


4.2 Вибір приладів та засобів автоматизації


При виборі приладів та засобів автоматизації слід дотримуватись наступних правил [9]:

  • для регулювання однакових параметрів технологічного процесу застосовуються однотипні засоби автоматизації;

  • клас точності приладів повинен відповідати технологічним вимогам;

  • діапазон вимірювання приладів повинен відповідати діапазону технологічних параметрів, що регулюються.

Тому для автоматизації процесу виробництва були вибрані технічні засоби автоматизації за каталогами відповідних виробників [10-16], які наведені у специфікації яка приведена в додатку Г.

4.3 Опис схеми автоматизації

4.3.1 Контроль та регулювання температури


В якості вимірювальних приладів температури для контурів 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 та 8 було обрано промислові термоперетворювачі типу CTR в вибухо захищеному корпус APT-AL з діапазоном вимірів -50 до +400 оС. Первинним елементом є вкладиш CTR з термометром опору Pt-100 (поз. 1-1, 2-1, 3-1, 4-1, 5-1, 6-1, 7-1, 8-1). Отриманий сигнал з термоперетворювача передається на ПІД - регулятор ТРМ10 (поз. 1-2, 2-2, 3-2, 4-2, 5-2, 6-2, 7-2, 8-2), який видає регулюючий вплив на виконавчий механізм марки МЕО-40/10 (поз. 3-3, 7-3, 6-3), який:

  • в контурі 3 змінює подачу холодоагенту (водного конденсату), тим самим знижуючи температуру сирого газу на виході з холодильника;

  • в контурі 7 мінює подачу холодоагенту (водного конденсату), тим самим знижуючи температуру сухого газу на виході з холодильника;

  • в контурі 6 змінює подачу гріючої суміші (пару), тим самим підвищуючи температуру нестабільного бензину на виході з ректифікаційної колони.

4.3.2 Контроль та регулювання тиску


В якості вимірювальних приладів тиску для контурів 9 та 10 було обрано промислові датчики тиску типу XMLA070D2S12 з діапазоном 5 – 70 бар (0,5 – 7МПа) похибка 0,03МПа (поз. 9-1,10-1). Отриманий сигнал передається на ПІД - регулятор (поз. 9-1), який видає регулюючий вплив на виконавчий механізм марки МЕО-40/10 (поз. 16-4), та на ПІД - регулятор (поз. 10-1), який видає регулюючий вплив на виконавчий механізм марки МЕО-40/10 (поз. 18-4), ці механізми в свою чергу:

  • в контурі 18 регулює вихід сухого газу з ємності зрошення при зміні тиску в ній.

  • в контурі 16 регулює тиск етанової колони 5 змінюючи вихід сухого газу.

4.3.3 Контроль та регулювання рівня


В якості вимірювального приладу рівня для контура 11 було обрано гідростатичний рівнемір для закритих ємностей (інтелектуальний) APR-2000 / Y (поз. 11-1). Для даного способу вимірювань рівня використовується перетворювач різниці тисків, який дозволяє компенсувати статичний тиск в ємності. Глибина резервуарів до 6000 мм. Основна похибка 0,16% Вихідний сигнал 4 ... 20 мА + HART. Робочий статичний тиск до 5 МПа.

Отриманий сигнал з перетворювача (поз. 11-2), передається на ПІД - регулятор ТРМ 10 (поз. 11-3), який видає регулюючий вплив на ПІД - регулятор ТРМ 151 (поз. 17-3) який видає регулюючий вплив на виконавчий механізм марки МЕО-40/10 (поз. 17-4), який регулює витрату нестабільного бензину, що виходить з ректифікаційної колони відповідно до рівня речовини в ній;


4.3.4 Контроль та регулювання витрат


Для контролю та регулювання витрати в контурах 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 та 19 використовується звужуючий пристрій – діафрагма, виготовлена зі сталі марки 12Х18Н10Т, а саме діафрагма безкамерна (поз. 12-1, 13-1, 14-1, 15-1, 16-1, 17-1, 18-1, 19-1) ДКС 10 - 200 з діаметром умовного проходу 200 мм ;Сигнал з витратоміра передається на дифманометр мембранний ДМ-3583-160 М (поз. 12-2, 13-2, 14-2, 15-2, 16-2, 17-2, 18-2, 19-2) без шкальний, який перетворює величину перепаду тиску в уніфікований вихідний сигнал, який є вхідним сигналом на наступний прилад - показуючий та реєструючий автоматичний прилад слідкуючого урівноваження марки РП 160 – 30 (поз. 13-3, 15-3, 19-3). В якості приладу контролю та регулювання в контурах використовуються електричні ПІД – регулятори марок ТРМ 10 (поз. 12-3, 14-3) та ТРМ 151(поз.16-3,17-3,18-3), сигнал з яких подається на виконавчий механізм МЕО-40/10 (поз. 12-4, 14-4, 16-4, 17-4, 18-4), що регулює витрату газу при подачі його на наступні стадії процесу.

4.3.5 Контроль та регулювання концентрації


Для контролю концентрації створили контури автоматизації 20, 21, 22 в яких використали газосигналізатор типу TXC-1 який складається з чутливого елементу (поз. 20-1, 21-1, 22-1) та реєструючого приладу (поз, 20-2, 21-2, 22-2) при зміні концентрації речовини більше ніж на допустиму норму, відбувається регулювання процесу:

  • В контурі 20 сигнал з регулятора марки ТРМ 10 подається на виконавчий механізм типу МЕО-40/10 (поз. 20-2 та 20-3 відповідно) змінюючи вихід СхГ з сепаратора.

  • В контурі 21 сигнал з регулятора марки ТРМ 10 подається на виконавчий механізм типу МЕО-40/10 (поз. 21-2 та 21-3 відповідно) змінюючи вихід НБ з колони ректифікації.

  • В контурі 22 сигнал з системи записується та зберігається в електронній базі данних.

Розроблена схема автоматизації забезпечує проведення процесу в регламентованому режимі.

5 Економіко – технічні розрахунки

5.1 Схема організації цеху ректифікації вуглеводневого конденсату


Напрями використання сухого газу та нестабільного бензину в світі різноманітні. В більшості вони використовуються в якості палива для різноманітної техніки та приладів.

Проект передбачає виробництво газів та нестабільного бензину на основі сирого газу, з потужністю достатньою для переробки 30000 кг сирого газу за годину.

Організаційна структура для повного забезпечення потреби цеху в обслуговувані має такий вигляд:

Рисунок 5.1- Організаційна структура підприємства


5.2 Технологічна підготовка виробництва


Виробничі процеси підприємства поділяються на основні, допоміжні, підсобні та бічні наведені у таблиці 5.1

Таблиця 5.1 – Класифікація виробничих процесів цеху



Виробничі процеси 1.

Стадії

Основні

1. Аналіз сировини;

2. Підготовка сирого газу;

3. Завантаження сировини до системи;

4. Аналіз готової продукції;

5. Наступне постачання сировини;


Допоміжні

1. Обслуговування обладнання;

2. Ремонт;



Підсобні

1. Забезпечення деталями для ремонту обладнання;

2. Постачання палива та енергоресурсів;



Бічні

Утилізація відходів;

Даний процес виробництва має безперервний режим роботи. За одну добу обробляється 720 тон готової продукції з яких 40% нестабільний бензин та 60% сухий газ.

Тривалість виробничого процесу складає 2 години і складається із 6 операцій таблиця 5.2, оскільки виробництво безперервне працює 4 зміни по 6 годин без перерв.

Таблиця 5.2 – Тривалість операцій виробничого процесу





Назва операції

Час виконання, хв

1

Охолодження сирого газу до -10 С

15

2

Сепарація з виділенням сухого газу та вуглеводневого конденсату

30

3

Подача ВК до ректифікаційної колони

15

Продовження таблиці 5.2



Назва операції

Час виконання, хв

4

Ректифікація

30

5

Підігрів нестабільного бензину та охолодження сухого газу

15

6

Зрошення сухого газу

15




Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18


База даних захищена авторським правом ©refua.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка
Контрольна робота
навчальної дисципліни
Методичні вказівки
Лабораторна робота
Методичні рекомендації
Загальна характеристика
курсової роботи
використаної літератури
охорони праці
Курсова робота
Список використаної
курсу групи
Зміст вступ
Виконав студент
Пояснювальна записка
Виконала студентка
Історія розвитку
Міністерство освіти
форми навчання
навчальних закладів
самостійної роботи
Теоретичні основи
навчальний заклад
Робоча програма
діяльності підприємства
Практичне заняття
молодших школярів
роботи студентів
Самостійна робота
вищої освіти
використаних джерел
студентка курсу
студент групи
загальноосвітніх навчальних
інтелектуальної власності
виконання курсової
студентів спеціальності
Курсовая работа
Загальні відомості
світової війни
охорони здоров
Історія виникнення
Конспект лекцій
студентка групи
Практична робота
навчального закладу
контрольної роботи
Теоретичні аспекти
Список літератури
напряму підготовки
внутрішніх справ