Содержание
Введение 13
1. Описание технологического процесса 18
2. Характеристика технологического оборудования 21
3. Характеристика применяемого сырья, материалов и полупродуктов 22
4. Описание технологического процесса и схемы 23
Подача и обработка деменирализованной воды 23
Система подачи питательной воды 24
Система выработки перегретого пара высокого давления (пар 25
П110) 25
5. Обоснование выбора каналов внесения регулирующих воздействий 33
6. Обоснование выбора контролируемых и сигнализируемых величин 35
7. Обоснование выбора средств автоматизации 39
9. Расчеты автоматических устройств 48
10. Эксплуатация средств автоматизации 61
11. Экономический расчет 65
12. Безопасность и экологичность работы 87
Заключение 95
Conclusion 96
Литература 97
Реферат
Дипломный проект на тему «Автоматизация котельной установки производства мономеров» состоит из 81 страницы. В ней содержится 2 рисунка, 8 таблиц и приложение. Для составления этой работы было использовано 20 источников литературы, включая рабочие инструкции, учебно-методические пособия и нормативно-правовую литературу.
В данном проекте была рассмотрена автоматизация одного из наиболее важных участков в работе завода по производству мономеров – этилена и пропилена. Из-за морально и физически устаревшего оборудования высока вероятность выхода из строя, как отдельных участков котельной установки, так и всей установки в целом, что грозит полной остановкой завода.
Целью выпускной работы является модернизация оборудования котельной, путем замены отдельных приборов и управляющих устройств на более современные. Для этого требовалось изучить рынок предложений как отечественных, так и импортных средств автоматизации.
Был проведен экономический расчет работ по модернизации котельной установки. Так же имеется часть по технике безопасности и охраны окружающей среды.
Внедрение данной дипломной работы возможно с доработкой ведущими специалистами ООО «Томскнефтехим» и более четкой проработкой деталей.
Особенностью данной работы в том, что участок, который я обслуживаю по роду своей деятельности, находится рядом и наше оборудование часто пересекается. Именно эту тему я выбрал, потому что мне интересно узнать работу этой установки. Свой интерес я полностью удовлетворил.
Введение
Общие сведения о предприятии «Томскнефтехим»
ООО «Томскнефтехим» - один из крупнейших производителей полимеров, карбамидоформальдегидных смол, формалина. Предприятие входит в состав ООО "СИБУР"
В 2004 году Томский нефтехимический комплекс отметил свое 30-летие, и в этом же году его производства были объединены в единый технологический и экономический комплекс под эгидой ОАО «Газпром».
Генеральным директором ООО «Томскнефтехим» является Аркадий Мамиконович Егизарьян.
В состав предприятия ООО «Томскнефтехим» входят:
производство формалина и карбамидных смол;
производство этилена, пропилена (пр-во мономеров);
производство полипропилена и композиций на его основе;
производство полиэтилена высокого давления и композиций на его основе;
Производство Мономеров
Годовая проектная производительность технологической установки – 300 тысяч тонн этилена и 150 тысяч тонн пропилена. Первый товарный пропилен был получен на Томском нефтехимическом комплексе 19 декабря 1993 года, товарный этилен – 24 декабря 1993 года. В настоящее время Производство мономеров полностью обеспечивает сырьем полимерные производства ООО «Томскнефтехим». Попутные продукты производства: бутилен-бутадиеновая фракция (ББФ) для производства синтетического каучука, фракция жидких продуктов пиролиза для производства ароматических углеводов (бензол), тяжёлая смола пиролиза для выпуска техуглеродов.
Коллектив производства-574 человека.
Начальника производства - Николай Николаевич Кузнецов
Сегодня ЭП-300 выпускает в сутки примерно 650 тонн этилена и 370 - полипропилена. Это узловое производство в нефтехимии, именно с него начинается производство упаковочных пластмасс и синтетического каучука.
Теоретическая часть
Автоматизация - это применение комплекса средств, позволяющих осуществлять производственные процессы без непосредственного участия человека, но под его контролем. Автоматизация производственных процессов приводит к увеличению выпуска, снижению себестоимости и улучшению качества продукции, уменьшает численность обслуживающего персонала, повышает надежность и долговечность машин, дает экономию материалов, улучшает условия труда и техники безопасности.
Автоматизация освобождает человека от необходимости непосредственного управления механизмами. В автоматизированном процессе производства роль человека сводится к наладке, регулировке, обслуживании средств автоматизации и наблюдению за их действием. Если автоматизация облегчает физический труд человека, то автоматизация имеет цель облегчить так же и умственный труд. Эксплуатация средств автоматизации требует от обслуживающего персонала высокой техники квалификации.
По уровню автоматизации теплоэнергетика занимает одно из ведущих мест среди других отраслей промышленности. Теплоэнергетические установки характеризуются непрерывностью протекающих в них процессов. При этом выработка тепловой и электрической энергии в любой момент времени должна соответствовать потреблению (нагрузке). Почти все операции на теплоэнергетических установках механизированы, а переходные процессы в них развиваются сравнительно быстро. Этим объясняется высокое развитие автоматизации в тепловой энергетике.
Автоматизация параметров дает значительные преимущества:
обеспечивает уменьшение численности рабочего персонала, т.е. повышение производительности его труда,
приводит к изменению характера труда обслуживающего персонала,
увеличивает точность поддержания параметров вырабатываемого пара,
повышает безопасность труда и надежность работы оборудования,
увеличивает экономичность работы парогенератора.
Автоматизация парогенераторов включает в себя автоматическое регулирование, дистанционное управление, технологическую защиту, теплотехнический контроль, технологические блокировки и сигнализацию.
Автоматическое регулирование обеспечивает ход непрерывно протекающих процессов в парогенераторе (питание водой, горение, перегрев пара и др.)
Дистанционное управление позволяет дежурному персоналу пускать и останавливать парогенераторную установку, а так же переключать и регулировать ее механизмы на расстоянии, с пульта, где сосредоточены устройства управления.
Теплотехнический контроль за работой парогенератора и оборудования осуществляется с помощью показывающих и самопишущих приборов, действующих автоматически. Приборы ведут непрерывный контроль процессов, протекающих в парогенераторной установке, или же подключаются к объекту измерения обслуживающим персоналом или информационно-вычислительной машиной. Приборы теплотехнического контроля размещают на панелях, щитах управления по возможности удобно для наблюдения и обслуживания.
Технологические блокировки выполняют в заданной последовательности ряд операций при пусках и остановках механизмов парогенераторной установки, а так же в случаях срабатывания технологической защиты. Блокировки исключают неправильные операции при обслуживании парогенераторной установки, обеспечивают отключение в необходимой последовательности оборудования при возникновении аварии.
Устройства технологической сигнализации информируют дежурный персонал о состоянии оборудования (в работе, остановлено и т.п.),предупреждают о приближении параметра к опасному значению, сообщают о возникновении аварийного состояния парогенератора и его оборудования. Применяются звуковая и световая сигнализация.
Эксплуатация котлов должна обеспечивать надежную и эффективную выработку пара требуемых параметров и безопасные условия труда персонала. Для выполнения этих требований эксплуатация должна вестись в точном соответствии с законоположениями, правилами, нормами и руководящими указаниями, в частности, в соответствии с “Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов” Госгортехнадзора, ”Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей”, ”Правилами технической эксплуатации теплоиспользующих установок и тепловых сетей” и др.
На основе указанных материалов для каждой котельной установки должны быть составлены должностные и технологические инструкции по обслуживанию оборудования, ремонту, технике безопасности, предупреждению и ликвидации аварий и т.п. Должны быть составлены технические паспорта на оборудование, исполнительные, оперативные и технологические схемы трубопроводов различного назначения. Знание инструкций, режимных карт работы котла и указанных материалов является обязательным для персонала. Знания обслуживающего персонала должны систематически проверяться.
Эксплуатация котлов производится по производственным заданиям, составляемым по планам и графикам выработки пара, расхода топлива, расхода электроэнергии на собственные нужды, обязательно ведется оперативный журнал, в который заносятся распоряжения руководителя и записи дежурного персонала о работе оборудования, а так же ремонтную книгу, в которую записывают сведения о замеченных дефектах и мероприятиях по их устранению.
Должны вестись первичная отчетность, состоящая из суточных ведомостей по работе агрегатов и записей регистрирующих приборов и вторичная отчетность, включающая обобщенные данные по котлам за определенный период. Каждому котлу присваивается свой номер, все коммуникации окрашиваются в определенный условный цвет, установленный ГОСТом. Установка котлов в помещении должна соответствовать правилам Госгортехнадзора, требованиям техники безопасности, санитарно-техническим нормам, требованиям пожарной безопасности.
-
Описание технологического процесса
Паровым котлом называется комплекс агрегатов, предназначенных для получения водяного пара. Этот комплекс состоит из ряда теплообменных устройств, связанных между собой и служащих для передачи тепла от продуктов сгорания топлива к воде и пару. Исходным носителем энергии, наличие которого необходимо для образования пар из воды, служит топливо.
Основными элементами рабочего процесса, осуществляемого в котельной установке, являются:
1)процесс горения топлива,
2)процесс теплообмена между продуктами сгорания или самим горящим топливом с водой,
3)процесс парообразования, состоящий из нагрева воды, ее испарения и нагрева полученного пара.
Во время работы в котлоагрегатах образуются два взаимодействующих друг с другом потока: поток рабочего тела и поток образующегося в топке теплоносителя.
В результате этого взаимодействия на выходе объекта получается пар заданного давления и температуры.
Одной из основных задач, возникающей при эксплуатации котельного агрегата, является обеспечение равенства между производимой и потребляемой энергией. В свою очередь процессы парообразования и передачи энергии в котлоагрегате однозначно связаны с количеством вещества в потоках рабочего тела и теплоносителя.
Горение топлива является сплошным физико-химическим процессом. Химическая сторона горения представляет собой процесс окисления его горючих элементов кислородом, проходящий при определенной температуре и сопровождающийся выделением тепла. Интенсивность горения, а так же экономичность и устойчивость процесса горения топлива, зависят от способа подвода и распределения воздуха между частицами топлива. Условно принято процесс сжигания топлива делить на три стадии: зажигание, горение и дожигание. Эти стадии в основном протекают последовательно во времени, частично накладываются одна на другую.
Расчет процесса горения обычно сводится к определению количества воздуха в м3,необходимого для сгорания единицы массы или объема топлива количества и состава теплового баланса и определению температуры горения.
Значение теплоотдачи заключается в теплопередаче тепловой энергии, выделяющейся при сжигании топлива, воде, из которой необходимо получить пар, или пару, если необходимо повысить его температуру выше температуры насыщения. Процесс теплообмена в котле идет через водогазонепроницаемые теплопроводные стенки, называющиеся поверхностью нагрева. Поверхности нагрева выполняются в виде труб. Внутри труб происходит непрерывная циркуляция воды, а снаружи они омываются горячими топочными газами или воспринимают тепловую энергию лучеиспусканием. Таким образом, в котлоагрегате имеют место все виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция и лучеиспускание. Соответственно поверхность нагрева подразделяется на конвективные и радиационные. Количество тепла, передаваемое через единицу площади нагрева в единицу времени носит название теплового напряжения поверхности нагрева. Величина напряжения ограничена, во-первых, свойствами материала поверхности нагрева, во-вторых, максимально возможной интенсивностью теплопередачи от горячего теплоносителя к поверхности, от поверхности нагрева к холодному теплоносителю.
Интенсивность коэффициента теплопередачи тем выше, чем выше разности температур теплоносителей, скорость их перемещения относительно поверхности нагрева и чем выше чистота поверхности.
Образование пара в котлоагрегатах протекает с определенной последовательностью. Уже в экранных трубах начинается образование пара. Этот процесс протекает при больших температуре и давлении. Явление испарения заключается в том, что отдельные молекулы жидкости, находящиеся у ее поверхности и обладающие высокими скоростями, а следовательно, и большей по сравнению с другими молекулами кинетической энергией, преодолевая силовые воздействия соседних молекул, создающее поверхностное натяжение, вылетают в окружающее пространство. С увеличением температуры интенсивность испарения возрастает. Процесс обратный парообразованию называют конденсацией. Жидкость, образующуюся при конденсации, называют конденсатом. Она используется для охлаждения поверхностей металла в пароперегревателях.
Пар, образуемый в котлоагрегате, подразделяется на насыщенный и перегретый. Насыщенный пар в свою очередь делится на сухой и влажный. Так как на теплоэлектростанциях требуется перегретый пар, то для его перегрева устанавливается пароперегреватель, в данном случае ширмовой и коньюктивный, в которых для перегрева пара используется тепло, полученное в результате сгорания топлива и отходящих газов. Полученный перегретый пар при температуре Т=540 С и давлении Р=110 атм. идет на технологические нужды.
|
