Система управления узлом дегидрирования этилбензола
Суть технологии производства стирола и его стадии. Показатели дегидрирования этилбензола, необходимость модернизации системы. Разработка и описание функциональной схемы технологического объекта автоматизации, сборочных чертежей и капитальных вложений.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 11.06.2011 |
Размер файла | 970,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1600 мм
в Е-223
Преобразователь измерительный уровня буйковый:
взрывозащита 0ExiaIIСТ6;
погрешность измерений ±0,5 %;
диапазон окружающих температур -50…120 0С;
измеряемый диапазон 0…1600 мм;
плотность измеряемой среды 1000 кг/м3;
выходной сигнал 4…20 мА.
Сапфир-22Ду-Ex-2620-02-У2-0,5-1600-1000-42
1
1
АО Теплоприбор,
Рязань
45-2
--//--
на панели
Барьер искробезопасности 2-х канальный входной 2-х проводный:
вход 4…20 мА;
выход 4…20 мА;
питание 24В.
HiD 2030SK
1
24
Elcon
Instruments (Италия)
45-3
--//--
на панели
Барьер искробезопасности 2-х канальный выходной 2-х проводный:
вход 4…20 мА;
выход 4…20 мА;
питание 24В.
HiD 2038
1
15
Elcon
Instruments (Италия)
45-4
--//--
на клапане
Электропневматический позиционер: линейная характеристика;
вход 4…20 мА; выход 0,2…1 кгс/см2;
взрывозащита EExiaIICT6;
диапазон хода 40 мм;
диапазон окружающих температур -45…85 0С.
Модель 4763-10130012110
1
15
Samson (Германия)
45-5
Регулирование уровня в Е-223
на трубопроводе
Клапан регулирующий двухседельный плунжерный; условный проход Ду=80 мм; условное давление Ру= 6400 кПа; перепад давления ДР=1200 кПа; ход клапана 40 мм ± 5%; исходное положение клапана - нормально открытый.
25с48нж
(н.о.)
1
Котельниковский арматурный завод
сущ.
46-1
Контроль температуры ЭБШ
от Т-204
2000С
на трубопроводе
Термометр сопротивления платиновый: ТСП Метран-206.
Диапазон измерения: -50…2000С.
Класс допуска В. Монтажная длина 400 мм. Материал защитной арматуры: сталь 12Х18Н10Т.
Схема соединения - 3-х проводная.
Степень защиты: IP65.
ТСП
Метран-206-02-400-В-3-2-Н10-
(-50…200)-У1.1-П
1
4
«Метран-Смарт», Челябинск
46-2
--//--
на панели
Барьер искробезопасности 2-х канальный входной 3-х проводный:
входной сигнал - термометр сопротивления платиновый с 3-х проводной схемой соединения;
выходной сигнал 0…5 В;
питание 24В.
HiD 2072
1
11
Elcon
Instruments (Италия)
47-1
Контроль температуры
ЭБШ
от Т-229
1000С
на трубопроводе
Термометр сопротивления платиновый: ТСП Метран-206 (100П).
Диапазон измерения: -50…2000С.
Класс допуска В. Монтажная длина 200 мм. Материал защитной арматуры: сталь 12Х18Н10Т.
Схема соединения - 3-х проводная.
Степень защиты: IP65.
ТСП
Метран-206-02-200-В-3-2-Н10-
(-50…200)-У1.1-П
1
1
«Метран-Смарт», Челябинск
47-2
--//--
на панели
Барьер искробезопасности 2-х канальный входной 3-х проводный:
входной сигнал - термометр сопротивления платиновый с 3-х проводной схемой соединения;
выходной сигнал 0…5 В;
питание 24В.
HiD 2072
1
11
Elcon
Instruments (Италия)
48-1
Регулирование расхода ЭБШ из К-304
40 т/ч
на трубопроводе
Диафрагма камерная:
материал сужающего устройства 1Х18Н9Т
условный внутренний диаметр: d20=57,8063 мм;
условный внешний диаметр: D20=135мм;
давление рабочее Рраб= 580 кПа;
ДР =25,517 кПа.
ДК-25-100
1
ЗАО «Манометр» Москва
сущ.
48-2
--//--
по месту
Интеллектуальный датчик разности давлений с металлическим сенсором;
искробезопасное исполнение - «EExiaIICТ4/Т6»; пределы измерения 0…300 кПа;
выходной сигнал 4…20 мА;
основная погрешность ±0,1%;
Deltabar S PMD - 235 -
LUFK2EА3В
1
11
Endress
+Hauser
48-3
--//--
на панели
Барьер искробезопасности 2-х канальный входной 2-х проводный:
вход 4…20 мА;
выход 4…20 мА;
питание 24В.
HiD 2030SK
1
24
Elcon
Instruments (Италия)
48-4
--//--
на панели
Барьер искробезопасности 2-х канальный выходной 2-х проводный:
вход 4…20 мА;
выход 4…20 мА;
питание 24В.
HiD 2038
1
15
Elcon
Instruments (Италия)
48-5
--//--
на клапане
Электропневматический позиционер: линейная характеристика;
вход 4…20 мА; выход 0,2…1 кгс/см2;
взрывозащита EExiaIICT6;
диапазон хода 25 мм;
диапазон окружающих температур -45…85 0С.
Модель 4763-10130012110
1
15
Samson (Германия)
48-6
--//--
на трубопроводе
Клапан регулирующий двухседельный плунжерный; условный проход Ду=50 мм; условное давление Ру= 6400 кПа;
перепад давления ДР=2000 кПа; ход клапана 25 мм ± 5%;
исходное положение клапана - нормально закрытый.
25с50нж
(н.з.)
1
Завод Красный профинтерн
г. Гусь-хрустальный
сущ.
49-1
Регулирование расхода пара 600 кПа в Т-204
6,3 т/ч
на трубопроводе
Диафрагма камерная:
материал сужающего устройства 1Х18Н9Т;
условный внутренний диаметр: d20=82,889 мм;
условный внешний диаметр: D20=189,5 мм;
давление рабочее Рраб= 350 кПа;
ДР =25,517 кПа.
ДК-25-150
1
ЗАО «Манометр» Москва
сущ.
49-2
--//--
по месту
Интеллектуальный датчик разности давлений с металлическим сенсором;
искробезопасное исполнение - «EExiaIICТ4/Т6»; пределы измерения 0…300 кПа;
выходной сигнал 4…20 мА;
основная погрешность ±0,1%;
В комплект входят капиллярная трубка и кронштейн для крепления.
Deltabar S PMD - 235 -
LUFK2EH3В
1
11
Endress
+Hauser
49-3
--//--
на панели
Барьер искробезопасности 2-х канальный входной 2-х проводный:
вход 4…20 мА;
выход 4…20 мА;
питание 24В.
HiD 2030SK
1
24
Elcon
Instruments (Италия)
49-4
--//--
на панели
Барьер искробезопасности 2-х канальный выходной 2-х проводный:
вход 4…20 мА;
выход 4…20 мА;
питание 24В.
HiD 2038
1
15
Elcon
Instruments (Италия)
49-5
--//--
на клапане
Электропневматический позиционер: линейная характеристика;
вход 4…20 мА; выход 0,2…1 кгс/см2;
взрывозащита EExiaIICT6;
диапазон хода 40 мм;
диапазон окружающих температур -45…85 0С.
Модель 4763-10130012110
1
15
Samson (Германия)
49-6
--//--
на трубопроводе
Клапан регулирующий двухседельный плунжерный; условный проход Ду=80 мм; условное давление Ру= 6400 кПа; перепад давления ДР=1200 кПа; ход клапана 40 мм ± 5%; исходное положение клапана - нормально закрытый.
25с50нж
(н.з.)
1
Котельниковский арматурный завод
сущ.
50-1
Контроль расхода пара в Т-204
10 т/ч
на трубопроводе
Диафрагма камерная:
материал сужающего устройства 12Х18Н10Т;
условный внутренний диаметр: d20=101,223 мм;
условный внешний диаметр: D20=147 мм;
ДР=25,517 кПа.
ДК-40-150
1
ЗАО «Манометр» Москва
сущ.
50-2
--//--
по месту
Интеллектуальный датчик разности давлений с металлическим сенсором;
искробезопасное исполнение - «EExiaIICТ4/Т6»; пределы измерения 0…300 кПа;
выходной сигнал 4…20 мА;
основная погрешность ±0,1%;
В комплект входят капиллярная трубка и кронштейн для крепления.
Deltabar S PMD - 235 -
LUFK2EH3В
1
11
Endress
+Hauser
50-3
--//--
на панели
Барьер искробезопасности 2-х канальный входной 2-х проводный:
вход 4…20 мА;
выход 4…20 мА;
питание 24В.
HiD 2030SK
1
24
Elcon
Instruments (Италия)
51-1
Регулирование давления пара в Т-204
2500 кПа
по месту
Интеллектуальный датчик давления с металлическим сенсором;
искробезопасное исполнение - «EExiaIIСТ4/Т6»; пределы измерения 0…4000 кПа;
выходной сигнал 4…20 мА;
основная погрешность ±0,1%;
В комплект входят капиллярная трубка и кронштейн для крепления.
Cerabar S PMP- 731-G34Р2Н21Т2
1
1
Endress+
Hauser
51-2
--//--
на панели
Барьер искробезопасности 2-х канальный входной 2-х проводный:
вход 4…20 мА;
выход 4…20 мА;
питание 24В.
HiD 2030SK
1
24
Elcon
Instruments (Италия)
51-3
Регулирование давления пара в Т-204
на панели
Барьер искробезопасности 2-х канальный выходной 2-х проводный:
вход 4…20 мА;
выход 4…20 мА;
питание 24В.
HiD 2038
1
15
Elcon
Instruments (Италия)
51-4
--//--
на клапане
Электропневматический позиционер:
линейная характеристика;
вход 4…20 мА; выход 0,2…1 кгс/см2;
взрывозащита EExiaIICT6;
диапазон хода 25 мм;
диапазон окружающих температур -45…85 0С.
Модель 4763-10130012110
1
15
Samson (Германия)
51-5
--//--
на трубопроводе
Клапан регулирующий двухседельный плунжерный; условный проход Ду=50 мм; условное давление Ру= 6400 кПа; перепад давления ДР=2000 кПа; ход клапана 25 мм ± 5%; исходное положения клапана - нормально закрытый.
25с50нж
(н.з.)
1
Завод Красный профинтерн
сущ.
52-1
Контроль давления ЭБШ на вводе в К-303
600 кПа
по месту
Интеллектуальный датчик давления с металлическим сенсором;
искробезопасное исполнение - «EExiaIIСТ4/Т6»; пределы измерения 0…600 кПа;
выходной сигнал 4…20 мА;
основная погрешность ±0,1%;
Cerabar S PMP- 635-G34L2Н1А
В5
1
18
Endress+
Hauser
52-2
--//--
на панели
Барьер искробезопасности 2-х канальный входной 2-х проводный:
вход 4…20 мА;
выход 4…20 мА;
питание 24В.
HiD 2030SK
1
24
Elcon
Instruments (Италия)
53-1
Контроль температуры пара 600 кПа в Т-204
230 0С
на трубопроводе
Термометр сопротивления платиновый: ТСП Метран-206.
Диапазон измерения: -50…5000С.
Класс допуска А. Монтажная длина 500 мм. Материал защитной арматуры: сталь 12Х18Н10Т.
Схема соединения - 3-х проводная.
Степень защиты: IP65.
ТСП
Метран-206-02-500-А-3-1-Н10-
(-50…500)-У1.1-П
1
2
«Метран-Смарт», Челябинск
53-2
Контроль температуры пара 600 кПа в Т-204
на панели
Барьер искробезопасности 2-х канальный входной 3-х проводный:
входной сигнал - термометр сопротивления платиновый с 3-х проводной схемой соединения;
выходной сигнал 0…5 В;
питание 24В.
HiD 2072
1
11
Elcon
Instruments (Италия)
3.3 Разработка и описание функциональной схемы технологического объекта автоматизации
(Лист № 1 ДП 210200 022 05 ГЧ)
Функциональная схема является основным проектным документом, определяющим структуру и уровень автоматизации технологического процесса, проектируемого объекта и оснащение его приборами и средствами автоматизации [1].
Функциональная схема представляет собой чертеж, на котором при помощи условных изображений показывают технологическое оборудование, органы управления, приборы и средства автоматизации, и другие агрегатные комплексы с указанием связи между приборами и средствами автоматизации.
Проанализировав технологический процесс, устанавливаются параметры контроля, регулирования, сигнализации и блокировки.
К параметрам контроля относятся:
- температура водяного пара на вводе в отделение дегидрирования (0-2000С);
- температура топливного газа перед печами поз.П-201/1,2 (0-100 0С);
- расход абгаза перед печами поз.П-201/1,2 (0-10,7 т/ч);
- расход топливного газа перед печами поз.П-201/1,2 (0-5,5 т/ч);
- температура пара по профилю печей поз.П-210/1,2 (0-750 0С);
- температура пара на выходе из перегревателя поз.Т-203 (0-450 0С);
- температура этилбензольной шихты перед перегревателем поз.Т-203 (0-2000С);
- температура пароэтилбензольной шихты после перегревателя поз. Т-203 (0-5500С);
- температура пара после межступенчатого перегревателя Р-202/2 (0-6500С);
- давление в нижней части реактора поз.Р-202/1 (0-100 кПа);
- температура контактного газа по профилю реакторов поз.Р-202/1,2 (0-6300С);
- давление в верхней части реактора поз.Р-202/2 (0-100 кПа);
- состав контактного газа после реактора поз.Р-202/1 (не менее 30% стирола);
- состав контактного газа после реактора поз.Р-202/2 (не менее 50% стирола);
- температура пара после котлов-утилизаторов поз.Пн-205/1,2 (0-2000С);
- расход пара после котлов-утилизаторов поз.Пн-205/1,2 (0-45 т/ч);
- расход конденсата в котлы-утилизаторы поз.Пн-205/1,2 (0-80 т/ч);
- температура контактного газа после пенного аппарата поз.Пн-209 (0-2000С);
- давление контактного газа перед пенным аппаратом поз.Пн-209 (0-100 кПа);
- температура контактного газа перед пенным аппаратом поз.Пн-209 (0-2000С);
- температура этилбензольной шихты после испарителя поз.Т-204 (0-2000С);
- температура этилбензольной шихты после теплообменника поз.Т-229 (0-1000С);
- расход пара 1600 кПа в испаритель поз.Т-204 (0-10 т/ч);
- давление этилбензольной шихты на вводе в К-303 (0-600 кПа);
- температура пара 600 кПа в испаритель поз.Т-204 (0-3000С).
К параметрам регулирования относятся:
- давление водяного пара в П-201/1,2 (0-600 кПа);
- расход водяного пара в печи поз.П-201/1,2 (0-95 т/ч);
- давление топливного газа на вводе в К-303 (0-600 кПа);
- давление топливного газа перед горелками печей поз.П-201/1,2 с двойной коррекцией по температуре на выходе из печей поз.П-201/1,2 и в реакторах поз.Р-202/1,2 (0-400 кПа);
- давление абгаза перед печами поз.П-201/1,2 (0-400 кПа);
- расход напорного конденсата в утилизаторы печи поз.П-201/2 (0-2,5 т/ч);
- уровень в котлах-утилизаторах Пн-205/1,2 (0-400 мм);
- расход углеводородного конденсата, подаваемого на орошение в пенный аппарат поз. Пн-209 (0-120 т/ч);
- уровень в емкости поз.Е-223 (0-1600 мм);
- расход этилбензольной шихты в теплообменник поз.Т-229 (0-40 т/ч);
- расход пара 600 кПа в испаритель поз.Т-204 (0-6,3 т/ч);
- давление пара 1600 кПа в испаритель поз.Т-204 (0-2500 кПа).
Для предупреждения возникновения аварийных ситуаций технологический процесс оснащен системой предупредительной и аварийной сигнализации, системой блокировки и сигнализации, системой противоаварийной защиты.
К параметрам сигнализации относятся:
- давление перед слоем катализатора в Р-202/1;
- давление перед слоем катализатора в Р-202/2;
- давление контактного газа после из Р-202/2;
- давление топливного газа на вводе в К-303;
- давление водяного пара на вводе в К-303;
- уровень в котлах-утилизаторах Пн-205/1,2;
- давление контактного газа перед пенным аппаратом поз.Пн-209.
Для качественного регулирования параметров процесса в схеме регулирования используем ПИ- и ПИД- законы регулирования.
ПАЗ предусматривает автоматический останов установки в случае:
- при снижении давления пара на вводе в К-303 ниже 300 кПа закрываются отсечные клапана (поз. 35-20, 35-32) и в результате прекращается подача топливного газа в печь поз.П-201/1,2 и этилбензольной шихты в теплообменник поз.Т-229;
- при снижении давления топливного газа на вводе в К-303 ниже 80 кПа закрываются отсечные клапана (поз.35-20, 35-32) и в результате прекращается подача топливного газа в печь поз.П-201/1,2 и этилбензольной шихты в теплообменник поз.Т-229;
- при повышении давления контактного газа после реактора поз.Р-202/2 выше 60 кПа закрывается отсечной клапан на линии подачи этилбензольной шихты (поз.35-20), в результате чего прекращается ее подача в теплообменник поз.Т-229; закрываются отсечные клапана на линии подачи пара (поз.35-23,35-29), а отсечной клапан (поз.35-26) открывается на 30%, в результате подача пара в печь поз. П-201/1,2 сокращается на 70%.
Схема технологической сигнализации должна обеспечивать одновременную подачу светового и звукового сигналов; съем звукового сигнала, нажатием кнопочного выключателя; повторность срабатывания исполнительного устройства звуковой сигнализации (при вторичном отклонении параметра после его отключения нажатием кнопочного выключателя); проверку исполнительных устройств сигнализаторов (световых и звуковых) от одного кнопочного выключателя. Для сигнализации и блокировки предлагается использовать систему противоаварийной защиты «QUADLOG» полностью интегрированную в сетевую структуру «APACS+».
4. Разработка и описание сборочных чертежей
4.1 Описание схемы внешних электрических и трубных проводок
(Лист № 3 ДП 2102 00 022 05 ГЧ)
Схема внешних электрических и трубных проводок представляет собой документацию, на которой показывается с помощью графических и условных изображений все линии связи между приборами и средствами автоматизации. Для разработки данного чертежа необходимы функциональная схема автоматизации (Лист №1 ДП 2102 00 022 05 ГЧ), структурная схема (Лист №2 ДП 2102 00 022 05 ГЧ) и спецификация на приборы и оборудование [1].
В верхней части чертежа размещают сгруппированные по параметрам или системам регулирования монтажные символы приемных и отборных устройств, регулирующих органов. Над ними проводят поясняющие надписи.
В нижней части чертежа в виде прямоугольников размещают щиты и пульты управления.
В качестве электропроводок в равной степени могут быть использованы электрические провода и кабели с медными и алюминиевыми жилами. Для надежной и безаварийной работы системы автоматизации и АСУ ТП необходимо использовать провода и кабели, непосредственно на установке, с медными жилами. Это связано с тем, что алюминиевые провода в местах соединения имеют большее переходное сопротивление вследствие образования оксидной пленки, что соответственно вызывает возрастание погрешностей измерения.
Для монтажа электропроводок используются контрольные кабели с медными жилами, изоляцией и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката типа КВВГ 4Ч1,5; контрольные кабели с медными жилами, изоляцией и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката, экранированный типа КВВГЭ 19Ч1,5; силовые кабели с медными жилами, изоляцией и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката типа ВВГ 2Ч1,5.
Для защиты от внешних воздействий, кабели прокладывают в металлических коробах, защитных трубах. Для исключения влияния электромагнитных, частотных наводок на кабели их экранируют, экран заземляется.
При подсоединении датчиков к соединительным коробкам предлагается использовать кабель КВВГ 4Ч1,5 (4 - число жил, 1,5 - сечение в мм2) в защитной трубе Р-М-20Ч2,8. От соединительной коробки до короба предлагается использовать кабель КВВГЭ 19Ч1,5 (число жил зависимости от количества подсоединенных датчиков, плюс необходимый резерв) в защитной трубе Р-М-25Ч3,2. При присоединении термоэлектрических преобразователей используется компенсационный кабель ПКВ 2Ч1,5. Дальнейший ход кабельных трасс осуществляется в защитном коробе.
Количество резервных жил медных кабелей выбирается: при числе рабочих жил 3 - одна резервная жила.
Для импульсных трубок рекомендуется выбрать трубу стальную 14Ч2,0 марки 10Х18Н10Т, соответствующую ГОСТ 9941-81, а для подачи воздуха КИПиА - трубу медную 8Ч1.
В качестве соединительных коробок предлагаются У615, соответствующие ТУ360232-75.
Сигналы с измерительных преобразователей поступают на искробе-зопасные барьеры, а затем на соответствующие входы распределенной системы управления «APACS» .
Для прокладки кабельной трассы предлагается короб стальной 200Ч200, поставляемый секциями по 2 метра и соответствующий ТУ 3622.21.001-86.
Все приборы и металлические конструкции соединяются стальной полосой 204 мм с общецеховым заземлителем. Контрольные кабели подлежат зануле-нию, для этого используется резервная жила.
Для монтажа КТС АСУ используют отдельные помещения (машинные залы), их располагают в здании центрального пункта управления.
Составные модули КТС монтируют в стандартных шкафах, устанавливают их в определенной технологической последовательности в соответствии с указаниями в проектной документации.
После установки шкафов производиться укладка кабельных трасс с после-дующим подключением их к различным модулям.
Таблица 3 - Заказная спецификация на монтажные материалы и трубные проводки
№ |
Наименование |
Марка |
Ед.изм |
Кол-во |
Прим. |
|
1 |
Кабель силовой |
ВВГ 2Ч1,5 16442-80 |
км |
0,06 |
||
2 |
Кабель контрольный |
КВВГЭ 19Ч1,5 ГОСТ 1508-78 |
км |
1,373 |
||
3 |
Кабель контрольный |
КВВГ 4Ч1,5 ГОСТ 1508-78 |
км |
0,172 |
||
4 |
Кабель компенсационный |
ПКВ 2Ч1,5 ГОСТ 24335-80 |
км |
1,864 |
||
5 |
Труба медная |
М8Ч1 ГОСТ 617-72 |
км |
0,205 |
||
6 |
Труба стальная бесшовная |
14Ч2 ГОСТ 9941-81 |
км |
0,053 |
||
7 |
Короб стальной |
200Ч200 ТУ 36.22.21.001.-86 |
шт |
1 |
||
8 |
Коробка соединительная |
У-615 ТУ 36.0232-75 |
шт |
10 |
||
9 |
Вентиль |
15нж54 ГОСТ 4627-81 |
шт |
41 |
||
10 |
Полоса стальная |
20Ч4 ГОСТ 9941-81 |
км |
0,064 |
4.2 Описание плана трасс
(Лист № 4 ДП 2102 00 022 05 ГЧ)
Чертежи трасс являются проектным материалом, на основании которого производятся монтажные работы в части установки щитов, соединительных коробок, приборов и других средств автоматизации, а также прокладки электрических и трубных проводок. Эти чертежи предназначены для указания координат установки оборудования, автоматики, направления потоков электрических и трубных проводок и для рекомендаций по способам их крепления [1].
На плане трасс показывают:
-контуры зданий объекта, цеха или промышленной площадки, с указанием каналов, траншей, эстакад, планировочных отметок, а также обозначение осей и рядов строительных колонн;
-поэтажное расположение технологического оборудования и проводок;
-места установки первичных приборов и отборов;
-символы приборов, регуляторов и других средств автоматизации, установленных вне щитов;
-условное изображение щитов, пультов, шкафов, соединительных коробок, протяжных коробок и т. д.;
-условное изображение электрических и трубных проводок всех назначений и конструкций, на которых они прокладываются;
-условное изображение проходов проводок через стены и перекрытия зданий и сооружений;
-общие пояснения, примечания и технические условия;
-перечень монтажных материалов, изделий, конструкций;
-относящиеся чертежи.
На чертеже плана трасс (Лист № 4 ДП 2102 00 022 05 ГЧ) представлены план операторного помещения и фрагмент плана трасс реакторного блока.
План операторного помещения выполнен в масштабе 1:100, на нем с помощью условно графических изображений показано расположение шкафов РСУ, ПАЗ за щитом, а также рабочие места операторов-технологов. План трасс изображен в масштабе 1:40. На схеме изображены: реактора поз. Р-202/1,2 и используемые первичные измерительные преобразователи. Все приборы и трассы расположены на различных уровнях. Кабели приборов протянуты в соединительные коробки, а от них в короб, который проложен в операторное помещение. Вся нумерация приборов, кабелей и соединительных коробок соответствует нумерации на схеме внешних и трубных проводок (Лист №3 ДП 2102 00 022 05 ГЧ).
При составлении плана трасс использовались функциональная схема (Лист № 1 ДП 2102 00 022 05 ГЧ) и схема внешних и трубных проводок (Лист № 3 ДП 2102 00 022 05 ГЧ).
4.3 Описание схемы подключения барьеров искробезопасности
(Лист № 5 ДП 2102 00 022 05 ГЧ)
На плакате представлен общий вид системы управления и блокировки APACS+/QUADLOG в масштабе 1:100, а также расположение барьеров искробезопасности HiD 2030SK, HiD 2062, HiD 2072, HiD 2038, HiD 2872, HiD 2842 на терминальных панелях, каждая из которых рассчитана на 8, или 16 слотов.
Данная схема разрабатывается на основе функциональной схемы автоматизации (Лист № 1 ДП 2102 00 022 05 ГЧ) и схемы внешних электрических и трубных проводок (Лист № 3 ДП 2102 00 022 05 ГЧ).
Терминальные панели барьеров расположены в напольных шкафах системы управления и блокировки APACS+/QUADLOG (Лист №5 ДП 2102 00 022 05 ГЧ поз.5,6,7,8).
В напольных шкафах системы управления и блокировки кроме терминальных панелей барьеров расположены блоки питания; каркас системный MODULRAC на 10 слотов, на котором размещены управляющие модули ACM, стандартные аналоговые модули SAM, модули ввода напряжения VIM; каркас системный MODULRAC на 6 слотов с дискретными модулями критических операций; интерфейс магистрали APACS/Ethernet - RNI; кабельные лотки (Лист №5 ДП 2102 00 022 05 ГЧ поз.1,2,3,4,9 соответственно).
К барьерам искробезопасности подходят контрольные многожильные кабели марки КВВГЭ 19Ч1,5 от соединительных коробок, обозначение и нумерация которых соответствует соединительным коробкам со схемы внешних электрических и трубных проводок (Лист №3 ДП 2102 00 022 05 ГЧ), а также компенсационные кабели марки ПКВ 2Ч1,5.
4.4 Описание диаграммы контуров управления
(Лист №6 ДП 2102 00 022 05 ГЧ)
Для разработки данной схемы необходимы функциональная схема автоматизации (Лист № 1 ДП 2102 00 022 05 ГЧ), схема внешних электрических и трубных проводок (Лист № 3 ДП 2102 00 022 05 ГЧ) и структурная схема (Лист №2 2102 00 022 05 ГЧ).
На схеме в виде графических изображений показаны контуры регулирования давления с коррекцией по температурам (поз.9), уровня (поз.38), расхода (поз.3), расхода с коррекцией по температуре (поз.16), давления (поз.6).
На чертеже наглядно представлена связь полевого оборудования (датчики и исполнительные механизмы, и соединительные коробки), с указанием кабельной продукции типа КВВГ 4Ч1,5, КВВГЭ 19Ч1,5, ПКВ 2Ч1,5 и помещения управления, в виде указания барьеров искробезопасности, модулей ввода-вывода и модулей управления.
5. Расчет цифровой АСР
5.1 Построение математической модели
(Лист №7 ДП 2102 00 022 05 ГЧ)
Функциональная схема АСР.
Рис.5.1. Цифровая АСР температуры напорного конденсата
FW, FR - каналы внесения в объект возмущающих воздействий.
Объектом регулирования является экономайзер печи поз.П-201/2, в котором поддерживается заданное значение температуы.
Динамические характеристики объекта. По каналу регулирования: задана переходная характеристика, снятая при ступенчатом перемещении регулирующего органа на 10 % хода. Кривая переходного процесса представлена на рисунке 5.2.
Рис. 5.2. Кривая разгона
Канал возмущения: передаточная функция объекта по каналу возмущения:
; (1)
где ТВ1,ТВ2,ТВ3, КВ - соответствующие постоянные времени, коэффициент передачи по каналу возмущения.
Требования к качеству работы АСР:
1) динамическая ошибка регулирования мах,з< 6,0 o C;
2) время регулирования Тр,з 35 мин.;
3) степень затухания переходного процесса з=0,91;
4) остаточное отклонение регулируемого параметра ст,з=0 С.
Требуется:
1. Построить математическую модель объекта по его переходной характеристике;
2. Найти оптимальные значения настроечных параметров цифровых регуляторов при степени колебательности m=0,366 и следующих значениях времени такта квантования: Тkw=0,3 мин, 0,5 мин, 0,75 мин;
3. Построить переходные процессы при нанесении следующих воздействий:
- по каналу управления (U) - изменением задания регулятору на 10С;
- по каналу возмущения (FW) - изменением расхода конденсата до клапана на 1 м3/с;
- по каналу регулирующего органа (FR) - изменением расхода конденсата, которое эквивалентно перемещению регулирующего органа на 10%;
4. Оценить качество работы АСР при различных значениях времени такта квантования и различных настройках регулятора;
5. Выбрать регулятор и значения его настроечных параметров, которые обеспечивают заданное качество процесса регулирования при минимальных затратах на управление (при возможно большем времени такта квантования и более простом регуляторе).
Построение математической модели объекта по экспериментальной переходной характеристике. Задача построения математической модели объекта по его переходной характеристике включает в себя следующие этапы [18]:
1. Выбор вида аппроксимирующей передаточной функции, дающего приемлемую модель объекта для проектирования АСР с типовыми регуляторами
2. Определение параметров модели, обеспечивающих совпадение аппроксимируемой и аппроксимирующей переходных характеристик согласно выбранному критерию приближения
3. Оценка точности аппроксимации.
Выбор вида аппроксимирующей передаточной функции. Разработано большое количество методов аппроксимации экспериментальных данных, отличающихся друг от друга структурой модели, критериями приближения, особенностями выполнения расчетов.
Рассмотрим метод, согласно которому аппроксимирующая передаточная функция ищется в виде:
; (2 )
где T1, Т2, k, ф -- соответственно постоянные времени, коэффициент передачи и запаздывание объекта;
п - показатель, определяющий порядок знаменателя передаточной функции (2);
Критерием приближения (адекватности) является требование совпадения аппроксимируемой h (t) и аппроксимирующей ha(t) характеристик в точках t = 0, t = и в точке перегиба, определяемой из условия h''(t)=0. Кроме того, в точке перегиба эти характеристики должны иметь одинаковый наклон.
Таким образом, критерий приближения имеет следующий вид:
( 3 )
Для определения производной h'(t) переходной характеристики h(t) в точке, где эта характеристика имеет максимальный наклон, проводится касательная и определяется длина отрезка Т0 заключённого между точкой этой касательной с горизонтальной осью (абсцисс) и линией нового установившегося значения характеристики, то есть с линией hуст. Приняв значение: , критерий приближённости можно переписать следующим образом:
( 4 )
Это условие позволяет найти численные значения постоянных времени Тi, величину tn.а и запаздывание = tn - tn.а аппроксимирующей передаточной функции (2).
Определение параметров модели. Расчёты параметров удобно проводить с помощью номограммы, приведенной на рис. 5.3.
Рис. 5.3. Номограмма для определения параметров модели
Порядок расчета следующий:
1. По переходной характеристике объекта (рис.4) определяются исходные данные для аппроксимации:
значение в точке перегиба h(tп) = 0,33;
установившееся значение переходной характеристики hуст = 1;
время точки перегиба tп = 3,3;
время регулирования T0 = 4.
2. Находим величину b = и по таблицам (номограмме) определяем порядок n аппроксимирующей передаточной функции (1).
Имеем b = = = 0,33.
При b = 0,33 принимаем n = 3.
3. Исходя из найденных значений b и n по таблицам (номограмме) определяем отношения , , и, следовательно, величины T1, T2 и t п.а.
Имеем: = 0,378; = 0,45; = 1,658.
Тогда:
T1 = 0,378 T0 = 0,378Ч4 = 1,512 мин;
T2 = 0,45 T1 = 0,45Ч1,512 = 0,68 мин;
tп.а = 1,658 T1 = 1,658Ч1,512 = 2,51 мин.
Поскольку tп > t п.а, находим время запаздывания :
= 3,3 - 2,51 = 0,79 мин.
Найдем численное значение коэффициента передачи К, входящего в выражение для аппроксимирующей передаточной функции (1).
Имеем
где -Д отклонение температуры в переходном режиме при t ;
- принятая в расчете величина возмущения по каналу регулирующего органа, равная 10 % его хода.
С учетом найденных значений К, , Т1, Т2, n аппроксимирующая передаточная функция запишется в виде:
(5 )
При оценке точности аппроксимации в передаточной функции (4) согласно (1) и (5) необходимо положить:
К = 0,8; = 0,79; Т = 1,512; б1 = 0,45; б2 = 0; n1 = 1; n 2 = 3; n 3 = 0.
На основании полученных данных строим график для аппроксимируемой и аппроксимирующей кривых рис. 5.4.
Рис.5.4. Аппроксимируемая и аппроксимирующая кривые
Расчёт на ЭВМ переходной функции модели (5) и сравнение её с заданной показывают, что модель (5) адекватна реальному процессу. Максимальное отклонение друг от друга ординат аппроксимируемой и аппроксимирующей переходных характеристик не превышает 3,5 % (при допустимых 5%).
5.2 Расчет оптимальных настроечных параметров цифровых регуляторов
Модель и расчетная схема цифровой АСР. При исследовании систем с цифровыми регуляторами обычно вместо известной структурной схемы ЦАСР с АЦП, ЦАП и ЦВУ рассматривают модель ЦАСР и далее ее расчетную схему.
Рис. 5.5. Модель цифровой системы
В АЦП осуществляется преобразование непрерывного сигнала U(t), y(t) в дискретную последовательность чисел U(1t) и y(1t), где 1t - дискретное время, t - такт квантования, 1- номер такта квантования. При исследовании систем с цифровым регулятором перейдем от функциональной схемы к модели цифровой системы.
В модели АЦП заменяют дельта импульсными модуляторами, а ЦАП входит как демодулятор. Демодулятор и объект образуют приведенную непрерывную часть системы с передаточной функцией:
Wпнч=Wgm*W
Дельта-импульсные модуляторы осуществляют преобразование непрерывных сигналов U(t) и y(t) в синхронные импульсные последовательности U*(t) и у*(t) в соответствии с формулами
где U*(t) и y*(t) -- модели сигналов;
Т- период квантования сигнала по времени.
Демодулятор обычно представляет собой фиксатор нулевого порядка с передаточной функцией:
(7)
Структурная схема может быть преобразована в расчетной схеме системы.
Рис.5.6. Расчётная схема цифровой АСР
Расчётная схема состоит из дискретного регулятора W* и дискретного объекта с передаточной функцией W*пнч(р), а все сигналы представляются синхронной последовательностью моделированных импульсов. Передаточная функция разомкнутой цифровой АСР запишется в виде:
(8)
Передаточная функция дискретной системы связана с передаточной функцией её непрерывной части следующим соотношением:
(9)
где: кв=2/Т -- частота квантования в дискретной АСР,
Т -- время такта квантования.
С учётом этого передаточная функция разомкнутой дискретной системы запишется в виде:
(10)
Алгоритмы вычисленных устройств цифровых регуляторов. Вычислительные устройства цифровых регуляторов реализуют следующие унифицированные законы регулирования:
пропорциональный (П_закон): (lT)=k1(lT); (11)
интегральный (И_закон): (12)
пропорционально_интегральный (ПИ_закон):
(13)
пропорционально_интегральный с воздействием по производной (ПИД_закон):
(14)
Параметры настройки регуляторов: коэффициенты k1, k2, k3 и время такта (период) квантования T. Ниже приводятся соотношения, связывающие соответствующие параметры настройки дискретных и непрерывных регуляторов:
k1 =kр, (15)
k2 /Т=kр/Ти, (16)
k3Т=kрТg; (17)
где: Kр -- коэффициент передачи непрерывного ПИД_регулятора,
Тр -- время изодрома,
Тg -- время предварения.
Передаточные функции вычислительных устройств цифровых регуляторов, определенные в смысле дискретного преобразования Лапласа, имеют вид:
Таблица 4 - Алгоритм цифровых регуляторов
Регулятор |
Передаточная функция W*p(р) |
|
П |
К1 |
|
И |
К2/[1-exp(-pT)] |
|
ПИ |
К1+К2/[1-exp(-pT)] |
|
ПИД |
К1+К2/[1-exp(-pT)]+К3[1-exp(-pT)] |
Запас устойчивости систем с цифровыми регуляторами. Оценка запаса устойчивости может проводиться с помощью корневого и частотного показателей колебательности. Примем к рассмотрению способ оценки запаса устойчивости по распределению корней характеристического уравнения замкнутой системы, который позволяет легко и просто выполнить вычисления на ЭВМ, границы заданного запаса устойчивости в пространстве параметров настройки регулятора по соотношениям, получающиеся из условия:
(18)
где m -- заданный корневой показатель затухания свободных колебаний.
При этом частота меняется в пределах от =0 до =/Т, а из бесконечно большого числа решений уравнения выбирается только одно, соответствующее минимальному . Подставив в выражения с учетом, получим: (19)
Введем обозначение:
(20)
Тогда соотношение можно привести к виду:
(21)
Комплексные функции переменной в соотношении распишем в виде суммы действительной и мнимой частей
e-jT=cosT-jsinT, (22)
W (m,j)=W (m,j)[cosF (m,)+jsinF(m,)]; (23)
где: W(m,j), F (m,) -- модуль и фаза расширенной комплексной частотной характеристики эквивалентного дискретного объекта.
Записав полученное равенство в виде системы двух уравнений (одно -- для действительной, другое -- для мнимой части равенства) и решив эту систему относительно параметров К1 и К2, будем иметь:
(24)
Пространство параметров настройки цифрового ПИД_регулятора четырехмерно. Задаваясь конкретными значениями параметров Т и К3, можно в плоскости параметров К1, К2 построить параметрическую кривую. Область, ограниченная этой кривой и прямыми К1=0 и К2=0, является областью заданного запаса устойчивости для выбранных значений Т и К3.
Последовательность расчета оптимальных настроек цифровых регуляторов. Расчет оптимальных настроек цифровых регуляторов на ЭВМ осуществляется методом расширенных частотных характеристик и состоит из двух этапов:
1. Расчет и построение в плоскости параметров настроек регулятора линии равной степени колебательности (m=const)
2. Определение в области заданного запаса устойчивости точки, обеспечивающей наилучшее качество регулирования. Линия равной степени колебательности m=const строится в плоскости параметров К1 и К2, определяемых по формулам.
Процесс расчета оптимальных настроечных параметров, поэтапно:
1) Задается значение периода квантования с учетом рекомендаций T=0,01Т95ч0,1Т0;
где Т95 - время достижения регулируемой координатой величины равной 95% ее установившегося значения при действии на объект ступенчатого возмущения;
T0- доминирующая постоянная времени объекта.
2) Задается значение параметра К3 =0 и строится линия m = m3 в плоскости параметров К1 и К2. При расчете следует выбирать значение степени колебательности m из диапазона 0,221<m<0,366, что обеспечит степень затухания наиболее колебательной составляющей переходного процесса в пределах 0,75 < ш < 0,91.
3) В качестве оптимальных настроек ПИ и ПИД-регулятора принимаются такие, при которых система обладает запасом устойчивости не ниже заданного (m = m3) и коэффициент при интегральной составляющей в зоне регулирования имеет максимальную величину (К2 = max). Для нахождения оптимальных настроек К1(0), К2(0), при заданных Т и К3 достаточно определить точку максимума линии m=m3.
4) По определённым оптимальным настройкам К1(0), К2(0), при условии К3=0, задаёмся значением параметра К3 из диапазона: строим в плоскости параметров К1, К2 новую линию m=m3 и определяем новые значения оптимальных настроечных параметров. Такой порядок нахождения значения коэффициента К3 связан с тем, что качество регулирования улучшается при увеличении К3 лишь до некоторого его критического значения. Дальнейшее увеличение К3 приводит к ухудшению качества регулирования.
5) Задаём ряд других значений периода квантования Tkw из диапазона T=0,01Т95ч0,1Т0 и определяем для них оптимальные настройки.
Расчёт настроечных параметров ПИД_регулятора производён при помощи ЭВМ.
Рис.5.7. Область заданного запаса устойчивости при К3=соnst=0 и различных значениях времени квантования
Рис.5.8. Область заданного запаса устойчивости при TKW =const=0,4 и различных значениях настроечного параметра К3
5.3 Расчёт переходных процессов в цифровых АСР
Для синтеза АСР с заданными показателями качества работы необходимо построить переходные процессы параметров настройки и принять в качестве оптимальных, то есть, при которых выполняются условия в исходных данных для расчёта.
Структурная схема моделирования системы с цифровым ПИД_регулятором приведена на рисунке (см. рис.5.9).
Рис. 5.9. Структурная схема моделируемой ЦАСР
Объект по каналу регулирования имеет передаточную функцию, по каналу возмущения передаточная функция имеет вид (смотри исходные данные).
(25)
ПИД_регулятор в соответствии с его передаточной функцией представлен в виде трёх параллельно соединенных операторов. Для решения системы дифференциальных уравнений используется метод Рунге_Кутта второго порядка [18]. Графики переходных процессов, наглядно иллюстрируют влияние на качество регулирования величины такта квантования и дифференцирующей составляющей K3 в ПИД_законе регулирования регулятора.
Рис.5.10. Общий вид переходной характеристики
Рис. 5.11. Переходный процесс при времени квантования Ткw=const=0,4 и меняющемся К3 и изменении задания регулятору (U=1)
Рис. 5.12. Переходный процесс при времени квантования Ткw =const=0,4 и меняющемся К3 и изменении внешнего воздействия (FW=1)
Рис. 5.13. Переходный процесс при К3 =const = 0 и меняющемся времени квантования и изменении задания регулятору (U= 1)
Рис. 5.14. Переходный процесс при К3= const=0 и меняющемся времени квантования и изменении внешнего воздействия (FW=1)
Таблица 5- Сводные данные по расчету
Период квантования, Tкw |
Настройки регулятора |
Воздействия |
|||||||||||
U=l |
FW=1 |
FR=10 |
|||||||||||
K1 |
K2 |
K3 |
max |
ш |
Tp |
max |
ш |
Tp |
max |
ш |
Tp |
||
0,3 |
0,599 |
0,116 |
0 |
1,39 |
0,839 |
27,42 |
0,348 |
0,908 |
39,96 |
5,636 |
0,863 |
35,97 |
|
0,775 |
0,137 |
1 |
1,44 |
0,85 |
26,6 |
0,3132 |
0,897 |
37,96 |
5,31 |
0,84 |
33,98 |
||
0,835 |
0,148 |
1,5 |
1,47 |
0,828 |
25,91 |
0,301 |
0,885 |
36,97 |
5,17 |
0,8296 |
33,77 |
||
0,4 |
0,578 |
0,152 |
0 |
1,3 |
0,89 |
27,53 |
0,355 |
0,91 |
38,1 |
5,7365 |
0,8987 |
31,99 |
|
0,691 |
0,17 |
0,5 |
1,32 |
0,908 |
26,97 |
0,326 |
0,903 |
37,96 |
5,49 |
0,9001 |
29,77 |
||
0,776 |
0,189 |
1 |
1,35 |
0,918 |
25,9 |
0,3162 |
0,899 |
33,57 |
5,289 |
0,909 |
28,17 |
||
0,75 |
0,523 |
0,27 |
0 |
1,39 |
0,841 |
40,162 |
0,3567 |
0,909 |
42,96 |
5,823 |
0,866 |
36,97 |
|
0,579 |
0,297 |
0,23 |
1,42 |
0,845 |
45,956 |
0,341 |
0,9049 |
41,96 |
5,686 |
0,851 |
36,76 |
||
0,667 |
0,326 |
0,45 |
1,44 |
0,848 |
46,156 |
0,323 |
0,894 |
39,96 |
5,514 |
0,837 |
36,21 |
Из анализа результатов, приведённых в таблице (Таблица 5), можно сделать следующие выводы:
1) Увеличение времени такта квантования до величины Тkw=0,4 не ухудшает качественных показателей процесса регулирования. Динамическая ошибка ДИmax и время регулирования Тр увеличиваются незначительно. Увеличение Тkw эквивалентно увеличению транспортного запаздывания в системе, отрицательно влияющего на устойчивость и качество работы АСР.
Поэтому дальнейшее увеличение времени Тkw приводит к ухудшению показателей качества регулирования.
2) Введение дифференцирующей составляющей в закон регулирования регулятора (настройка К3) наиболее эффективно при небольших значениях Тkw. Увеличение времени Тkw снижает влияние параметра К3 на динамическую точность и быстродействие работы АСР.
3) Согласно данным (Таблица 5 - Сводные данные по расчету), требуемые в задании показатели качества работы ЦАСР могут быть обеспечены при настройках ПИД-регулятора.
За оптимальные принимаем те, которые обеспечивают заданное качество регулирования при времени такта квантования Тkw=0,4.
Следовательно, в качестве оптимальных выбираем следующие значения настроечных параметров: К1=0,776; К2 =0,189; К3=1; Тkw=0,4.
При этом динамическая ошибка регулирования ДИmax:
1. по каналу управления 1,350С;
2. по каналу возмущения 0,3169 0С;
3. по каналу регулирующего органа 5,289 0С.
Время регулирования Тр:
1. по каналу возмущения 25,9 мин;
2. по каналу возмущения 33,57
3. по каналу регулирующего органа 28,173 мин.
Степень затухания переходных процессов:
1. по каналу управления =0,918;
2. по каналу регулирующего органа =0,909;
3. по каналу возмущения 0,899.
Рассчитываемая АСР удовлетворяет требуемым показателем качества работы: динамическая ошибка и время регулирования не превышают заданных (допустимых) значений. Статическая ошибка регулирования при исследовании ПИД-регулятора равна нулю.
6. Безопасность жизнедеятельности
6.1 Характеристика проектируемого объекта
В данном дипломном проекте рассматривается процесс дегидрирования этилбензола.
Проектируемый технологический объект потенциально опасен. Применяемые в цехе продукты (стирол, этилбензол, толуол, бензол) вредны для здоровья, и способны образовывать с кислородом воздуха взрывопожароопасные смеси. Технологический процесс протекает при температуре не более 750 0С, и давлении не более 1600 кПа. Завышение давления или температуры ведет к созданию угрозы разрыва аппаратов с последующей опасностью возгорания и взрыва. Потенциальные опасности производства также связаны с возможностью термических ожогов, механического травмирования, опасностью поражения электрическим током при использовании электроэнергии до 380 В, работой на высоте - обслуживающие площадки около печного и реакторного отделений, с наличием оборудования, которое является источником наличия шума и вибрации.
Видеодисплейные терминалы (ВДТ) и персональные электронно-вычислительные машины (ПЭВМ) на основе электронно-лучевых трубок являются источниками широкого диапазона частот. ВДТ порождает рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное, средних частот, низко и высокочастотное излучения, комплексное воздействие которых сказывается на жизненно важных системах (нервная, иммунная, эндокринная и репродуктивная), изменение функций которых предполагает неблагоприятные последствия для всего организма. Шум и вибрация, создаваемые используемым оборудованием, могут превышать предельно допустимые уровни и оказывать неблагоприятное воздействие на персонал.
Физико-химические свойства продуктов производства обуславливается токсичностью, взрывопожароопасностью, отравляющим характером воздействия их на организм человека. Все применяемые и получаемые продукты относятся к вредным веществам.
Стирол, этилбензол, толуол, бензол являются бесцветными легковоспламеняющимися жидкостями с характерными ароматическими запахами, невязкие (стирол способен к термополомеризации), пары продуктов способны образовывать с кислородом воздуха взрывопожароопасные смеси. Абгаз - бесцветный горючий газ, обладающий незначительной растворимостью в воде. Топливный газ является бесцветным горючим газом без запаха, не растворимым в воде, горит бледным синеватым пламенем [7]. Количественные показатели веществ сводятся в таблицу физико-химических свойств.
Таблица 6 - Физико-химические свойства веществ
Наименование вещества |
Плотность, кг/м3 |
Плотность по воздуху |
Температура кипения, 0С |
Растворимость в воде |
|
Стирол |
902,6 |
_ |
146 |
не растворим |
|
Этилбензол |
862 |
3,66 |
132,6 |
труднорастворим |
|
Толуол |
866,92 |
3,2 |
110,626 |
0,06% при 16 0С |
|
Бензол |
879 |
2,77 |
80,1 |
0,18% при 25 0С |
|
Топливный газ |
0,7166 |
0,5543 |
-161,58 |
не растворим |
|
Абгаз |
0,0899 |
0,0695 |
-252,8 |
растворимость незначительная |
Пожароопасные свойства веществ, применяемых в цехе, согласно регламенту сводим в таблицу (Таблица 7).
Таблица 7- Пожароопасные свойства веществ
Наименование вещества |
Теплота сгорания ккал/кг |
Концентрационный предел воспламенения, % объёмных |
Температура, 0С |
||||
нижний |
верхний |
Вспышки |
Самовоспламенения |
Воспламенения |
|||
Стирол |
- |
1,1 |
5,2 |
30 |
530 |
26-59 |
|
Этилбензол |
- |
0,9 |
3,9 |
20 |
420 |
15 |
|
Толуол |
9800 |
1,3 |
6,7 |
4 |
490 |
552 |
|
Бензол |
9200 |
1,4 |
7,1 |
-11 |
534 |
-10,7 |
|
Топливный газ |
11910 |
0,9 |
9,4 |
- |
537 |
- |
|
Абгаз |
28700 |
4 |
75 |
- |
510 |
- |
Определяем категорию помещения, зданий и наружных установок по взрывоопасной и пожарной опасности согласно НПБ 105-03, исходя из горючих свойств веществ и материалов, учитывая избыточное давление взрыва вещества: наружная установка относиться к категории Ан, так как в объекте присутствуют легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 0С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается избыточное давление взрыва, превышающее 5 кПа; печное отделение относиться к категории Гн, что подразумевает присутствие (хранение, переработка, транспортирование) негорючих веществ и/или материалов в горячем, раскалённом и/или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр или пламени, а также газов, жидкостей или твердых веществ, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива.
По взрывопожарной и пожарной опасности помещение операторной относиться к категории Д, то есть является помещением, где используются негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.
Согласно ПУЭ, наружная установка относится к классу взрывоопасной зоны В-Iг, а помещение операторной относиться к классу пожароопасной зоны П-IIа. Категория и группа взрывоопасных смесей по ГОСТ 12.1.011-78 для наружной установки и печного отделения - IIа-Т1; категория и группа взрывоопасных смесей по ПУЭ для наружной установки и печного отделения - ПС-Т2 [7]. В соответствии с ПБ-09.540-03 печное отделение (блок №1 - П-201/1,2) и отделение дегидрирования этилбензола (блок №2 - Р-202/1,2) относятся к III категории взрывоопасности блоков по потенциальной энергии, так как относительная величина энергетического потенциала находится в пределе 10ч27, а масса обращающихся веществ - до 2000 кг.
По санитарно-гигиеническим характеристикам производства, применяемые на узле углеводороды, обладают наркотическими, токсичными и раздражающими действиями. Возможные пути их попадания, во время процесса, в организм человека: дыхательные пути, через кожу и желудочно-кишечный тракт. По токсичности и воздействию на организм человека, продукты имеют следующий характер:
Стирол - весьма токсичен. При попадании на кожу вызывает сухость кожи. При остром отравлении немедленное раздражение слизистых оболочек глаз, носа, горла, металлический привкус, апатия, сонливость. При хроническом отравлении раздражение слизистых оболочек глаз, носа, горла, усталость, желудочно-кишечные расстройства, расстройства центральной нервной системы, увеличение печени, действие на кровь, кроветворные органы.
Этилбензол - весьма токсичен. При попадании в глаза вызывает боль, жжение, сильное слезотечение. При попадании в организм влияет на нервную систему, понижает обоняние, вызывает головную боль, утомляемость, раздражительность. Хорошо всасывается через кожу человека, вызывает раздражение кожи.
Бензол - весьма токсичен. Высокие концентрации сказываются на центральной нервной системе (наркотическое, судорожное), при многократном воздействии вызывает изменение крови и кроветворных органов. Жидкий бензол сильно раздражает кожу. Вызывает возбуждение.
Толуол - весьма токсичен. В высоких концентрациях действует наркотически. На нервную систему действует сильнее, чем бензол. Действие его на кроветворные органы слабее, чем бензол. Симптомы: головная боль, тошнота, рвота, потеря сознания, отсутствие аппетита.
Класс опасности и ПДК веществ приведены в таблице (Таблица 8).
Таблица 8 - Токсичные свойства веществ
Наименование вещества |
Класс опасности |
Предельная допустимая концентрация |
|
Стирол |
3 |
30/10 |
|
Этилбензол |
4 |
50 |
|
Толуол |
3 |
50 |
|
Бензол |
2 |
15 |
|
Топливный газ |
4 |
30 |
|
Абгаз |
4 |
50 |
В производственных помещениях, в которых работа на ВДТ и ПЭВМ является вспомогательной, уровни шума на рабочих местах не превышают значений, установленных для данных видов работ «Санитарными нормами допустимых уровней шума на рабочих местах».
Допустимые уровни шума на рабочих местах приведены в таблице (Таблица 9).
Таблица 9 - Допустимые уровни шума на рабочих местах (СН 1.2.2.4.1.8.562-96)
Рабочие места |
Уровни звукового давления (дБ) в октавных полосах средней частоты |
Допустимый уровень звука, дБА |
||||||||
Постоянные рабочие места |
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
50 |
|
В производственных помещениях |
83 |
74 |
68 |
63 |
57 |
55 |
54 |
54 |
85 |
При выполнении основной работы на ВДТ и ПЭВМ уровень шума на рабочем месте не превышает 50 дБА. В помещениях операторов ЭВМ (без дисплеев) уровень шума не превышает 65 дБА. В помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин (АЦПУ, принтеры и т.д.) уровень шума не превышает 75 дБА.
Шумящее оборудование (АЦПУ, принтеры и т.д.), уровни шума которого превышают нормированные, находятся вне помещения с ВДТ и ПЭВМ.
Для снижения уровня шума в производственном помещении применяются звукопоглощение с максимальными коэффициентами звукопоглощения в области частот 63 - 8000 Гц, звукоизоляция, рациональное размещение оборудования, применение средств индивидуальной защиты (эффективность которых зависит от используемых материалов, конструкции, силы прижатия и правильности ношения), а также должен быть произведён своевременный ремонт оборудования.
В производственных помещениях при выполнении работ с ВДТ и ПЭВМ уровень вибрации не превышает допустимых значений согласно «Санитарным нормам вибрации рабочих мест» (категория 3, тип «в»).
Таблица 10 - Допустимые корректированные и эквивалентные значения вибрации согласно ГОСТ 12.1.012-90
Вид вибрации |
Допустимый уровень виброскорости, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц |
Подобные документы
Ознакомление с основами процесса получения стирола, свойствами целевого продукта, современным состоянием производства, термодинамикой и кинетикой процесса. Описание реактора и технологической схемы производства стирола дегидрированием этилбензола.
контрольная работа [3,0 M], добавлен 16.01.2012Технические требования к проектируемой системе автоматизации. Разработка функциональной схемы автоматизации. Автоматическое регулирование технологических параметров объекта. Алгоритмическое обеспечение системы. Расчет надежности системы автоматизации.
курсовая работа [749,9 K], добавлен 16.11.2010Развертка упрощенной функциональной схемы автоматизации смесителя двух потоков жидкости. Выбор технических средств автоматизации. Реализуемый регулятор отношения. Функциональная модель в IDEF0. Управление инженерными данными. Системы верхнего уровня.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 03.06.2015Анализ подходов к технологическому процессу выпаривания нитрата натрия. Разработка технологического процесса и составление функциональной схемы автоматизации. Разработка блок-схемы алгоритмов работы объекта. Расчет САР, определение передаточных функций.
курсовая работа [648,1 K], добавлен 20.07.2012Анализ технологического процесса как объекта автоматизации. Общие особенности ректификационных колонн отделения. Разработка функциональной схемы отделения ректификации производства изопропилбензола. Переходная характеристика астатического объекта.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 12.05.2013Разработка системы блокировки подачи пара Т-303 при превышении давления в кубе колонны более 24,2 кПа и ее программная реализация. Расчет срока окупаемости затрат на внедрение системы управления процессом отделения ректификации производства стирола.
дипломная работа [4,2 M], добавлен 07.09.2013Технологический процесс изготовления растительного масла в прессовом цехе. Описание и спецификация функциональной схемы автоматизации после модернизации. Выбор сигнализатора и датчиков для контроля скорости конвейеров и температуры в чанах жаровни.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 17.06.2012Краткая характеристика объекта автоматизации, основные технические решения, схемы технологических процессов. Структурная схема системы регулирования. Выбор параметров сигнализации. Регулирование расхода мононитронафталина в линии подачи его в нитратор.
контрольная работа [39,5 K], добавлен 22.09.2012Анализ технологического объекта как объекта автоматизации. Выбор датчиков для измерения температуры, давления, расхода, уровня. Привязка параметров процесса к модулям аналогового и дискретного вводов. Расчет основных параметров настройки регулятора.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 04.09.2013Анализ технологического процесса как объекта управления. Определение структуры основного контура системы. Определение математической модели ОУ. Выбор класса и алгоритма адаптивной системы управления. Разработка структурной и функциональной схемы АдСУ.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 25.04.2010