Разработка схемы автоматизации процесса переработки сероводорода в серу

После каталитической конверсии газ направляется в сероулавливающую башню, представляющую собой скруббер СК со слоем насадки из керамических колец, где происходит отделение от газа захваченных капель серы. После скруббера СК в газе остаются непрореагировавшие сернистые соединения, а также же не уловленные частицы серы, поэтому он направляется в печь дожигания ПД. Здесь при температуре 600С происходит дожигание остатков сероводорода и серы в избытке кислорода воздуха до сернистого ангидрида. После печи ПД газы через дымовую трубу ДТ сбрасываются в атмосферу.

Рисунок 1. Технологическая схема получения серы из сероводорода. РР – реактор-регенератор; КУ – котел-утилизатор; С – сепаратор; П – подогревать; ПД – печь дожигания; К – конвертор; Х – холодильник; СК – скруббер; ДТ – дымовая труба.

2 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА КАК ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ

Управление – действия, направленные на поддержание или улучшение функционирования объекта управления. В объект управления поступают сигналы, которые приводят к отклонению выходных параметром объекта, которые характеризуют цели управления. Выходные параметры поступают в управляющую систему, где они сравниваются с заданными значениями. В результате сравнения вырабатывается управляющий сигнал, который поступает на объект управления.
Объект управления – динамическая система, характеристики которой изменяются под воздействием управляющих сигналов. Для автоматизации технологического процесса главным условием является возможность регулирования параметров.
Управляющей системой называют совокупность персонала и автоматических устройств, связанных общей задачей управления. Автоматические устройства, входящие в управляющую систему, по функциональным признакам подразделяются на устройства контроля, регулирования, программного управления, сигнализации, блокировки и защиты.
Устройства контроля служат для получения информации о состоянии объекта и условиях его работы. К ним относятся манометры, термометры, уровнемеры, расходомеры и т.д.
Устройства регулирования предназначены для поддержания постоянного значения параметров процесса. Эти устройства получают от объекта управления информацию о состоянии параметров и воздействуют на объект с помощью регулирующих органов.
Устройства сигнализации предназначены для автоматического оповещения обслуживающего персонала о наступлении тех или иных событий в управляемом объекте путем подачи звуковых или световых сигналов.
Установка получения серы является подходящей для применения системы автоматического управления, так как имеется возможность регулирования поступления воздуха, воды, пара и кислого газа.
Участвующие в процессе производства серы кислый газ и воздух характеризуются неравномерностью расхода. Для оптимальной работы установки необходимо поддерживать определенное соотношение кислый газ – воздух, поступающих в реактор-регенератор, что необходимо для полной реакции кислого газа. Расход газов регулируется по расходомерам с учетом коэффициента соотношения, F1= F2, где — коэффициент соотношения. При таком соотношении практически весь кислый газ вступает в реакцию. Изменяя количество поступающего воздуха можно добиться необходимого соотношения газов.
Для нормальной работы котла-утилизатора необходимо в нем поддерживать определенный уровень воды. Для этого, на основании показаний датчика уровня воды в котле-утилизаторе, происходит регулирование количества поступающей воды.
Для нормальной работы котла-утилизатора так же необходимо поддерживать в нем постоянное давление. Это решается путем регулирования выхода пара из котла.
Для поддержания постоянной температуры газов после подогревателя необходимо регулировать количество поступающего кислого газа.
На щит управления необходимо вывести контроль параметров работы установки:
– расход газов F1, F2 и F5;
– давления P4 и P8;
– температуры T6 и T7;
– уровня L3.
Предусмотреть световую сигнализацию отклонения следующих параметров:
– превышение давления в КУ (Р4>Р4MAX);
– снижение температуры газа после подогревателя П (Т6 <Т6MIN);
– снижение температуры в реакторе РР (Т7 <Т7MIN).
3 ОПИСАНИЕ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ
3.1 Контур 1 – регулирования соотношения соотношения расходов двух потоков
Контур регулирования соотношения расходов воздуха и кислого газа, поступающих в реактор-регенератор РР путем изменения подачи расхода воздуха (G1 F1 F2). F1= F2, где — коэффициент соотношения.
При не заданном суммарном расходе двух веществ, расход одного из веществ (F2) может меняться произвольно («ведущий» расход). Расход второго вещества F1 является «ведомым». Соотношение между расходами второго и первого вещества должно быть постоянным и равным . Следовательно, «ведомый» расход равен F1= F2.
Сигнал расхода воздуха с первичного измерительного преобразователя (диафрагма камерная, поз. 1-1) поступает на прибор для измерения расхода (дифманометр, поз. 1-2), где преобразуется в электрический сигнал (0 – 5 мА). Далее сигнал расхода поступает на регистрирующий прибор (прибор регистрирующий с индикацией параметра, поз. 1-3). С регистрирующего прибора сигнал расхода поступает на устройство регулирующее (поз. 2-5).
Сигнал расхода кислого газа с первичного измерительного преобразователя (диафрагма камерная, поз. 2-1) поступает на прибор для измерения расхода (дифманометр, поз. 2-2), где преобразуется в электрический сигнал (0 – 5 мА). Далее сигнал расхода поступает на регистрирующий прибор (прибор регистрирующий с индикацией параметра, поз. 2-3). С регистрирующего прибора сигнал расхода поступает на прибор умножения на постоянный коэффициент (поз. 2-4) и с него на устройство регулирующее (поз. 2-5).
К устройству регулирующему подключен ручной задатчик (поз. 2-6), предназначенный для установки параметров работы устройства регулирующего. В результате обработки входных сигналов расхода воздуха и кислого газа устройство регулирующее вырабатывает сигналы управления (24 В), которые через блок переключения на ручное управление (поз. 2-7) поступают на бесконтактный пускатель (поз. 2-8). Через бесконтактный пускатель происходит управление исполнительным механизмом (поз. 2-9).
Происходит регулирование подачи воздуха в зависимости от количества поступающего кислого газа.