葡北油气处理厂原油稳定装置加热炉-稳定塔部分控制系统

目录👉1章 控制工艺分析............................................................1.1...............1.3...............👉2...............2.1...............2.2...............2.3...............2.4...............👉3...............3.1...............3.2FRQ105...............3.3FRQ106...............👉4..............................附 录....................................................................... 自动控制课程设计 1章控制工艺分析工艺流程分析精馏原稳主要由缓冲、换热、加热和分馏四部分组成。由脱水转油站来的净化原油，用进料油泵增压后与稳定原油换热，再经加热炉进入原有稳定塔进行稳定。塔底稳定原油经泵加压后与来油换热到60℃，塔顶馏分经冷空35~45℃，进入回流罐分离出气态烃、轻油和水。气态烃去深冷装置进行处理，轻油用泵加压后一部分作为塔回流，其余输至深冷装置进行处理。在设计中，对进料缓冲罐液位和进料油泵出口流量采用串级调节，以保证进塔流量的平稳；对原油加热炉采取炉膛温度指示、出口温度自动调节；稳定塔设有塔顶温度、压力自动调节系统和塔底液位自动调节系统；回流罐设有液位、界面、压力自动调节系统；塔、容器均设有高低液位报警系统。CAD流程图1-11 自动控制课程设计 控制系统设计图1-1为葡北油气处理厂原油稳定装置加热炉－稳定塔部分控制系统流程图，两套单回路系统：液位选择报警（LAS102A/B）和气动调节阀（DG200/150）构成单回路控制系101-1/2（PIC101）气动调节阀构成另一套单回路控制系统，控制脱出天然气管道的压力。一套串级控制系统：液位变送器（LT101A/B）输出信号经液位电磁阀继动器计算器的处理，与流量记录累计控制器（FRQC101）的信号共同作为流量控制器（FC101）的输入构成串级控制系统，控制换热罐101-1/2102-1/2,液位指示2章调节阀的选型及口径计算2 自动控制课程设计 2章调节阀的选型及口径计算调节阀的选型调节阀又称控制阀，是执行器的主要类型，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变流体流量。调节阀一般由执行机构和阀门组成。如果按其所配执行机构使用的动力，调节阀可以分为气动、电动、液以液体介质(如油等)压力为动力的电液动调节阀，另外，按其功能和特性分，还有电磁阀、电子式、智能式、现场总线型调节阀等。调节阀的产品类型很多，结构也多种多样，而且还在不断更新和变化。一般来说阀是通用的，既可以与气动执行机构匹配，也可以与电动执行机构或其它执行机构匹配。调节阀结构形式选择堵；耐蚀；耐压与耐温；重量与外观。件有来源；产品价格适宜，性能价格较好。如下:①全功能超轻型调节阀②蝶阀③套筒阀④单座阀⑤双座阀⑥偏心旋转阀⑦球阀⑧角形阀⑨三通阀⑩隔膜阀执行机构的选择输出力④重量外观⑤结构简单、维护方便。材料的选择材料的选择主要根据介质的温度、腐蚀性、气蚀、冲蚀四方面决定。作用方式的选择气动调节阀按作用方式不同，分为气开阀与气闭阀两种。气开阀随着信号压力的增加而打开，无信号时，阀处于关闭状态。气闭阀即随着信号压力的增加，阀逐渐关闭，无信号时，阀处于全开状态。气开、气闭阀的选择主要从生产安全角度考虑。当系统因故障等原因使信号压力中断时（即阀处于无信号压力的情况下时和保护工作人员。若阀处全开位置危害性小，则应选气闭阀；反之，应选气开阀。流量特性的选择调节阀主要理想流量特性：直线型、对数型、快开型、抛物线型。定的，所以要根据实际情况选择流量特性。3 自动控制课程设计 口径计算原理在不同的自控系统中，流量、介质、压力、温度等参数千差万别，而调100KPa压差下,介质为常温水时测试的，怎样结合实际工作情况决定阀的口径呢？显然，不能以实际流量与阀流量系数比较（因为压差、介质等条件不同KV值计算。把各种实际参数代入相KV值计算公式中，算出Kv值，即把在不同的工作条件下所需要的流量转化为该条件下所需要的KV值，于是根据计算出的Kv值与阀具有的Kv值比较，从而决定阀的口径，最后还应进行有关验算，进一步验证所选阀是否能满足工作要求。口径计算步骤从工艺提供有关参数数据到最后口径确定，一般需要以下几个步骤：Qmax和最小工作流量Qmin。计算压差的决定。根据系统特点选定S值，然后决定计算压差。Kv值计算。根据已决定的计算流量、计算压差及其它有关参数，求Kvmax。Kvmax，在所选用的产品型式Kv-max并与其接近的一档Kv值，得出口径。开度验算。实际可调比验算。一般要求实际可调比应大于10。（仅从开度、可调比上验算还不行，这样可能造成阀关不死，启不动，故我们增加此项。（及Kv值调节阀口径计算TV-103TV-103(TRCA-103)设计任务书介质：天然气650Nm3/h400Nm3/h阀前绝压：0.41Mpa阀后绝压：0.40Mpa

介质压缩系数：0.991.5Kg/m3管道通径：100mm操作温度：217oC2-1TV-103TV-103(TRCA-103)设计参数注：计算结果：DN=100mm4 自动控制课程设计 2-1数据图5 自动控制课程设计 3章标准截流装置的计算概述GB/T2624-93195927-54规程作为暂行规程。1993年23GB/T2624-93GB2624-81，199381日实施。第一次等效采用ISO5167（1991）与国际接轨，标志着我国现行的标准节流装置，在推广采用国际标准上的研究成果、提高测量精度方面，以取得了突破性的进展。GB/T2624-93主要特点有：Kv代替流量系数α；Kv降阶计算由原流量系数α0计算中的最高阶β20降至流出系数Kv计算中的最高阶β8次幂。提出5种命题以适应自控工程设计中各方面的需要。提出迭代计算方法，给出计算机计算程序框图。经验。GB/T2624-93中规定的标准节流装置有以下几种：标准孔板：角接取压；法兰取压；径距取压（D-D/标准喷嘴：ISA1932喷嘴；长颈喷嘴。文丘里管：文丘里喷嘴；经典文丘里管。加热炉燃料流量FRQ105加热炉燃料流量加热炉燃料流量FRQ105标准截流装置的设计任务书介质：天然气管径：¢219×6最大流量：2230Nm3/h工作温度：77oC正常流量：1887Nm3/h工作压力：0.21Mpa最小流量：1485Nm3/hρ =2.4Kg/m320标准孔板法兰取压3-1加热炉燃料流量FRQ105workspaceFRQ105计算迭代程序所示。6 自动控制课程设计 计算结果：12345678x0.440340.220860.5232030.53210.53210.53210.53210b0.534340.479670.685340.615380.685380.685380.685380c0.1060.745470.7427790.729690.72970.72970.72970.7297E000.0001593.1135e--3.987e-86.6788e-1.5663e-02661012g-0.089300.0092016.1802e-51.2082e--1.5471e-2.5917e-6.0779e-0726810133-2加热炉燃料流量FRQ105d20=65.65868612230506mmFRQ106对输轻油流量FRQ106标准截流装置的设计任务书介质：轻油管径¢76×3.5工作温度77oC操作状况ρ=559Kg/m30.23cp

最大流量5.4m3/h正常流量4.1m3/h最小流量3.2m3/h3-3对输轻油流量FRQ106Matlab7.0workspaceFRQ106计算迭代程序所示。计算结果：1234567x0.237030.356230.341160.341590.341590.341590b0.480250.579290.568230.568550.568550.568550c10.665370.69760.693780.693890.693890.69389E000.00142655.1191e-6-5.5454e-1000g0.079316-0.0114810.000338121.2134e-6-1.3144e-10003-4对输轻油流量FRQ106注：d20=39.20329903727068mm7 自动控制课程设计 4章课程设计心得CAD画机械制图和画出工艺流程图。掌握以后的课程设计积累了宝贵的经验，也为以后工作积累了宝贵的经验。8 自动控制课程设计 参考文献[1]化工部颁标准.HG/T20636—20639[S].[2]国家标准.GB/T2624—93[S]..[M].1991.王骥程,祝和云.化工过程控制工程[M].北京：化学工业出版社，2003.,张天春.自控工程设计基础[M].大庆：大庆石油学院，1999.9 自动控制课程设计 附 录阀的计算迭代程序：t=217;Z=0.99;P1=410;P2=400;XT=0.55;K=1.3;Fk=K/1.4;X=(P1-P2)/P1;PN=101;TN=273;Pg=410;Tg=(t+273);rg=1.5;rN=(PN*Tg*rg)/(Pg*TN);Qmax=80;Qmin=30;Y=1-X/(3*Fk*XT);ifX<Fk*XTKvmax=(Qmax/(514*P1*Y))*sqrt(Tg*rN*Z/X);Kvmin=(Qmin/(514*P1*Y))*sqrt(Tg*rN*Z/X);elseKvmax=(Qmax/(290*P1))*sqrt(Tg*rN*Z/(XT*K));Kvmin=(Qmin/(290*P1))*sqrt(Tg*rN*Z/(XT*K));End:D=219-2*4;gm=1*500/(273/(273+20));gmmin=1*400/(273/(273+20));gmmax=1*650/(273/(273+20));t=10;u=0.0085*0.001;lmd=0.000012;10 自动控制课程设计 rd=0.000011;p=2;P=0.3*1000000;k=1.315;b=zeros(1,10);c=zeros(1,11);E=zeros(1,10);x=zeros(1,10);g=zeros(1,10);e=zeros(1,10);c(1,1)=0.6060;e(1,1)=1;red=0.354*gm/(D*u);B=(1000000/red);L=(25.4/D);%0.2396C=0.5959+0.312*(b(1,1)^2.1)-0.1840*(b(1,1)^8)+0.0029*(b(1,1)^2.5)*(B^0.75)+0.0090*L*(b(1,1)^4)/(1-(b(1,1)^4))-0.0337*L*(b(1,1)^3);depmax=(1-b(1,1)^4)*gm^2/((0.004*C*b(1,1)^2*D^2)^2*p);depmax=800;dep=(gm/gmmax)^2*depmax;a2=gm/(0.004*D^2*(dep*p)^0.5);fori=1:1:10ifi<3x(1,i)=a2/(c(1,i)*e(1,i));b(1,i)=((x(1,i)^2/(1+x(1,i)^2))^0.25);e(1,i+1)=(1-(0.41+0.35*b(1,i)^4)*dep/(k*P));c(1,i+1)=(0.5959+0.312*(b(1,i)^2.1)-0.1840*(b(1,i)^8)+0.0029*(b(1,i)^2.5)*(B^0.75)+0.0090*L*(b(1,i)^4)/(1-(b(1,i)^4))-0.0337*L*(b(1,i)^3));else

g(1,i)=a2-x(1,i)*c(1,i+1)*e(1,i);x(1,i)=(x(1,i-1)-g(1,i-1)*(x(1,i-1)-x(1,i-2))/(g(1,i-1)-g(1,i-2)));b(1,i)=((x(1,i)^2/(1+x(1,i)^2))^0.25);e(1,i+1)=(1-(0.41+0.35*b(1,i)^4)*dep/(k*P));11 自动控制课程设计 c(1,i+1)=(0.5959+0.312*(b(1,i)^2.1)-0.1840*(b(1,i)^8)+0.0029*(b(1,i)^2.5)*(B^0.75)+0.0090*L*(b(1,i)^4)/(1-(b(1,i)^4))-0.0337*L*(b(1,i)^3));g(1,i)=a2-x(1,i)*c(1,i+1)*e(1,i);E(1,i)=(g(1,i)/a2);ifabs(E(1,i))<0.0000000002break;end

end

endd=D*b(1,i);d20=d/(1+lmd*(t-20))对输轻油流量FRQ106标准截流装置：D=76-2*3.5;gm=(4.1*559);gmmin=3.2*559;gmmax=5.4*559;t=77;u=0.23*0.001;)lmd=0.000012;p=559;P=0.6*1000000;e=1;b=zeros(1,11);c=zeros(1,11);E=zeros(1,10);x=zeros(1,10);g=zeros(1,10);c(1,10)=1;red=0.354*gm/(D*u);b(1,1)=0.5;B=(1000000/red);L=(25.4/D);C=0.5959+0.312*(b(1,1)^2.1)-0.1840*(b(1,1)^8)+0.0029*(b(1,1)^2.5)*(B^0.75)+0.0090*L*(b(1,1)^4)/(1-(b(1,1)^4))-0.0337*L*(b(1,1)^3);depmax=(1-b(1,1)^4)*gm^2/((0.004*C*b(1,1)^2*D^2)^2*p);depmax=800;12 自动