Курсовая работа: Печь ПТБ-10

Содержание

1. Технологический процесс печи ПТБ-10 6

1.1. Общая характеристика объекта управления 6

1.2. Описание технологического процесса 6

1.3. Характеристика оборудования 7

1.4. Нормы технологического режима 11

1.5. Условия эксплуатации 11

1.7. Энергетические и экологические аспекты 12

2. Автоматизация технологического процесса печи ПТБ-10 13

2.1. Структура и функции АСУ ТП 13

2.1 Функции АСУ ТП: (объемы) 14

2.2. Описание функциональной схемы автоматизации 14

2.4. Обоснование и выбор комплекса технических средств 16

3. Расчетная часть 23

3.1. Расчет метрологических характеристик измерительного канала 23

3.2. Описание внешних электрических соединений 26

3.3. Способы монтажа средств измерений 26

Приложение А Схема автоматизации печи ПТБ-10 упрощенным способом 36

Приложение Г Спецификация 43

Приложение Д Конструкция и монтажная схема датчиков 45

Сокращения

ПТБ-10 – печь трубчатая блочного исполнения 10 МВт;

АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическими процессами;

ПЛК – программируемый логический контроллер; УПН – установка подготовки нефти;

КИПиА – контрольно-измерительные приборы и автоматика;

НКПР – нижний концентрационный предел распространения пламени; ЦНСн – центробежный насос секционный для нефтепродуктов;

РФ – Российская Федерация;

АРМ - автоматизированное рабочее место; КТС - комплект технических средств; ПВХ - поливинилхлорид

СКО - среднее квадратическое отклонение; ПУЭ - правила устройства электроустановок.

Введение

Современная нефтегазовая отрасль сталкивается с необходимостью одновременного повышения энергоэффективности, обеспечения промышленной безопасности и выполнения ужесточающихся экологических требований, в частности по ограничению выбросов CO. В этих условиях автоматизация критически важного оборудования, такого как трубчатая печь ПТБ-10, используемая для нагрева нефти и нефтепродуктов, становится не просто рациональным решением, а технологической необходимостью.

На многих предприятиях печи ПТБ-10 до сих пор эксплуатируются с устаревшими или частично ручными системами управления. Это приводит к нестабильности температурного режима, избыточному расходу топлива, ускоренному износу оборудования и повышенным экологическим рискам. Современные АСУ ТП на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК) и интеллектуальных датчиков способны решить эти проблемы, однако их эффективность напрямую зависит от метрологической достоверности измерительных каналов. На практике же выбор технических средств часто осуществляется без учёта реальных условий эксплуатации — высоких температур, вибраций и агрессивной среды, что вызывает дрейф характеристик и снижает надёжность всей системы.

Актуальность данной работы обусловлена необходимостью разработки метрологически обоснованной автоматизации печи ПТБ-10, где выбор оборудования подкреплён расчётом суммарной погрешности с учётом основных и дополнительных влияющих факторов.

Новизна проекта заключается в следующем:

• вместо формального подбора приборов по каталогам выполняется обоснованный выбор технических средств с анализом их метрологических характеристик в условиях эксплуатации;

• проводится расчёт расширенной неопределённости измерительных каналов (температура, давление) с учётом погрешностей от температуры окружающей среды, статического давления и старения элементов;
• в качестве аппаратной базы используются современные интеллектуальные преобразователи (например, Rosemount 3051C, 3144P) и промышленные ПЛК, обеспечивающие высокую точность, самодиагностику и совместимость с цифровыми протоколами (HART, Modbus).

Предлагаемое решение демонстрирует высокую эффективность: расчётная суммарная неопределённость измерительных каналов не превышает 0,6% при доверительной вероятности 95%, что обеспечивает стабильность технологического процесса. Точный контроль параметров сжигания позволяет снизить удельный расход топлива на 3–5% и уменьшить выбросы CO, что подтверждает экономическую и экологическую целесообразность проекта.

Таким образом, работа направлена на создание надёжной, точной и безопасной системы автоматизации печи ПТБ-10, отвечающей современным требованиям нефтегазовой промышленности.