1. Descripción general del sistema
El sistema de control automático de la unidad de tratamiento de aceite pesado de 70 m3/h acoplado a un conjunto de turbinas de gas de una empresa de energía eléctrica es un conjunto de sistema de deshidratación y desalinización de aceite pesado. El aceite pesado se utiliza para la combustión después de ser tratado. El gas de combustión quemado genera vapor a alta temperatura y genera electricidad. El sistema de control automático realiza principalmente la función de control automático de la sección de calentamiento, la sección de adición de desmineralizador y demulsionante y la sección de desalinización.
Todo el sistema consta de un tanque de petróleo crudo, un intercambiador de calor, un calentador de alta temperatura y un tanque de desalinización de dos etapas. Primero se inyecta el petróleo crudo en el intercambiador de calor. El calor residual del reflujo del petróleo crudo se utiliza para precalentar el petróleo crudo. La adición de desmineralizador y demulsionante es conveniente para la sal en el petróleo pesado. Separación y separación de petróleo pesado, y luego en el calentador de vapor para calentar aún más para reducir la viscosidad del petróleo pesado, y finalmente en el tanque de desalinización utilizando la etapa positiva y negativa del campo eléctrico será el petróleo pesado en los iones positivos y negativos a ambos lados para lograr el propósito de desalinización y eliminación de agua.
El petróleo pesado tiene una alta viscosidad a temperatura ambiente, por lo que necesita ser calentado para reducir su viscosidad con el fin de facilitar la precipitación de sal del petróleo pesado; además, debido a que las moléculas de petróleo generalmente encapsulan iones de sal, agregar desmineralizadores y demulsionantes puede separar eficazmente los dos. En el tanque de desalinización, la proporción de agua es mayor que la proporción de petróleo, el agua se hundirá en el fondo del tanque, la sal es succionada hacia ambos lados por un campo eléctrico vertical, parte de la sal se disolverá en agua, junto con la válvula de aguas residuales en forma de descarga de aguas residuales. El petróleo pesado tratado también tiene algo de calor residual. Para mejorar la eficiencia del sistema, el calor residual se recupera y se utiliza para precalentar el petróleo crudo a procesar. Este tratamiento puede hacer que el petróleo crudo a procesar tenga una temperatura más alta en la entrada del calentador de vapor. El petróleo pesado tratado debe probarse antes de ingresar al tanque de petróleo neto. Si el contenido de petróleo y agua alcanza el objetivo industrial, se puede colocar en el tanque de petróleo neto, de lo contrario se recuperará al tanque de petróleo crudo.
El aceite pesado se inyecta con agua para disolver los iones de sal que se separarán antes de entrar en el tanque de desalinización de dos etapas. La inyección del tanque de desalinización primaria proviene en parte del agua purificada, la otra parte de las aguas residuales del tanque de desalinización secundaria (debido a que la calidad de las aguas residuales de desalinización secundaria es mejor que la de las aguas residuales de desalinización primaria, por lo que se pueden reciclar); la inyección del tanque de desalinización secundaria, debido a los mayores requisitos técnicos, proviene toda del agua purificada. El drenaje del tanque de desalinización primaria se descarga en su totalidad desde la salida de aguas residuales debido a su mala calidad; el drenaje del tanque de desalinización secundaria se recupera en parte para la inyección del tanque de desalinización primaria y en parte se descarga desde la salida de aguas residuales debido a su buena calidad. Estas operaciones se pueden lograr mediante el control automático de la válvula de cierre de inyección de agua y la válvula de drenaje.
La prueba de muestreo debe realizarse antes de que el petróleo pesado tratado básico ingrese al tanque de petróleo limpio. Cuando el corte de agua es superior al 0,5% medido por el analizador de corte de agua, el tanque de petróleo se cambia automáticamente al tanque de petróleo crudo y la válvula de purificación de petróleo se cierra. Cuando el corte de agua es inferior al 0,5%, el tanque de petróleo limpio no puede volver a cortarse automáticamente. Una vez que se califica el contenido de sal de sodio y potasio, el tanque de petróleo se cambia al tanque de petróleo limpio mediante una instrucción manual. La válvula de retorno de petróleo está cerrada. El valor de ajuste del analizador se puede ajustar manualmente.
Dos, requisitos del sistema
1. La confiabilidad del sistema de control es muy alta y se adopta un diseño de estructura redundante.
2. Para evitar que la operación manual no pueda cumplir con los requisitos de precisión, el sistema de control tiene una función de inicio con un solo botón, requisitos de alta precisión de control.
3. El sistema tiene una buena función de red y se puede conectar con el sistema DCS de la turbina de gas.
4. El sistema de control seleccionado adopta un esquema de diseño general, que es universal, confiable y mantenible.
5. El software de control tiene buena flexibilidad, lo que es conveniente para ajustar y modificar el modo de control.
Tres, configuración del sistema y realización de funciones.
De acuerdo con los requisitos de control del sistema, el controlador de la serie PLC-300 de la empresa SIEMENS y el sistema de E/S remoto de la estación esclava UniMAT ET200M de la empresa UniMAT se utilizan para formar la estación de control del sistema, y la estación de operación del sistema está construida por el software de interfaz hombre-máquina WinCC y la unidad de computadora superior.
Para evitar la pérdida causada por el apagado anormal del sistema de control, se utiliza una estructura redundante en el sistema de control. Los sistemas redundantes se dividen en redundancia de software y redundancia de hardware. La redundancia de software es una solución de bajo costo para que SIEMENS logre funciones redundantes. Se puede utilizar en sistemas de control con bajos requisitos de tiempo de conmutación para sistemas maestro-en espera. La mayor ventaja de la redundancia de software en relación con la redundancia de hardware es que cuesta menos. Aunque el tiempo de conmutación redundante es ligeramente más largo que la redundancia de hardware (alrededor de 100 ms), implementa todas las funciones de redundancia de CPU, redundancia de energía, redundancia de comunicación, intercambio en caliente de plantillas, etc. Es una buena solución en el caso de requisitos de tiempo de conmutación menos estrictos.
1. El sistema adopta redundancia CPU315-2DP y sincronización Ethernet industrial CP343-1 para garantizar un alto rendimiento de sincronización.
2. El software de supervisión WinCC se conecta con la CPU redundante a través de Ethernet industrial. Cuando la CPU principal no puede cambiar a la CPU de reserva, WinCC puede cambiar automáticamente a la CPU de reserva sin intervención humana.
Según las necesidades de control, se ha diseñado una función de arranque con tecla. Cuando las condiciones externas tienen condiciones de funcionamiento automático, se puede hacer clic en la tecla de arranque automático para realizar automáticamente el tratamiento de aceite pesado sin intervención humana.
1. Hay muchos equipos en el sistema que necesitan ser ajustados por PID, como el caudal de aceite pesado, el nivel de líquido del tanque de desalinización de dos etapas, etc. Después de la configuración dinámica en la pantalla WinCC, el marco de visualización correspondiente de los parámetros de ajuste PID se puede ver haciendo clic en el dispositivo con el mouse, y el cambio automático manual, la ganancia proporcional, el coeficiente integral y el coeficiente diferencial del dispositivo se pueden mostrar en tiempo real.
2. La interfaz hombre-computadora de WinCC tiene una función de dibujo enriquecida y una función de visualización dinámica. Puede expresar el proceso complejo de manera clara y concisa, y descomponer el proceso de tratamiento de petróleo pesado en varias imágenes relativamente independientes. Los atributos de control y los eventos dinámicos en la pantalla se configuran de manera intuitiva y se conectan con los puntos de entrada y salida del equipo PLC en tiempo real, de modo que los usuarios pueden ver el estado de funcionamiento del equipo de campo en la PC en cualquier momento.
3. El registro de alarmas en el software WinCC puede establecer los límites superior e inferior de alarma de cualquier magnitud digital o analógica. Después de configurar el cuadro de alarma en la pantalla, se pueden mostrar la variable de alarma, la hora de alarma y la información de alarma. Si es necesario, el sonido de la alarma también se puede configurar a través del script global y el efecto de sonido de la alarma se puede eliminar después de que se confirme la alarma.
4. El software WinCC puede archivar las variables que requieren una observación de tendencias a largo plazo y observar la tendencia de algunas variables en cualquier momento mientras el sistema está en funcionamiento. Es conveniente comparar y observar algunos de los mismos tipos de variables y también puede ampliar la observación local. El gráfico de tendencias tiene la función de cambio dinámico y aumento en tiempo real.
5. Para la estación del operador y la estación del ingeniero en la computadora superior, se debe configurar la protección de privilegios para las acciones de sus respectivos rangos operativos con el fin de facilitar la seguridad del sistema. Para la operación de equipos importantes, se establece una ventana de aviso en la estación de operación y solo después de que el operador confirme, se puede realizar la operación. Los equipos adicionales en el sitio, como las bombas de inyección de agua principal y de respaldo, generalmente tienen conmutación automática y manual, con el fin de facilitar cuando uno de los equipos falla o se realiza el mantenimiento cuando se desconecta del sistema.
6. Interfaz de monitorización principal
Análisis de cuatro efectos de uso
Este sistema de control cumple con el propósito esperado en el procesamiento de petróleo pesado. La selección de un sistema redundante suave de acuerdo con la importancia del sistema de procesamiento de petróleo pesado en la práctica puede realizar la conmutación de los sistemas principal y de reserva cuando sea necesario, mejorar la estabilidad del sistema y ahorrar costos del sistema en cierta medida. El sistema está en buenas condiciones después de su puesta en funcionamiento.
