Проектирование автоматической системы управления температурным режимом печи пиролиза П-101 установки получения технического водорода

КР → мах (П – ЕКДОП), (2.2)

где Е – нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности, устанавливается предприятием, внедряющим СА и АСУТП, в зависимости от стоящим перед ним задач и состояния его финансов.

Однако, чтобы cвязать через такой критерий интересы предприятия и общества, необходимо установить социально правовые ограничения, например выполнять трудовое за

конодательство, законы об охране окружающей среды и социальной защите трудящихся и т.п.

Тогда

КР → мах (П – ЕКДОП); (2.3)

при условии, что установленные государством социально правовые ограничения выполняются.

Экономический эффект будет определяться выражением:

Э = (ПП – ПД) – ЕКАВ (2.4)

где ПП, ПД – прибыль после и до автоматизации;

КАВ – капитальные вложения в автоматизацию, руб.

(в общем случае это дополнительные капитальные вложения).

Для обеспечения наглядности и повышения технико-экономической содержательности критерия выполним ряд преобразований формулы для расчета экономического эффекта:

Э = [ ПД ( ВП – ВД ) + ВП ( СД – СП ) + ∆Ц ВП ] – Е КАВ (2.5)

где ВП, ВД – объем реализации продукции до и после автоматизации;

СД, СП – себестоимость единицы продукции до и после автоматизации;

ПД – прибыль от реализации единицы продукции до автоматизации;

∆Ц – повышение цены, если в результате автоматизации повышается качество продукта и это учитывается в цене.

Для обоснования экономического эффекта результатов предложений по автоматизации, выполненных в дипломном проекте, формулу (2.5) целесообразно преобразовать таким образом, чтобы она учитывала ТЭП, в результате улучшения которого достигается экономический эффект и такое улучшение принято ранее за цель автоматизации.

Предполагаемые экономические последствия автоматизации: увеличится процентное содержание водорода в пирогазе, в результате этого повысится: надежность получения водорода заданного качества; уменьшается наработка брака, который частично возвращался в рецикл; увеличился объем производства.

Экономический эффект в этом случае следует определять по формуле:

ЭЭ= Пд ( Вп – Вд )+Вп Цп ( РНдп-РНпп )] + НдDВ– DЗавт – ЕКдоп;

где:

Пд – прибыль от реализации единицы тех. водорода до автоматизации;

Вд, Вп – объем реализации тех. водорода до и после автоматизации;

РНдп,РНпп – расходные нормы топливного газа до и после автоматизации

Цп – цена продукта установки;

Нд – постоянные расходы в себестоимости еденици продукции до автоматизации;

DЗавт – затраты на эксплуатацию средств автоматизации.

2.8 Технологический анализ печи пиролиза П-101

Ведущими называются параметры, незначительное изменение которых приводит к существенному изменению результативного показателя. С целью уменьшения затрат на автоматизацию из технологических параметров в качестве объектов автоматизации выбираются ведущие параметры.

На рисунке изображена блок – схема печи П-101.

Рис. 5 блок – схема печи П-101.

Цель – увеличение процентного содержания водорода.

В процессе выбора ведущих параметров были проанализированы данные регламента . Было установлено, что процентное содержание водорода в большей степени зависит от температуры в печи, следовательно, ведущим параметром является температура в печи. Но так как температуру в печи не измеряем, а процесс непрерывный, интенсивный, поэтому о температуре в печи судим по температуре на выходе с печи.

Зависимость процентного содержания водорода в пирогазе от температуры на выходе из печи показана на рисунке 6.

Рис. 6 Зависимость процентного содержания водорода в зависимости от температуры пирогаза на выходе из печи.

Проанализировав рисунок 6, видим, что максимальный выход водорода происходит при температуре 850 ОС. В соответствии с рисунком, температура пирогаза на выходе с печи должна поддерживаться с точностью ±5 ОС, т.е 845±5 ОС.

В настоящее время на производстве в печи пиролиза по регламенту поддерживается температура 800±50 ОС. Существующий уровень автоматизации объекта не обеспечивает необходимый уровень точности поддержания температуры. Поэтому не выполняется задача управления печью.

В настоящее время температура печи регулируется расходом топливного газа, с помощью одноконтурной САР. Этого недостаточно для решения поставленной задачи управления, т.к. на температуру в печи влияет и нагрузка по сырью.

В дипломном проекте предлагается повысить точность поддержания температуры путем введения каскадного регулирования с компенсацией возмущений по расходу топливного газа и нагрузке в печи.

Ку→Тпирогаза = 845±5 ОС.

Тпирогаза – температура пирогаза на выходе из печи.

2.9 Выбор и обоснование критерия оптимального управления технологической стадии

После установления экономической целесообразности внедрения системы автоматизации необходимо обеспечить оптимальное функционирование автоматизированного технологического процесса. Для этого должно быть реализовано оптимальное управление им, что в свою очередь требует выбора соответствующего критерия.

За цель автоматизации печи приняли повышение процентного содержания водорода в пирогазе.

Критерий оптимального управления – это показатель, который включается в систему автоматизированного управления технологическим процессом и по отклонению, которого от оптимального уровня осуществляется управление процессом.

Ку→%содержание Н2 в пирогазе

По данному критерию управлять процессом возможно, однако это требует усложнения существующего уровня автоматизации за счёт введения дополнительных приборов учёта и контроля, что требует больших капитальных затрат.

Так как по данному критерию управлять процессом нецелесообразно, то управлять процессом будем по косвенным параметрам. Следовательно, за критерий управления принимается ведущий параметр:

Ку→Тпирогаза = 845±5 ОС.

Основу критерия оптимального управления технологическим процессом получения технического водорода принимается поддержание температуры на выходе с печи, что приведет к увеличению полноты реакции и, следовательно, процентного содержания водорода в пирогазе.

2.10 Выводы

Таблица 8.

 Скачать реферат