УДК 541.23.28:622.33
АВТОМАТИЗАЦИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Степин Р. С., магистрант; Стасевич М.В., асс.
(Донецкий национальный технический университет,
г. Донецк, Украина, 12.05.2005 г.)
В ситуации острого недостатка жидкого углеводородного сырья в Украине возникает необходимость переориентации энергетики, химической и других отраслей промышленности на твердые горючие ископаемые, в основном, на угли, балансовые запасы которых составляют около 50 млрд. т.
Блочная схема комплексной переработки бурых углей (БУ) Александрийского месторождения [1], в основу которой положен пиролиз, приведена на рисунке ниже. При предлагаемой схеме из низкобитуминозных углей с помощью растворов щелочей извлекают гуминовые кислоты, а из высокобитуминозных - горный воск, из остатков же углей или их смесей путем пиролиза получают жидкую "угольную нефть", газ и агломерированный твердый остаток. Затем осуществляют переработку продуктов пиролиза угля в компоненты моторных и котельных топлив, энергетический и синтез газы, сорбенты. Процесс переработки осуществляется без давления при температуре 450-9000С. Жидкие продукты из БУ содержат недостаточное количество фракций, выкипающих при температуре до 1150С, необходимой для составления бензинов в соответствии с ГОСТ 2084-74. С другой стороны, в них содержится несколько повышенное количество ароматических протонов. Поэтому для увеличения низкокипящих фракций в жидких продуктах из угля и для улучшения качества предложено подвергать их каталитическому крекингу. В этом случае из них получается до 50-60% низкокипящих фракций, из которых можно составлять качественные бензины.
ВТехнологический процесс комплексной переработки бурых углей должен состоять из следующих основных стадий:
1. (ВР) - подготовка сырья. Операции: 1.1 - дробление и рассеивание угля.
2. (ТП) - получение гуматов из БУ. Операции: 2.1 - смешивание угля со щелочью; 2.2 - отделение гуматов отстаиванием или центрифугиро-ванием; 2.3 - сушка гуматов.
3. (ТП) - получение горного воска из высокобитуминозных БУ.
4. (ТП) - гранулирование угля или твердого остатка после извлечения воска влажным угольным остатком при извлечении гуминовых кислот.
5. (ТП) - сушка угольных гранул.
6. (ТП) - полукоксование угольных гранул при температуре 500-6000С. Операции: 6.1 - разделение парогазовых продуктов полукоксования путем конденсации жидких продуктов.
7. (ТП) - высокотемпературный пиролиз (800-9000С) с конверсией СО2 в СО и активированием твердого остатка перегретым паром с СО2 (получение сорбентов).
8. (ТП) - каталитический крекинг жидких продуктов из угля и их фракционное разделение.
АСУ ТП переработки БУ должна быть предназначена для реализации функций оперативного контроля, учета, анализа и управления ТП установки переработки БУ [2]. Ее задачи - обеспечить автоматизированный и автоматический режимы работы оборудования, улучшить информационное обеспечение оперативного и руководящего персонала. Основные функции, которые должна реализовывать АСУ ТП в этом случае, следующие:
" Первичный сбор и контроль технологических параметров.
" Отображение на экране рабочей станции информации о ходе технологического процесса, значениях параметров и состояния оборудования.
" Предоставление по каждому контуру регулирования полной информации, включающей значения параметра, задания и управляющего воздействия, шкалу прибора, единицы измерения, аварийные и предаварийные границы.
" Изменение режима работы и задания контурам регулирования.
" Автоматическое регулирование технологических параметров в соответствии с регламентными требованиями.
" Дистанционное управление аналоговыми и позиционными исполнительными механизмами: клапанами, задвижками, отсекателями, насосами и компрессорами.
" Вывод информации об исполнении команды управления электрооборудованием: насосами и компрессорами, электрозадвижками и отсекателями.
" Вывод информации о параметрах и управляющих воздействиях в виде трендов и графиков с возможностью печати и изменения масштаба.
" Регистрация и оповещение об отклонениях технологических параметров за предаварийные и аварийные границы.
" Противоаварийная защита оборудования.
" Фиксация действия оператора при работе с системой.
" Архивация аналоговых и дискретных технологических параметров, заданий и величин управляющих воздействий.
" Регистрация сообщений, формируемых программами управления и системой противоаварийной защиты, с возможностью вывода их на печать.
" Фиксация и оповещение о нарушении связи с контроллерами и обрыве измерительного канала с указанием неисправного датчика.
" Диагностирование системы на всех уровнях.
" Изменение настроек контуров регулирования.
" Аналитический контроль показателей производства.
" Ведение таблиц лабораторных анализов технологических потоков.
При выборе технических средств следует учесть следующие особенности объекта управления:
а) территориальная распределенность объекта управления;
б) необходимость использования различных алгоритмов управления высокого уровня сложности;
в) большое количество температурных датчиков в реакторах;
г) высокий уровень промышленных помех;
д) использование существующих приборов с пневматическими сигналами.
Опыт внедрения АСУ ТП в различных отраслях промышленности, безусловно, оправдывает ожидания, связанные с наглядностью представления информации и удобством управления. Оперативный персонал без затруднения осваивает навыки работы с системой в течение короткого срока. Улучшаются условия труда операторов технологических установок: они получают современные средства контроля и управления технологическим оборудованием.
1. В. А. Тамко, В.Н. Шевкопляс, В.И. Саранчук, Л.В. Бутхарейт, В.Н. Носик. Безотходная переработка бурого угля Александрийского месторождения. - Киев:Уголь Украины, сентябрь, 1996.- 36с.
2. В.Дубинский, Н.Белюченко. Опыт автоматизации процесса олигомеризции олефиносодержащих газов.- М.: Современные технологии автоматизации, №3, 2000.-96с.