Назначение объекта управления.

Управление производительностью струйно-компрессорной системы с использованием нечетких статистических методов.

Общая часть

Введение.

В данном цикле лабораторных работ (2.7-2.9) рассматриваются алгоритмы управления производительностью струйно-компрессорной системой (СКС). СКС предназначена для перераспределения газа из факельной сети в топливную сеть нефтеперерабатывающего завода (НПЗ). В зависимости от давления в факельном коллекторе автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП) СКС включает/ выключает электронасосы и струйные аппараты. Такое управление минимизирует энергопотребление СКС.

Изменение давления состоит из тренда и случайной компоненты. Для выделения тренда из измеренного сигнала и принятия решения относительно включения/выключения электронасосов и струйных аппаратов применяют статистические методы, например, нечеткий тест Гаусса, нечеткий тест Стъюдента или метод скользящего среднего.

.

Назначение объекта управления.

2.1/ Описание объекта управления. На различных стадиях перегонки нефти на НПЗ образуется газовая компонента, которая после соответствующей обработки (сепарация, добавка специальных компонент и т.д.) представляет собой факельный газ. Этот газ по низконапорному трубопроводу с давлением в интервале 0.02-0.5 атм. транспортируется на специальную установку для его утилизации путем сжигания в факелах.

В процессе производства нефтепродуктов потребляется значительное количество тепловой энергии, которая расходуется на нагревание сырой нефти и нефтепродуктов, получение пара, обогревание промышленных сооружений цехов НПЗ и т.д. Эта энергия получается за счет сжигания топливного газа в различных тепловых установках. Топливный газ транспортируется по заводской топливной системе, которая представляет собой высоконапорный трубопровод с давлением газа в магистрали более 4 атм.

На НПЗ факельная и топливная сети связаны между собой. Их взаимосвязь осуществляется через компрессорную систему (КС), которая обеспечивает повышение давления газа, взятого из факельной сети, до давления в топливной сети.

КС предназначена для перераспределения части потока факельного газа из факельной сети в топливную сеть путем редукции соответствующего давления с последующей утилизацией путем сжигания этой части факельного газа в тепловых установках НПЗ, подключенных к топливной сети.

Принципиальная технологическая схема факельной сети Московского НПЗ представлена на рис. 1. Факельный газ поступает из коллектора в факельной сети в сепараторы Е2, Е4, где происходит процесс отделения жидких фракций (бензин, вода) от газообразных. Поршневые компрессоры К1¸6 осуществляют перекачку факельного газа в магистральный трубопровод. Перед сбросом сжатого газа в топливную сеть он проходит стадию сероочистки. Часть газа из факельной сети, а также газовые компоненты из цехов №5 и №4 подаются непосредственно в факел, где происходит их сжигание.

В настоящее время перспективным является применение струйных компрессоров вместо поршневых или винтовых КС, так как СКС обладает рядом преимуществ:

· высокая надежность работы и простота эксплуатации;

· способность одновременно со сжатием факельного газа проводить его осушку от фракции C₃+;

· широкий диапазон производительности по откачиваемому газу, который обеспечивается последовательным включением в работу/ выключением из работы струйных аппаратов и центробежных насосов;

· слабая чувствительность компрессора к наличию в откачиваемом газе паров, конденсата и твердых частиц;

· высокий уровень взрыво- и пожаробезопасности;

· низкие капитальные затраты.

Таким образом, применение КС нового поколения — СКС для перераспределения факельного газа из факельной сети в топливную гарантирует значительный экономический эффект для НПЗ.

2.2/ Описание принципа работы струйно-компрессорной системы. Одним из основных элементов СКС является струйный аппарат (СА), в котором кинетическая энергия циркулирующего в замкнутом контуре жидкого рабочего тела в виде атмосферного соляра (дизельное топливо), используется для откачивания части факельного газа из факельной сети и направления полученной в диффузоре аппарата газожидкостной смеси в сепаратор для разделения в нем газовой и жидкой компоненты и доведения давления газовой компоненты сепаратора до величины, обеспечивающей ее поступление в топливную сеть. Наличие жидкого рабочего тела, высокая скорость его перемещения на выходе из сопла, специальная геометрия в конструкциях сопел жидкой и газовой компонент, а также камеры смешивания и диффузора обеспечивают высокие эксплуатационные параметры СА по сравнению с традиционными пароэжекторными аппаратами или поршневыми компрессорами.

Кроме того, в связи с особенностью рабочего процесса в струйном аппарате (сжатие газа низкого давления происходит за счет обмена энергией между углеводородсодержащей жидкой струей и потоком газа в результате их непосредственного контакта), одновременно со сжатием газа происходит интенсивный процесс конденсации и растворения в рабочей жидкости фракции C₃+. Это приводит к дополнительному увеличению эффективности струйных компрессоров и позволяет получить дополнительное количество ценных углеводородных продуктов при переработке на технологических установках завода выводимого из СКС избытка рабочей жидкости. При сжатии факельного газа НПЗ количество конденсата C₃+, растворяющегося в рабочей жидкости СКС (нефтяной фракции) при давлении сжатия 0.7 МПа такое же, какое получается при сжатии и охлаждении факельного газа того же состава в механических компрессорах до давления 1.8 МПа.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: