ÁN TỐT NGHIỆP- ĐỨC ppsx

Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT LỜI NÓI ĐẦU Dầu khí là tiền đề, là nguồn năng lượng, nguyên liệu chủ yếu và quan trọng để nước ta phát triển nhiều ngành công nghiệp mới với công nghệ tiên tiến, hiện đại, đưa nước ta thành một nước công nghiệp trong những năm 20 của thế kỷ này. Để nâng cao chất lượng sản phẩm, số lượng sản phẩm cũng như hỗ trợ cho con người những công việc phức tạp, ngành tự động hoá đã ra đời và mang lại hiệu quả rất cao đáp ứng hoàn toàn những yêu cầu đó của con người. Tự động hoá là một lĩnh vực đã được hình thành và phát triển rộng lớn trên phạm vi toàn thế giới, nó đem lại một phần không nhỏ cho việc tạo ra các sản phẩm có chất lượng và độ phức tạp cao phục vụ nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống. Ở nước ta, lĩnh vực tự động hoá đã được Đảng và Nhà nước quan tâm và đầu tư rất lớn, cùng với các lĩnh vực công nghiệp chuyển dịch nền kinh tế theo định hướng công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước. Nói đến tự động hoá ngày nay không thể không nhắc đến các thiết bị điều khiển có lập trình. Trong đó PLC (Programmable Logic Controler) là một thiết bị điển hình. Với những tính năng ưu việt như dễ dàng lập trình thông qua nhiều kiểu ngôn ngữ (LADDER, STL, FBD), có thể thay đổi chương trình điều khiển một cách đơn giản, khả năng truyền thông mạnh với môi trường bên ngoài (với PC, PLC ), gọn nhẹ, làm việc tin cậy trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt đã làm cho mọi quá trình sản xuất trở nên đơn giản và hiệu quả. Tạo nên mối liên kết giữa điều khiển quá trình sản xuất và quản lý kinh doanh (hệ điều khiển giám sát thu thập số liệu - SCADA). Sau 5 năm học tại trường Đại học Mỏ Địa Chất về chuyên ngành Tự động hóa Xí nghiệp Dầu khí, nhờ sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo PHẠM MINH HẢI cùng với sự giúp đỡ của thầy cô trong bộ môn, em đã có được những kiến thức hữu ích về Tự động hóa điều khiển đo lường trong công nghiệp Dầu khí và quyết định thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài Với thời gian và kiến thức có hạn chắc hẳn trong đồ án không tránh được những sai sót em mong thầy giúp đỡ và chỉ dẫn thêm để đồ án của em được hoàn thiện hơn. SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải 1 Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PHẠM MINH HẢI đã tận tình hướng dẫn em cùng các thầy cô giáo trong bộ môn tự động hóa đã giúp em hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội,ngày 8 tháng 5 năm 2011. Sinh viên thực hiện Trần Hoài Đức SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải 2 Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT MỤC LỤC PHẦN CHUNG 5 Chương 1 6 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ DINH CỐ 6 1.1. Giới thiệu chung về nhà máy xử lý khí Dinh Cố 6 1.2. Cơ chế và chức năng hoạt động sản xuất của Nhà máy Xử lý Khí Dinh Cố 7 1.3. Công nghệ xử lý Khí của Nhà máy Xử lý Khí Dinh Cố 7 1.3.1. Sơ đồ công nghệ của Nhà máy 8 1.4. Chức năng và nguyên lý hoạt động của các thiết bị chính 13 1.4.1. Thiết bị tách lỏng SC-01/02 13 1.4.2. Bình tách V-08 14 1.4.3. Tháp hấp phụ V-06 14 1.4.4. Bình tách 3 pha V-03 (Slug Catcher Liquid Flash Drum) 15 1.4.5. Thiết bị giãn nở thể tích Turbo Expander CC-01 15 1.4.6. Tháp tinh cất C-05 16 1.4.7. Tháp làm sạch khí C-04 (Gas Stripper) 16 1.4.8. Tháp tách Etan C-01 (Deethanizer) 17 1.4.9. Tháp ổn định Condensate C-02 (Stabilizer) 17 1.4.10. Tháp phân tách Bupro C-03 19 2.1.1. Cảm biến nhiệt độ điện trở kim loại RTD 20 2.1.2.Bộ truyền dữ liệu nhiệt độ dùng vi xử lý 26 2.1.3. Bộ điều khiển nhiệt độ 27 2.2.Van điều khiển của tháp V-06A/B 30 PHẦN CHUYÊN ĐỀ 47 SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải 3 Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT Chương 4 48 LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO THÁP V-06A/B BẰNG S7-300 48 4.1. Lựa chọn phần mềm điều khiển 48 4.2. Hệ thống điều khiển PLC điển hình 49 4.3. Vai trò của PLC 49 4.4. Hệ thống điều khiển PLC S7 – 300 51 4.4.1. Cấu trúc phần cứng của hệ thống PLC S7 – 300 51 4.4.2. Vòng quét chương trình 53 Chương 5 67 XÂY DỰNG MÔ HÌNH GIÁM SÁT QUY TRÌNH VẬN HÀNH CỦA THÁP V-06A/B BẰNG PHẦN MỀM WINCC 67 5.1. Giới thiệu phần mềm WinCC 67 SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải 4 Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT PHẦN CHUNG SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải 5 Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT Chương 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ DINH CỐ 1.1. Giới thiệu chung về nhà máy xử lý khí Dinh Cố Trong những năm gần đây, nền công nghiệp nước ta có những thay đổi và phát triển đáng kể. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về nguồn năng lượng của nước ta, đặc biệt là khí đốt, nhà máy xử lý khí Dinh Cố đã ra đời và đã cung cấp được 40% nhu cầu tiêu thụ của cả nước . Nhà máy xử lý khí Dinh Cố được xây dựng từ năm 1997 và chính thức đi vào hoạt động năm 1998 tại xã An Ngãi, huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu với diện tích 87600 m 2 . Nhà máy được thiết kế để xử lý 6 triệu m 3 khí / ngày đêm và đã trở thành một trong những mắt xích quan trọng của hệ thống thu gom xử lý khí mỏ Bạch Hổ, tận dụng nguồn khí đồng hành khai thác lên cùng với dầu thô, xử lý và chế biến khí thành các sản phẩm đa dạng và có hiệu quả kinh tế cao. Nhiệm vụ của nhà máy là xử lý khí đồng hành thành các sản phẩm như:  Khí khô (khí thương phẩm) với lưu lượng 4 triệu m 3 /ngày đêm.  Bupro với sản lượn 650 tấn/ngày đêm  Condensate với sản lượng 400 tấn/ngày đêm. Các sản phẩm của nhà máy :  LPG: Chủ yếu là Propan và Butan hoặc hỗn hợp Bupro. Được ứng dụng để: làm nhiên liệu, nguyên liệu cho sản xuất vật liệu xây dựng, tổng hợp hữu cơ  Condensate: Hỗn hợp đồng thể ở dạng lỏng, có màu vàng rơm, gồm Hydrocacbon có phân tử lượng lớn hơn Propan và Butan, hợp chất vòng, nhân thơm. Ở Việt Nam có hai loại: Một loại được tách từ bình lỏng đặt tại giàn khoan, lượng không lớn; loại thứ hai được ngưng tụ trong quá trình vận chuyển trên đường ống. Từ Condensate, chúng ta có thể làm nhiên liệu (như các loại xăng M92 , M95), làm dung môi và các sản phẩm Hoá dầu.  Khí khô thương phẩm: Cung cấp cho nhà máy điện đạm, nhà máy cán thép, nhà máy sản xuất gốm. SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải 6 Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT Mục đích xây dựng nhà máy: - Xử lý , chế biến khí đồng hành thu gom được trong quá trình khai thác dầu tại các mỏ dầu - Sản phẩm của quá trình xử lý là các sản phẩm có giá trị kinh tế. - Cung cấp khí khô thương phẩm cho các nhà máy khí điện đạm ở Phú Mỹ, Bà Rịa. - Cung cấp LPG cho thị trường trong nước và quốc tế. - Sản phẩm Condensate (xăng nhẹ) cho xuất khẩu. - Cơ sở của các công nghệ được áp dụng tại nhà máy chỉ là những phương pháp biến đổi vật lý. 1.2. Cơ chế và chức năng hoạt động sản xuất của Nhà máy Xử lý Khí Dinh Cố Khí khô sau khi tách ra khỏi nhà máy được vận chuyển tới Bà Rịa và Phú Mỹ bằng hệ thống đường ống Dinh Cố – Bà Rịa – Phú Mỹ: Đường ống dẫn khí Dinh Cố – Bà Rịa có đường kính 16 inch, chiều dài 7 km, 1 nhánh đi vào trạm phân phối khí Bà Rịa nhằm xử lý, đo đếm và cung cấp cho nhà máy điện Bà Rịa công suất 350MW. Đường ống dẫn khí Bà Rịa – Phú Mỹ có đường kính 17 inch, chiều dày ống là 16mm, chiều dài đường ống 23 km tới Phú Mỹ và trạm phân phối khí Phú Mỹ nhằm xử lý, đo đếm khí và cung cấp cho nhà máy điện Phú Mỹ 2.1 MR (1000MW), và nhà máy đạm Phú Mỹ công suất 740000 tấn/năm. Khí khô ở nhà máy GPP được đo đếm thương mại và cung cấp cho các nhà máy điện Bà Rịa và Phú Mỹ, nhà máy đạm Phú Mỹ. Các trạm phân phối khí Bà Rịa và Phú mỹ đều có các thiết bị giảm áp, tách lỏng, gia nhiệt, lọc và đo đếm trước khi cung cấp cho các hộ tiêu thụ. 1.3. Công nghệ xử lý Khí của Nhà máy Xử lý Khí Dinh Cố SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải 7 Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT 1.3.1. Sơ đồ công nghệ của Nhà máy SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải 8 Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải 9 Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải 10 [...]...Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT Xử lý sơ bộ Tách Khí Xử lý cơ khí/lỏng học Làm lạnh Giãn nở JT Valve TĐN Tách nước Khí khô KH Tách khí/lỏng Chưng cất Lỏng Lỏng LPG Tách C2+ Tách LPG/Cond Condensate Hình 1-4 : Sơ đồ khối công nghệ nhà máy 1.3.2 Quy trình công nghệ xử lý khí của nhà máy Xử lý khí Dinh Cố SVTH :Trần Hoài Đức 11 GVHD: Th.S Phạm Minh Hải Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51-... thiết bị ngưng tụ bằng không khí E-09 Ngoài ra còn có một thiết bị điều khiển vi áp PDIA-1521 để tránh sự chênh áp trong cột quá cao, mục đích chống hiện tượng tạo bọt, ba thiết bị đo nhiệt độ tại các đĩa 9, 10, 30 để kiểm tra sự làm việc của tháp SVTH :Trần Hoài Đức 18 GVHD: Th.S Phạm Minh Hải Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT 1.4.10 Tháp phân tách Bupro C-03 Thiết bị C-03 được lắp đặt ở chế độ GPP... vòng điều khiển công của vật liệu Với điện áp biết trước, nếu điện trở cao thì dòng điện qua vật dẫn sẽ nhỏ nghệ  Dải đo : từ -2000C đến 6500C SVTH :Trần Hoài Đức 20 GVHD: Th.S Phạm Minh Hải Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT Hình 2-1 Hình dáng chung của RTD Platinum là kim loại phổ biến nhất được dùng để chế tạo RTD bởi vì điện trở của nó thay đổi theo nhiệt độ rất tuyến tính Điện trở là đại lượng... Hoài Đức 21 GVHD: Th.S Phạm Minh Hải Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT Để sử dụng RTD làm thiết bị đo nhiệt độ người ta thường dùng một mạch cầu Wheatstone để kết nối với RTD Hình 2-3 Mạch cầu Wheatstone  R2  R3 Vout =Vin × − ÷  R1 + R2 R3 + R4  Khi cầu cân bằng R3 R +R4 R2 R +R2 R R = ⇔ 3 = 1 ⇒ 1 = 4 R1 +R2 R3 +R4 R3 R2 R2 R3 Một số cách nối dây của của biến RTD RTD 2 dây SVTH :Trần Hoài Đức 22... thang đo nhiệt độ quốc tế (ITS-90) Những ưu điểm khác là độ nhạy tương đối tốt (0.1 đến 10Ω/0F) và sử dụng dây nối với mạch đo bằng đồng truyền thống (thay vì dùng dây cặp nhiệt điện đắt tiền) Một ưu điểm khác nữa của RTD bằng đồng là cả RTD và dây mối với mạch đo đều bằng SVTH :Trần Hoài Đức 25 GVHD: Th.S Phạm Minh Hải Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT đồng, vì thế ảnh hưởng của mối nối cặp nhiệt điện... truyền thông với các giao diện khác của hệ thống điều khiển SVTH :Trần Hoài Đức 26 GVHD: Th.S Phạm Minh Hải Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT Hình 2-8 Sơ đồ cấu trúc bộ biến đổi nhiệt Model 3144 và 3244M 2.1.3 Bộ điều khiển nhiệt độ • Bộ điều khiển nhiệt độ Hình 2-9 Sơ đồ điều khiển nhiệt độ Chức năng đầu tiên của bộ điều khiển là so sánh giá trị của biến đo được với giá trị đặt (set point) mong muốn Bất... 78,44 Giá trị dòng sau đó được chuyển vào cổng Analog 16 bit có giá trị từ 0 ÷ 32000 của PLC để làm giá trị so sánh và lập trình PLC Phương trình đường đặc tính: W = (I - 4) 32000/16 Vậy ta có bảng sau : Bảng 2-1 Các giá trị của cảm biến RTD SVTH :Trần Hoài Đức 29 GVHD: Th.S Phạm Minh Hải Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT Nhiệt độ ( oC) Điện trở ( Ω ) Dòng điện(mA) Word 50 119,83 20 32000 60 122,92 17,37... ethaniser ) - Chế độ MF : Với mục đích thu khí thương mại (đã tách C 3, C4) , Bupro và Condensate.Do vậy cần bổ xung thêm các thiết bị từ AMF , chủ yếu là thiết bị Hydrat SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải 12 Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT bằng phương pháp hấp thụ , thiết bị trao đổi nhiệt bằng khí, thiết bị trao đổi nhiệt cân bằng dòng lỏng lạnh , thiết bị De-ethaniser OVHD Compressor và thiết... khi được làm lạnh ở thiết bị trao đổi nhiệt E-17, E-18 đến 45°C và ở E-12 được đưa đến ống dẫn hoặc bình chứa Butan V-21 thông qua thiết bị điều khiển mức LICA-2101 SVTH :Trần Hoài Đức 19 GVHD: Th.S Phạm Minh Hải Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT Chương 2 CÁC THIẾT BỊ ĐO VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH TRONG VẬN HÀNH THÁP V- 06A/B 2.1 Thiết bị đo nhiệt độ trong tháp V-06A/B 2.1.1 Cảm biến nhiệt độ điện trở kim... Hydrocacbon sục vào thiết bị tách nước V-52 Nước được giảm áp đến áp suất khí quyển và Hydrocacbon hấp phụ sẽ được thu hồi và nước sẽ được thu đến Brunpit (ME-52) để đốt SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải 13 Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT 1.4.2 Bình tách V-08 Trong chế độ MF và GPP, khí từ Slug Catcher đầu tiên được đưa qua thiết bị tách lọc nước Condensate V-08 được thiết kế để tách 99% Hydrocacbon . em hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội,ngày 8 tháng 5 năm 2011. Sinh viên thực hiện Trần Hoài Đức SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải 2 Đồ án tốt nghiệp Lớp. mềm WinCC 67 SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải 4 Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT PHẦN CHUNG SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải 5 Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT Chương. Cố SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải 7 Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH- K51- VT 1.3.1. Sơ đồ công nghệ của Nhà máy SVTH :Trần Hoài Đức GVHD: Th.S Phạm Minh Hải 8 Đồ án tốt nghiệp Lớp TĐH-