AUTOMATION OF THE COOLING TOWERS INSTALLATION OF WATER RECYCLING BOV-6 LLC “LUKOIL-PERMNEFTEORGSINTEZ”

Abstract


There is a question of cooling liquids that are used in the production or obtained as a result of the work of other plants in any industrial enterprise. To solve this problem, there are special air coolers -cooling towers. Cooling towers are mainly used in water recycling systems for cooling heat exchangers at present. The analysis of the current state of the PCS of the circulating water cooling system at BOV-6 is performed in this work. PCS has been modernized according to the results of the analysis. Thefollowing tasks performed with the help of PLC Allen-Brabley CompactLogix: - algorithms of automatic start-up of fan electric motors in the cooling tower were developed depending on their operating time and on the temperature in the cooled water collector KOV-1; - algorithms for controlling pneumatic cut-offs on the water supply pipelines to each section of the cooling tower were developed with the possibility of controlling them from the HMI screen; - algorithms for controlling the electric valves on the water supply pipes from the sections to the chilled water collector were developed which are controlled from the mnemonic scheme; - the algorithm of regulation of two valves on the feed line with the BHO and Kama was developed with the aim to minimize the financial costs of water consumption; - HMI screen of process control of BOV-6 was developed. The algorithm of automatic start-up and stop of cooling towers taking into account operating-out of the equipment, the algorithm of maintenance of level in the reservoir of the cooled water is developed and realized. The necessary HMI screen of process control of BOV-6 was developed. Algorithms, programs and mnemonic schemes are prepared for implementation at the actual operating facility BOV-6 and will reduce the load on the operator by automating some of its functions, such as maintaining the temperature and level in KOV-1, as well as automatically activating the sections of the cooling tower. At the same time, the dynamic equipment of the cooling tower will be evenly worn out.

Full Text

Трехсекционная градирня БОВ-6 предназначена для охлаждения технологической циркуляционной воды на производстве ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез». Цель работы градирни - обеспечение непрерывного охлаждениянагретой воды до заданной температуры. Характеристики градирни представлены в таблице. Каждая секция градирни имеет расчетную производительность 3000 м3/ч, при температуре воды на входе 35 °С. Структурная схема процесса охлаждения воды на БОВ-6 представлена на рис. 1. Параметром контроля является температура охлажденной воды в коллекторе охлажденной воды (КОВ-1). Охлаждение нагретой воды производится в каждой секции градирни путём принудительного воздушного обдува [1, 5, 9, 19]. Характеристики градирни Характеристика Численное значение Единицы измерения Расчетный расход воды на градирню 3000 м3/ч Температура воды на входе в градирню +35 °С Температура воды на выходе из градирни +23,5 °С Расчетная относительная влажность воздуха 50 % Температура атмосферного воздуха +27,0 °С Температура воздуха на входе по влажному термометру +20,0 °С Барометрическое давление 99,0 кПа Величины расчетных нагрузок: Ветровая нагрузка 0,30 кПа Снеговая нагрузка 3,2 кПа Сейсмичность 7 баллов Рис. 1. Структурная схема процесса охлаждения воды на БОВ-6 На трубопроводах подачи воды в каждую секцию градирни и на байпасной линии установлены ручные задвижки, которые приходится оператору открывать или закрывать вручную. На трубопроводах подачи воды из секций в бассейн охлажденной воды установлены также ручные задвижки. Пуск вентиляторов градирни и поддержание температуры в КОВ-1 осуществляются в ручном режиме оператором путем изменения частоты вращения вентиляторов в секциях БОВ-6. При этом в зависимости от температуры в бассейне оператор вручную включает в работу необходимое количество секций. Исходя из вышеизложенного, предложено следующее: - разработать алгоритм автоматического пуска электродвигателей вентиляторов в градирне в зависимости от их наработки и температуры в коллекторе охлажденной воды КОВ-1; - заменить ручные задвижки на трубопроводах подачи воды в каждую секцию на пневматические отсекатели для удаленного управления ими; - заменить ручные задвижки на трубопроводах подачи воды из секций в коллектор охлажденной воды на электрозадвижки, управление которыми осуществляется с мнемосхемы; - установить регулирующий клапан на линии подпитки с Камы с целью минимизировать финансовые затраты на потребление воды из реки Камы; - разработать необходимые мнемосхемы для управления технологическим процессом БОВ-6. Для решения задач задействована система управления непрерывными процессами RSLogix5000 на базе ПЛК Allen-Bradley CompactLogix1769-L35E производства компании Rockwell [2, 6, 10, 16, 18]. Были выбраны следующие модули ввода/вывода: - модуль аналогового входа: 1769-IF16 (16 входов); - модуль аналогового выхода: 1769-QF8C (8 выходов); - модуль дискретного входа: 1769-IQ32 (32 входа); - модуль дискретного выхода: 1769-QB32 (32 выхода). ПЛК Allen-Bradley CompactLogix1769-L35E с выбранными модулями ввода/вывода представлен на рис. 2. Рис. 2. ПЛК Allen-Bradley CompactLogix1769-L35E В результате работы были достигнуты следующие результаты: 1. Разработан алгоритм автоматического пуска электродвигателей вентиляторов в градирне в зависимости от наработки и температуры в бассейне охлажденной воды КОВ-1. При необходимости охлаждения оборотной воды включается в работу секция с наименьшей наработкой, аналогично при выводе из работы выключается секция с наибольшей наработкой [3, 7, 8, 17]. Блок-схема расчета наработки электродвигателей вентиляторов секций градирни представлена в виде подпрограммы Narabotka на рис. 3 (звездочкой обозначены наработки вентиляторов). Фрагмент подпрограммы представлен на рис. 4. Рис. 3. Блок-схема подпрограммы Narabotka расчета наработки электродвигателей вентиляторов секций градирни Рис. 4. Подпрограмма Narabotka расчета наработки электродвигателей вентиляторов секций градирни Блок-схема автоматического пуска электродвигателей вентиляторов в зависимости от наработки и от температуры представлена в виде подпрограммы PUSK на рис. 5 (звездочкой обозначены наработки вентиляторов). Фрагмент подпрограммы представлен на рис. 6. Рис. 5. Блок-схема подпрограммы PUSK автоматического пуска электродвигателей вентиляторов в зависимости от наработки и от температуры Рис. 6. Подпрограмма PUSK расчета наработки электродвигателей вентиляторов секций градирни 2. Разработан алгоритм поддержания уровня в КОВ-1 двумя клапанами [11, 14, 15, 20]. Регулирование уровня в резервуаре осуществляется клапаном на трубопроводе подпитки из БХО. При открытии клапана на линии из БХО на 100 % в работу включается клапан на линии питания из реки Камы. Фрагмент подпрограммы поддержания уровня в КОВ-1 двумя клапанами представлен на рис. 7. Рис. 7. Подпрограмма LEVEL поддержания уровня в КОВ-1 двумя клапанами 3. При помощи графического редактора FactoryTalkv.8.10 разработаны мнемосхема, графические тренды, шейпы, детальные панельки по аналоговым сигналам и электрооборудованию [4, 12, 13]. Мнемосхема для управления технологическим процессом БОВ-6 представлена на рис. 8. Рис. 8. Мнемосхема для управления технологическим процессом БОВ-6 Выводы. Разработанные алгоритмы проверены на контроллере Allen-Bradley CompactLogix1769-L35E с эмуляцией объекта автоматизации. Алгоритмы, программы и мнемосхемы подготовлены к внедрению на реально действующем объекте БОВ-6 и позволят снизить нагрузку на оператора путем автоматизации части его функций, таких как поддержание температуры и уровня в КОВ-1, а также автоматического включения в работу секций градирни. При этом будет обеспечен равномерный износ динамического оборудования градирни.

About the authors

A. Sh Zianurov

LLC “Infrasruktura TK”

I. A Vyalykh

Perm National Research Polytechnic University

References

  1. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1995.
  2. Руководство по выбору Compact Logix Editon. Rockwell Automation, 1999 [Электронный ресурс]. - URL: http://www.vdtua.com/_ docs/Doc/PLC/CompactLogix/1769-SG001E-RU-P.pdf (дата обращения: 25.06.2018).
  3. Основные инструкции программируемых контроллеров Allen-Bradley: справ. руководство, 1999 [Электронный ресурс]. - URL: https://literature.rockwellautomation.com/1785-um001_-ru-p.pdf (дата обращения: 25.06.2018).
  4. Руководство пользователя Factory Talk View Site Editon. Rockwell Automation, 1999 [Электронный ресурс]. - URL: https://literature.rockwellautomation.com/viewse-um006_en-e.pdf (дата обращения: 25.06.2018).
  5. Плетнев Г.П. Автоматизация технологических процессов и производств в теплоэнергетике. - М.: Изд-во МЭИ, 2007. - 352 с.
  6. Руководство по применению RSLogix5000. Rockwell Software, 1999 [Электронный ресурс]. - URL: https://forte21.ru/fi/cat_rockkwell/_209_ 9399-RL5KGR-RU.pdf (дата обращения: 25.06.2018).
  7. Микропроцессорные системы и средства. Подготовка и настройка контроллера Allen-BradleyLogix 5000: метод. указания / сост. З.Х. Ягубов, Ю.В. Лычаков, Л.К. Шадрина. - Ухта: Изд-во УГТУ, 2010. - 28 с.
  8. Федоров Ю.Н. Справочник инженера по АСУТП: Проектирование и разработка. - М.: Инфра-Инженерия, 2008. - 928 с.
  9. Беспалов А.В., Харитонов Н.И. Системы управления химикотехнологическими процессами: учеб. - М.: Академкнига, 2007. - 690 с.
  10. Жмакин А.П. Архитектура ЭВМ. - СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 320 с.
  11. Кафаров В.В., Мешалкин В.П. Анализ и синтез химико-технологических систем. - М.: Химия, 1991. - 432 с.
  12. Советов Б.Я. Моделирование системы. - М.: Высшая школа, 2003. - 343 с.
  13. Клюев А.С. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 355 с.
  14. Шишмарев В.Ю. Автоматизация технологических процессов. - М.: Академия, 2005. - 352 с.
  15. Втюрин В.А. Автоматизированные системы управления технологическими процессами. Основы АСУТП: учеб. пособие для студ. спец. 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств» (по отраслям). - СПб: Изд-во СПбГЛТА, 2006. - 152 с.
  16. Руководство для ускоренной подготовки к работе семейством программируемых контроллеров RSLogix5000. Rockwell Automation, 2017 [Электронный ресурс]. - URL: http://lib.znate.ru/docs/index-193681.html (дата обращения: 25.06.2018).
  17. Обшая методика для программируемых контроллеров RSLogix5000. Руководство по программированию, 2017 [Электронный ресурс]. - URL: http://samsebeplc.ru/Doc/AB/1756-pm0016.pdf (дата обращения: 25.06.2018).
  18. Официальная документация контроллеров Allen-Bradley, Rockwell Automation [Электронный ресурс]. - URL: https://literature.rockwellautomation.com (дата обращения: 25.06.2018).
  19. Беспалов А.В., Грунский В.Н., Харитонов Н.И. Системы управления химико-технологическими процессами. Иллюстративные материалы: учеб. пособие. - М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2012. - 76 с.
  20. Ротач В.Я. Теория автоматического управления теплоэнергетическими процессами: учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 296 с.

Statistics

Views

Abstract - 33

PDF (Russian) - 11

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2022 PNRPU Bulletin. Electrotechnics, Informational Technologies, Control Systems

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies