Спосіб контролю і керування процесом абсорбційного осушення газу
Номер патенту: 22635
Опубліковано: 25.04.2007
Автори: Боровик Віктор Михайлович, Бляут Юрій Євстахович, Сукач Олексій Васильович, Колодяжний Валерій Васильович, Бантюков Євген Миколайович, Хохлов Олег Васильович, Кононенко Євген Миколайович, Павленко Володимир Васильович, Волчков Іван Іванович, Коток Валерій Борисович
Формула / Реферат
Спосіб контролю і керування процесом абсорбційного осушення газу, що включає вимірювання витрати газу після кожної абсорбційної колони, витрати абсорбенту перед кожною абсорбційною колоною і вологовмісту осушеного газу і підтримку заданого значення співвідношення "витрата газу - витрата абсорбенту" шляхом регулювання подачі абсорбенту, який відрізняється тим, що додатково вимірюють рівні насиченого абсорбенту в кожній абсорбційній колоні та у ємності вивітрювання, температуру насиченого абсорбенту у випарнику кожного блока регенерації абсорбенту, температуру пароподібних відходів регенерації абсорбенту, тиск абсорбенту в трубопроводі регенерованого абсорбенту перед абсорбційними колонами, тиск газу в трубопроводі осушеного газу і частоту напруги живлення кожного насоса від відповідного перетворювача частоти і підтримують рівень насиченого абсорбенту в кожній абсорбційній колоні рівним заданому шляхом регулювання скидання насиченого абсорбенту в ємність вивітрювання, рівень насиченого абсорбенту в якій підтримують рівним заданому шляхом регулювання його скидання в блоки регенерації абсорбенту, підтримують температуру насиченого абсорбенту у випарнику кожного блока регенерації абсорбенту рівною заданому значенню шляхом регулювання подачі паливного газу в пальники, підтримують значення співвідношення "тиск абсорбенту в трубопроводі регенерованого абсорбенту перед абсорбційними колонами - тиск газу в трубопроводі осушеного газу" рівним заданому значенню шляхом вмикання або вимикання насосів і автоматичного регулювання частоти живлення одного з насосів, підтримують значення температури пароподібних відходів регенерації абсорбенту на виході повітряних конденсаторів у заданих межах шляхом вмикання вентиляторів, що входять до складу повітряних конденсаторів, при перевищенні цією температурою верхнього граничного значення і вимикання вентиляторів при зниженні цієї температури нижче нижнього граничного значення контролюють відсутність полум'я кожного пальника після вмикання його в роботу в кожному блоці регенерації абсорбенту, досягання у випарнику кожного з блоків регенерації абсорбенту мінімального значення рівня насиченого абсорбенту, максимального значення температури абсорбенту, максимального значення температури димових газів, мінімального або максимального значення тиску паливного газу перед кожним пальником і мінімальним значенням тиску повітря, що подається до кожного пальника, і при виявленні кожного з зазначених випадків видають відповідний сигнал і блокують роботу пальників відповідного блока регенерації абсорбенту, а також контролюють досягання загазованості в технологічній насосній граничного значення і при виявленні зазначеного випадку видають відповідний сигнал і включають аварійну витяжну вентиляцію, яку виключають після зниження загазованості нижче граничного рівня і зникнення всіх сигналів про загазованість, крім того при виявленні оператором небезпечних для роботи випадків, автоматичне виявлення яких не передбачено, наприклад пожежі, оператор натисканням кнопки видає відповідний сигнал і блокує роботу пальників усіх блоків регенерації абсорбенту, насосів, повітряних конденсаторів і витяжної вентиляції.
Текст
Корисна модель належить до нафтової і газової промисловості, зокрема до керування процесами комплексної підготовки газу, і може бути використана для керування абсорбційною осушкою газу. Відомий спосіб керування процесом осушки газу [А.с. СРСР №1271552, кл. В01D53/26, G05D27/00, Бюл. №43, 1986] шляхом зміни подачі абсорбенту в залежності від неузгодженості поточного і заданого вологовмісту осушеного газу, при цьому частину осушеного газу періодично з постійною швидкістю направляють по добірному трубопроводу, на еталонній ділянці якого газ охолоджують до заданої температури точки роси, вимірюють перепад тисків на ньому і по швидкості зміни перепаду тисків визначають величину відхилення поточного вологовмісту від заданого, по якому коректують подачу абсорбенту. Даний спосіб керування процесом осушки газу так само, як і спосіб контролю і керування процесом осушки газу, що заявляється, включає регулювання (зміну) подачі абсорбенту. Однак, відсутність виміру рівнів насиченого абсорбенту в кожній абсорбційній колоні та у ємності вивітрювання, температури насиченого абсорбенту в кожному блоці регенерації абсорбенту, температури пароподібних відходів регенерації абсорбенту, тиску абсорбенту в тр убопроводі регенерованого абсорбенту перед абсорбційними колонами, тиску газу в трубопроводі осушеного газу і частоти напруги живлення кожного насоса від відповідного перетворювача частоти і підтримки зазначених параметрів, рівними заданим для них значенням, шляхом регулювання, контролю виникнення аварійних подій, сигналізації про ці події і прийняття необхідних у кожному випадку мір різко обмежує функціональні можливості відомого способу і відповідно знижує його ефективність. Відомий спосіб керування процесом абсорбційної осушки газу [А.с. СРСР №1745316, кл В01D53/26, G05D27/00, Бюл. №25, 1992], що включає зміну подачі абсорбенту в залежності від витрати осушеного газу, частину якого перепускають по байпасу на прямолінійній ділянці газопроводу, охолодження його до заданої точки роси, вимір витрати охолодженого газу, промивання байпаса інгібітором при досягненні співвідношення витрат газу в байпасі та у газопроводі заданого значення, при цьому вимірюють прозорість охолодженого газу, а подачу абсорбенту коректують по відхиленню прозорості газу від значення в стані повного вологонасичення. Даний спосіб керування процесом абсорбційної осушки газу так само, як і спосіб контролю і керування процесом осушки газу, що заявляється, включає регулювання (зміну) подачі абсорбенту. Однак, відсутність виміру рівнів насиченого абсорбенту в кожній абсорбційній колоні та у ємності вивітрювання, температури насиченого абсорбенту в кожному блоці регенерації абсорбенту, температури пароподібних відходів регенерації абсорбенту, тиску абсорбенту в тр убопроводі регенерованого абсорбенту перед абсорбційними колонами, тиску газу в тр убопроводі осушеного газу і частоти напруги живлення кожного насоса від відповідного перетворювача частоти і підтримки зазначених параметрів, рівними заданим для них значенням, шляхом регулювання, контролю виникнення аварійних подій, сигналізації про ці події і прийняття необхідних у кожному випадку мір різко обмежує функціональні можливості відомого способу і відповідно знижує його ефективність. Найбільш близьким по технічній сутності є спосіб автоматичного керування процесом осушки газу [А.с. СРСР №1074577, кл В01D53/26, G05D27/00, Бюл. №7, 1984] шляхом регулювання подачі газу й абсорбенту в кожний абсорбер у залежності від величини загального навантаження установки підготовки газу, вологовмісту осушеного газу після кожного абсорбера і концентрації абсорбенту, що подається в кожний абсорбер, при цьому вимірюють вміст абсорбенту в осушеному газі на виході кожного абсорбера, потужність приводу кожного насоса подачі абсорбенту, тиск і температур у газу в кожному абсорбері і подачу газу та абсорбенту регулюють у залежності від сукупності параметрів з урахуванням заданого вологовмісту загального потоку осушеного газу. Даний спосіб автоматичного керування процесом осушки газу так само, як і спосіб контролю і керування процесом осушки газу, що заявляється, включає вимір витрати газу, витрати абсорбенту через кожну абсорбційну колону і вологовмісту осушеного газу та підтримку заданим значення співвідношення «витрата газу - витрата абсорбенту» шля хом регулювання подачі абсорбенту (регулювання подачі газу й абсорбенту в залежності від величини загального навантаження установки підготовки газу). Однак відсутність виміру рівнів насиченого абсорбенту в кожній абсорбційній колоні та у ємності вивітрювання, температури насиченого абсорбенту в кожному блоці регенерації абсорбенту, температури пароподібних відходів регенерації абсорбенту, тиску абсорбенту в трубопроводі регенерованого абсорбенту перед абсорбційними колонами, тиску газу в трубопроводі осушеного газу і частоти напруги живлення кожного насоса від відповідного перетворювача частоти, підтримки рівня насиченого абсорбенту в кожній абсорбційній колоні, рівним заданому, шляхом регулювання його скидання в ємність вивітрювання, рівень насиченого абсорбенту в якій підтримують, рівним заданому, шля хом регулювання його скидання в блоки регенерації, підтримки температури насиченого абсорбенту в кожному блоці регенерації абсорбенту, рівною заданому значенню, шляхом регулювання подачі паливного газу в пальники, підтримки співвідношення «тиск абсорбенту в тр убопроводі регенерованого абсорбенту перед абсорбційними колонами - тиск газу в тр убопроводі осушеного газу», рівним заданому значенню, шляхом регулювання частоти живлення одного з насосів, контролю виникнення аварійних подій, сигналізації про ці події і прийняття необхідних у кожному випадку мір різко обмежує функціональні можливості відомого способу і відповідно знижує його ефективність. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу контролю і керування процесом осушки газу шляхом розширення його функціональних можливостей і підвищення за рахунок цього його ефективності. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі контролю і керування процесом абсорбційної осушки газу, що включає вимір витрати газу після кожної абсорбційної колони, витрати абсорбенту перед кожною абсорбційною колоною і вологовмісту осушеного газу і підтримку заданим значення співвідношення «витрата газу - витрата абсорбенту» шля хом регулювання подачі абсорбенту, згідно корисної моделі додатково вимірюють рівні насиченого абсорбенту в кожній абсорбційній колоні та у ємності вивітрювання, температуру насиченого абсорбенту у випарнику кожного блоку регенерації абсорбенту, температуру пароподібних відходів регенерації абсорбенту, тиск абсорбенту в трубопроводі регенерованого абсорбенту перед абсорбційними колонами, тиск газу в трубопроводі осушеного газу і частоту напруги живлення кожного насоса від відповідного перетворювача частоти і підтримують рівень насиченого абсорбенту в кожній абсорбційній колоні, рівним заданому, шля хом регулювання скидання насиченого абсорбенту в ємність вивітрювання, рівень насиченого абсорбенту в якій підтримують, рівним заданому, шляхом регулювання його скидання в блоки регенерації абсорбенту, підтримують температуру насиченого абсорбенту у випарнику кожного блоку регенерації абсорбенту, рівною заданому значенню, шляхом регулювання подачі паливного газу в пальники, підтримують значення співвідношення «тиск абсорбенту в тр убопроводі регенерованого абсорбенту перед абсорбційними колонами - тиск газу в тр убопроводі осушеного газу», рівним заданому значенню, шляхом включення або вимикання насосів і автоматичного регулювання частоти живлення одного з насосів, підтримують значення температури пароподібних відходів регенерації абсорбенту на виході повітряних конденсаторів у заданих межах шля хом включення вентиляторів, що входять до складу повітряних конденсаторів, при перевищенні цією температурою верхнього граничного значення і вимикання вентиляторів при зниженні цієї температури нижче нижнього граничного значення, контролюють відсутність полум'я кожного пальника після включення його в роботу в кожному блоці регенерації абсорбенту, досягнення у випарнику кожного з блоків регенерації абсорбенту мінімального значення рівнем насиченого абсорбенту, максимального значення температурою абсорбенту, максимального значення температурою димових газів, мінімального або максимального значення тиском паливного газу перед кожним пальником і мінімального значення тиском повітря, подаваного до кожного пальника, і при виявленні будь-якої з зазначених подій, видають відповідний сигнал і блокують роботу пальників відповідного блоку регенерації абсорбенту, а також контролюють досягнення загазованістю в технологічній насосній граничного значення і при виявленні зазначеної події видають відповідний сигнал і включають аварійну витяжну вентиляцію, що виключають після зниження загазованості нижче граничного рівня і зникнення всіх сигналів про загазованість, крім того, при виявленні оператором небезпечних для роботи подій, автоматичне виявлення яких не передбачено, наприклад, пожежі, оператор натисканням кнопки видає відповідний сигнал і блокує роботу пальників усіх блоків регенерації абсорбенту, насосів, повітряних конденсаторів і витяжної вентиляції. Уведення виміру рівнів насиченого абсорбенту в кожній абсорбційній колоні та у ємності вивітрювання, температури насиченого абсорбенту у випарнику кожного блоку регенерації абсорбенту, температури пароподібних відходів регенерації абсорбенту, тиску абсорбенту в тр убопроводі регенерованого абсорбенту перед абсорбційними колонами, тиску газу в трубопроводі осушеного газу і частоти напруги живлення кожного насоса від відповідного перетворювача частоти, підтримки рівня насиченого абсорбенту в кожній абсорбційній колоні, рівним заданому, шля хом регулювання його скидання в ємність вивітрювання, рівень насиченого абсорбенту в якій підтримують, рівним заданому, шля хом регулювання його скидання в блоки регенерації, підтримки температури насиченого абсорбенту у випарнику кожного блоку регенерації абсорбенту, рівною заданому значенню, шляхом регулювання подачі паливного газу в пальники, підтримки заданим значення співвідношення «тиск абсорбенту в тр убопроводі регенерованого абсорбенту перед абсорбційними колонами тиск газу в тр убопроводі осушеного газу», шляхом включення або вимикання насосів і автоматичного регулювання частоти живлення одного з насосів, підтримки значення температури пароподібних відходів регенерації абсорбенту на виході повітряних конденсаторів у заданих межах шляхом включення або вимикання вентиляторів, що входять до складу повітряних конденсаторів, контролю відсутності полум'я кожного пальника після включення його в роботу в кожному блоці регенерації абсорбенту, досягнення у випарнику кожного з блоків регенерації абсорбенту мінімального значення рівнем насиченого абсорбенту, максимального значення температурою абсорбенту, максимального значення температурою димових газів, мінімального або максимального значення тиском паливного газу перед кожним пальником і мінімального значення тиском повітря, подаваного до кожного пальника, і видачі, при виявленні будь-якої з зазначених подій, відповідного сигналу і блокування роботи пальників відповідного блоку регенерації абсорбенту, контролю досягнення загазованістю в технологічній насосній граничного значення і видачі, при виявленні зазначеної події, відповідного сигналу персоналові і включення аварійної витяжної вентиляції, що виключають після зниження загазованості нижче граничного рівня і зникнення всіх сигналів про загазованість, блокування роботи пальників усіх блоків регенерації абсорбенту, насосів, повітряних конденсаторів і витяжної вентиляції при виявленні оператором небезпечних для роботи подій, автоматичне виявлення яких не передбачено, наприклад, пожежі, істотно розширює функціональні можливості запропонованого способу і відповідно підвищує його ефективність. На кресленнях приведені: Фіг.1 - блок-схема системи, що реалізує запропонований спосіб контролю і керування процесом абсорбційної осушки газу; Фіг.2 - схема пристрою осушки газу і збору насиченого абсорбенту; Фіг.3 - схема пристрою регенерації абсорбенту; Фіг.4 - схема блоку підключення; Фіг.5 - схема пристрою забезпечення загальноцехових те хнологічних функцій. Як абсорбент на практиці часто використовується диетиленгліколь - ДЕГ, тому далі при описі системи, що реалізує запропонований спосіб, і реалізації способу замість терміна «абсорбент» використовується термін «ДЕГ». Система, що реалізує запропонований спосіб контролю і керування процесом абсорбційної осушки газу, містить (Фіг.1) пульт введення і виведення інформації 1, пристрій 2 осушки газу і збору насиченого ДЕГа - НДЕГа, пристрій 3 регенерації ДЕГа, до першого входу якого підключений третій вихід (вихід НДЕГа) пристрою 2 осушки газу і збору НДЕГа, пристрій 4 забезпечення загальноцехових технологічних функцій, третій вхід якого з'єднаний з першим виходом (виходом регенерованого ДЕГа - РДЕГа) пристрою 3 регенерації ДЕГа, другі ви ходи (виходи парів верха колони випарника) якого підключені до четвертих входів пристрою 4 забезпечення загальноцехових технологічних функцій, вхід 5 подачі сирого газу, що підключений до другого входу пристрою 2 осушки газу і збору НДЕГа, перший вхід (вхід РДЕГа) якого з'єднаний з першим виходом пристрою 4 забезпечення загальноцехових технологічних функцій, до други х входів якого підключені другі ви ходи пристрою 2 осушки газу і збору НДЕГа, вхід 6 паливного газу, що з'єднаний із другим входом пристрою 3 регенерації ДЕГа, треті виходи якого, а також другі виходи пристрою 4 забезпечення загальноцехових те хнологічних функцій підключені до перших входів пульта введення і виведення інформації 1, виходи якого з'єднані з третіми входами пристрою 2 осушки газу і збору НДЕГа, із третіми входами пристрою 3 регенерації ДЕГа і з п'ятими входами пристрою 4 забезпечення загальноцехових технологічних функцій, треті виходи якого, а також четверті виходи пристрою 2 осушки газу і збору НДЕГа і четверті виходи пристрою 3 регенерації ДЕГа підключені до других входів п ульта введення і виведення інформації 1, вхід змінної напруги 7, що з'єднаний з першим входом пристрою 4 забезпечення загальноцехових те хнологічних функцій, вихід осушеного газу 8, до якого підключений перший вихід пристрою 2 осушки газу і збору НДЕГа. Пристрій 2 осушки газу і збору НДЕГа - Фіг.2 містить блок керування 9, до други х входів якого підключені треті входи пристрою 2, n абсорбційних колон 10-1, ..., 10-n, трубопровід 11 подачі сирого газу, що з'єднує др угий вхід пристрою 2 осушки газу і збору НДЕГа з входами газу кожної абсорбційної колони 10-1, ..., 10-n, тр убопровід 12 осушеного газу, що з'єдн ує перший вихід пристрою 2 осушки газу і збору НДЕГа з виходами газу кожної абсорбційної колони 10-1, ..., 10-n, перші витратоміри 13-1, ..., 13-n, встановлені в тр убопроводі осушеного газу 12 на виходах газу відповідних абсорбційних колон 10-1, ..., 10-n, тр убопровід 14 РДЕГа, що з'єднує перший вхід пристрою 2 осушки газу і збору НДЕГа з входами ДЕГа кожної абсорбційної колони 10-1, ..., 10-n, другі витратоміри 15-1, ..., 15-n, встановлені в тр убопроводі 14 РДЕГа на вході ДЕГа відповідної абсорбційної колони 10-1, ..., 10-n, перші керовані засувки 16-1, ..., 16-n, встановлені в трубопроводі 14 РДЕГа на вході ДЕГа відповідної абсорбційної колони 10-1, ..., 10-n, перші датчики рівня 17-1, ...., 17-n, встановлені в нижній тарілці відповідної абсорбційної колони 10-1, ..., 10-n, ємність вивітрювання 18, перший трубопровід 19 НДЕГа, що з'єднує виходи НДЕГа кожної абсорбційної колони 10-1, ..., 10-n із входом ємності вивітрювання 18, другі керовані засувки 20-1, ..., 20-n, встановлені в трубопроводі 19 НДЕГа на виході НДЕГа з відповідної абсорбційної колони 10-1, ..., 10-n, другий датчик рівня 21, встановлений в ємності вивітрювання 18, другий трубопровід 22 НДЕГа, що з'єднує ви хід ємності вивітрювання 18 із третім виходом пристрою 2 осушки газу і збору НДЕГа, третю керовану засувку 23, установлену в др угому тр убопроводі 22 НДЕГа, перший датчик тиску 24, встановлений у тр убопроводі 14 РДЕГа перед абсорбційними колонами 10-1, ..., 10-n, другий датчик тиску 25 і датчик вологовмісту 26, встановлені в трубопроводі 12 осушеного газу перед першим виходом пристрою 2 після абсорбційних колон 10-1, ..., 10-n, ви хід датчика рівня 21, а також виходи датчиків рівня 17-1, ...., 17-n, перших 13-1, ..., 13-n і других 15-1, ..., 15-n витратомірів, датчиків тиску 24 і 25 і датчика вологовмісту 26 підключені до перших входів блоку керування 9, крім того, виходи датчиків тиску 24 і 25 підключені до други х ви ходів пристрою 2 осушки газу і збору НДЕГа, відповідні перші виходи блоку керування 9 з'єднані з керуючими входами кожної з керованих засувок 16-1, ...,16-n, 20-1, ..., 20-n і 23, крім того, перші виходи блоку керування 9, а також і другі виходи блоку керування 9 підключені до четвертих ви ходів пристрою 2 осушки газу і збору НДЕГа. Пристрій 3 регенерації ДЕГа - Фіг.3 містить блок керування 27, третій вхід якого з'єднаний із третім входом пристрою 3 регенерації ДЕГа, трубопровід паливного газу 28, блоки підключення 29-1, .... 29-k, перші входи яких з'єднані трубопроводом 28 між собою і з другим входом пристрою 3 регенерації ДЕГа, пари пальників 30-1-1, 301-2, ..., 30-k-1, 30-k-2 з убудованими датчиками наявності полум'я, до першого з пальників 30-j-1, де j=1, 2,..., k, підключені другий і третій виходи, а до другого - 30-j-2 - четвертий і п'ятий виходи відповідного блоку підключення 29-j, випарники 31-1, ..., 31-k, кожний з яких має камеру згоряння, у якій розміщені перший і другий пальники даного випарника, наприклад, у камері згоряння випарника 31-1 розміщені пальники 30-1-1, 30-1-2, ємності збору РДЕГа з теплообмінниками 32-1, ..., 32-k, кожна з яких зв'язана з відповідним випарником 31-1, ..., 31-k, датчики поточної температури 33-1, ...., 33-k, кожний з яких встановлений у відповідному випарнику 31-1, ..., 31-k, виходи датчиків поточної температури 33-1, ...., 33-k підключені до других входів блоку керування 27 і до відповідних четвертих ви ходів пристрою 3 регенерації ДЕГа, датчики максимальної температури 34-1, ..., 34-k і датчики мінімального рівня 35-1, ..., 35-k, кожний з яких встановлений у відповідному випарнику 31-1, ..., 31-k, датчики максимальної температури 36-1, ..., 36-k, кожний з яких встановлений у трубі скидання димових газів відповідного випарника 31-1, ..., 31-k, ви ходи датчиків максимальної температури 34-1, ..., 34-k, 36-1, ..., 36-k, ви ходи датчиків мінімального рівня 35-1, ..., 35-k, ви ходи датчиків наявності полум'я пальника, убудовани х у пальники 30-1-1, 30-12, ..., 30-k-1, 30-k-2, а також перші виходи блоків підключення 29-1, ..., 29-k з'єднані з відповідними третіми виходами пристрою 3 регенерації ДЕГа і з першими входами блоку керування 27, перший трубопровід 37 НДЕГа, що з'єдн ує перший вхід пристрою 3 регенерації ДЕГа з першими входами НДЕГа випарників 31-1, ..., 31-k і з входами НДЕГа теплообмінників ємностей збору РДЕГа 32-1, ..., 32-k, другі трубопроводи 38-1, ..., 38-k НДЕГа, що з'єднують вихід НДЕГа теплообмінника кожної ємності збору РДЕГа 32-1, ..., 32-k із другим входом НДЕГа відповідного випарника 31-1, ..., 31-k, тр убопровід 39 РДЕГа, що з'єднує перший вихід пристрою 3 регенерації ДЕГа з виходами РДЕГа ємностей збору РДЕГа 32-1, ..., 32-k, тр убопроводи 40-1, ..., 40-k, кожний з яких з'єднує верх колони відповідного випарника 31-1, ..., 31-k з відповідним другим виходом пристрою 3 регенерації ДЕГа, перші виходи блока керування 27 підключені до других входів блоків підключення 29-1, ..., 29-k і до відповідних третіх ви ходів пристрою 3 регенерації ДЕГа, а другі виходи блока керування 27 підключені до третіх входів блоків підключення 29-1, ..., 29-k і до відповідних четверти х виходів пристрою 3 регенерації ДЕГа. Блоки підключення 29-1, ..., 29-k виконані по одній схемі, кожний з них призначений для забезпечення роботи першого і другого пальників відповідного випарника, одного з випарників 31-1, ..., 31-k, і містить (Фіг.4) вентилятори 41-1 і 41-2, крани 42-1 і 42-2, входи яких з'єднані між собою і з першим входом відповідного блоку підключення, одного з 29-1, ..., 29-k, керовані засувки 43-1 і 43-2, вхід кожної з яких підключений до виходу відповідного крана 42-1 або 42-2, при цьому вихід керованої засувки 43-1 з'єднаний із другим виходом відповідного блоку підключення, одного з 29-1, ..., 29-k, до третього виходу якого підключений вихід вентилятора 41-1, а вихід керованої засувки 43-2 з'єднаний з четвертим виходом відповідного блоку підключення, одного з 291, ..., 29-k, до п'ятого виходу якого підключений вихід вентилятора 41-2, датчик максимального тиску паливного газу 44-1 і датчик мінімального тиску паливного газу 45-1, які встановлені в трубопроводі, що з'єдн ує ви хід керованої засувки 43-1 із другим виходом відповідного блоку підключення, одного з 29-1, ..., 29-k, да тчик максимального тиску паливного газу 44-2 і датчик мінімального тиску паливного газу 45-2, які встановлені в трубопроводі, що з'єднує ви хід керованої засувки 43-2 з четвертим виходом відповідного блоку підключення, одного з 29-1, ..., 29-k, датчик мінімального тиску повітря 46-1, який встановлений у трубопроводі, що з'єдн ує вихід вентилятора 41-1 із третім виходом відповідного блоку підключення, одного з 29-1, ..., 29-k, да тчик мінімального тиску повітря 46-2, який встановлений у трубопроводі, що з'єднує вихід вентилятора 41-2 з п'ятим виходом відповідного блоку підключення, одного з 29-1, ..., 29-k, виходи датчиків 44-1, 44-2, 45-1, 45-2, 46-1, 46-2 з'єднані з першими виходами відповідного блоку підключення, одного з 29-1, ..., 29-k, відповідні другі входи якого підключені до входів умикання-вимикання кранів 42-1, 42-2 і вентиляторів 41-1 і 41-2, а треті входи блоку підключення, одного з 29-1, ..., 29-k, з'єднані з керуючими входами керованих засувок 43-1 і 43-2. Таким чином, виходи датчиків 44-1, 44-2, 45-1, 45-2 46-1, 46-2 кожного блока підключення 29-j з'єднані через його перші виходи з третіми виходами пристрою 3 регенерації ДЕГа і з першими входами блока керування 27. Блок підключення 29j, випарник 31-j з пальниками 30-j-1 і 30-j-2, ємність збору РДЕГа з теплообмінником 32-j, трубопровід 38-j складають j-ий блок регенерації ДЕГа. Пристрій 4 забезпечення загальноцехових те хнологічних функцій (Фіг.5) призначений для підвищення тиску ДЕГа, що подається в абсорбційні колони по трубопроводу 14 РДЕГа, до необхідного значення, для підготовки до утилізації парів верха колони випарника і для включення або вимикання аварійно-витяжної вентиляції і містить блок керування 47, до першого і другого входів якого підключені відповідно другий і п'ятий входи пристрою 4 забезпечення загальноцехових те хнологічних функцій, перетворювачі частоти 48-1, ..., 48-m, другі входи яких з'єднані з першим входом пристрою 4 забезпечення загальноцехових технологічних функцій, насоси 49-1, ..., 49m, до перших входів (входів РДЕГа) яких підключений третій вхід пристрою 4 забезпечення загальноцехових технологічних функцій, перший вихід (вихід РДЕГа) якого з'єднаний з першими виходами насосів 49-1, ..., 49-m, другі ви ходи яких, а також перші виходи перетворювачів частоти 48-1, ..., 48-m підключені до других ви ходів пристрою 4 забезпечення загальноцехових те хнологічних функцій і до четвертих входів блоку керування 47, відповідні треті входи якого з'єднані з відповідними третіми виходами пристрою 4 забезпечення загальноцехових технологічних функцій і з третіми виходами насосів 49-1, ..., 49-m, до други х входів кожного з яких підключені другі виходи відповідного перетворювача частоти, одного з 48-1, ..., 48-m, повітряні конденсатори 50-1, ..., 50-k, другий вхід кожного з яких з'єднаний з відповідним четвертим входом (входом парів верха колони випарника) пристрою 4 забезпечення загальноцехових те хнологічних функцій, датчик поточної температури 51, ємність 52 для збору конденсату парів верха колон випарників, вхід якої з'єднаний з об'єднаними виходами повітряних конденсаторів 50-1, ..., 50-k, у загальну частину об'єднаних виходів повітряних конденсаторів 50-1, ..., 50-k установлений датчик поточної температури 51, що підключений до відповідного третього входу блоку керування 47 і до відповідного третього виходу пристрою 4 забезпечення загальноцехових те хнологічних функцій, аварійні витяжні вентилятори 53, шину 54, що поєднує проводи від виходів датчиків загазованості, встановлених у приміщенні технологічної насосної і не показаних на кресленнях, шина 54 підключена до п'ятих входів блоку керування 47, відповідні виходи якого з'єднані з першими входами відповідних перетворювачів частити 48-1, ..., 48-m, з першими входами відповідних повітряних конденсаторів 50-1, .... 50-k, з входами аварійних витяжних вентиляторів 53, а також з відповідними третіми виходами пристрою 4 забезпечення загально цехових те хнологічних функцій. На перші виходи кожного перетворювача частоти 48-1, ..., 48-m виведені сигнали про його стан - включений, виключений, аварія, які виробляє «штатна» автоматика кожного перетворювача, а на другі - видається напруга живлення насосів встановленої частоти. На другі ви ходи кожного насоса 49-1, ..., 49-m виведені сигнали про його стан включений, виключений, аварія, які виробляє «штатна» автоматика кожного насоса, а на другі підключені виходи датчиків, що вимірюють швидкість обертання насоса, що також входять до складу «штатної» автоматики кожного насоса і не показані на кресленні. Кожний з повітряних конденсаторів 50-1, ..., 50-k являє собою трубчастий теплообмінник, що обдувається повітрям, яке подається спеціально установленим вентилятором, що входить до складу відповідного повітряного конденсатора. Кнопки аварійного зупинення, призначені для подачі оператором сигналу аварійного зупинення процесу осушки газу при виявленні ним небезпечних для роботи подій, наприклад, пожежі, автоматичне виявлення яких не передбачено, установлені на всіх блоках керування 9, 27 і 47 окремих пристроїв і на пульті введення і виведення інформації 1 системи, що реалізує запропонований спосіб контролю і керування процесом абсорбційної осушки газу, але не позначені на кресленнях. Спосіб контролю і керування процесом осушки газу реалізують у такий спосіб. Процес осушки газу містить власне осушку газу в абсорбційних колонах, збір і регенерацію НДЕГа, подачу РДЕГа в абсорбційні колони з підвищенням його тиску до необхідного, відвід пароподібних відходів регенерації НДЕГа на утилізацію і контроль за ходом регенерації НДЕГа і процесу осушки газу в цілому, сигналізацію і вживання необхідних заходів у випадку порушення встановленого регламенту цих процесів. У процесі власне осушки газу необхідно при змінної витраті сирого газу (газу, що подається на осушку) автоматично підтримувати заданим значення співвідношення «витрата газу - витрата ДЕГа» і значення рівня НДЕГа в кожній з абсорбційних колон і, крім того, автоматично підтримувати значення рівня НДЕГа в ємності вивітрювання. У процесі регенерації НДЕГа необхідно автоматично підтримувати заданим значення температури НДЕГа у випарниках блоків регенерації. При подачі РДЕГа в абсорбційну колону і підвищенні його тиску необхідно при змінному тиску сирого газу підтримувати заданим значення співвідношення «тиск ДЕГа в трубопроводі РДЕГа перед абсорбційними колонами - тиск газу в трубопроводі осушеного газу». При відводі пароподібних відходів регенерації НДЕГа на утилізацію їхню температур у необхідно утримувати в заданих межах. У пропонованому способі підтримку заданих значень параметрів, крім температури пароподібних відходів регенерації НДЕГа, здійснюють шляхом автоматичного регулювання їхніх значень. Регулювання всіх зазначених параметрів здійснюється по пропорційноінтегрально-диференціальному закону (ПІД-закону). Попередньо оператор задає значення параметрів, які необхідно підтримувати, значення коефіцієнтів настроювання - коефіцієнта пропорційності, часу інтегр ування і часу диференціювання для кожного регульованого об'єкта і вводить зазначену інформацію в блок керування регульованим об'єктом, один із блоків 9, 27 або 47, з його пульта або з пульта введення і виведення інформації 1, з якого інформація автоматично передається у відповідний блок керування регульованим об'єктом, по ланцюгам: виходи пульта введення і виведення 1 - треті входи пристрою 2 осушки газу і збору НДЕГа - другі входи блоку керування 9, виходи пульта введення і виведення 1 - треті входи пристрою 3 регенерації НДЕГа - треті входи блоку керування 27, виходи пульта введення і виведення 1 - п'яті входи пристрою 4 забезпечення загальноцехових те хнологічних функцій - другі входи блоку керування 47. У пристрої 2 осушки газу і збору НДЕГа для регулювання його роботи оператор задає для кожної з абсорбційних колон 10-1, ..., 10-n значення коефіцієнтів настроювання, задані значення співвідношення «витрата газу - витрата ДЕГа», що забезпечують необхідний ступінь осушки газу, задані значення рівня НДЕГа і задане значення рівня НДЕГа для ємності вивітрювання 18 і вводить їх у блок керування 9 з його пульта або з пульта введення і виведення інформації 1. Сирий газ надходить на другий вхід пристрою 2 осушки газу і збору НДЕГа і далі в абсорбційні колони 10-1, ..., 10-n. Одночасно, на перший вхід пристрою 2 осушки газу і збору НДЕГа і далі в абсорбційні колони 10-1, ..., 10-n надходить РДЕГ. Сирий газ і РДЕГ контактують в абсорбційній колоні, при цьому РДЕГ поглинає вологу, що утримується в газі і газ осушується. Блок керування 9 у реальному масштабі часу за результатами виміру витрати газу на виході кожної абсорбційної колони 10-1, .... 10-n за допомогою витратомірів 13-1, ..., 13-n і витрати РДЕГа на вході кожної абсорбційної колони 10-1, ..., 10-n за допомогою витратомірів 15-1, ..., 15-n підтримує задане значення співвідношення «витрата газу - витрата ДЕГа», регулюючи подачу РДЕГа шляхом зміни положення засувок 16-1, ..., 16-n сигналами зі своїх перших виходів. Вміст вологи в осушеному газі вимірюється за допомогою датчика вологовмісту 26. Результати усіх вимірів, величини реальних співвідношень «витрата газу - витрата ДЕГа» по кожній абсорбційній колоні і величина відкриття засувок 16-1, ..., 16-n (у відсотках від повного) фіксуються в блоці керування 9 і, крім того, надходять на пульт введення і виведення інформації 1, де вони також фіксуються. Усі зазначені величини виводяться оперативному персоналові на індикатори блоку керування 9 і пульта введення і виведення інформації 1. По величині вологовмісту, вимірюваної датчиком 26 і виведеної в режимі реального часу на індикатори блоку керування 9 і пульта введення і виведення інформації 1, оператор, при необхідності, змінює задане значення співвідношення «витрата газу - витрата ДЕГа» і, відповідно, ступінь осушки газу, і вводить це значення у блок керування 9 з його пульта або з пульта введення і виведення інформації 1. Блок керування 9, одержавши змінене значення співвідношення «витрата газу - витрата ДЕГа» по одній або декільком абсорбційним колонам, відпрацьовує їх. РДЕГ, який надходить в абсорбційну колону, поглинає вологу, що утримується в газі, перетворюючи при цьому в НДЕГ, і накопичується на нижній тарілці кожної абсорбційної колони 10-і, де і=1, 2, ..., n. Одночасно, також у реальному масштабі часу, блок керування 9 за результатами виміру рівня НДЕГа на нижній тарілці - виході НДЕГа кожної абсорбційної колони 101, ..., 10-n за допомогою датчиків рівня 17-1, ..., 17-n і рівня НДЕГа в ємності вивітрювання 18 за допомогою датчика рівня 21 підтримує задане значення рівня НДЕГа, регулюючи його відвід з кожної абсорбційної колони 101, ..., 10-n у ємність вивітрювання 18, шляхом зміни положення засувок 20-1, ..., 20-n, і підтримує задане значення рівня НДЕГа в ємності вивітрювання 18, регулюючи його відвід з ємності вивітрювання 18 у випарники 31-1, ..., 31k блоків регенерації НДЕГа, шляхом зміни положення засувки 23, сигналами зі своїх перших ви ходів. Результати вимірів усіх зазначених рівнів і величина відкриття засувок 20-1, ..., 20-n, і 23 (у відсотках від повного) фіксуються в блоці керування 9і, крім того, надходять на пульт введення і виведення інформації 1, де вони також фіксуються. Усі зазначені величини виводяться оперативному персоналові на індикатори блоку керування 9 і пульта введення і виведення інформації 1. У пристрої 3 регенерації ДЕГа для регулювання його роботи оператор задає значення коефіцієнтів настроювання і значення температури НДЕГа у випарниках 31-1, ..., 31-k кожного блоку регенерації НДЕГа, що забезпечують одержання якісного РДЕГа, і вводить їх у блок керування 27 з його пульта або з пульта введення і виведення інформації 1. НДЕГ надходить на перший вхід пристрою 3 регенерації ДЕГа і далі частина НДЕГа безпосередньо надходить у випарники 31-1, ..., 31-k через їхній перший вхід, а частина надходить у теплообмінники ємностей збору РДЕГа 32-1, ..., 32-k, де підігрівається, і з виходу кожного теплообмінника ємностей збору РДЕГа 32-j надходить у відповідний випарник 31-j через його другий вхід. У кожному випарнику 31-1, ..., 31-k НДЕГ нагрівається до заданої температури продуктами згоряння паливного газу в камері згоряння випарника, які відводяться по труба х, розташованим у випарнику, при цьому в камері згоряння кожного випарника 31-j установлені два пальники 30-j-1 і 30-j-2, у кожний з яких подається паливний газ і стиснене повітря від вентиляторів відповідно 41-1 і 41-2, що знаходяться в блоці підключення 29-j пальників даного випарника 31-j. При нагріванні НДЕГа поглинена ним вода випаровується і відводиться з випарника 31-j через верх його колони, а збезводнений абсорбент - РДЕГ з кожного випарника 31-j відводиться в ємність збору РДЕГа 32-j, у якій підігріває НДЕГ, що надходить у пристрій 3 регенерації ДЕГа. З ємностей збору РДЕГа 32-1, ..., 32-k РДЕГ подається в технологічну насосну. Блок керування 27 у реальному масштабі часу за результатами виміру температури НДЕГа в кожному з випарників 31-1, ..., 31-k за допомогою відповідних датчиків температури 33-1, ..., 33-k підтримує в кожному з випарників задане значення температури НДЕГа, регулюючи подачу паливного газу шляхом зміни положення відповідної, для кожного з пальників 30-j-1 і 30-j-2 випарника 31-j, засувки 43-1 або 43-2 блоку підключення 29-j сигналами зі своїх други х ви ходів, які надходять на входи, що керують, засувок 43-1, 43-2 через треті входи блока підключення 29-j. Результати виміру температури НДЕГа у випарниках, стан пальників включений, виключений або регулюється і величина відкриття засувок 43-1 і 43-2 усіх блоків підключення 29-1, ..., 29-k (у відсотках від повного) фіксуються в блоці керування 27 і, крім того, надходять на пульт введення і виведення інформації 1, де вони також фіксуються. Уся зазначена інформація виводиться оперативному персоналові на індикатори блоку керування 27 і пульта введення і виведення інформації 1. Крім регулювання температури у випарниках пристрій 3 регенерації ДЕГа здійснює контроль за ходом процесу регенерації НДЕГа, сигналізацію і вживання необхідних заходів у випадку порушення встановленого регламенту цього процесу. У кожному j-ому блоці регенерації НДЕГа контролюють відсутність полум'я кожного пальника 30-j-1 або 30-j-2 після включення його в роботу - подачі в нього паливного газу за допомогою убудованого в кожний пальник датчика наявності полум'я (на кресленні не показаний), досягнення в кожному випарнику 31-j мінімального значення рівнем НДЕГа за допомогою датчика 35-j, максимального значення температурою в трубі скидання димових газів за допомогою датчика 36-j, максимального значення температурою у випарнику за допомогою датчика 34-j, мінімального або максимального значення тиском паливного газу перед кожним пальником за допомогою датчиків 44-1, 45-1, 44-2 і 45-2 блоку підключення 29-j і мінімального значення тиском повітря, подаваного до кожного пальника, за допомогою датчиків 46-1 і 46-2 блоку підключення 29-j. При спрацьовуванні будь-якого з датчиків 34-j, 35-j, 36-j, датчиків 44-1, 44-2, 45-1, 45-2, 46-1 і 46-2 блоку підключення 29-j, а також убудованих датчиків наявності полум'я пальників 30-j-1 або 30-j-2 блок керування 27 подає сигнал оперативному персоналові для вживання заходів по ліквідації виниклої небезпеки і блокує роботу j-го блоку регенерації ДЕГа шляхом закриття кранів 42-1 і 42-2 на лініях подачі паливного газу і вимикання вентиляторів 411 і 41-2у блоці підключення 29-j сигналами зі своїх перших виходів, які надходять на відповідні входи кранів 42-1, 42-2 і вентиляторів 41-1, 41-2 через другі входи блока підключення 29-j. Вся інформація про стан j-го блоку регенерації НДЕГа при спрацьовуванні одного з датчиків контролю фіксується в блоці керування 27 і в пульті введення і виведення інформації 1 і виводиться оперативному персоналові на індикатори блоку керування 27 і пульта введення і виведення інформації 1. У пристрої 4 забезпечення загальноцехових технологічних функцій (Фіг.5) підвищення тиску РДЕГа здійснюється насосами технологічної насосної, у яких як привід використовуються електродвигуни, частота обертання яких задається частотою напруги живлення, тому для регулювання частоти обертання насосів (через регулювання частоти обертання електродвигунів) використовуються перетворювачі частоти мережної змінної напруги у напругу необхідної частоти. Для підвищення тиску ДЕГа, що подається в абсорбційні колони, до необхідного значення оператор задає значення коефіцієнтів настроювання і необхідне значення співвідношення «тиск ДЕГа в трубопроводі РДЕГа перед абсорбційними колонами - тиск газу в трубопроводі осушеного газу» і, вибравши з технологічних міркувань перетворювач частоти напруги, що буде регулюватися автоматично, наприклад 48-m, включає інші перетворювачі 48-1, ..., 48-(m-1) і, за допомогою «штатної» автоматики, виводить кожний з них на номінальний для конкретних те хнологічних умов режим роботи. Після цього включає обраний перетворювач частоти напруги 48-m у режим автоматичного регулювання. Так як електропривод насоса забезпечує частоту його обертання, близьку до частоти напруги живлення, то, змінюючи частоту напруги живлення, яка видається регульованим перетворювачем частоти 48-m, змінюють тиск ДЕГа в трубопроводі 14 перед абсорбційними колонами. Блок керування 47 у реальному масштабі часу за результатами виміру тиску в трубопроводі 12 осушеного газу за допомогою датчика тиску 25 і за результатами виміру тиску в тр убопроводі 14 РДЕГа за допомогою датчика 24 визначає реальне значення співвідношення «тиск ДЕГа в трубопроводі РДЕГа перед абсорбційними колонами - тиск газу в трубопроводі осушеного газу» і регулюючи частоту напруги живлення, яка видається перетворювачем 48-m, змінює величину тиску РДЕГа таким чином, щоб забезпечувалося задане значення співвідношення «тиск ДЕГа в трубопроводі РДЕГа перед абсорбційними колонами - тиск газу в тр убопроводі осушеного газу». При відводі парів верха колони випарників на утилізацію необхідно підтримувати їхню температуру в заданих межах, що здійснюється шляхом завдання відповідних уставок включення і вимикання датчика максимальної температури 51. Блок керування 47 при спрацьовуванні датчика максимальної температури 51 сигналами зі своїх відповідних виходів включає вентилятори, що входять до складу відповідних повітряних конденсаторів 50-1, …, 50-k, прохолоджуючи пари, що надходять у ни х. При зниженні температури парів зникає сигнал від датчика 51 і блок керування 47 виключає сигналами зі своїх перших виходів вентилятори, що входять до складу повітряних конденсаторів 50-1, ..., 50-k, припиняючи процес охолодження. У приміщеннях технологічної насосної здійснюють контроль загазованості, для цього в них установлені датчики загазованості, не показані на кресленнях, ви ходи яких об'єднані в шину 54, підключену до п'ятого входу блоку керування 47. При спрацьовуванні будь-якого з датчиків загазованості, тобто при надходженні в блок керування 47 хоча б одного сигналу по шині 54 подається відповідний сигнал для попередження персоналу і включається аварійна витяжна вентиляція 53. При зниженні загазованості нижче граничного рівня зникає сигнал із шини 54 і блок керування 47 виключає витяжну вентиляцію 53. Вся інформація про стан перетворювачів частоти 48-1, ..., 48-m, насосів 49-1, ..., 49-m, повітряних конденсаторів 50-1, ..., 50-k та аварійної витяжної вентиляції 53, спрацьовуванні датчиків загазованості і датчика максимальної температури 51 фіксується в блоці керування 47 і в пульті введення і виведення інформації 1 і виводиться оперативному персоналові на індикатори блоку керування 47 і пульта введення і виведення інформації 1. При виявленні небезпечної для ходу те хнологічного процесу події, наприклад пожежі, оператор натисканням кнопки тривоги на будь-якому із блоків керування або на пульті введення і виведення інформації 1 вводить у систему сигнал тривоги, по якому блок керування 27 блокує роботу всі х блоків регенерації ДЕГа, а блок керування 47 виключає перетворювачі частоти, насоси, повітряні конденсатори й аварійну витяжну вентиляцію. Включення після цього процесу осушки може бути зроблено тільки оператором і тільки після усунення причини, через яку була з упинена система.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod of monitoring and control of process of absorption gas dewatering
Автори англійськоюKolodiazhnyi Valerii Vasyliovych, Bliaut Yurii Yevstakhovych, Sukach Oleksii Vasyliovych, Kotok Valerii Bronislavovych, Volchkov Ivan Ivanovych, Kononenko Yevhen Mykolaiovych, Borovyk Viktor Mykhailovych, Pavlenko Volodymyr Vasyliovych, Khokhlov Oleh Vasyliovych, Bantiukov Yevhen Mykolaiovych
Назва патенту російськоюСпособ контроля и управления процессом абсорбционной осушки газа
Автори російськоюКолодяжный Валерий Васильевич, Бляут Юрий Евстахиевич, Сукач Алексей Васильевич, Коток Валерий Борисович, Волчков Иван Иванович, Кононенко Евгений Николаевич, Боровик Виктор Михайлович, Павленко Владимир Васильевич, Хохлов Олег Васильевич, Бантюков Евгений Николаевич
МПК / Мітки
МПК: B01D 53/26, G05D 27/00
Мітки: контролю, керування, спосіб, абсорбційного, газу, осушення, процесом
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-22635-sposib-kontrolyu-i-keruvannya-procesom-absorbcijjnogo-osushennya-gazu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб контролю і керування процесом абсорбційного осушення газу</a>
Попередній патент: Корпус шафи
Наступний патент: Спосіб контролю роботи підземного сховища газу
Випадковий патент: Спосіб отримання таксану