Автоматизация работы регулирующего клапана

Аннотация. В статье рассмотрена проблема нестабильного перепада давления в контуре дизельного топлива на КТ-1/1, отрицательно влияющего на параметры технологического процесса. На основе найденных данных было принято решение внести ряд предложений для решения данной проблемы.

Ключевые слова: нестабильное давление, регулирующий клапан, трубопроводная арматура, нефтеперерабатывающий комплекс.

I. Введение

На данный момент в Омской области базируется один из крупнейших нефтеперерабатывающих комплексов, включающий в себя разнообразные установки и технологическое оборудование. Одной из важных разновидностей технологического оборудования на НПЗ является регулирующая арматура.

Регулирующий клапан — один из конструктивных видов регулирующей трубопроводной арматуры. Это наиболее часто применяющийся тип регулирующей арматуры как для непрерывного (аналогового), так и для дискретного регулирования расхода и давления. Выполнение этой задачи регулирующие клапаны осуществляют за счёт изменения расхода среды через своё проходное сечение.  Материал изготовления регулирующих клапанов зависит напрямую от типа рабочей среды, с которой клапан будет иметь контакт [1].

С помощью регулирующей арматуры один или несколько параметров технологического процесса производства или рабочего процесса машины поддерживаются в требуемых пределах. Регулирование может быть ручное или автоматическое. При ручном регулировании изменение степени открытия арматуры производится оператором по результатам показаний измерительных приборов. При автоматическом регулировании регулируемые параметры поддерживаются в нужных пределах путем автоматического управления арматурой, снабженной соответствующими приводами [2, c.4].

II. Постановка задачи

Целью настоящей работы является внесение предложений по решению выявленной проблемы нестабильного перепада давления на установке КТ-1/1 на нефтеперерабатывающем комплексе Омской области.

Задачи:

• Критический анализ контура регулирующего клапана FIRC, расположенного на установке глубокой переработки мазута КТ-1/1 комплекса переработки вторичного сырья.
• Выявление “узкого места”, отрицательно влияющего на технико-экономические показатели производства.

III. Теория

Согласно положениям ГОСТ 12893-2005 регулировочные клапаны классифицируют по нескольким параметрам. По способу движения рабочей среды различают следующие варианты арматуры:

• проходные, которые размещаются на прямых отрезках и позволяют сохранить прежнее направление транспортировки среды;
• угловые модели, изменяющие перемещение на 90°.

Перемешивание двух вариантов рабочей среды с разными характеристиками происходит с помощью трехходовых моделей, которые комплектуются тремя патрубками.

Сырьем для производства регулировочных клапанов служат чугун, нержавеющая и легированная сталь, латунь и другие сплавы. Корпус изготавливают с помощью сварки, ковки, литья, штамповки и комбинированных методов. Выбор материалов определяет тип среды, с которой будет взаимодействовать арматура. Бытовые и промышленные клапаны устанавливают на трубопроводах, предназначенных для транспортировки:

• горячей и холодной воды;
• нефтепродуктов;
• воздуха;
• пара;
• химических составов в жидком и газообразном состоянии [3].

Выбор конструкции регулирующего клапана в первую очередь зависит от температуры, давления и свойств рабочей среды. Широко используются отличающиеся высокой универсальностью односедельные проходные клапаны.

В случае больших номинальных диаметров или больших перепадов давления альтернативой односедельным разгруженным клапанам являются клапаны с двойным седлом.

При «стандартных» температурах эффективное конструктивное решение — самоподжимающийся пружинный сальник. Особые требования предъявляются к клапанам, работающим в условиях очень высоких и низких температур. В первом случае для лучшей тепловой изоляции клапанов могут применяться специальные охлаждающие ребра, препятствующие чрезмерному повышению температуры в зоне сальникового уплотнения.

При криогенных температурах необходимо предусмотреть защиту сальникового уплотнения от обледенения.

В условиях сильно загрязненной рабочей среды стараются избегать сетчатых конструкций [4].

IV. Результаты исследования

На установке глубокой переработки мазута КТ-1/1 комплекса переработки вторичного сырья Омского НПЗ располагаются рассматриваемый клапан FIRC, регулирующий давление на границе установки в ручном режиме [5].

В ходе критического анализа было выявлено следующее «узкое место» – нет возможности поддерживать стабильное давление в контуре дизельного топлива на КТ-1/1, которое используют для подготовки турбулизатора, а также на подпитку в контуре захолаживания гудрона, так как с изменением расхода дизельного топлива, меняется и давление. Так как давление в этом контуре регулируется в ручном режиме с помощью клапана FIRC посредством регулирования расхода, и нет возможности своевременно стабилизировать давление это может привести к разгерметизации аппаратов.

Для решения данной проблемы предлагается произвести регулировку клапана FIRC с коррекцией от позиции PIRC, благодаря чему в контуре КТ-1/1 будет поддерживаться стабильное давление в автоматическом режиме. Альтернативой данному решению служит создание второго варианта позиции PIRC: от позиции PIRC на регулятор FIRC.

V. Заключение

По итогам проведенной работы можно сделать следующие выводы:

1. На Омском НПЗ существует “узкое место”, связанное с проблемой  нестабильного перепада давления в контуре дизельного топлива установки КТ-1/1.
2. На основе проведенного анализа работы клапана FIRC, было предложено возможное решение по устранению найденной проблемы, а именно регулировка этого клапана с коррекцией от позиции PIRC или создание второго варианта позиции PIRC.