CC BY
8Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 2 | 2024-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 2 | 2024 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 2 | 2024 год
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РЕКТИФИКАЦИИ НЕФТИ
I
Введение. Проблемой современной нефтеперерабатывающей промышленности
является повышение качества и увеличение выхода светлых нефтепродуктов и, следовательно, экономической эффективности их производства. Это возможно не только за счет модернизации установок, но и путем создания высокоэффективных автоматических систем управления (АСУ) процессами нефтепереработки.
Однако необходимость лабораторного анализа качества нефтепродуктов вынуждает использовать упрощенные алгоритмы управления, способные работать на основании данных, поступающих с большой задержкой. Кроме того, объект управления (ректификационная колонна и вспомогательные аппараты) является
многопараметрическим. Использование
традиционных одноконтурных и каскадно-
Якубов Максадхан Султаниязович
Ташкентский университет информационных технологий имени Мухаммада ал-Хоразмий, доктор
технических наук, профессор
комбинированных АСУ здесь сопряжено с необходимостью «развязывать» контуры управления через многочисленные компенсаторы, что затруднительно на практике.
Проблемы повышения качества управления обостряются в условиях малых
нефтеперерабатывающих заводов (МНПЗ), вносящих существенный вклад в экономический и социальный рост страны и регионов. МНПЗ придают экономике государства гибкость, служат стратегически важным антимонопольным целям. В Узбекистане нет государственной стратегии развития предпринимательства в области нефтепереработки, государство ориентировано исключительно на поддержку крупных структур в нефтяном бизнесе. Поэтому в условиях МНПЗ сложнее производить исследовательские работы. Кроме того, не имея собственной добывающей
220
Хошимов Баходиржон Муминжонович
Ташкентский университет информационных технологий имени Мухаммада ал-Хоразмий, докторант
Узаков Барх,аётжон Мух,аммадиевич
Ташкентский университет информационных технологий имени Мухаммада ал-Хоразмий, докторант
barhayotuzoqov@gmail .com
Аннотация. В статье анализируются проблемы применения существующих методов и алгоритмов на атмосферных ректификационных установках малой мощности путем совершенствования системы управления с целью максимизации извлечения светлых нефтепродуктов постоянного качества в условиях колебаний расхода. Проведен анализ процесса переработки нефти в малотоннажных атмосферных дистилляционных установках как объекта управления и современного состояния управления этим процессом. Разработаны математические модели процесса переработки нефти в малотоннажных атмосферных дистилляционных установках, моделирование процесса переработки нефти и методы стабилизации промежуточных параметров.
Ключевые слова. Нефтепродукты, объект управления, процесс ректификации, атмосферный блок, стабилизация параметров, математические модели, упрощенное управление.
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 2 | 2024-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 2 | 2024 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 2 | 2024 год
базы, МНПЗ вынужден закупать нефть партиями у разных добывающих организаций, в связи с чем на переработку часто поступает сырье с разным составом. Поэтому МНПЗ необходимы АСУ, оперативно адаптируемые к составу входящей нефти.
Материал и методы. В нашем исследовании объектом управления является атмосферная установка ректификации нефти малой мощности. Основным аппаратом установки является атмосферная колонна, к вспомогательным аппаратам относятся аппарат воздушного охлаждения, флегмовая емкость, отпарная колонна.
Можно выделить следующие особенности объекта.
Переменный состав и расход сырья (нефти). Нефть поступает на переработку маломощной установки из разных месторождений и различными способами: железнодорожным, автомобильным транспортом, в меньшей степени по трубопроводу. Поэтому ее состав может меняться на 10-15 % и более в течение месяца, в отличие от крупнотоннажных установок, которые
подключены к магистральному трубопроводу[1].
Конструктивные особенности атмосферной колонны установки ректификации нефти малой мощности: наличие накопительной («глухой») тарелки (не имеющей перелива на нижележащую тарелку). Отбираемая с нее боковая фракция поступает на орошение нижней части атмосферной колонны. Стандартные схемы отвода тепла с промежуточным циркуляционным орошением (как в крупнотоннажной установке) не применяются. Это приводит к другим процессам тепломассообмена и другим взаимосвязям между параметрами объекта (рисунок 1). Взаимосвязи расходов промежуточных циркуляционных орошений и температур отбираемых фракций отсутствуют. Но присутствуют взаимосвязи между расходами отбираемых фракций и температурами по профилю колонны. Конструктивные особенности приводят к запаздыванию по каналам управления температурой на отборных тарелках.
Возмущающие воздействия - расход сырья (измеряется непрерывно), фракционный состав сырья - не измеряется, фракционный состав выходных величин определяется лабораторным способом с частотой 1 раз в сутки, режимные параметры измеряются непрерывно.
Основная цель управления - достижение максимального отбора нефтепродуктов заданного фракционного состава в условиях переменного расхода и состава сырья.
Критерий оптимизации - отбор на нефть (или относительный отбор, %) светлых нефтепродуктов (бензиновой фракции и дизельного топлива):
Ф = F1 + F2 (1)
Выбор такого критерия обусловлен необходимостью более полного извлечения из нефти потенциала светлых нефтяных фракций.
Рисунок 1 объекта управления
Взаимосвязи параметров
Задача управления атмосферной установкой ректификации нефти малой мощности формулируется следующим образом: найти оптимальные решения по управлению атмосферной установкой ректификации нефти малой мощности, при которых достигается
221
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 2 | 2024-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 2 | 2024 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 2 | 2024 год
максимум отбора нефтепродуктов Ф с учетом воздействия возмущений V и заданных ограничений на фракционный состав Р:
¥ (ТВ, ТБ, ТМ, ¥н, Р8, ТШг, ТпМг, ТШЬ, LT *, I
{ЬТ, БТ, 11} е и
при условиях: {ЬТ, БТ, И}е И;
{ТВ,ТБ, ТМ} е Т;
{¥н, РБ}е V;
{ТШг,ТпМг,ТккЬ} е
где [ЬТ, ОТ,И} - решения по управлению; и - вектор управляющих воздействий; Т - вектор температур на выходе атмосферной колонны; V -вектор возмущающих воздействий; Q - вектор фракционного состава.
Анализ существующих подходов к контролю атмосферных установок в нефтепереработке показывает, что применяемые в них методы контроля не стабилизируют показатели качества нефтепродуктов и не вполне эффективны в условиях возмущающих факторов (расход сырья, состав сырья) и взаимосвязи параметров.
Исходя из выявленных недостатков, можно сделать вывод, что основными причинами сложившейся ситуации являются отсутствие оперативного контроля показателей качества светлых нефтепродуктов (когда операторы уже не в состоянии корректировать качество произведенной за этот период продукции и результаты лабораторного контроля) и отсутствие систем контроля для корректировки нарушений и перекрестных связей. Это возможно [2]. Для объектов с большим числом параметров применение схем с компенсаторами возмущений или компенсаторами перекрестных связей на практике затруднительно. Для нелинейных многомерных объектов (например,
ректификационных установок атмосферного масла) такие системы обеспечивают необходимое качество регулирования только при малых возмущениях.
Анализ показал, что совершенствование управления технологическими процессами на нефтеперерабатывающих заводах должно Т&^ючатвшаФй спользовании систем управления:
- расчетные значения показателей качества нефтепродуктов, полученные виртуальным анализатором качества, с учетом особенностей технологического процесса;
- промежуточные параметры контура управления, улучшающие динамические характеристики;
- управляющие воздействия, определяемые моделью процесса с учетом взаимосвязи параметров (при применении таких управлений не требуется дополнительных технических средств, а полученная модель может быть использована в качестве надстройки существующей АСУ).
Сущность предлагаемого решения заключается в следующем.
Для достижения поставленных целей предлагается принцип управления атмосферными нефтеперерабатывающими установками:
1) сведение контрольной работы по извлечению нефтепродуктов заданного фракционного состава к контролю температурного режима оборудования;
2) стабилизация промежуточных параметров.
1. Температурный контроль установки
осуществляется путем воздействия на заданную температуру пробоотборной пластины. В этом случае уставка температуры рассматривается как управляющее воздействие.
В зависимости от состава нефти температура пробоотборной тарелки атмосферной колонны меняется. В результате для решения первой задачи необходимо построить модель, позволяющую осуществлять прямой переход от содержания фракций в нефти к контролируемой температуре. ИТК нефти определяет потенциальное содержание фракций в нефти и физико-химические свойства нефтяных фракций. Для решения первой задачи необходимо построить статическую модель с F=f(T(PS)), аналогичную модели ИТК для нефти [3].
222
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific Электронный научный журнал "Потомки Аль-
journal of Fergana branch of TATU named after Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени
Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252
Vol: 1 | Iss: 2 | 2024 year Том: 1 | Выпуск: 2 | 2024 год
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 2 | 2024-yil
2. Задача температурной стабилизации пробоотборной тарелки заключается в поддержании температуры бензиновой фракции ТВ, температуры дизельного топлива ТД и температуры мазута ТМ на выходе из атмосферной колонны на заданных значениях при нарушениях режима, связанных с изменением расхода сырья. Для решения этой задачи необходимо разработать динамическую модель процесса нефтепереработки и модель показателей качества нефтепродуктов.
Важным свойством нефти является ее фракционный состав, который определяется предельной температурой кипения нефтяной фракции при соответствующей просадке. Этот показатель используется для определения потенциального содержания целевой фракции в нефти. Для аппроксимации кривой истинной температуры кипения (TBP) использовались данные заводской лаборатории по перегонке девонской нефти.
Для того чтобы связать качество продукции с непосредственно измеряемыми техническими параметрами, была выявлена зависимость показателей качества нефтепродуктов
(температуры начала и конца кипения нефтяных фракций) от технических параметров. Исходными данными послужили технологические карты малотоннажного атмосферного завода и результаты химического анализа лаборатории МНПЗ за период 2021-2023 гг. (фракционный состав нефтепродуктов, содержание нефти и т.д.).
Для расчета уравнений статической модели ректификации применялся метод
трехдиагональной матрицы (Bubble Point (ВР)-метод). Алгоритмы расчета статического режима реализованы в пакете Matlab.
Достоверность модели оценивалась путем сравнения с номинальным статическим режимом на объекте. Были измерены расхождения между моделью и измеренными температурами на высоте атмосферного столба (температуры бензина, дизельной фракции и мазута). Относительная погрешность полученных моделей не превышает 4,2 %. Статическая модель содержит большое
количество уравнений, которое увеличивается с ростом числа компонентов в исходной смеси или тарелке. Применительно к предлагаемой концепции управления для управления процессом переработки в атмосферных ректификационных установках для малообъемных нефтей можно использовать температуру не на всех тарелках, а на отдельных тарелках для бензина, дизельной фракции и мазута. Поэтому предлагается использовать модель поперечного сечения, учитывающую температуру только на тарелке отбора и в верхней части колонны.
Модель поперечного сечения позволяет перейти от фракционной скорости перегонки нефти к непосредственно контролируемой температуре. Полученные модели сечений необходимы для задания заданных температур системы термостатирования для верхней части колонны и тарелки отбора проб. Трудоемкость расчета невелика, и можно получить результаты с относительной погрешностью не более 5 %. Для решения задачи стабилизации температурного профиля атмосферной колонны была разработана динамическая модель процесса ректификации.
Динамическая модель представляет собой общую, компонентную систему обыкновенных дифференциальных уравнений для балансов массы и тепла для всей тарелки, которая также является уравнением парожидкостного равновесия. Уравнения равновесия получены с учетом циркуляционного орошения, отбора побочных фракций нефти, подачи перегретого пара и отбора воды.
Уравнения общего материального (3) и покомпонентного (4) баланса тарелки:
й(Ми+МУЛ) йг
= 11+1 + У1-1 + Р[ + Р? -а1 + Ь81) - (У1 + УзО (3)
223
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 2 | 2024-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 2 | 2024 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 2 | 2024 год
d(ML,iXij + Mv,iyij) dt
= Li+ixi+ij + Vi-iyi-i,j NF
ZPfk
— Fk*fk + k=1 1
N F
FkXfk - (Li + Lsi)xiJ
k
- (V + Vsi)yiJ (4)
где ML i, Mv i - удерживающая способность по жидкости и пару, кмоль; Li, Vi - поток жидкости и пара на i-ой тарелке, кмоль/с; F-L,F-v- поток питания в виде жидкости и пара, поступающий на i-ую тарелку, кмоль/с; yij,Xij - мольная доля пара и жидкости на i-ой тарелке; Vsi, Lsi - отбор потока пара и жидкости с i-ой тарелки, кмоль/с; е мл - доля паровой фазы питания; Pfk - давление насыщенных паров чистого компонента, кПа; Pj - давление на i-ой тарелке, кПа; Fk - поток питания, кмоль/с; x^k -состав жидкой фазы питания.
Принимаем допущение, что Vi-1 = V. Удерживающая способность по пару принимается нулевая (Mv, j=0).
Тепловой баланс определяется уравнением: d(ML ihLi)
V £ J = Li+ihL,i+i + Vi-ihyj-i + Qfi + Qt
- (Li + Lsi)hLii
- (Vi + Vsi)hyii (5)
где hL i,hy i - энтальпии жидкости и пара, поступающих на i-ю тарелку, Дж/моль; Q^ -поступление тепла с питанием, Дж/с; Qi -количество тепла, подаваемого или отводимого с i-ой тарелки, Дж/с.
Принимая теплоемкость постоянной, можно записать уравнения для температуры по высоте колонны:
dTi _ id(Mihi) dMA d d d
/(М^) (6)
При решении систем уравнений динамической модели применялись следующие
способы: «решатель» ойе15$, явный метод Эйлера второго порядка, ¿-функция ¿¡тиНпк.
На рисунке 2а приведен пример полученных результатов моделирования с применением Ма^аЬ с помощью «решателя» ойе15$ для атмосферной установки ректификации нефти при изменении расхода сырья на 10 %. [4] На рисунке 2б приведен результат моделирования с помощью ¿-функции также при изменении расхода сырья на 10 %. Так как значения температур на всех тарелках не нужны, то выведены только температуры на отборных тарелках.
Рисунок 2 - Переходные процессы по температурам на тарелках, полученные: а) с помощью «решателя» ode 15 s; б) с помощью S-функции
Максимальная относительная погрешность модели не превышает 6,2%. Полученная динамическая модель процесса нефтепереработки используется для выбора динамического канала управления, проведения "виртуальных
экспериментов" для получения переходных характеристик для параметрической
идентификации целевой модели по каналам возмущений, получения нелинейной модели Хаммерштейна, реализованной в виртуальном контроллере, управления атмосферной установкой маломощного нефтеперерабатывающего алгоритм [5].
В качестве объекта управления анализируется процесс переработки нефти на атмосферных нефтеперерабатывающих заводах. Исследовано влияние управляющих параметров и потенциального содержания фракции в сырье на промежуточные и выходные параметры. На статической модели исследуется влияние
224
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 2 | 2024-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 2 | 2024 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 2 | 2024 год
управляющих параметров (расхода орошения, расхода перегретого пара и расхода фракции) и потенциального содержания фракции в сырье на температурный профиль колонны, а также влияние температурного профиля на температуру конца кипения бензиновой фракции и дизельного топлива, определяющих состав этих фракций.
С помощью секционной модели исследовано влияние изменения потенциального содержания фракций в нефти на температурный профиль (при постоянных значениях расхода нефти и управляющих величин) (таблица 1).
Таблица 1 - Результаты расчета секционной модели
Количество нефтяных фракции, кг/100 кг сырья Жижам число Внутреннее орошение с тар. -íüi 13, к! Внутреннее орошение с тар. -ки 8, кг U02, кг Ц01, кг
Бензин Дизель Газойль Мазут
1 г 3 4 5 6 7 8 9
15.9954 27.4778 6.7660 51.4210 1.1950 22.4299 27.5145 24.3224 15.1092
14.5216 26.9082 6.7660 51.4210 1.1634 22.2856 27.5145 24.8554 15.0537
13.3253 29.2924 5.7660 51.4210 1.0785 16.2349 18.8278 23.1791 15.2549
продолжение
Флеша в шашю колонну, КГ Сумма фракции в сырье, SB» Количество на тарелке отбора бензина. КШ№ Количество на тарелке отбора диз топлива. Количество на тарелке выхода ЦО, шоль Температура бет. фракции на выходе ABO, °С Температуры на тарелках. °С
Мазут Газойль Дизель Бензин
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
28.3623 0.4538 0-4538 0.4538565 0.4538 39.5991 311.6202 237.0947 135,9782 311,6202
27.5530 0.4419 0.4419 0.4419 0.4419 37.1554 340.9536 313.4820 231.3046 133.3588
29.8899 0.4419 0.4419 0.4419 0.4419 41.5313 343.2377 309.1838 241.6516 136.7656
При уменьшении содержания светлых (бензиновой и дизельной) фракций в нефти с 43,4 % до 41, 5 % и уменьшении расхода орошения (строка 1 и 2 таблицы 1) температуры верха колонны и выхода дизельной фракции снижаются. При увеличении содержания светлых фракций в нефти с 41,5 % до 42, 5 % снижении содержания фракции газойля на 1 % (строка 3) температуры верха колонны и выхода дизельной фракции возрастают, а температура на тарелке газойля незначительно снижается.[6]
Параметрическая чувствительность
атмосферной установки была проанализирована с помощью динамической модели. На основе динамической модели были выбраны следующие каналы управления: поток орошения - температура верха башни; поток дизельной фракции -температура дизельной фракции; поток перегретого пара - температура низа башни [7].
С целью реализации динамической модели в контроллере составлена модель Гаммерштейна, содержащая линейную (ЛЧ) и нелинейную части (НЧ1, НЧ2, НЧ3) (рисунок 3).
Рисунок 3 - Структура модели Гаммерштейна Нелинейная часть
аппроксимирована кубической параболой: у = к1^ х + х3 Модель Гаммерштейна представлена в следующем виде:
Т1 = Шц(р)Р(ЬТ) + Ш^РфТ) + ]№1з(р)Р(УВ); Т2 = Ш21(р)Р(ЬТ) + Ш22(р)РфТ) + ]^2з(р)Р(УВ); (7) Т3 = Шз^ЖЫ) + Шз2(р)РфТ)
+ Шзз(р)Р(УВ)-, где ЖцОэ) - передаточная функция от у'-го входа к /-му выходу; Р(ЬТ), Р(БТ), Р(УБ) -нелинейности; Т - выходной параметр (температуры на отборных тарелках). Согласно (7) в 8тиИпк реализована ММО-структура, содержащая 3 входа - 3 выхода.
Задачу управления температурным режимом установки формулируем следующим образом. [8] Необходимо определить вектор температур, отбираемых нефтяных фракций в зависимости от состава нефти (потенциального содержания фракций в нефти), при котором целевая функция Ф достигает максимального значения:
Р (ТВ*, ТБ*, ТМ *, Тьс, Рн, PS, Tkkdt, ТпМ, ТккЬ, 1
{TB, TD, TM }e T
(8)
выполняются связи в форме уравнений секционной модели и аппроксимации кривой истинных температур кипения (ИТК) нефти при ограничениях:
225
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 2 | 2024-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 2 | 2024 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 2 | 2024 год
Q < Qs < Qs, s = 1,3;
(Tkkb - Tnkdt ) < AT ;
PS < PS < PS;FH < FH < FH;
U < U < U, l = 13
T < T < T j = 13'
(9)
(10)
(11)
где Q - вектор фракционного состава; Tkkdt
- температура начала кипения дизельного топлива; Tkkb - температура конца кипения бензиновой фракции; U - вектор управляющих воздействий; Fн
- расход сырья (нефти); PS - состав сырья (нефти); Т- вектор температур на выходе атмосферной колонны [9].
Задачу стабилизации температур на отборных тарелках формулируем следующим образом. Для заданного интервала причинных воздействий (расход нефти, скорость потока нефти, поступающей в установку атмосферной перегонки нефти Fн) [10] необходимо определить вектор воздействия управления U=(LT, DT, 21), при котором достигается минимум невязки
m
S = £ (Т - Т31 )2
'=1 в виде уравнения переменной
формы процесса дистилляции, для достижения желаемых результатов, моделей показателей качества нефтепродуктов и ограничений на показатели качества нефтепродуктов Q и наложения (пересечения) соседних фракций (Tkkb-Tnkdt) (9), ограничений на возмущающие PS, Fн и управляющие воздействия U (10), ограничений на режимные параметры Т (11):
¥ (ТВ*, ТВ*, ТМ *, ¥н, PS, Tkkdt, ТпЫг, ШЪ
LT *
{LT,DT,Zl}e U
где т - число точек температурного профиля (температура вверху колонны, дизельного топлива, мазута), Тз1 - текущие и заданные температуры отбираемых фракций.
Результаты. Разработан алгоритм решения задачи управления (рисунок 4) и структурно-
функциональная (рисунок 5).
схема задачи управления
Рисунок 4 - Алгоритм решения задачи управления
Решение рассчитывает погрешности, которые можно отслеживать (измерять) (расход сырья) и погрешности, которые не учитываются датчиком (состав сырья). Включаются зарегистрированные данные контроля и вмешательства: расход продукта, расход дизельного топлива, расход на орошение, расход перегретого пара. Химико-аналитическая лаборатория установки (ХАЛ) раз в сутки получает данные из базы данных Excel: фракционный состав с бе^з*! на*) =дтзпльного топлива. По правилу наблюдения (8), аппроксимации НТК, включая ограничения (9)-(11), при реализации формул модели поперечного сечения определяются наиболее благоприятные критерии температуры указанных фракций. При изменении расхода продукта или при изменении показаний температуры тепла на заданных пластинах по параметрическому критерию (12) определяют расход острого орошения, дизельного топлива, перегретого пара (управление с помощью
226
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 2 | 2024-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 2 | 2024 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 2 | 2024 год
переменных модельных воздействий), что обеспечивает критерий в наименьшем размере. (12) (9) - (11) для текущего объема потребления продуктов при реализации запретов.
Обнаруженный расход исполнительные механизмы.
передается
на
Рисунок 5 - Функционально-структурная схема решения задачи управления
Приведена реализация системы управления и результаты исследования. Реализация АСУ включает ОРС-сервер CoDeSys, связанный с контроллером CoDeSys SP PLCWinNT через общий шлюз TCP/IP. Список переменных для обмена формируется в контроллере. Matlab и SCADA являются ОРС-клиентами. Произведена настройка связи по ОРС, запущена система, установлена связь между всеми компонентами системы управления и проведены эксперименты при изменении заданий по температурам и изменении расхода сырья. Визуализация процесса управления выполнена в Trace Mode 6.0 (рисунок 6).
Рисунок 6 - Мнемосхема процесса в ТгаееМоёе 6
Заключение. Рассмотрены характеристики процесса нефтепереработки в атмосферной установке малой производительности как объекта управления и проанализирована связь между управляющими, возмущающими,
промежуточными и выходными величинами. Сформулирован принцип управления
малотоннажной атмосферной
нефтеперерабатывающей установкой, появится возможность реализовать вопрос
высокоуровневого определения легкого нефтяного сырья в партиях, определяемых фракционным составом перегонки. Разработаны вариативная и неизменяемая модели реализации малых нефтеперерабатывающих заводов. Рассчитать физико-химические свойства сырья и исследовать взаимосвязь между фракционным составом сырья и выбором нефтепродуктов,
- определить показатели качества нефтепродуктов по техническим параметрам; и
- исследовать чувствительность выходных величин к переходным процессам и управляющим воздействиям,
- - изучить критерии контроля и потенциальный состав фракций в продукте, влияние температурного процесса колонны, а также влияние теплового режима на фракционный состав светлых нефтепродуктов.
При испытании разработанной системы управления на действующей технологической установке отбор светлых фракций увеличился на 2,6 %, снизились температуры конца кипения бензиновой фракции (до диапазона 168-175 °С) и дизельной фракции (до диапазона 316-324 °С), интервал пересечения температур бензиновой и дизельной фракции снизился с 11 °С до 5 °С.
Список литературы 1. Тугашова Л.Г. Исследование возможности управления процессом ректификации нефти с применением типовых регуляторов / Л.Г. Тугашова // Вестник ЮУрГУ. Серия
227
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 2 | 2024-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 2 | 2024 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 2 | 2024 год
«Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». - 2016. - Т. 16. - № 3. -С. 120-131.
2. Тугашова Л.Г. Система управления колонной ректификации / Л.Г. Тугашова, М.А. Ураксеев // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2009. -№ 9. - С. 1-7.
3. Затонский A.B. Управление атмосферной колонной малого нефтеперерабатывающего завода с применением динамической модели / A.B. Затонский, Л.Г. Тугашова // Интернет-журнал «Науковедение». - 2017. -Том 9. - №1. - С. 71 -URL : https : //www.naukovedeni e .ru/PDF/71TV Nl 17.pdf
4. Тугашова Л.Г. Управление объектами переработки нефти по модели / Л.Г. Тугашова, К.Л. Горшкова // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. Тюменский индустриальный университет. -2017. - № 2. - С. 78-82.
5. Куракин В.И., Абрамчикова Н.В. Анализ особенностей формирования структуры нефтегазовой отрасли в России // Экономические науки. - 2021. — № . 195. — С.101-108.
6. Бебихов Ю.В., Семёнова М.Н., Голиков В.В., Павлова С.Н. Проектирование и разработка инновационной автоматической системы биологической очистки сточных вод // Инновации и инвестиции. - 2021. - № 7. - С. 136-142.
7. Нефтегазовый информационный портал / Ректификация нефти. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.neft-product.ru/info detail-110.html/ (дата обращения: 01.03.2024).
8. Портал открытых данных АО «Узбекнефтегаз» / Выполнение ключевых показателей АО «Узбекнефтегаз» по итогам 1 квартала 2024 года [Электронный ресурс] https://www.ung.uz/open-data/18/sub/42/!
9. Использование термодинамических зависимостей при управлении ректификационной колонной на установке замедленного коксования / С.Н. Кондрашов [и др.] // Автоматизация в промышленности. - 2016. - № 2. - С. 32-35.
10. Сайт «Большая энциклопедия нефти и газа». [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ngpedia.ru/id397707p1.html/ (дата обращения: 01.03.2023).
228
