приховати рекламу

Автоматизація теплових процесів на прикладі кожухотрубчасті теплообмінника

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Введення

Автоматизація - це впровадження технічних засобів, керуючих процесами без безпосередньої участі людини. Різноманітність технічних засобів автоматизації, глибоке вивчення процесів хімічної технології, а також досить добре розроблена теорія автоматичного управління дозволяють інтенсивно проводити автоматизацію в хімічній промисловості.

Однією з основних завдань автоматизації технологічних процесів є підвищення економічної ефективності виробництва. У ряді випадків саме виробництво не може бути реалізоване без його автоматизації. Існує дуже багато процесів, інтенсифікація яких можлива лише при веденні їх у передаварійних режимах, що викликає необхідність в процесі автоматизації таких виробництв вирішувати спільні задачі автоматичного управління і автоматичного захисту.

Найважливішою передумовою автоматизації є відпрацьованість технології виробництва. Основними вимогами, які пред'являє автоматизація до технології, є нерозривність технологічного ланцюга в межах автоматизується ділянки та доцільне розташування обладнання, згідно з напрямком руху матеріальних та енергетичних проток. Чим повніше відповідає процес зазначеним вимогам, тим вище економічна ефективність автоматизації.

У хімічній промисловості питань автоматизації приділяється особлива увага. Це пояснюється складністю і великою швидкістю протікання технологічних процесів, високою чутливістю їх до порушень режиму, шкідливістю умов роботи, вибухо-і пожежну небезпеку перероблюваних речовин.

Впровадження спеціальних автоматичних пристроїв сприяє безаварійної роботи устаткування, виключає випадки травматизму, попереджає забруднення навколишнього середовища.

У цій роботі розглядається регулювання процесу нагрівання.

1 Опис технологічного процесу

Основні принципи управління процесом нагрівання розглянемо на прикладі поверхневого кожухотрубчасті теплообмінника, в який подають нагрівається продукт і теплоносій. Показником ефективності даного процесу є температура t п / / продукту на виході з теплообмінника, а метою управління - підтримка цієї температури на певному рівні.

Залежність температури t п / / від параметрів процесу може бути знайдена з рівняння теплового балансу:

,

де, - Витрати відповідно продукту і гарячого теплоносія;

- Питомі теплоємності продукту і гарячого теплоносія;

- Температури продукту та гарячого теплоносія на вході в теплообмінник;

- Температура гарячого теплоносія на виході з теплообмінника.

Вирішуючи це рівняння відносно, отримаємо:

Витрата теплоносія можна легко стабілізувати або використовувати для внесення ефективних регулюючих впливів. Витрата продукту визначається іншими технологічними процесами, а не процесом нагрівання, тому він не може бути ні стабілізовано, ні використаний для внесення регулюючих впливів; при зміні в теплообмінник будуть надходити сильні обурення. Температури і, а також питомі теплоємності сп і с т визначаються технологічними режимами інших процесів, тому стабілізувати їх при веденні процесу нагрівання неможливо. До неліквідіруемим збурень відносяться також зміна температури навколишнього середовища і властивостей теплопередающей стінки внаслідок відкладення солей, а також корозії. Аналіз об'єкта управління показав, що більшу частину збурюючих впливів неможливо усунути. У зв'язку з цим слід в якості регульованої величини брати температуру, а регулюючий вплив здійснювати шляхом зміни витрати.

Теплообмінники як об'єкти регулювання температури володіють великими запізнюваннями, тому слід приділяти особливу увагу вибору місця установки датчика і законом регулювання. Для зменшення транспортних запізнювань датчик температури необхідно поміщати якомога ближче до теплообмінника. Для усунення запізнювання значний ефект може дати застосування регуляторів з попереджанням і виконавчих механізмів з позіционерамі.

В якості контрольованих величин слід приймати витрати теплоносіїв, їх кінцеві і початкові температури, тиску. Знання поточних значень цих параметрів необхідно для нормального пуску, наладки й експлуатації процесу. Витрата потрібно знати також для підрахунку техніко-економічних показників процесу, а витрата і температуру - для оперативного управління процесом.

Сигналізації підлягають температура і витрата продукту. У зв'язку з тим що різке падіння витрати може послужити причиною виходу з ладу теплообмінника, пристрій захисту в цьому випадку має перекривати лінію гарячого теплоносія.

2 Аналіз технологічного процесу як об'єкта автоматизації

На підставі опису технологічного процесу завданнями автоматизації є:

- Підтримка витрати гарячого теплоносія

- Підтримка тиску вихідного теплоносія

- Підтримання та сигналізація температури продукту

- Підтримання та сигналізація витрати продукту

- Підтримання температури в трубопроводах

- Підтримка тиску кінцевого теплоносія

Технологічна карта параметрів

Апарат

Параметр

Номінальне значення

Допустиме відхилення

Функціональні ознаки ТСА





Показання

Реєстрація

Блокування

Сигналізація

Регулювання

Трубопровід

Витрата теплоносія

15 кг / с

+ 10%

Щ

Щ




Трубопровід

Тиск вихідного теплоносія

0,1 МПа

+ 10%

Щ

Щ




Трубопровід

Температура продукту

60 ° С

+ 5%

Щ

Щ


Щ

Подачею теплоносія

Трубопровід

Витрата продукту

20 кг / с

+ 10%

Щ

Щ


Щ


Трубопровід

Температура в трубопроводах

60 ° С

+ 5%

Щ

Щ




Трубопровід

Тиск кінцевого теплоносія

0,1 МПа

+ 10%

Щ

Щ




3 Спрощена функціональна схема автоматизації

4 Вибір і розробка функціональної схеми автоматизації

  1. У процесі відбувається підтримка витрати гарячого теплоносія. Регулювання відбувається наступним чином. Сигнал з камерної діафрагми FE 1-1 надходить в проміжний перетворювач FT 1-2, а потім у вторинний блок FIR 1-3, встановлений на щиті.

  2. У процесі відбувається підтримка тиску в трубопроводі теплоносія. Регулювання відбувається наступним чином. Сигнал з перетворювача Р T 2-1 надходить у вторинний блок PIR 2-2, встановлений на щиті.

  3. У процесі відбувається підтримка і сигналізація температури продукту. Регулювання відбувається наступним чином. Сигнал з датчика температури ТІ 3-1 надходить у вторинний блок TRC А 3-2, встановлений на щиті, і потім в регулюючий блок TY 3-3, який видає керуюча дія на виконавчий механізм регулюючого органу 3-4.

  4. У процесі відбувається підтримка і сигналізація витрати вихідного продукту. Регулювання відбувається наступним чином. Сигнал з камерної діафрагми FE 4-1 надходить в проміжний перетворювач FT 4-2, а потім у вторинний блок FIR А 4-3, встановлений на щиті.

  5. У трубопроводах відбувається підтримка температури. Регулювання відбувається наступним чином. Сигнал з датчика температури ТІ 5-1 надходить у вторинний блок TJIR 5-2, встановлений на щиті.

  6. У процесі відбувається підтримка тиску в трубопроводі виходить теплоносит-ля. Регулювання відбувається наступним чином. Сигнал з перетворювача Р T 6-1 надходить у вторинний блок PIR 6-2, встановлений на щиті.

5 Вибір технічних засобів автоматизації

Поз.

Вимірюваний (регулір.) параметр

Номі-нал. знач. параметра

Місце установки

Найменування приладу

Тип

Коротка техн. харак-теристика

Колві

Літ. джерело

1-1

Витрата теплоносія

15 кг / с

Трубопровід

Діафрагма камерна

ДК-6

Ру = 0,6 МПа

1

2 [136]

1-2



За місцем

Дифманометр

МЕТРАН 43 ДД

+ 0,5%

1

3 [35]

1-3



Центральний щит

Автоматичний міст

ДИСК-250 2231

+ 0,5%

1

2 [379]

2-1

Тиск вихідного теплоносія

0,1 МПа

Трубопровід

Перетворювач тиску

МЕТРАН 43 ДІ

+ 0,25%

1

3 [29]

2-2



Центральний щит

Автоматичний міст

ДИСК-250 2231

+ 0,5%

1

2 [379]

3-1

Температура продукту

60 ° С

Трубопровід

Термопреобра-зователя опору

ТСП-0879 50 П

-50 ¸ +600 ° С

1

2 [58]

3-2



Центральний щит

Автоматичний міст

ДИСК-250 2231

+ 0,5%

1

2 [379]

3-3



За місцем

Перетворень-тель електро-пневматичний

ЕПП-М

Клас точності 1,5

1

2 [600]

3-4



Трубо-провід

Клапан регулюючий

25С 94НЖ

Dy = 80 мм

Ру = 6,3 МПа

1

2 [777]

4-1

Витрата продукту

20 кг / с

Трубо-провід

Діафрагма камерна

ДК-6

Ру = 0,6 МПа

1

2 [136]

4-2



За місцем

Дифманометр

МЕТРАН 43 ДД

+ 0,5%

1

3 [35]

4-3



Центральний щит

Автоматичний міст

ДИСК-250 2231

+ 0,5%

1

2 [379]

5-1

Температура

60 ° С

Трубо-провід

Термоперетворювач опору

ТСП-0879 50 П

-50 ¸ +600 ° С

3

2 [58]

5-2



Центральний щит

Автоматичний міст

ДИСК-250 2231

+ 0,5%

1

2 [379]

6-1

Тиск кінцевого теплоносія

0,1 МПа

Трубо-провід

Перетворювач тиску

МЕТРАН 43 ДІ

+ 0,25%

1

3 [29]

6-2



Централь-ний щит

Автоматичний міст

ДИСК-250 2231

+ 0,5%

1

2 [379]

6 Розгорнута функціональна схема автоматизації

1 2 3 4 5 6 7

Прилади за місцем


Прилади на щиті


Н

L Ä

Висновки

У цій роботі було розглянуто технологічний процес нагрівання.

Проведено аналіз технологічного процесу як об'єкта автоматизації, запропонована функціональна схема автоматизації. Також були обрані технічні засоби автоматизації на основі прийнятої системи контролю та регулювання, які представлені в специфікації. У ході роботи були придбані навички читання і складання найпростіших функціональних схем автоматизації.

Список використаної літератури

  1. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизація виробничих процесів у хімічній промисловості. М., 1985.

  2. Промислові прилади і засоби автоматизації: Справ. / Под ред. В.В. Черенкова. Л., 1987.

  3. Номенклатурний каталог «Концерн Метран», 1995 р.

  4. Системи управління хіміко-технологічними процесами: Метод. Вказівки до виконання курсової роботи для студентів спец. 2501, 2502 усіх форм навчання / НГТУ; Сост.: М.А. Фадєєв, М. Новгород, 2000, 26 с.

  5. Лекційний матеріал.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Курсова
49.2кб. | скачати


Схожі роботи:
Розрахунок кожухотрубчасті теплообмінника
Автоматика теплових процесів
Автоматизація технологічних процесів
Автоматизація виробничих процесів
Автоматизація технологічних процесів 2
Автоматизація технологічних процесів і виробництв
Автоматизація технологічних процесів у металургії
Автоматизація процесів каталогізації документів в Україні
Автоматизація процесів бухгалтерського обліку у дорожньому підприємстві
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru