Xreferat.com » Рефераты по технологии » Реконструкция схемы управления процессом абсорбции в производстве высших алифатических аминов

Реконструкция схемы управления процессом абсорбции в производстве высших алифатических аминов

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Березниковкий политехнический колледж


РЕКОНСТРУКЦИЯ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ АБСОРБЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ВЫСШИХ АЛИФАТИЧЕСКИХ АМИНОВ


Пояснительная записка


КП.2101.00.ПЗ


Выполнил:

студент гр. 4АПП

Одинцов О.А.


Проверил:

преподаватель

Шафер Ю.С.


1999

Содержание


Содержание 2

1. Введение 3

2. Описание технологического процесса 5

3. Физико-химические свойства сырья и готовой продукции 10

4. Выбор регулируемых, контролируемых, сигнализируемых параметров и обоснование выбора 11

5. Выбор средств автоматизации 12

6. Спецификация на приборы и средства автоматизации 13

7. Расчетная часть 18

8. Монтаж и эксплуатация приборов 23

9. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ 27

10. Охрана окружающей среды 31

Литература 32

1. Введение

Ограниченные возможности человеческого организма (утомляемость, недостаточная скорость реакции на изменение окружающей обстановки и на большое количество одновременно поступающей информации, субъективность в оценке обстановки и т.д.) являются препятствием для дальнейшей интенсификации производства. Наступает новый этап машинного производства, когда человек освобождается от непосредственного участия в производстве, а функции управления технологическими и производственными процессами передаются автоматическим устройствам. Автоматизация приводит к улучшению главных показателей эффективности производства: увеличению количества, улучшению качества и снижению себестоимости выпускаемой продукции. Внедрение автоматических устройств обеспечивает высокое качество продукции, сокращение браков и отходов, уменьшение затрат сырья и энергии, уменьшение численности основных рабочих, снижение капитальных затрат на строительство зданий, удлинение межремонтных сроков эксплуатации оборудования.

Проведение некоторых современных производственны процессов возможно только при условии их полной автоматизации. При ручном управлении такими процессами малейшее замешательство человека и несвоевременное воздействие его на процесс могут привести к серьезным последствиям.

Внедрение специальных автоматических устройств способствует безаварийной работе оборудования, исключает случаи травматизма, предупреждает загрязнение атмосферного воздуха и водоемов промышленными отходами.

В химической промышленности вопросам автоматизации уделяется особое внимание. Это объясняется сложностью и большой скоростью протекания технологических процессов, высокой чувствительностью их к нарушению режима, вредностью условий работы, взрыво- и пожароопастностью перерабатываемых веществ и т.д.

В цехе ВАА выбор приборов контроля и регулирования произведен с учетом свойств измеряемых сред и категорийности производства.

В качестве средств измерений используются пневматические приборы контроля и регулирования, а также электронные и электротехнические средства измерения.

Питание пневматических приборов осуществляется сжатым воздухом от отдельной магистрали объединения давлением 0,5-0,7 МПа через буферные емкости (ресивера), установленные в корпусе 262/272. Питание электроэнергией осуществляется от щита станции управления 2ЩСУ - корпуса 267, 3ЩСУ - корпуса 262/272.

Питание осуществляется переменным напряжением 220 В. Схема питающей сети принята радиальной с двухсторонним питанием, т.е. для автоматического включения резерва предусмотрены контакторы типа КТ-7012.

В качестве аппаратов защиты электроприемников и их выключения применяются плавкие предохранители типа ПР и ПТ и двухполюсные пакетные выключатели типа ПВ.

Для предупреждения обслуживающего персонала об отклонении параметров от нормы, состояние технологического оборудования предусмотрена система предупредительной сигнализации, а для защиты оборудования от аварийных ситуаций - система блокировок.

Автоматизация производственного процесса цеха ВАА включает в себя следующие виды измерений и управления технологическим процессом:

1. Контроль, регулирование температуры.

2. Контроль, регулирование давления, разряжения, вакуума.

3. Контроль, регулирование расхода.

4. Контроль, регулирование уровня.

5. Контроль взрывоопасных концентраций.

6. Сигнализация, блокировка контролируемых параметров.

2. Описание технологического процесса

Выделение аммиака из его смеси с водой и аминами производится на ректификационной колонне поз.402. Жидкий аммиак из узла отдувки водорода из сепаратора поз.34 непрерывно подается в ректификационную колонну поз.402 в количестве 2,5-12 м3/час FIR-6.

В ректификационную колонну поз.402 также непрерывно подается 25% аммиачная вода из сборника поз.414 дозировочным насосом типа РПН-2-65 поз.416.

Рабочее давление в колонне поз.402 равно 1,5-2,2мПа (15-22 кгс/см2) PIRC-4. Температура кубовой жидкости 195-2200С, верха колонны 40-600С TJIR-1. Понижение температуры верха колонны ниже 400С недопустимо во избежании забивки тарелок колонны аминами, содержащимися в исходной смеси.

Тепло, необходимое для процесса ректификации, сообщается через кожухотрубчатый кипятильник поз.403, обогреваемый паром давления 3,5 мПа (35 кгс/см2) PIR-18.

Отбор парового конденсате из кипятильника поз.403 ведется через промежуточный бачок поз.32.

Пары аммиака из верхней части колонны поз.402 с температурой 40-600С TJIR-1 поступают в кожухотрубчатый конденсатор поз.407, где охлаждаются оборотной водой температурой не более 280С.

Давление в колонне ректификации поз.402 регулируется сбросом парогазовой смеси из конденсатора поз.407 и сборника поз.408 в абсорбер поз.410. Регулирующий клапан установлен на линии сбро­са парогазовой смеси из конденсаторе поз.407 и сборника поз.408 в абсорбер поз.410. Температура газообразного аммиака на выходе холодильника поз.407 40-500С TJIR-1. Давление газообраз­ного аммиака после регулирующего узла не более 0,1 мПа (1 кгс/см2) PIR-5.

Из конденсатора поз. 407 сконденсированный аммиак стекает в сборник поз.408. Давление в сборнике 1,5-2,2 мПа (15-22 кгс/см2) PIR-19.

Из емкости поз.408 сконденсированный аммиак насосом СНГ-68 поз.409 частично возвращается в виде флегмы в количестве 1.0-6.0 м3/час FIRC-9 в колонну поз.402, а остальное количество этим же насосом подается в узел синтеза, в сборник поз.1. Давление на нагнетание насоса поз.409 не выше 2,5 мПа (25 кгс/см2) PJIR-21. Температура охлаждающей воды на выходе из насоса не выше 450С TJIRSA-3.

Для насоса поз.409 типа ЦНГ-68 предусмотрена автоматическая защита по тепловой схеме, т.е. автоматическое отключение электродвигателя при:

а) повышении температуры охлаждающей воды в водяной рубашке электродвигателя выше установленной 450С TJIRSA-3;

б) понижение давления в линии всасывания ниже 1,4 мПа (14 кгс/см2) PJIRSA-20.

Кубовая жидкость непрерывно отводится из колонны поз.402 через кожухотрубчатый холодильник поз.404, в котором охлаждается до 60-800С TIR-2.

Холодильник поз.404 охлаждается горячей водой е температурой 65-700С. После холодильника поз.404 кубовая жидкость направляется в расслаиватель поз.201.

Сдувки из аппаратов, содержащих аммиак, подаются на очист­ку в абсорбционную колонну поз.410. В абсорбционную колонну поз.410 поступают аммиачно-водородные сдувки:

1. Из узла синтеза высших аминов, от циркуляционных компрессоров.

2. Аммиачные сдувки от насосов поз.5.

3. Аммиачные сдувки из сборника поз.1.

4. Аммиачные сдувки из конденсатора поз.407, из сборника поз.408.

5. Пары аммиака из холодильника поз.33.

Давление в абсорбере близко к атмосферному. Температура не выше 450С TJIR-1. Верхняя часть абсорбера орошается паровым конденсатом, средняя - циркуляционным раствором. Конденсат на орашение поз.410 подается насосами поз.28 из котельной ВОТ через теплообменник поз.275, где охлаждается оборотной водой до температуры не выше 400С.

Для очистки парового конденсата от механических примесей установлен очиститель патронный поз.413. Перепад давления до и после очистителя не более 50 кПа (0,5 кгс/см2) PJIR-24. Из абсорбера поз.410 выходит водный раствор с массовой долей аммиака 15-30%. Охлаждение циркулируемого раствора до 350С производится в холодильнике поз.411, охлаждаемом оборотной водой с температурой не более 280С. Рециркуляция раствора осуществляется с помощью насоса типа ЦНГ-68 поз.412. Для предотвращения попадания осколков колец Рашига и других примесей на всас насосов поз.412, на выходе из поз.410 установлен очиститель поз.417. Давление на нагнетание насоса поз.412 не более 0,5 мПа (5 кгс/см2) PJIR-23. Расход аммиачного раствора 15-25 м3/час FI-12. Для насоса типа ЦНГ-68 поз.412 предусмотрена автоматическая по тепловой схема, т.е. отключение электродвигателя при повышении температуры охлаждающей воды в водяной рубашке.

Раствор, отходящий на абсорбера поз.410, после циркуляцион­ного насоса поз.412 делятся на два потока. Основной поток воз­вращается на орошение абсорбера поз.410 (15-25м3/час) FI-12, остальное количество отбирается в сборник поз. 414. Из сборника поз.414 25-процентный раствор через очиститель патронный поз.415 дозиро­вочным насосом типа РПН-2-65 поз.416 непрерывно подается в ректи­фикационную колонну поз.402. Давление на нагнетании насо­са поз.416 не выше 2,5 мПа (28 кгс/см2) PJIR-22.

Настройка насоса поз.416 на заданную производительность достигается изменением длины хода плунжера.


2.1. Описание оборудования

2.1.1. Колонна поз.402 предназначена для выделения аммиака из его смеси с водой и аминами.

Представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с тарелками колпачкового типа, расположенной в верхней части колонны (укрепляющая часть) и куба колонны. Число тарелок 15 штук.

Рраб = 2,2 мПа (22 кгс/см2)

Н = 13200 мм

Д = 1200 мм

Материал – сталь углеродистая 12Х18Н10Т.

2.1.2. Кипятильник поз.403 – кожухотрубчатый теплообменник, вы­полненный из углеродистой стали. Предназначен для подогрева кубовой жидкости колонны поз.402.

Н = 4800 мм

Д = 1200 мм

Поверхность теплообмена – 115 м2.

В трубное пространство подается кубовая жидкость

В межтрубное пространство подается пар. Давление в трубном пространстве 2,2 мПа, в межтрубном – 3,5 мПа.

Число трубок – 429 шт

Д = 38х21 мм

2.1.3. Холодильник поз.404 - кожухотрубный двуххововой теплообменник, наготовленный из углеродистой стали. Служит для охлаж­дения кубовой жидкости, выходящей из колонны поз.402.

Поверх­ность теплообмена - 16 м3.

Д = 325 мм

L = 3800 мм

2.1.4. Конденсатор поз.407 – кожухотрубный двухходовой теплообменник служит для конденсации паров аммиака, выходящих из колонны поз.402.

Поверхность теплообмена - 355 м3.

Д = 1200 мм.

L = 6070 мм.

В трубное пространство покается вода, в межтруб­ное - пары аммиака. Давление в трубном пространстве - 0,4 мПа, в межтрубном - 2,2 мПа.

2.1.5. Сборник поз.408 - цилиндрический сварной сосуд с эллиптическими крышками объемом 5 м3. Служит для приема жидкого аммиа­ка из конденсатора поз.407. Изготовлен из углеродистой стали.

Д = 1000 мм

L = 2850 мм

Рраб = 2,2 мПа.

2.1.6. Центробежный насос типа ЦНГ-68 поз.409 - служит для непрерывной подачи жидкого аммиака в вике флегмы в ректификационную колонну поз.402, а также для непрерывного возврата остального аммиака в отделение синтеза в сборник поз.1. Насос состоит из насосной части и электродвигателя, смонтированных в окном корпусе. Изготовлен из нержавеющей стали, производительность насоса – 20 м3/час. Давление нагнетания – 50 м столба жидкости.

Число оборотов электродвигателя – 2800 об/мин.

Напряжение – 380 В

Потребляемая модность – 5,5 квт

2.1.7. Абсорбционная колонна поз.410 служит для абсорбции аммиака из аммиачно-водородных сдувок при атмосферном давлении.

Представляет собой цилиндрический аппарат высотой 17 м и диаметром 800 мм. В верхней части колонны расположено десять тарелок с колпачками капсульного типа, в нижней части два слоя насадки из фарфоровых колец 50х50.

Высота насадки = 6м.

2.1.8. Холодильник поз.411 - кожухотрубный двухходовой теплообменник, предназначенный для охлаждения аммиачной воды. Поверхность теплообмена – 40 м2. Теплообменник изготовлен из углеродистой стали. В трубное пространство подается аммиачная вода, в межтрубное пространство – оборотная вода. Давление в трубном пространстве близкое к атмосферному, в межтрубном - 4 атм.

Основные размеры:

Д = 426 мм

Н = 6053 мм

Число трубок = 128 штук

Диаметр трубок = 20х2

2.1.9. Центробежный насос типа ЦНГ-68 поз.412. Служит для циркуляции жидкости, подаваемой в абсорбционную колонну поз.410.

Устройство и характеристики такие же как у насоса поз.409.

2.1.10. Очистители патронные поз.413, 415 - служат для очистки растворов от механических примесей, фильтрация раствора производится через перфорированный металлический цилиндр – патрон, обтя­нутый фильтровальной тканью. Материал очистителей – углеродистая сталь.

Поверхность фильтрации – 0,1 м2.

Основные размеры:

Д = 159 мм

Н = 560 мм

2.1.11. Сборник поз.414 – цилиндрический сварной сосуд с эллиптическим днищем и крышкой объемом 3,2 м3. Выполнен из углеродис­той стали. Служит для приема аммиачной воды, поступающей из абсор­бера поз.410. Основные размеры:

Д = 1400 мм

Н = 2250 мм

2.1.12. Насос дозировочный плунжерный типа РПН-2-65 поз.416. Служит для непрерывной подачи аммиачной воды из сборника поз.414 в ректификационную колонну поз.402.

Производительность – 0-2 м3/час

Давление нагнетания – 25 атм

Число оборотов электродвигателя – 1440 об/мин.

Напряжение – 380 В

мощность – 4 квт.

2.1.13. Конденсатный бачок поз.32 – цилиндрический сварной сосуд с эллиптическими крышкой и днищем. Служит для отбора парового конденсата из кипятильника поз.403. Изготовлен из углеродистой стали.

Рабочее давление – 4,0 мПа

Основные размеры:

Д = 600 мм

Н = 1500 мм

2.1.14. Очиститель поз.417 служит для очистки выходящего раст­вора из поз.410 от механических примесей и осколков колец Рашига.

3. Физико-химические свойства сырья и готовой продукции

п/п

Наименование свойства

Первичные амины

Вторичные амины

Водород

Аммиак

1

2

3

4

5

6

1

Внешний вид

белое парафионо-образное вещество воскообразная масса бесцветный газ бесцветный газ с резким запахом
2

Молекулярный вес

240-265 521 2,02 17,03
3

Температура кипения С0

115-285

(5 мм.рт.ст.)

не перегоняется без разложения -252,8 -33,35
4

Температура замерзания С0

33-38 58-66 -259,2 -11,8
5

Температура самовоспламенения С0

510 650
6

Температура вспышки С0

176 205

-20 над 27% раствором


4. Выбор регулируемых, контролируемых, сигнализируемых параметров и обоснование выбора

Выделение аммиака из его смеси с водой и аминами производится на ректификационной колонне поз.402. Этот процесс сложный с рассредоточенными параметрами. Информационная емкость процесса ректификации и абсорбции аммиака минимальная (до 40 контролируемых параметров), а всего производства в целом – средняя (от 160 до 650 параметров).

Класс процесса – массообменный.

Тип процесса – ректификация.

Показателем эффективности является состав аммиака. Поддержание постоянного состава аммиака – является целью управления.

Внутренними возмущающими воздействиями являются загрязнение и коррозия внутренних поверхностей аппаратов.

Внешними возмущающими воздействиями являются: расход пара в подогревателе FIRC-8, расход жидкого аммиака на ректификационную колонну поз.402 FIRC-9.

Для достижения цели управления следует регулировать давление PIRC-4 в ректификационной колонне поз.402, расход жидкого аммиака в колонну FIRC-9, расход пара в кипятильник FIRC-8 и уровень в кубе колонны LIRC-13.

Давление в узле ректификации аммиака мы поддерживаем изменением количества газообразного аммиака подаваемого в абсорбер поз.410. Регулирующий клапан установлен на линии сброса парогазовой смеси из конденсатора поз.407 и сборника поз.408 в абсорбер поз.410 PIRC-4.

Поддержание заданного режима подачи флегмы в колонну поз.402 мы регулируем путем изменения количества жидкого аммиака подаваемого в эту колонну. Регулирующий клапан стоит после насоса поз.409 типа ЦНГ-68, чтобы не происходило понижение уровня аммиака в корпусе насоса.

Мы регулируем расход пара в кипятильник поз.403 для поддержания стабильного температурного режима в колонне ректификации поз.402. И регулирующий клапан стоит на этом трубопроводе FIRC-9.

Также нужно поддерживать заданный уровень в кубе колонны поз.402, путем изменения количества кубовой жидкости, отбираемой из колонны в аппарат поз.201 LIRC-13.

Контролю подлежат: расход жидкого аммиака в колонну поз.402 FIR-6, давление PIRC-4, уровень в кубе колонны поз.402 LIRC-13, расход дистиллята в емкость 1 FIR-10, температуры верха и низа колонны TJIR-1.

5. Выбор средств автоматизации

Для процесса ректификации и абсорбции аммиака мы выбрали пневматические средства автоматизации на базе системы СТАРТ.

Этот выбор мы произвели с учетом особенности объекта управления:

– этот процесс относится к числу взрыво-, пожароопасных;

– пневматические приборы обходятся примерно на 30% дешевле, чем электрические;

– расстояние между приборами, установленными непосредственно на технологическом оборудовании и приборами, расположенными на щитах, не велико и поэтому запаздывание при передаче показаний приборов не слишком влияет на качество управления.

При выборе конкретных типов автоматических устройств мы руководствовались следующими соображениями:

– для контроля и регулирования одинаковых параметров технологического процесса мы применяем одинаковые автоматические устройства, что облегчает их приобретение, настройку, ремонт и эксплуатацию;

– мы используем приборы серийного производства;

– при большом числе одинаковых параметров контроля мы применяем многоточечные приборы;

– класс точности приборов у нас соответствует технологическим требованиям;

– для местного контроля мы применяем простые и надежные приборы (пневматические манометры МП-П, МС-П; ротаметры пневматические РПО и РП), так как они часто функционируют в неблагоприятных условиях (значительные колебания температуры и влажности, повышенная запыленность, вибрация, механические воздействия и т.п.).


6. Спецификация на приборы и средства автоматизации

позиции на схеме

Наименование параметров

Состав системы

Тип приборов

Цена едини-цы

Коли-чество

Общая стоимость

Условное обозначение

Технические характеристики

1

2

3

4

5

6

7

8

TJIR-1

Температура по апп.402, 407, 410 TE (1-1;1-6)

термометры, сопротивления платиновые, гр. 21, R0=46 Ом

ТСП-1 200 6 1200
TJIR (1-7)

автоматический мост, гр. 21,

6 точек, кл.т. 0,5, 0-4000С

КСМ-4 1700 1 1700

TIR-2

Температура по апп.404, 414 TE (2-1)

термометры, сопротивления медные, гр. 23, R0=53 Ом

ТСМ-5071 170 1 170
TIR (2-2)

автоматический мост, гр. 23,

кл.т. 0,5, 0-1500С

КСМ-4 1700 1 1700

TJIRSA-3

Температура воды на насосах 409, 412 TE (3-1; 3-4)

термометры, сопротивления медные, гр. 23, R0=53 Ом

ТСМ-5071 170 4 680
TJIR (3-5)

автоматический мост, гр. 23,

6 точек, кл.т. 0,5, 0-1000С

КСМ-4 1700 1 1700
TSA (3-6) блок реле, 6 каналов регулирования БР-101 750 1 750

FIR-6

Расход аммиака в апп.402 FIE (6-1)

ротаметр пневматический,

16 м3/час, аммиак

РПО-16ЖУЗ 450 1 450
FIR (6-2)

вторичный прибор,

кл.т.1, 0-100%

ПВ4.3Э

500 1 500

FIR-7

Расход кубовой жидкости после холодильника 404 FIE (7-1)

ротаметр пневматический,

1 м3/час, кубовая жидкость

РПО-1ЖУЗ 450 1 450
FIR (7-2)

вторичный прибор,

кл.т.1, 0-100%

ПВ4.3Э

500 1 500

FIRC-8

Расход пара в кипятильник 403 FE (8-1)

диафрагма камерная,

10 мПа, Д=100 мм

ДКС 10-100 300 1 300
FY (8-2)

преобразователь разности давления, кл.т.1., 1,6 кгс/см2, пар

13ДД11 700 1 700
FIRK (8-3)

вторичный прибор, кл.т.1,

0-100%

ПВ10.1Э 700 1 700
FC (8-4) ПИ-регулятор, кл.т. 1 ПР3.31 400 1 400
(8-5) клапан регулирующий 25С48НЖ 1200 1 1200

1

2

3

4

5

6

7

8

FIRC-9

Расход аммиака в апп.402 FIE (9-1)

ротаметр пневматический,

6,3 м3/час, аммиак

РПО-6,3ЖУЗ 450 1 450
FIRK (9-2)

вторичный прибор, кл.т.1,

0-100%

ПВ10.1Э 700 1 700
FC (9-3) ПИ-регулятор, кл.т. 1 ПР3.31 400 1 400
(9-4) клапан регулирующий 25С50НЖ 1200 1 1200

FIR-10

Расход аммиака в ем. 1 FIE (10-1)

ротаметр пневматический,

16 м3/час, аммиак

РПО-16ЖУЗ 450 1 450
FIR (10-2)

вторичный прибор, кл.т.1,

0-100%

ПВ4.2Э 450 1 450

FI-11

Расход 25 % р-ра аммиака FIE (11-1)

ротаметр пневматический,

1,6 м3/час, р-р аммиака

РП-1,6 450 1 450
FI (11-2)

вторичный прибор, кл.т.1,

0-100%

ППВ1.1 150 1 150

FI-12

Расход флегмы на апп. 410 FE (12-1)

диафрагма камерная,

10 мПа, Д=80 мм

ДКС10-80 300 1 300
FY (12-2)

преобразователь разности давления, кл.т.1., 0,4 кгс/см2, флегма

13ДД11 700 1 700
FI (12-3)

вторичный прибор, кл.т.1,

0-100%

ППВ1.1 150 1 150

PIRC-4

Давление в апп.407 PE (4-1)

манометр пружинный, кл.т. 1, 40 кгс/см2

МП-П2 600 1 600
PIR (4-2)

вторичный прибор, кл.т.1,

0-100%

ПВ 10.1Э 700 1 700
PC (4-3) ПИ-регулятор, кл.т. 1 ПР 3.31 400 1 400
(4-4) регулирующий клапан 25С50НЖ 1200 1 1200

PIR-5

Давление в апп.410 PE (5-1)

манометр сильфонный,

0,04 мПа, кл.т.1

МС-П2 600 1 600
PIR (5-2)

вторичный прибор,

кл.т.1, 0-100%

ПВ4.3Э 500 1 500

PIR-18

Давление пара на кипятильник поз.403 РЕ (18-1)

манометр пружинный,

6 мПа, кл.т.1, пар

МП-П2 600 1 600
PIR (18-2)

вторичный прибор, кл.т.1,

0-100%

ПВ4.2Э

450 1 450

1

2

3

4

5

6

7

8

PIR-19

Давление в емкости поз.408 PE (19-1)

манометр пружинный,

4 мПа, кл.т.1, аммиак

МП-П2 600 1 600
PIR (19-2)

вторичный прибор, кл.т.1,

0-100%

ПВ4.2Э

450 1 450

PJIRSA-20

Давление на всасе в насос позиции 409 РЕ (20-1,20-2)

манометр пружинный,

4 мПа, кл.т.1, аммиак

МП-П2 600 2 1200
PJIR (20-3)

вторичный прибор, кл.т.1,

0-100%

ПВ10.2Э

1000 1 1000
PSA (20-4)

электро-контактный манометр,

4 мПа, кл.т.0,5

ВЭ16РБ 150 2 300

PJIR-21

Давление на выходе из насоса поз.409 PE (21-1,21-2)

манометр пружинный,

4 мПа, кл.т.1, аммиак

МП-П2 600 2 1200
PJIR (21-3)

вторичный прибор, кл.т.1,

0-100%

ПВ10.2Э 1000 1 1000

PJIR-22

Давление на выходе из насоса поз.416 PE (22-1,22-2)

манометр пружинный,

4 мПа, кл.т.1, аммиачная вода

МП-П2 600 2 1200
PJIR (22-3)

вторичный прибор, кл.т.1,

0-100%

ПВ10.2Э 1000 1 1000

PJIR-23

Давление на выходе из насоса поз.412 PE (23-1,23-2)

манометр сельфонный,

1 мПа, кл.т.1, аммиачная вода

МС-П1 600 2 1200
PJIR (23-3)

вторичный прибор, кл.т.1,

0-100%

ПВ10.2Э 1000 1 1000

PJIR-24

Давление на очистители поз.413 PE (24-1,24-2)

манометр сельфонный,

0,16 мПа, кл.т.1, паровой конденсат

МС-П1 600 2 1200
PJIR (24-3)

вторичный прибор, кл.т.1,

0-100%

ПВ10.2Э

1000 1 1000

PIR-25

Давление в верхней части колонны поз.410 PE (25-1)

манометр сельфонный,

0,16 мПа, кл.т.1, водород

МС-П1 600 1 600
PIR (25-2)

вторичный прибор, кл.т.1,

0-100%

ПВ4.2Э 450 1 450

LIRC-13

Уровень в кубе колонны поз. 402 LE (13-1) уровнемер буйковый пневматический, 1 м, кл.т.1, кубовая жидкость УБ-ПВ 600 1 600
LIRK (13-2)

вторичный прибор, кл.т.1,

0-100%

ПВ10.1Э

700 1 700
LC (13-3) ПИ-регулятор, кл.т. 1 ПР3.31 400 1 400
(13-4) клапан регулирующий ПКС64-25 1200 1 1200

1

2

3

4

5

6

7

8

LIRC-14

Уровень в апп.32 LE (14-1) уровнемер буйковый пневматический, 1 м, кл.т.1, конденсат УБ-ПВ 600 1 600
LIRK (14-2)

вторичный прибор, кл.т.1,

0-100%

ПВ10.1Э

700 1 700
LC (14-3) ПИ-регулятор, кл.т. 1 ПР3.31 400 1 400
(14-4) клапан регулирующий ПКС64-25 1200 1 1200

LIRC-15

Уровень жидкого аммиака в апп. 408 LE (15-1) уровнемер буйковый пневматический, 1,6 м, кл.т.1, аммиак УБ-ПВ 600 1 600
LIRK (15-2)

вторичный прибор, кл.т.1,

0-100%

ПВ10.1Э

700 1 700
LC (15-3) ПИ-регулятор, кл.т. 1 ПР3.31 400 1 400
(15-4) клапан регулирующий 25С50НЖ 1200 1 1200

LIA-16

Уровень в апп.414 LE (16-1) уровнемер буйковый пневматический, 2 м, кл.т.1, аммиачная вода УБ-ПВ 600 1 600
LI (16-2)

вторичный прибор, кл.т.1,

0-100%

ППВ1.1 150 1 150
LA (16-3)

электро-контактный манометр, 1,6 кгс/см2, кл.т.0,5

ЭКМ-1У 100 1 100

LIRC-17

Уровень в апп.410 LE (17-1) уровнемер буйковый пневматический, 1 м, кл.т.1, аммиачная вода УБ-ПВ 600 1 600
LIRK (17-2)

вторичный прибор, кл.т.1,

0-100%

ПВ10.1Э

700 1 700
LC (17-3) ПИ-регулятор, кл.т. 1 ПР3.31 400 1 400
(17-4) клапан регулирующий ПКС64-20 1200 1 1200

7. Расчетная часть

7.1. Расчет сужающего устройства

Исходные данные:

Измеряемая среда: пар

Максимальный расход: 6300 кг/ч

Минимальный расход: 1871,97 кг/ч

Избыточное давление: 3,5 мПа

Температура среды: 243С

Внутренний диаметр трубопровода: 82 мм

Материал трубопровода: Ст 20

Тип сужающего устройства: ДКС-10-80

Материал сужающего устройства: Х18Н10Т
Тип дифманометра: ДМПК-100

7.1.1. Определение недостающих для расчета данных


Коэффициент расширения трубопровода

kст=1,00292 [Л2,стр.117]

Коэффициент расширения сужающего устройства

kсу=1,00418 [Л2,стр.117]

Внутренний диаметр трубопровода при рабочей температуре

D=D20kст

D20- действительный внутренний диаметр трубопровода

D=82,24 мм


Плотность среды при рабочих условиях

раб=17,2277 кг/м31,стр.95]


Динамическая вязкость среды

=1,8647·10-6 кгсс/м21,стр.247]


Показатель адиабаты

χ=1,2935 [Л1,стр.206]


7.1.2. Определяем вспомогательную величину

c=Fм/(0,0125D2) [Л1,ф.165]

Fм- максимальный расход

0,0125- переходный коэффициент

c=17,9536


7.1.3. Определяем предельный номинальный перепад давления и модуль

ΔPн=1,6 кгс/см2

m=0,22 [Л4]


7.1.4. Определяем число Рейнольдса

Re=0,0361·Fм·раб/D·1,ф.81]

Re=25,5495·106


7.1.5. Определяем относительную шероховатость

S=k·104/D

S=26,7511


7.1.6. Определяем верхнюю границу относительной шероховатости

H=5,0648

Т.к. верхняя граница относительной шероховатости получилась больше относительной шероховатости, то вводим kшkп

a=(c-0,3)(-1,066c2+0,36c-0,13)

a=0,0234317

b=1+(c+0,3)(-0,08c2+0,024c-0,0046)

b=0,998789326

c=D/103

c=0,08224

kш=am+b1,ф.21]

kш=1,0039443

a=1,005828618

b=0,002+0,2558c-1,68c2+2,867c3

b=0,013269143

n=4,25+142,94(c-0,05)1,95

n=4,445556494

kп=a+be-n(m-0,05)1,ф22]

kп=1,012060614

kшkп=1,0179714


7.1.7. Определяем коэффициент расхода

α=0,6295 [Л1,ф.20]


7.1.8. Определяем коэффициент расширения

ε=1-104(0,41+0,35m2) ΔPн/() [Л1,ф.59]

ε=0,9853


7.1.9. Определяем вспомогательную величину

1,ф.160]

mα=0,1419357


7.1.10. Определяем вспомогательную величину

F1=mαε1,ф.160]

F1=0,136454197


7.1.11.Определяем относительное отклонение коэффициента расхода

σ=(F1/()-1)100%

σ=0,19%

Т.к. σ<0,2, то расчет ведется верно


7.1.12. Проверка ограничений на число Re

Remin=Fminρраб0,0361/() [Л1,ф.81]

Fmin- минимальный расход

Remin=7,591739795·106

Reдоп=104

Remin>Reдоп, условие выполняется


7.1.13. Находим d20

1,ф.162]

d20=38,41 мм


Проверка:

Fном=0,2109Kст2Kφd2021,ф.12]

Fном=6291,63 кг/ч

σ=(Fном/Fmax-1)100%

σ=0,13%

Т.к. σ<0,2%, то значит расчет выполнен верно.


7.2. Расчет сужающего устройства

7.2.1. Определяем потерю давления в линии при расчетном max расходе

ΔPлPпрPм3,ф.6.1]

ΔPм=3,ф.6.3]

ΔPпр=3,ф.6.2]

ΔPпр - потеря давления на прямых участков трубопровода при max расходе

ΔPм - потеря давления в местных сопротивлениях

λi - коэффициент гидравлического сопротивления трения, зависящее от режима движения потока

ςj - коэффициент местных гидравлических сопротивлений (входа и выхода, тройников, поворотов, запорных органов, диафрагм, и т.д.)

Li - длины прямых участков трубопроводов

V - средняя по сечению скорость потока в трубопроводе или местном сопротивлении


7.2.2. Определяем среднюю скорость

V=4G/(ρрабπD2) [Л3,ф.6.5]

G- max массовый расход

V=19,13 м/с


7.2.3. Определяем число Рейнольдса при Fmax

Re=0,0361·G/(μD) [Л3, табл. 6.6]

Re=1,48739024·106


7.2.4. Определяем λi

λi=0,0032+0,221/ Re0,237 3, табл. 6.7]

λi=0,010812505


7.2.5. Определяем ΔPпр

ΔPпр=0,022626396 мПа


7.2.6. Определяем Li

Li=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+

Li=54,594

ςвх=0,5

ςвых=1

ςсужус=51,5


7.2.7. Определяем ΔPм

ΔPм=0,18598557 мПа


7.2.8. Определяем общие потери давления в линии

ΔPл=0,208611966 мПа

ΔPсети=3 кгс/см2


7.2.9. Определяем ΔPро

ΔPро= ΔPсети­- ΔPл

ΔPро=0,914 кгс/см2


7.2.10. Определяем max пропускную способность

3, ф.6.17]

Kv=21,46 м3/час

Kvу= Kv·1,2

Kvу=25,75 м3/час [Л3, ф. 6.18]


Выбираем по таблице 6.11 односедельный РО с условной пропускной способностью Kvу=32 м3/час, D=50 мм.


8. Монтаж и эксплуатация приборов

8.1. Порядок установки и монтажа преобразователей давления измерительных с пневматическим выходным сигналом.

Место установки преобразователей должно обеспечивать удобные условия для обслуживания и демонтажа.

Воздух, окружающий преобразователь, не должен содержать примесей, вызывающих коррозию деталей.

Преобразователь должен быть защищен от осадков, пылевых и солевых бурь и прямой радиации (солнечной или других источников тепла), которая может привести к неравномерному нагреву или нагреву его выше +600С. Поэтому при наружном монтаже рекомендуется устанавливать преобразователи в закрытых шкафах.

В месте установки преобразователя не должно быть тряски и вибрации, влияющих на его работу.

Преобразователи рекомендуется устанавливать вблизи места отбора давления.

Преобразователи, кроме манометров сверхвысокого давления, можно монтировать на трубе, стене или кронштейне. Монтажные детали для монтажа этих преобразователей расположены на раме пневмосилового преобразователя. Соединительная линия от места отбора давления к преобразователю должна быть проложена по кратчайшему расстоянию, однако длина линии должна быть достаточной для того, чтобы температура вещества, поступающего в преобразователь, не отличалась от температуры окружающего воздуха. Соединительные линии должны иметь односторонний уклон (не менее 1:10) от места отбора давления вверх к преобразователю, если измеряемая среда газ, вниз – если измеряемая среда жидкость. Ели это невозможно, то при измерении давления газа в нижних точках соединительной линии следует устанавливать отстойные сосуды, а при измерении давления жидкости в наивысших точках – газосборники. Отстойные сосуды рекомендуется устанавливать перед преобразователями и в других случаях, особенно при длинных соединительных линиях и при расположении преобразователя ниже места отбора давления. В соединительной линии от места отбора давления к преобразователю рекомендуется устанавливать два вентиля или трехходовой кран для отключения преобразователя и для соединения его с атмосферой. Это упростит периодический контроль установки выходного сигнала, соответствующего нулевому значению измеряемого давления, и демонтаж преобразователя.

Для линии питания, а также линии выходного сигнала рекомендуется применять трубки с внутренним диаметром 6 мм. Допускается применение трубок с меньшим внутренним диаметром, но не менее 4 мм. Все соединительные линии прокладываются в местах, легко доступных для контроля. Сборка стыков должна быть плотной и должна обеспечивать герметичность линии.

В линии, подводящей к преобразователю питающий воздух, следует установить фильтр и редуктор. При этом следует помнить, что фильтр защищает преобразователь только от попадания в него посторонних мелких частиц и его постановка не исключает необходимости предварительной очистки воздуха питания от пыли, влаги, масла и агрессивных примесей.


8.2. Порядок установки и монтажа приборов контроля пневматических самопишущих ПВ4.2Э, ПВ4.3Э, ПВ4.4Э, П10.1Э, П10.2Э.

Место установки прибора должно быть выбрано так, чтобы наблюдения за показаниями и обслуживание не были затруднены.

Температура окружающей среды в месте установки прибора и соединительных линий должна быть в пределах от 5 до 500С и верхнем значении относительной влажности воздуха 80% при 350С и более низких температурах без конденсации влаги.

При сильной тряске и вибрации необходимо применять амортизирующие приспособления.

Для получения наибольшей стабильности регулирования и минимального времени переходного процесса, протяженность линии связи должна быть минимальной.

В случае автоматического регулирования процессов, где запаздывание в линиях связи не оказывает существенного влияния на процесс, регулятор вместе с прибором контроля устанавливают на щите при этом максимальная протяженность пневматических линий не должна превышать 300 метров.

Приборы предназначены для утопленного монтажа и монтируются на щите с помощью двух прижимных кронштейнов, входящих в приклад. При установке прибора следует надеть на него рамку и вставить прибор в отверстие щита.

Если размеры щитового отверстия не превышают 186х146 мм, прибор можно установить без рамки.

При дистанционной установке регулятора с приборами ПВ10.1Э и ПВ10.2Э комплектуется вилка, которая вставляется в штекерный разъем прибора контроля.

Регуляторы и вилка закрепляются на приборе двумя винтами.

Трубки для линии связи могут быть пластмассовыми, медными, латунными и алюминиевыми (для тропического климата и стойких в этих условиях материалов) диаметром 6х1 или 8х1 мм.

Трубки не должны иметь вмятин и должны быть герметичны.


8.3. Порядок установки и монтажа преобразователей разности давления 13ДД11.

К монтажу преобразователя преступают после выбора и подготовки места установки, монтажа диафрагмы, а также после продувки соединительных пневматических линий.

Длина соединительных линий между преобразователем и сужающим устройством должна быть не более 15 м.

Рекомендуется устанавливать преобразователь в местах, где отсутствует тряска и вибрация. При воздействии вибрации, не превышающей норм, может возникнуть дополнительная погрешность, не превышающая предела основной погрешности.

В линии, подводящей к преобразователю воздух питания, следует устанавливать фильтр и стабилизатор давления воздуха.

При эксплуатации преобразователей в диапазоне минусовых температур необходимо исключить:

а) накопление и замерзание конденсата в рабочих камерах и внутри соединительных трубок (для преобразователей измеряющих перепад давления газообразных сред);

б) замерзание, кристаллизацию среды или выкристаллизирование из нее отдельных компонентов (для преобразователей, измеряющих перепад давления жидкостей).

Перед монтажом следует проверить исправность и правильность показания преобразователя.


8.4. Порядок монтажа термометров сопротивления.

Термометры сопротивления монтируются с помощью бобышек или фланцев.

При монтаже термометров сопротивления необходимо соблюдать требования:

а) исполнение монтируемых термометров должно соответствовать параметрам и свойствам измеряемой среды;

б) перед установкой термометров необходимо проверить целостность токоведущих частей, сопротивление изоляции

Похожие рефераты: