Выбор технических устройств автоматизации процесса ректификации

 Виды ИМ:

1. электрические (электромагнитные и электродвигательные);
2. пневматические (мембранные, поршневые, лопастные);
3. гидравлические (прямоходные, поршневые).

 РО является звеном  САР, предназначенным для изменения  расхода вещества или энергии  объекта регулирования. РО делятся  на две группы:

1. дозирующие — устройство, которое изменяет расход вещества за счет изменения производительности агрегата — питание, дозаторы, насосы, компрессоры и т.д.;
2. дроссельные — переменные гидравлические сопротивления, изменяющие расход вещества за счет изменения свойств проходного сечения.

 РО характеризуются  следующими основными параметрами:

• пропускная способность;
• условная пропускная способность:
• рабочее давление;
• перепад давления на РО;

условный проход.

Для выбора исполнительного  механизма по величине усилия на выходном валу (штоке) необходимо знать наибольшую абсолютную величину практически возможного статического усилия, возникающего на приводном элементе регулирующего  органа при его перемещении как  в одном, так и в другом направлении  во всем диапазоне регулирования  при изменении нагрузки от холостого  хода до 100%. Во внимание должно приниматься  такое сочетание одновременно действующих  на регулирующий орган факторов, которое приводит к возникновению наибольшего статического момента или усилия при перемещении регулирующего органа с установившейся скоростью.

Произведём расчет РО для регулирования расхода водяного пара.

 

Данные для расчета: среда — водяной пар: максимальный объемный расход Q_мах=6500 м³/ч; минимальный объемный расход Q_min=2000 м /ч; перепад давлений при максимальном расходе на РО Р_ро = = 3*10⁵ Па; перепад давлений в линии при максимальном расходе Р_л=3.5*10⁵ Па: температура T =130 ^оС; плотность = 1,496 г/см³; кинематическая вязкость при 130 ^оС = 3.18 см /с.

1. Определяем максимальную расчетную  пропускную способность РО:

К_гмаx = Q_маx

=6500 *1.496/3 =3241.33 м /ч.

2.По таблице 6.11 выбираем  РО с

D

=400мм и К_су =4000 м /ч.

3. Определяем число Рейнольдса для выбранного РО:

Re =3540*Q_max/(V*D_y)= 3540*6500/(3.18*0.4) = 1.8*10⁵.

4. Так как Re> 2000 то окончательно принимаем  односедельный РО с

D_у=400мм и К_cу =4000 м

/ч.

5. Определяем

n =

Р_л / Р_ро = 3.5/3 =1,17

6. Уточняем перепад на регулирующем органе:

Р_pо =

Р_сети/(n +1) =(3.5 + 3)*10 /(1.17 + 1) = 3*10⁵ Па.

7. Уточняем максимальный расход через РО для принятого значения

    К_су=4000 м /ч:

Q_маx=К_cу*(

) = 4000/(1,38* ) = 10850.54м³/ч.

8. Находим относительные значения расхода:

= 6500/10850.54м³= 0,6;       =2000/10850.54м³= 0,18.

9. Определяем диапазон перемещений РО для n'=1.17:

с линейной характеристикой

0,5 <S<0,8;

с равно процентной характеристикой 

0,17 < S < 0,41.

Исходя из величины наибольшего  усилия, которые могут быть на регулирующем органе, выбирается ближайший по характеристикам исполнительный механизм, номинальное усилие которого, приведенные к регулирующему органу, равны или больше статического момента или усилия на регулирующем органе. Естественное увеличение усилия при трогании или изменении скорости регулирующего органа не должно вызывать опасений, так как пусковое усилие исполнительного механизма превышает номинальное не менее чем в 1,7 раза, что обычно значительно выше возможных случайных повышений усилий сопротивления. Если же известно, что по условиям эксплуатации возможно возникновение значительно больших кратковременных усилий сопротивления, то при выборе механизма нужно исходить из сравнения возможной величины этого сопротивления с пусковым усилием на его выходном органе.

Существенным  фактором, влияющим на выбор исполнительного механизма, является его надежность. Надежность работы исполни тельного механизма, приводящего в действие регулирующий орган, во многом определяет надежность всей системы автоматического регулирования, так как из всех звеньев системы регулирования именно исполнительное устройство работает в наиболее тяжелых условиях. Поэтому при выборе собственно исполнительных механизмов и способов управления ими для систем автоматического регулирования предпочтение следует отдавать тем типам или модификациям, которые при одинаковом качестве регулирования обеспечивают большую надежность.

В качестве регулирующего  органа выбрана поворотная заслонка фирмы NELDISC. Полно проходная поворотная заслонка с металлическим уплотнением. Диапазон давлений 25 бар. Конструкция стандартная: подшипники AISI 316+PTFE; уплотнение корпуса и заглушки из графита; наружное уплотнение TA-Luft. Материад корпуса – CF8M/1.4408, материал диска – F316/CF8M, оси и штифты – нержавеющая сталь 329. Стандартное седло Incoloy 825, твердое хромовое покрытие. Маркировка: LW6LBA400AAJAT/01C

 

Заключение

В данной курсовой работе был рассмотрен процесс непрерывной ректификации. На основе данного технологического процесса была составлена функциональная схема с учетом особенностей ректификации бензол-толуол. В соответствии с ходом протекания технологического процесса были определены параметры, подлежащие контролю и регулированию. Для решения этой задачи было подобрано соответствующее оборудование. В работе использованы новейшие разработки отечественных и зарубежных производителей в области приборостроения.

Для определения физических параметров по возможности использовали датчики с выходным унифицированным сигналом и с применением взрывозащиты, так как в данном процессе происходит разделение горючих веществ. В качестве прибора передачи, регистрации и индикации используется прибор Ф1771-АД,  который имеет 4 каналов записи. В качестве регулирующего устройства был подобран регулятор UT350 фирмы “ YOKOGAWA ”. Для воздействия на регулирующий орган была использована поворотная заслонка NELDISC LW6LBA400AAJAT/01C с мембранным исполнительным механизмом (МИМ) 25с48нж.

Был подробно рассмотрен контур регулирования температуры исходной смеси. Для этого контура регулирования была разработана принципиальная электрическая схема и описана её работа.

 

Список использованных источников

1. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию / Под ред. Ю. И. Дытнерского.– М.: Химия, 1991

2. В.В. Шувалов, Г.А. Агаджанов. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности - Москва, «Химия», 1991.

3. Клюев А.С. Наладка систем автоматического регулирования. -М. Энергоатомиздат.-1990. С. 150-180.

4. Шегал Г. Л. , Коротков Г. С. Электрические исполнительные механизмы в системах управления – Энергия 1968 г.

5. Клюев А. С. Проектирование САТП – Москва 1990 г.

6. Автоматическое управление в химической промышленности. / Под редакцией Е. Г. Дудникова. – Москва, «Химия», 1987.

7. Шински Ф. Системы автоматического регулирования химико-технологических процессов - Москва, «Химия», 1974.