Простой выпарной установки

Основные элементы простой выпарной установки – теплообменник I, в котором исходный раствор нагревается до тем- пературы кипения, выпарной аппарат II (или несколько аппаратов, соединенных последовательно) и барометрический кон- денсатор III.

Материальный баланс установки поддерживается путем сохранения равенства между количеством растворенного веще- ства, поступающим с исходным раствором, и его количеством, выводимым с отходящим раствором. Обычно в выпарных аппаратах материальный баланс поддерживается регулятором уровня 2, воздействующим на расход раствора, поступающего

в аппарат. Такая схема позволяет стабилизировать уровень в каждом из последовательно работающих аппаратов.

При небольших возмущениях по расходу в качестве регулятора уровня можно использовать П-регуляторы, настроенные

на малый предел пропорциональности и обладающие весьма большой статической погрешностью. Если возможны большие возмущения, то для регулирования уровня следует применять ПИ-регулятор.

Наиболее сложной является задача регулирования концентрации упаренного раствора. Обычно регулятор концентрации

4 воздействует на клапан, который изменяет расход упаренного раствора на выходе из аппарата (или на выходе из последне-

го выпарного аппарата батареи). Если концентрация уменьшается по сравнению с заданным значением, то клапан уменьшает расход готового раствора. При этом возрастает время пребывания раствора в аппарате и, следовательно, концентрация его увеличивается. Если концентрация превышает заданную величину, то происходят обратные процессы.

Как объект регулирования концентрации, выпарная установка обладает большой инерцией и запаздыванием. Поэтому в качестве регуляторов концентрации целесообразно использовать ПИ-регуляторы и ПИД-регуляторы.

Для стабилизации процесса выпаривания.необходимо поддерживатьпостоянное давление в линии греющего пара, по-

ступающего в теплообменник I и греющую камеру выпарного аппарата, что осуществляется регулятором давления 1. Кроме

того, необходимо поддерживать заданное разрежение в аппарате, что достигается регулированием расхода охлаждающей воды, поступающей в барометрический конденсатор III, с помощью регулятора 3.

Технологический процесс выпаривания раствора серной кислоты показан на функциональной схеме автоматизации, изображенной на чертеже ТГТУ.200503.012 А2 КР.

2 ОПИСАНИЕ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ПРОЦЕССА ВЫПАРИВАНИЯ РАСТВОРА СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Функциональная схема автоматизации ТГТУ.200503.012 А2 КР является проектным техническим документом, опре- деляющим структуру и функциональные связи между технологическим процессом и средствами контроля и управления процессом.

Функциональная схема автоматизации выполняется без масштаба, при помощи условных обозначений приборов и средств контроля, не содержит конструктивных подробностей, а технологическое оборудование изображается упрощенно при возможности соответственно своей конфигурации. На схеме показывается технологическое оборудование, последова- тельно распределенное в соответствии с техническим процессом, технологические коммуникации, органы управления, средства контроля и автоматизации и взаимные связи между ними. Не показываются на функциональной схеме автоматизации вспомогательные устройства: блоки питания, преобразователи, предохранители, выключатели и т.п. Все приборы и средства автоматизации показываются условными обозначениями по ГОСТ 21405–85. Условные обозначения трубопроводов показываются в соответствии с ГОСТ 2784–96.

В трубопроводе поддерживается заданное давление греющего пара 8 кПа с помощью преобразователя давления Сап- фир-22ДИВ-2150 поз. 1а, одноточечного показывающего и регистрирующего прибора Диск-250-4221 поз. 1б, регулятора аналогового Р17.01 поз. 1в, блока управления БУ12 поз. 1г, преобразователя электропневматического ЭПП-М поз. 1д и регулирующего пневматического клапана 25нж32нж поз. 1е.

В выпарном аппарате поддерживается заданное разрежение – 3 кПа с помощью преобразователя давления Сапфир-

22ДИВ-2330 поз. 3а, одноточечного показывающего и регистрирующего прибора Диск-250-4221 поз. 3б, регулятора анало- гового Р17.01 поз. 3в, блока управления БУ12 поз. 3г, преобразователя электропневматического ЭПП-М поз. 3д и пневма- тического клапана 25нж32нж поз. 3е, регулирующего расход охлаждающей воды, поступающей в барометрический кон- денсатор 3.

В выпарном аппарате поддерживается постоянный уровень 1 м с помощью преобразователя уровня Сапфир-22ДУ-ВН

поз. 2а, одноточечного показывающего и регистрирующего прибора Диск-250-4221 поз. 2б,

регулятора аналогового Р17.01 поз. 2в, блока управления БУ12 поз. 2г, преобразователя электропневматического ЭПП-М поз. 2д и пневматического клапана 25нж32нж поз. 2е, регулирующего расход раствора серной кислоты, поступающего в выпарной аппарат 2 из теплообменника 1.

В трубопроводе поддерживается заданная концентрация готового раствора 94 % с помощью концентратомера бескон- тактного низкочастотного КНЧ-1М-2 поз. 4а, одноточечного показывающего и регистрирующего прибора Диск-250-4221 поз. 4б, регулятора аналогового Р17.01 поз. 4в, блока управления БУ12 поз. 4г, преобразователя электропневматического ЭПП-М поз. 4д и пневматического клапана 25нж32нж поз. 4е, регулирующего расход готового раствора.

3 ОПИСАНИЕ СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ВИДА ЩИТА КОНТРОЛЯ

И РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ И ДАВЛЕНИЯ В ВЫПАРНОМ АППАРАТЕ

Схема внешнего вида щита контроля и регулирования уровня и давления в выпарном аппарате выполняется в соответ- ствии с ОСТ 36.13–90 "Щиты и пульты системы автоматизации технологических процессов".

На чертеже ТГТУ.200503.012 ВО КР изображена лицевая панель щита. Данный щит является шкафным, малогабарит- ным с правой дверью, высотой 1000 мм, шириной 800 мм, глубиной 600 мм. На схеме щит выполнен в масштабе 1:10.

На лицевой панели щита расположены приборы, позволяющие контролировать и управлять процессом выпаривания

раствора серной кислоты, а именно два вторичных прибора Диск-250-4221 поз. 2б и 3б и два блока управления поз. 2г и 3г, поясняющие надписи к ним, выполненные на специальных рамках.

На схеме внешнего вида щита контроля и регулирования уровня и давления в выпарном аппарате приборы показаны упрощенно в виде внешних очертаний сплошными линиями по ГОСТ 2.303–88.

4 ОПИСАНИЕ СХЕМЫ ВНЕШНИХ СОЕДИНЕНИЙ

Схема внешних соединений ТГТУ.200503.012 Э5 КР выполнена в соответствии с РМ 4-6-84. Схема внешних соедине- ний – это схема соединения приборов и средств контроля соответствующими линиями связи, показывающими характер со-

единения, их длину, маркировку, наличие промежуточных коммутациониснт ыхэлементов, тип элемента контроля, находяще-

госянепосредственно в технологии. Оначерти. тсябез. масштабов с испо 7 льзованиемусловных обозначений. Все датчики на схеме внешних соединений показываются в соответствии с ГОСТ 21.404–85. Провода и кабели показывают сплошной ли-

нией толщиной до 1 мм, и в разрыве ставится окружность с позиционным номером. Позиционные номера для электриче- ских проводок обозначаются как 1, 2, 3,…, для трубных проводок – 01, 02, 03,…. Все проводки обычно показываются вер- тикально.

Для электрических и трубных проводок указывается маркировка проводов и кабелей, количество жил в кабеле, сече- ние и длина линий связи. Количество рабочих жил в кабеле показывается в прямоугольнике.

Для контроля уровня и давления в выпарном аппарате применяются преобразователи Сапфир-22ДУ-ВН поз. 2а и Сап- фир-22ДИВ-2330 поз. 3а, которые подключены к вторичным приборам Диск-250-4221 поз. 2б и 3б, расположенным в щите

контроля и регулирования уровня и давления в выпарном аппарате.

На схеме внешних соединений ТГТУ 200503.012.Э5.КР показаны контрольные кабели КВВГ 5×1,5 с четырьмя мед- ными жилами и изоляцией из поливинилхлоридного пластиката, КВВГЭ 4×0,75 и АКВВГ 4×2,5 с четырьмя медными жи- лами и изоляцией из поливинилхлоридного пластика и пневматическая трубка ПнП 8×1,6.

5 РАСЧЕТ СТРУКТУРЫ И СОСТАВА СЛУЖБЫ КИПиА

Порядок расчета численности и квалификации обслуживающего персонала службы КИПиА показан в [4]. Для данной работы структура службы КИПиА показана на рис. 2.

График планово-предупредительных работ представлен в табл. 1.

НАЧАЛЬ

НИК

Бригадир Отделение

ремонта

Отделение

эксплуатации

1 электромеха- ник

III разряда

2 электроме- ханика

IV разряда

1 электроме-

ханик

III разряда

1 электроме-

ханик

IV разряда

1 электромеха- ник V разряда

1 электроме-

ханик

V разряда

1 электроме-

ханик

VI разряда

Рисунок 2 – Структура службы КИПиА

График ремонтных работ и поверок приборов и средств автоматизации составляется на один календарный год с разбив-

кой на кварталы. В верхней части клетки указывается вид работы, выполняемой в начале месяца, в нижней – в конце.

Рекомендуется поверку, текущий ремонт и капитальный ремонт обозначать соответственно буквами П, Тр, Кр.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе на основе технологического процесса разработана система автоматизированного контроля и управления технологических параметров процесса выпаривания раствора серной кислоты, разработана функциональная схема автоматизации процесса выпаривания на основе современных отечественных и зарубежных средств автоматизации, при этом разработана рабочая документация на щит контроля и управления процессом выпаривания, его схема внешних соединений и заказная спецификация на используемые приборы и средства автоматизации.

Для грамотной эксплуатации предлагаемой системы контроля и управления необходим коллектив служащих, числен- ность и квалификация которых в соответствии с нормами Гоструда рассчитаны и определены, при этом составлен график планово-предупредительных ремонтов и профилактических мероприятий.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1г, 2г Блок управления (автоматич. – руч.). Выходной аналоговый БУ 12 шт 4

3г, сигнал 0…5 мА. Изготовитель – Московский завод тепловой

4г автоматики

1д, 2д Преобразователь электропневматический аналогового ЭПП-М шт 4

3д, сигнала постоянного тока в унифицированный

4д пропорциональный пневмосигнал 20…100 кПа. Входной

сигнал 0…5мА.Изготовитель – Саранский

приборостроительный завод

1е, 2е Регулирующий пневматический клапан. Изготовитель - 25нж32нж шт 4

3е,4е Семеновский арматурный завод

Уровень в аппарате №2 -1м

2а Преобразователь измерительный уровня буйковый. Сапфир- шт 1

Диапазон Измерения 0…0,1 м. Выходной сигнал 0…5 мА. 22ДУ-ВН

Изготовитель– Московское ПО "Манометр"

Концентрация готового раствора – 94 %

4а Концентратомер бесконтактный низкочастотный. Выходной КНЧ-1М-2 шт 1

сигнал 0…5 мА. Пределы измерения 93 – 96 %.

Изготовитель– Барнаульское ОКБА НПО "Химавтоматика"

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: