Обоснование выбора приборов и средств автоматизации

Содержание

Введение. 5

1 Обоснование выбора приборов и средств автоматизации. 9

2 Техническая характеристика контроллера. 12

Заключение. 16

Список используемых источников. 17

Введение

В настоящее время в пищевой и химической промышленности широко применяются различные абсорбционные установки. Рассмотрим основные принципы автоматизации таких установок.

Схема работает следующим образом: через насадочный абсорбер 1 вентилятором 2 просасывается воздух, содержащий пары этилового спирта. Поглощение паров спирта осуществляется водой, охлаждаемой в теплообменнике 3 хладагентом, подаваемым из сборника 5 насосом 4. При прочих равных условиях с понижением температуры воды увеличивается степень поглощения паров спирта.

Объектом управления в данном процессе является абсорбционная установка.

Основные параметры, которые необходимо контролировать и регулировать:

1) концентрация жидкости на выходе 1 (расходом воды);

2) температура воды на входе.

Основные параметры, которые необходимо регистрировать:

1) расход воды;

2) концентрация жидкости на выходе абсорбера.

Основные параметры, которые необходимо измерять:

1) расход хладоагента;

2) концентрация жидкости на выходе абсорбера;

3) температура воды;

4) давление воды;

5) уровень в сборнике 5.

Основные параметры, которые необходимо сигнализировать в случае отклонения параметра от заданных значений:

1) уровень в сборнике 5;

2) давление воды.

Автоматическая блокировка:

1) отключение воды при отключении вентилятора;

2) отключение насоса 4 при снижении давления воды;

3) отключение насоса 4 при нижнеем уровне в сборнике 5.

Управление:

1) включение и отключение насоса;

2) включение и отключение вентилятора.

При разработке любой функциональной схемы автоматизации технологических процессов, необходимо учитывать возмущающие воздействия (например, отсутствие греющего пара, засорение и запор трубопроводов, различные аварийные режимы работы и др.). В таком случае контролируемые параметры целесообразно изменять в зависимости от этих параметров, т.е. использовать регулирование по возмущению. Благодаря использованию многоконтурных систем можно значительно улучшить качество регулирования теплообменника смешения и при наличии других возмущений.

Техническая характеристика оборудования, используемого в процессе автоматизации абсорбционной установки:

1) производительность линии 1 т/ч;

2) температура хладагента до теплообменника 2 °С;

3) температура хладагента после теплообменника 6 °С;

4) температура воды из сети до теплообменника 20 °С;

5) температура воды после теплообменника 10 °С.

Расчет диаметров трубопроводов можно определить по расходу продукта:

(1)

где W – скорость, м/с;

F – площадь поперечного сечения трубопровода, м²;

d – внутренний диаметр трубопровода, м.

Из формулы (1) получим:

(2)

При расчетах трубопроводов скорость движения (м/с) ориентированно может быть принята в следующих интервалах:

1) движение жидкости при подаче насосом – 1,5 – 2,5 м/с;

2) движении самотеком – 0,5 – 1,0 м/с;

3) для газов – 5 – 20 м/с;

4) для паров – 20 – 40 м/с;

определим расход воды и диаметр трубопровода для подачи воды в теплообменник 3.

Из технической характеристики массовый расход: G = 1 т/ч = 0,278 кг/с.

Тогда объемный расход:

(3)

где кг/м³ – плотность воды.

м³/с

Зная объемный расход воды из формулы (1) определим диаметр трубопровода:

м

где W = 0,8 м/с, т.к. вода в теплообменник подается самотеком.

Определим расход и диаметр трубопровода для подачи хладагента в теплообменник 3.

Запишем уравнение теплового баланса теплообменника:

(4)

где G – расход продуктов (жидкости), кг/с;

С – теплоемкость продуктов (жидкости), Дж/кг∙К;

t^к, t^н – конечная и начальная температуры продуктов соответственно.

Представляя значения в формулу (4) находим расход хладагента:

кг/с

Находим объемный расход хладагента по формуле (3):

м³/с

где кг/м³ – плотность воды.

Зная объемный расход хладагента определим диаметр трубопровода для его подачи по формуле (2):

м

где W = 2 м/с, т.к. хладагент в теплообменник подается насосом.

Обоснование выбора приборов и средств автоматизации

На листе 1 представлена функциональная схема автоматизации абсорбционной установки построенная на основе аналоговых приборов и средств автоматизации.

Схема работает следующим образом: через насадочный абсорбер 1 вентилятором 2 просасывается воздух, содержащий пары этилового спирта. Поглощение паров спирта осуществляется водой, охлаждаемой в теплообменнике 3 хладагентом, подаваемым из сборника 5 насосом 4. При прочих равных условиях с понижением температуры воды увеличивается степень поглощения паров спирта.

При выборе приборов и средств автоматизации необходимо руководствоваться общими рекомендациями и правилами.

Прежде всего функциональные схемы при их разработке должны строиться на базе серийно выпускаемых средств, которые используют унифицированные сигналы системы ГСП.

Также при выборе средств автоматизации необходимо учитывать характер технологического процесса, дальность передачи сигнала, условия пожаро- и взрывобезопасности, свойства и параметры сред и т.д.

Для регулирования концентрации жидкости на выходе абсорбционной установке 1 осуществляется путем изменения подачи воды в теплообменник: измерение концентрации осуществляется при помощи измерительного преобразователя концентрации ДКБ-1М (поз. 1а), сигнал с которого поступает на вторичный электрический прибор ФЩЛ (поз. 1б). Регулирование параметра происходит электрическим исполнительным механизмом МЭОК-2,5/16 (поз. 1г), которым управляет регулирующий блок Р 25 (поз. 1в).

Для регулирования температуры жидкости на входе из абсорбционной установки осуществляется путем изменения расхода хладоагента: измерение температуры осуществляется термометром сопротивления ТСМ- 0101 (поз. 2а), сигнал с которого поступает на электронный мост КСМ-4 (поз. 2б). регулирование параметра происходит электрическим исполнительным механизмом МЭОК-2,5/16 (поз. 2г), которым управляет регулирующий блок Р 25 (поз. 2в).

Для измерения и регистрации расхода воды применяется диафрагма камерная ДК6-50 (поз. 3а), которая создает перепад давления до и после сужения. Эту разность давления измеряет и передает вторичный прибор измерительный преобразователь давления Сапфир-22ДД (поз. 3б). В качестве вторичного прибора для показания и регистрации параметра применяется прибор А-502 (поз. 3в).

Для измерения и регистрации расхода хладоагента применяется диафрагма камерная ДК6-50 (поз. 4а), которая создает перепад давления до и после сужения. Эту разность давления измеряет и передает вторичный прибор измерительный преобразователь давления Сапфир-22ДД (поз. 4б). В качестве вторичного прибора для показания и регистрации параметра применяется прибор А-502 (поз. 4в).

Для измерения температуры воды применяется термометр сопротивления ТСМ-0101 (поз. 5а), сигнал с которого поступает на электронный мост КСМ-4 (поз. 5б).

Сигнализация и измерение уровня в сборнике 5 осуществляется при помощи буйкового уровнемера УБ-Э (поз. 6а). Сигнализация и блокировка электродвигателя насоса подачи хладагента в теплообменник осуществляется вторичным прибором А-542 (поз. 6б).

Сигнализация и измерение давления воды осуществляется определяется передающим датчиком давления Сапфир-22ДИ (поз. 7а). Показание и сигнализация контролируемого параметра давления при изменении его выше или ниже заданных пределов по технологическому регламенту осуществляется вторичным прибором А-542 (поз. 7б).

Для управления включением и отключением электродвигателей центробежного насоса 4 и вентилятора 2 применяются магнитные пускатели ПМРТ-69 (поз. 8б, 9б) и блок ручного управления с кнопками пуска и останова электродвигателей БРУ-21 (поз. 8а, 9а). Для отключения воды при отключении вентилятора применяется запорный вентиль ЗСВ (поз. 9в).

Все приборы и средства автоматизации представлены в спецификации.

Поиск по сайту: