Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по курсу «Системы управления

химико-технологическими процессами»

на тему «Мокрая очистка газов»

Выполнил: ст.гр. ТБ-08-01

З.А. Асадуллина

Проверил: профессор

М. Г. Ахмадеев

2012

Введение

Автоматизация - это внедрение технических средств, управляющих процессами без непосредственного участия человека. Разнообразие технических средств автоматизации, глубокое изучение процессов химической технологии, а также достаточно хорошо разработанная теория автоматического управления позволяют интенсивно проводить автоматизацию в химической промышленности.

Одной из основных задач автоматизации технологических процессов является повышение экономической эффективности производства. В ряде случаев само производство не может быть реализовано без его автоматизации. Существует значительное число процессов, интенсификация которых возможна лишь при ведении их в предаварийных режимах, что вызывает необходимость в процессе автоматизации таких производств решать совместные задачи автоматического управления и автоматической защиты.

Важнейшей предпосылкой автоматизации является отработанность технологии производства. Основными требованиями, которые предъявляет автоматизация к технологии, являются неразрывность технологической цепи в пределах автоматизируемого участка и целесообразное расположение оборудования, в соответствии с направлением движения материальных и энергетических протоков. Чем полнее соответствует процесс указанным требованиям, тем выше экономическая эффективность автоматизации.

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

1. Общие сведения о процессе

Мокрую очистку применяют для очистки газов от пыли и тумана. В качестве промывной жидкости обычно используют воду, реже - водные растворы соды, серной кислоты и других веществ.

Соприкосновение дисперсных систем с поверхностью жидкости происходит под действием силы, которая движет частицу. Такими силами может быть сила тяжести, сила инерции и турбулентные пульсации.

В качестве объекта управления рассмотрим форсуночную трубу Вентури, в которой жидкость под небольшим давлением подается через распылитель, установленный параллельно газовому потоку, движущемуся с большой скоростью. Цель управления данного процесса аналогична цели управления процессом фильтрования газовых систем.

Труба Вентури в системе газоочистки устанавливается по направлению потока вслед за скруббером Вентури. Принцип действия этих аппаратов основывается на интенсивном дроблении газовым потоком, движущимся с большой скоростью ( обычно около 60…150 м/с, но может доходить и до 430 м/с), орошаемой жидкости. Осаждению частичек пыли на капель.

2. Описание схемы процесса мокрой очистки газов

Исходные данные:

Fг=150±1.0 м3/час; Dy=100 мм; P= 10000 Па; Р=0.16±0.004 МПа;

среда агрессивная; Fж=30±0.6 м3/с; Dy=50 мм; P= 6300 Па; Р=1±0.05 МПа; среда не агрессивная; Р1=0.20.005 МПа; Р2=0.1±0.001 МПа; T=50 C0 1

Рис. 1. Схема автоматизации мокрой очистки готов:

I - корпус трубы Вентури; 2 - форсунки; 3 - регулируемая горловина

Движение газового потока в трубе Вентури можно представить как движение газа через слой капель жидкости со скоростью, равной относительной скорости фаз. Из этого следует, что конечная концентрация пыли будет зависеть, во-первых, от числа и размера капель, определяющих качество «фильтра», и, во-вторых, от количества газа, движущегося через «фильтр», т.е. от расхода газа.

Жидкость дробится на капли в трубе Вентури дважды: на крупные - при истечении жидкости из форсунки на более мелкие - под действием энергии газового потока. Конечный размер капель и их число определяются обоими процессами.

3. Анализ технологического процесса как объекта управления и выбор параметров регулирования, контроля, сигнализации и противоаварийной защиты

Основной регулируемой величиной пылеочистительной установки является давление, так как именно перепад давления на трубе является движущей силой процесса перемещения газа, поэтому его стабилизация обеспечивает не только качественную дисперсность распыла, но и постоянство расхода газа - второго режимного параметра процесса мокрой очистки, определяющий показатель эффективности.

Регулирующее воздействие осуществляется путем изменения расхода . Расход требуется знать также для подсчета технико-экономических показателей процесса.

В качестве контролируемых величин следует принимать расходы газа и жидкости, их конечные и начальные температуры, давления. Знание текущих значений этих параметров необходимо для нормального пуска, наладки и эксплуатации процесса.

Сигнализации подлежат давления Р1 и Р2 газа на входе в трубу и после выхода из нее.

3.1 Выбор регулируемых параметров

Как регулируемый параметр выбираем наиболее важный технологический показатель эффективности процесса и его отдельных операций - давление продукта перед входом в трубу и после выхода из нее, расход газа и давление жидкости перед входом в трубу .

3.2 Выбор контролируемых параметров

В качестве контролируемых параметров выбираем регулируемые параметры- это расход и давление продукта, давление жидкости , а также с целью получения максимальной информации о технологическом процессе выбираем следующие параметры:

-температура газа на очистку, поскольку знание этого параметра обеспечит нормальное протекание технологического процесса;

-расход жидкости на входе в трубу ,так как он определяет средний диаметр капель после форсунки , а следовательно и качество «фильтра»;

3.3 Выбор сигнализируемых параметров

-перепад давления продукта - выбирается как сигнализируемый параметр, поскольку отклонение ее от требуемого значения приведет к нарушению режима в последующих аппаратов и возникновению аварийных ситуаций.

3.4 Выбор параметров защиты и блокировки

В схеме предусмотрена защита и блокировка при резком падении расхода продукта на входе в трубу, так как это может послужить причиной выхода из строя объекта управления, устройство защиты в этом случае перекрывает линию подачи газа или жидкости на очистку.

4. Выбор и обоснование средств контроля и регулирования

При выборе приборов контроля и регулирования руководствуются следующими положениями:

1) приборы должны обеспечивать необходимую точность измерения, быть достаточно чувствительными и надежными в работе;

2) показывающие приборы должны иметь наглядную шкалу и указатель. Самопишущие приборы должны регулировать показания в виде четкой, хорошо различимой кривой;

3) местные приборы должны иметь место расположения, легко доступное для наблюдения за показаниями;

4) погрешность не должна выходить за допустимые пределы при изменении внешних условий окружающей среды;

5) защитные трубки ртутных термометров и термопреобразователей должны быть достаточно прочными, рассчитанными на данные условия работы;

6) диафрагмы и дифманометры должны иметь камеры, фланцы которых также рассчитаны на данные условия;

7) к измерительным и регулирующим приборам должны предъявляться требования по взрыво- и пожароопасности.

При выборе приборов контроля и регулирования должны учитываться свойства объектов регулирования и технологических потоков, чтобы системы регулирования были устойчивыми, и процесс регулирования протекал качественно, без больших отклонений регулируемой величины от заданного значения.

5. Выбор технических средств автоматизации

5.1 Выбор датчиков давления

1) Рг=0.16±0.004 МПа; среда агрессивная; Т=50°1.

Рабочее (номинальное) давление составляет Рраб=0.16 МПа, допустимая погрешность ДР ±0.004МПа, температура измеряемой среды Т=50°С, измеряемая среда агрессивная.

По каталогу Метран [6,с.93] выбираем первичный преобразователь коррозионностойкий датчик давления Метран-49 для измерения разности давления (Метран 49-ДД).

Предел измерения определяем по правилу 2/3 шкалы.

Значение верхнего предела измерения составляет Рв.?0.16* 3/2=0.24 МПа.

С учетом предела измерения 0.24 МПа выбираем модель 9440 (Метран 49-ДД-9440). А из ряда верхних пределов измерения (табл. 3) выбираем Рв= 0.25МПа, ближайший к 0.24 МПа.

Из табл.4 выбираем код исполнения МП1 с выходным сигналом 4-20mA. Таким образом давлению 0МПа будет соответствовать сигнал на выходе преобразователя 4mA, а давлению 0.25 МПа -ток 20 mA.

Оценим требуемую относительную погрешность измерения д.

Для заданной абсолютной погрешности измерения ДР=±0.004МПа и верхнего предела измерения Рв= 0.25 МПа находим относительную погрешность д%=0.004/0.25*100%=1.6%

Оценку и выбор максимальной приведенной допускаемой погрешности г (класса точности) выбранного преобразователя (Метран 49-ДД-9440) производим по табл. 3 [6,c.94]. Она не должна превышать 1,6% и должна иметь определенный «запас» по точности.

Для выбранного верхнего предела измерения Рв=0.25 МПа и максимального верхнего предела Рмах=0,63 МПа для модели 9440 (6,табл.1) проверяем выполнение условия (6,табл. 5): Рмах ? Рв ? Рмах /6

Подставляя значения Рв и Рмах убеждаемся, что условие выполняется 0.63 ? 0.25 ? 0.10 (МПа)

Выбираем преобразователь с кодом 015, что соответствует г =0.2% и меньше д=1.6%.

Важным параметром является температура измеряемой среды. Отклонение температуры от рабочих значений приводит к дополнительной погрешности измерений. Температура измеряемой среды не должна превышать допускаемой температуры окружающего воздуха, но не превышать 50°С и зависит от климатического исполнения датчика. Для наших районов выбираем исполнение У2.

В данном случае Т=50°C поправка не требуется.

Таким образом, выбран датчик Метран 49-ДД-9440 с учетом того, что он измеряет избыточное давление в требуемом диапазоне, вырабатывает унифицированный выходной сигнал 4-20мА, и коррозионноустойчив в условиях агрессивной среды.

2) Рж=1±0.05 МПа; среда не агрессивная;

Рабочее (номинальное) давление составляет Рраб=1 МПа, допустимая погрешность ДР ±0.01МПа, температура измеряемой среды Т=80°С, измеряемая среда агрессивная.

По каталогу Метран [6,с.39] выбираем первичный преобразователь датчик давления Метран 100 для измерения избыточного давления (Метран 100-ДИ).

Предел измерения определяем по правилу 2/3 шкалы.

Значение верхнего предела измерения составляет Рв.?1* 3/2=1.5 МПа.

С учетом предела измерения 1.5МПа выбираем модель 1152 (Метран 100-ДИ-1152). А из ряда верхних пределов измерения табл.1 [1,с.39] выбираем Рв= 1.6МПа, ближайший к 1.5 МПа.

Из табл.2 [1,с.41] выбираем код исполнения МП1 с выходным сигналом

4-20mA. Таким образом давлению 0МПа будет соответствовать сигнал на выходе преобразователя 4mA, а давлению 1.6 МПа -ток 20 mA.

Оценим требуемую относительную погрешность измерения д.

Для заданной абсолютной погрешности измерения ДР=±0.05МПа и верхнего предела измерения Рв= 1.6 МПа находим относительную погрешность д%=0.05/1.6*100%=3.125%

Оценку и выбор максимальной приведенной допускаемой погрешности г (класса точности) выбранного преобразователя (Метран 100-ДИ-1152) производим по табл. 3 [1,c.41]. Она не должна превышать 3.125% и должна иметь определенный «запас» по точности.

Для выбранного верхнего предела измерения Рв=1.6 МПа и максимального верхнего предела Рмах=2.5 МПа для модели 1152 (6,табл.1) проверяем выполнение условия (6,табл. 3): Рмах ? Рв ? Рмах /10

Подставляя значения Рв и Рмах убеждаемся, что условие выполняется 2.5 ? 1.6 ? 0.25 (МПа)

Таким образом, можно выбрать любое из трех значений г: 0.1, 0.15, 0.25% (табл. 3). Выбираем преобразователь с кодом 010, что соответствует г =0.1% и меньше д=3.125%.

Важным параметром является температура измеряемой среды. Отклонение температуры от рабочих значений приводит к дополнительной погрешности измерений. Температура измеряемой среды не должна превышать допускаемой температуры окружающего воздуха, но не превышать 120°С и зависит от климатического исполнения датчика. Для наших районов выбираем исполнение У2.

Т.к температура окружающей среды отличатся от температуры измеряемой среды, то требуется дополнительная поправка.

Для преобразователя с кодом О10 по таблице 6 (1,с.43) определим дополнительную погрешность:

=

=

Суммарная погрешность составляет (0.1+0.1125)%= 0.2225%,что меньше допустимой (д=0.3125%)

Таким образом для измерения избыточного давления в трубопроводе используется интеллектуальный датчик Метран 100-ДИ-1152 с унифицированным выходным сигналом 4-20мА, предел измерений от 0 до 1.6 МПа.

5.2 Выбор датчиков расхода

1) Fг= 150±1.0 м3/час; Dу=100 мм; ДР=10000 МПа; Р=0.16 МПа; среда агрессивная; Т=50°C

Учитывая все необходимые параметры (диаметр трубопровода, характеристики измеряемой среды, номинальный расход, давление, температура) осуществим выбор первичного преобразователя.

По каталогу Метран[6,с.261] выбираем первичный преобразователь-диафрагма камерная, устанавливаемая во фланцах трубопровода.

- диаметр трубопровода- 100мм;

- измеряемая среда - агрессивная;

-номинальный расход по правилу 2/3 шкалы составит:

Fг=150*3/2=225 м3/час, относительная погрешность при этом равна 1,0/225*100=0,44%;

-давление по правилу 2/3 шкалы составит:

Р=0.16*3/2=0.24МПа( до 0.6); ;

- температура Т=50°C

Таким образом выбираем диафрагму ДКС 0.6-1000

Расход, как функция перепада давления измеряется измерительным преобразователем разности давлении. Осуществим его выбор, учитывая все вышеописанные параметры. В данном случае перепад давления равен ДР=0.01 МПа, с учетом правила 2/3 шкалы , он составит ДР=0.15 МПа. Таким образом, по каталогу Метран [6,с.94] выбираем Метран-49-ДД-Вн-9440 коррозионностойкий, выходной сигнал 4-20 мА, приведенная погрешность г=0,2%, код исполнения МП-1, климатическое исполнение У2.

2) Fж.= 30±0.6 м3/час; Dу=50 мм; ДР=0.0063 Па; Р=1±0.05МПа; среда не агрессивная.

Учитывая все необходимые параметры (диаметр трубопровода, характеристики измеряемой среды, номинальный расход, давление, температура) осуществим выбор первичного преобразователя.

По каталогу Метран [6,с.261] выбираем первичный преобразователь-диафрагма камерная, устанавливаемая во фланцах трубопровода.

- диаметр трубопровода- 50мм;

- измеряемая среда - не агрессивная;

-номинальный расход по правилу 2/3 шкалы составит:

Fж.=30*3/2=45 м3/час, допустимая погрешность при этом равна 0,6/45*100=1,333%;

-давление по правилу 2/3 шкалы составит:

Р=1*3/2=1.5МПа ( свыше 0.6 до 10МПа);

Таким образом, выбираем диафрагму ДКС 10-50

Осуществим выбор датчика перепада давления, учитывая все вышеописанные параметры. В данном случае перепад давления равен ДР=0.0063 МПа,с учетом правила 2/3 шкалы , он составит ДР=0.00945 МПа. Таким образом, по каталогу Метран [6,с.40] выбираем Метран-100-ДД-1422(АС) с верхним пределом измерения 0.01 МПа и максимальным верхним пределом Рмах=0.063 МПа.

Для определения допускаемой погрешности прибора проверяем выполнение условия (6,табл. 3): Рмах ? Рв ? Рмах /10

0.063 ? 0.01 ? 0.0063 (МПа)

Условие выполняется, значит предел основной допускаемой погрешности 0.1%, что меньше допустимой 1.333%

Таким образом, выбран датчик Метран-100-ДД-1422(АС)с унифицированным токовым выходным сигналом от 4 …. 20 мА.

Код исполнения МП-1, климатическое исполнение У2 .

5.3 Выбор датчиков температуры

Т=50±1°С; среда агрессивная

Выбираем первичный преобразователь термопреобразователь сопротивления с унифицированным выходным сигналом- ТCМУ Метран -274 -Ex [7,c.51] исполнение для агресивных сред, пределы измерения от 0 до 150оС, выходной сигнал 4-20 мА.

Оценим требуемую относительную погрешность измерения д.

Для заданной абсолютной погрешности измерения ДТ=±1°С и согласно правилу 2/3 (Т=50*3/2=75°С) находим относительную погрешность д%=1/75*100%=1.33%

Как видно, требования к точности измерения не высоки. Оценку и выбор максимальной приведенной допускаемой погрешности г ( класса точности) выбранного термопреобразователя Метран -274 -Ex производим по табл.1 [6,c.52].Она не должна превышать 1.33% и должна иметь определенный «запас» по точности. Таким образом предел допускаемой основной приведенной погрешности составит 0.5%.

6. Станция управления и сбора данных CX 2000

В качестве регулятора используется станция управлении и сбора данных CX 2000[5, с.34], которая является новым поколением многоканальных безбумажных электронных самописцев. Станция CX обеспечивает как контроль процесса, используя внутренние ПИД-контуры и/или внешние контроллеры, так и регистрацию событий процесса на внутренний/внешний носитель в реальном времени. Станцию CX легко подключить к ЛВС или сети Интернет через встроенный порт Ethernet и связать ваш ПК с «внешним» миром с помощью функций web-сервера, электронной почты, FTP-сервера или FTP-клиента. Кроме того, CX 2000 может передавать и получать информацию по протоколу и Modbus.

Возможны три разных режима управления: одноконтурный, каскадный и с переключением двух ходов. Есть функция автоподстройки для параметров ПИД-регулирования и функции подавления перерегулирования Super. Возможно простое подключение внешних контроллеров серии Green компании Иокогава (до 16 устройств). Прилагаемое программное обеспечение DAQSTANDART позволяет конвертировать записанные данные в любой стандартный формат. Дисплей станции и программное обеспечение русифицированы.

Основные характеристики:

· число входных каналов измерения: 6,10,20;

· тип входа:

- напряжение: 20мВ/60 мВ/200 мВ/2 В/6 В/20 В/50 В;

- термопара 15 типов, включая ХК;

- терморесопротивление: Pt100,Jpt100,Cu100, Cu50. (по ГОСТ)

- дискретный сигнал по уровню напряжения.

· ПИД-регуляторы (встроенные):

- количество контуров: 2,4,6;

- интервал управления 250, 500, 1000 мс;

· Пределы измерения конфигурируются с клавиатуры или через компьютер;

· Выход реле сигнализации: 4,6 точек;

· Питание датчиков: 24 В постоянного тока

· Встроенные математические функции( до 30 каналов вычислений, арифметические, логические и дифференциальные математические функции)

· Цветной жидкокристаллический дисплей- активная TFT матриц

-широкий набор вариантов отображения данных

· Питание датчиков: 24В пост. Тока

· Напряжение питания:-100…110В/200…220В перем. тока или 24 В пост. тока

Рисунок 2. Станция управления и сбора данных СХ 2000

6.1 Станция сбора данных DX200

Станция сбора данных DX200 - это новейшая разработка Yokogawa Electric Corporation[5, стр 35]. Представляют собой многоканальные безбумажные видеографические самописцы, которые отображают на цветном ЖК дисплее измеренные данные в режиме реального времени и записывают их внешний носитель. Станции предназначены для сбора, обработки больших объемов данных, их архивации и работы в сетях Ethernet и RS-485/ 232. Это позволяет просматривать данные в реальном времени, используя Internet Explorer, сохранять данные на внешнем носителе или на компьютере FTP протоколу, производить рассылку электронной почтой e-mail по какому-либо событию. Станция позволяет принимать или обрабатывать данные с прибора, поддерживающих протокол MODBUS. Отличительной способностью станции является возможность расширения количества измерительных входов с помощью внешних модулей на базе системы сбора данных MW100. Возможно расширение до 348 входных каналов.

Универсальные входные каналы могут быть запрограммированы на измерение постоянного напряжения, сопротивления, температуры (через термопару или терморезистор), а также на дискретный сигнал. Прилагаемое программное обеспечение позволяет конвертироватьзаписанные данныев любой стандартный формат.

Основные характеристики:

· Число входных каналов: 2,4,6,8,10,12,20,30,40,48;

· Входные сигналы

- напряжение 20мВ/60 мВ/200мВ/2В/6В/20В/50В;

-ток (через шунтирующее сопротивление)

-термопара (12 типов)

-терморезистор (Pt100,Cu10,Cu25)

-дискретный сигнал

-импульсный источник

· Пределы измерения конфигурируются с клавиатуры или через компьютер;

· Встроенные математические функции( до 30 каналов вычислений, арифметические, логические и дифференциальные математические функции)

· Выходные реле сигнализации:2,4,6,12,24 канала

· Выход 24В (питание датчиков):4,8 каналов

· Цветной жидкокристаллический дисплей- активная TFT матриц

-широкий набор вариантов отображения данных

· Объем памяти:

- Внутренняя память - 80 или 200 Мб

- Карта Compact Flash - до 2 Гб

· Отображение данных: отображение данных на ПК, используя только Internet Explorer

· Исполнение IP65

Рисунок 3. Станция сбора данных DХ 100

7. Дополнительное оборудование для клапанов

Дополнительное оборудование клапана - преобразователь ток/давление РК200 [9,с.46], предназначен для управления пневматическими клапанами, цилиндрами и другими исполнительными механизмами. Кроме того может быть использован как преобразователь сигналов в комбинированных пневмоэлектрических системах.

Преобразователь ток/давление РК200

Преоброзователь может поставляться с переключателем режима работы «автоматический/ручной», позволяющий перевести преоброзователь в режим ручного регулирования пневматического сигнала.

- Входные сигналы

4…20 мА; 10…50 мА.

- Выходные сигналы

20…100 кПа;

40…200 к Па.

- Линейность

±0.2% шкалы

- Гистерезис

±0.2% шкалы

- Воспроизводимость

±0.1% шкалы

- Регулировка нуля и шкалы

- нуля: ±10% диапазона;

- шкалы: ±100..125% диапазона;

- Потеря напряжения

Мах 6 В.

- Давление подводимого воздуха

- при вых. Сигнале 20…100 кПа: 140 кПа;

- при вых. Сигнале 40…200 кПа: 240 к Па.

- Параметры окружающей среды

- температура: -40…800С;

- влажность: 5…100%.

- Монтаж

На трубу2.

8. Исполнительные устройства

По каталогу «Клапаны с пневмоприводом» [10, с.4] выбираем регулирующий клапан серии КМР с пневмоприводом мембранного типа (МИМ). Для лини газа с условным проходом Dу=100 мм. Клапан выбираем с учетом исходных данных. Он рассчитан на условное давление до 4 МПа и имеет диапазон температур регулируемой среды от -40оС до +450оС. Выбираем нормально закрытые клапана НЗ так как в случае возникновения аварийной ситуации установка выключается и линия теплоносителя перекрывается.

Клапаны регулирующие КМР

Клапаны малогабаритные регулирующие КМР являются новой серией кованых клапанов, предназначенных для автоматического регулирования расхода и перекрытия жидких и газообразных сред. Клапаны изготавливаются с условным проходом 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200 мм с условной пропускной способностью от 0,006 до 400 на условное давление 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10,0 и 16,0 МПа.

Конструкция клапанов КМР, КМО, КМРО превосходят основные типы устаревших клапанов по ряду показателей:

· точности и плавности регулирования;

· отсутствию перепада давления на направляющей втулке;

· повышенному значению допустимого перепада давления;

· высокой устойчивостью к загрязненных средам;

· антишумовым и антикавитационным характеристикам;

· возможностью монтажа клапана в любом положении относительно вертикали;

· устойчивостью к автоколебаниям;

· плавному приращению расхода при начальных значениях хода штока клапана;

· увеличенному ресурсу клапана;

· расширенному диапазону регулирования

Клеточно-плунжерные регулирующие клапаны КМР имеют широкий набор конструктивных исполнений дроссельных пар с расширенным рядом условных пропускных способностей клапанов, включая микрорасходы.

Клапаны используются как для нейтральных сред, так и для химически активных сред.

Клапаны КМР принципиально отличаются от классических клеточных клеточно-плунжерных - плунжерное), так и устойчивостью к загрязненным средам. Отсутствие дросселирующих отверстий во втулке обеспечивает невозможность их засорения, а направляющая, выведенная из потока, обеспечивает высокую герметичность при хорошей соосности плунжера и седла клапана.

Управление регулирующих клапанов осуществляется с помощью позиционера или электропневмопреобразователя с входным аналоговым сигналом 4-20 mA (0-5mA) или HART, Profibus и другими протоколами. Для питания привода клапана необходимо давление не менее 2-2,5 атм. с учетом позиционера и потерь на фильтре-редукторе. Все комплектующие регулируются совместно с клапаном и поставляются установленными на клапан.

Таблица 1. Технические характеристики клапанов КМР, КМО, КМРО

Условное давление Ру, МПа	1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10,0; 16,0
Условный проход, мм	10; 15; 20; 25; 32; 40; 50; 65; 80; 100; 125; 150; 200
Пропускная характеристика	равнопроцентная, линейная; расширенный диапазон регулирования
Диапазон температур регулируемой среды	-40/-60... + 225°С, -40/-60... + 450°С, -40/... +500/550/600/650°С, -90/-200... + 225°С,
Диапазон температур окружающей среды	-40/-50/-60… + 70°С,
Исходные положения плунжера клапана	НО - нормально открытое; НЗ - нормально закрытое
Присоединительные размеры	фланцев по ГОСТ 12815 - 80 (ответные фланцы с шипом исполнение № 5 или другое по заказу) под приварку
Материал корпуса	сталь 20, углеродистые низкотемпературные стали, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, специальные сплавы;
Материал дроссельной	12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, спец.пары

9. Описание систем контроля, регулирования, cигнализации, защиты и блокировки

9.1 Контур контроля температуры

Температура поступающего на очистку газа определяется термопреобразователем ТСМУ Метран-274-Ex (поз. 1-1), выходной токовый сигнал (4…20 мА) которого поступает на станцию сбора данных DX-200 ( 1-2), который осуществляет отображение и регистрацию данных.

9.2 Контур контроля и регулирования расхода

Расход газа на очистку определется при помощи диафрагмы ДКС 0.6-1000 (поз. 2-1), расположенный на линии подачи газа на очистку. Расход, как функция перепада давления измеряется преобразователем разности давления c помощью коррозионноустойчивого датчика Метран-49-ДД-Вн-9440 (поз.2-2), который преобразует расход в перепад давления . Далее преобразованный аналоговый сигнал поступает на контроллер CX 2000 (поз. 2-3), который преобразует по ПИД-закону регулирования. Отработанный аналоговый сигнал поступает на преобразователь РК-200 (поз. 2-4), он преобразует сигнал давления в цифровой сигнал (от 0.02-0.01 МПа). Далее сигнал подается на регулирующий клапан КМР (поз. 2-5), расположенный на линии подачи газа на очистку.

Расход жидкости на очистку определяется при помощи диафрагмы ДСК 10-50 (поз. 3-1), расположенный на линии подачи жидкости в трубу. Этот перепад подается на датчик разности давления при помощи датчика Метран-100-ДД-1422 (АС) (поз. 3-2) и он преобразуется в унифицированный токовый сигнал (4-20 mА). Сигнал поступает на станцию сбора данных DX-200 (поз 3-3), который по формуле зависимости расхода от переноса давления на дифманометре определяет расход и таким образом происходит отображение расхода, его показание и регистрация.

9.3 Контур контроля и регулирования давления

Давление жидкости измеряется с помощью первичного преобразователя Метран-100-ДИ-1152 (поз. 4-1), предназначенный для не агрессивных сред. Далее преобразованный аналоговый сигнал (4-20 mA) поступает на контроллер CX 2000 (поз. 4-2), который преобразует по ПИД-закону регулирования. Отработанный аналоговый сигнал поступает на преобразователь РК-200 (поз. 4-3), он преобразует сигнал давления в цифровой сигнал (от 0.02-0.01 МПа). Далее сигнал подается на регулирующий клапан КМР (поз. 4-4), расположенный на линии подачи жидкости для очистки газа.

Перепад давление газа измеряется с помощью первичного преобразователя Метран-49-ДД-9440 (поз. 5-1), предназначенный для агрессивных сред, поэтому он коррозионноустойчивый. Далее преобразованный аналоговый сигнал (4-20 mA) поступает на контроллер CX 2000 (поз. 5-2), который преобразует по ПИД-закону регулирования. Отработанный аналоговый сигнал поступает на преобразователь РК-200 (поз. 5-3), он преобразует сигнал давления в цифровой сигнал (от 0.02-0.01 МПа). Далее сигнал подается на регулирующий клапан КМР (поз. 5-4), расположенный на линии подачи газа на очистку.

Таблица 2. Спецификация средств автоматизации

Позиция	Измеряемый параметр или хар-ка среды	Наименование и техническая характеристика	Марка	Количество
1-1	Температура 50±1.0 0С	Термопреобразователь с выходным сигналом 4…20мА, погрешность измерения 0,5%	ТСМУ Метран-274-Ex	1
2-1	Расход 150±1.0 м3/ч	Диафрагма камерная устанавливаемая во фланцах трубопровода Ду=100мм , Ру=0.24МПа	ДКС 0.6-100	1
3-1	Расход 30±0.6 м3/ч	Диафрагма камерная устанавливаемая во фланцах трубопровода Ду=50мм , Ру=1.5МПа	ДКС 10-50	1
4-1	Давление 1±0.05 МПа	Датчик давления с выходным сигналом 4…20мА, предел измерения 1.6МПа, погрешность измерения 0,1%	Метран-100-ДИ модель 1152	1
5-1	Перепад давления	Датчик перепада давления с выходным сигналом 4…20мА, предел измерения 0.25 МПа, погрешность измерения 0,2%	Метран-49-ДД модель 9440	1
2-2	Перепад давления	Датчик перепада давления с выходным сигналом 4…20мА, предел измерения 0.160 МПа, погрешность измерения 0,2%	Метран-49-ДД модель Вн-9440	1
3-2	Перепад давления	Датчик перепада давления с выходным сигналом 4…20мА, предел измерения 0.010МПа, погрешность измерения 0,1%	Метран-100-ДД модель 1422	1
1-2 3-3	Входной токовый унифицированный сигнал 4-20 мА	Вторичный прибор показывающий и регистрирующий, входной сигнал 4…20мА, погрешность 0,2% шкалы	DX-200	1
2-3 4-2 5-2	Входной токовый унифицированный сигнал 4-20 мА	Станция управлении и сбора данных, с входным сигналом 4…20мА, погрешность 0,5%	CX 2000	1
2-4 4-3 5-3	Входной токовый унифицированный сигнал 4-20 мА	Преобразователи ток-давление с входным сигналом 4…20мА и выходным сигналом 20…100кПа, погрешность 0,2%	РК200	3
2-5	Входной пневматический унифицированный сигнал 20-100 кПа	Регулирующии клапан Ду=100мм, Ру=0,24МПа	КМР	1
4-4	Входной пневматический унифицированный сигнал 20-100 кПа	Регулирующии клапан Ду=50мм, Ру=1,5МПа	КМР	1

Заключение

В данной курсовой работе был рассмотрен технологический процесс мокрой очистки газов в трубе Вентури.

Проведен анализ технологического процесса как объекта автоматизации, предложена функциональная схема автоматизации. Также были выбраны технические средства автоматизации на основе принятой системы контроля и регулирования, которые представлены в спецификации. В ходе работы были приобретены навыки чтения и составления простейших функциональных схем автоматизации.

газ очистка труба вентури

Список использованных источников

1. Автоматизация технологических процессов: методические указания к курсовому и дипломному проектированию / Составитель: Л.Г.Дадаян. - Уфа: Изд. УНИ, 1985.-22с.

2. Автоматизация технологических процессов. Обозначения (условные) приборов и средств автоматизации в схемах.ГОСТ 21.404-85.

3. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. М., 1985.

4. Кирюшин О.В. Управление техническими системами. Учебное пособие. Уфа: Изд. УГНТУ. 2005 г.-170с.

5. Каталог YOKOGAVA « Оборудование и системы управления» выпуск 2009г.-159с.

6. Тематический каталог. Датчики давления №1. Метран, 2011г.-270с.

7. Тематический каталог. Датчики температуры №2.Метран,2011г.-155с.

8. Тематический каталог. Расходомеры. Счетчики. №3. Метран,2011г.-243с.

9. Тематический каталог. Средства коммуникации. Функциональная аппаратура№6. Метран, 2011г.-183с.

10. Каталог «Клапаны с пневмоприводом», 2005г.-48с.

Размещено на Allbest.ru

...