Автоматизация барабанной прямоточной сушилки

ПозицияИзмеряемый параметрНаименование и техническая характеристикаМаркаКол-во6-1 3-1 7-1Температура барабана, отработанного сушильного агента, в смесительной камере, отработанного сушильного агентаМикропроцессорный термопреобразователь с выходным

Автоматизация барабанной прямоточной сушилки

Курсовой проект

Разное

Другие курсовые по предмету

Разное

Сдать работу со 100% гаранией

Содержание

 

1. Общие сведения о процессе

. Анализ процесса как объекта автоматизации

. Исходные данные

. Выбор и обоснование средств автоматизации

. Описание системы контроля и регулирования

. Спецификация средств автоматизации

Выводы

1. Общие сведения о процессе

 

Сушка - термодинамический, диффузионный процесс удаления жидкости из твёрдых материалов путём её испарения. Аппараты для осуществления процесса сушки называются сушилками.

Испарение жидкости из твёрдого материала может происходить при различных температурах, однако если парциальное давление паров жидкости в порах материала выше равновесного давления в окружающей среде, то для ускорения процесса сушки подводится тепло. В зависимости от способа подвода тепла для испарения жидкости и способа удаления образовавшихся паров различают следующие методы сушки:

газовая (конвективная) сушка, характеризующаяся непосредственным контактом высушиваемого материала с потоком нагретого газа (воздух, топочные газы, азот и т.п.), который сообщает тепло, одновременно поглощая и унося с собой образовавшиеся пары;

контактная (кондуктивная) сушка, при которой тепло сообщается высушиваемому материалу каким-либо теплоносителем , действующим через поверхность нагрева, чаще всего используется насыщенный водяной пар, который при этом конденсируется.

радиационная сушка, реализуемая путём передачи тепла инфракрасным излучением. Этот способ используют для высушивания тонколистных материалов и лаковых покрытий;

диэлектрическая сушка, при которой материал высушивается в поле тока высокой частоты. Такой способ применяется для сушки толстолистовых материалов, он позволяет регулировать температуру не только на его поверхности, но и в глубине материала;

сублимационная сушка, при которой влага из предварительно замороженного состояния, минуя жидкое, переходит в парообразное состояние. Процесс осуществляется в глубоком вакууме и низких температурах.

В процессах нефтегазопереработки наиболее часто приходится иметь дело с газовой сушкой влажных материалов нагретым воздухом или горячими дымовыми газами и контактной сушкой.

 

2. Анализ процесса как объекта автоматизации

 

В качестве объекта управления при автоматизации процесса сушки возьмем барабанную прямоточную сушилку, в которой сушильным агентом служат дымовые газы, получаемые в топке (рис. 1). Показателем эффективности процесса является влажность ωк материала, выходящего из сушилки, а целью управления - поддержание этого параметра на определенном уровне.

Влажность сухого материала определяется, с одной стороны, количеством влаги, поступающей с влажным материалом и зависит от расхода этого материала и его влажности ωн. А с другой - количеством влаги, удаляемой из него в процессе сушки.

Расход материала определяется производительностью сушилки, которая, как правило, должна быть постоянной. Для этой цели устанавливают автоматические дозаторы.

Влажность ωн зависит от технологического режима предыдущих процессов, а ее изменение является возмущающим воздействием.

Количество влаги W, которое поглощается сушильным агентом, определяется в основном поверхностью G контакта сушильного агента и материала, а также средней движущей силой Поверхность G зависит от толщины слоя материала и его гранулометрического состава. Толщина слоя определяется наличием материала в барабане. При постоянных расходе материала и скорости вращения барабана (в практике используют асинхронные двигатели с постоянным числом оборотов рабочего вала) она будет постоянна.

Гранулометрический состав определяется ходом предыдущих технологических процессов; с его изменением в объект вносятся возмущения.

Влажность ωк сухого материала зависит от температуры и разрежения в барабане сушилки. Разрежение легко стабилизируется изменением расхода отработанного сушильного агента, выводимого из сушилки.

Температура же определяется всеми начальными параметрами, а также интенсивностью испарения влаги из материала. Стабилизировать ее можно, в частности, изменением расхода или температуры сушильного агента. Необходимо отметить, что диапазон изменения последнего параметра существенно ограничен, что объясняется требованиями техники безопасности и возможностью разложения высушиваемою материала.

Влажность ωн измеряется влагомерами (используют кондуктометрические, оптические, радиационные, электротермические, комбинированные влагомеры), а регулирующее воздействие осуществляется изменением расхода сушильного агента.

Соответствие между расходами топлива и воздуха обеспечивается регулятором соотношения.

Температура сушильного агента на входе в барабан должна быть стабилизирована путем изменения расхода вторичного воздуха. Необходимо регулировать также расход влажного материала.

При управлении процессом сушки следует контролировать расход топлива, первичного и вторичного воздуха, влажного и сухого материала, температуру сушильного агента на входе в сушилку и на выходе из нее, температуру в сушилке, разрежение в смесительной камере.

При значительном отклонении показателя эффективности от заданного значения, опасном повышении температуры сушильного агента на входе в сушилку и остановке электродвигателя барабана должен быть подан сигнал обслуживающему персоналу. Кроме того, при остановке электродвигателя должна быть прекращена подача материала в сушилку.

 

Рисунок 1 - Схема автоматизации процесса сушки: 1-топка; 2-смесительная камера; 3-барабан; 4-бункер; 5-циклон; 6-вентилятop;7-автоматический дозатор; 8-электродвигатель барабана; NS-магнитный пускатель.

 

3. Исходные данные

 

. Расход топлива: Fт= 35±0.7 м3/час;

диаметр условного прохода трубопровода: Dy=50 мм;

перепад давления в трубопроводе: ∆P=0.45 МПа;

давление в трубопроводе: P=1,65±0.05 МПа;

среда: агрессивная.

. Расход первичного первичного воздуха: Fпв= 180± 3 м3/час;

диаметр условного прохода трубопровода: Dу=150 мм;

перепад давления в трубопроводе: ∆P=6300 Па;

давление в трубопроводе: P=0.10±0.01 МПа;

среда: не агрессивная.

. Расход вторичного воздуха: Fвв= 50± 0.9 м3/час;

диаметр условного прохода трубопровода: Dу=100 мм;

перепад давления в трубопроводе: ∆P=6300 Па;

давление в трубопроводе: P=0.10±0.01 МПа;

среда: не агрессивная.

. Давление в смесительной камере:P2= -50мм вод. ст;

давление в топке: Pт=9 *104Па;

температура в смесительной камере: Т2=800±10 ºС;

температура в барабане: Т3 =500±6ºС;

температура отработанного сушильного агента: То.с.а.=300±3ºС

влажность сухого материала: М=25%.

 

4. Выбор и обоснование средств автоматизации

 

Индикация и регистрация расхода вторичного воздуха

Погрешность средств автоматизации не должна превышать:

Шкала прибора=0,63*3/2=0,945 Мпа (Выберем шкалу 1 Мпа)

Допускаемая погрешность=0,005*100/0,1=0,5 %

-1 первичный преобразователь:

В качестве сужающего устройства выбираем камерную диафрагму ДКС, [1, с.161] работающую при условном давлении до 1 МПа. Диаметр условно го прохода трубопровода Dу=100 мм. ДКС-1-100.

-2 Перепад давления на диафрагме измеряется датчиком Метран 22- ДД-2420-АС-1-3Н-02-МП-У2-015-1 МПа-16-42 [1, с. 96] с верхним пределом измерений до 1 МПа и выходным унифицированным сигналом (4-20) мА. Допускаемая погрешность прибора γ=0,2%

вторичный прибор:

-3 Выбираем многоканальный регистратор Метран-900, предназначенный для сбора, обработки и регистрации информации, поступающих от датчиков с выходным унифицированным токовым сигналом 4-20 мА [2, с.92]. Допускаемая погрешность прибора 0,1%.

Общая погрешность приборов равна сумме всех погрешностей каждого прибора:

где δо - общая погрешность приборов;

δп - погрешность первичного прибора;

δр - погрешность регистратора;

Найдем погрешность относительную по заданию:

,

где - максимальное значение шкалы прибора.

Сделаем проверку, общая погрешность прибора должна быть меньше погрешности по заданию:

δо < δ

0,3% < 0,5%.

Условие выполняется, значит приборы выбраны верно.

Регулирование и контроль соотношения расходов топлива и первичного воздуха

Погрешность средств автоматизации не должна превышать:

для топлива:

Шкала прибора=0,45*3/2=0,675 Мпа (Выберем шкалу 0,63 Мпа)

Допускаемая погрешность=0,005*100/0,7=0,71 %

для первичного воздуха:

Погрешность средств автоматизации не должна превышать:

Шкала прибора=0,63*3/2=0,945 Мпа (Выберем шкалу 1 Мпа)

Допускаемая погрешность=0,005*100/0,1=0,5 %

первичный преобразователь:

-1, 1-2 В качестве сужающего устройства выбираем камерную диафрагму ДКС, [1, с.161] работающую при условном давлении до 0,6 МПа для топлива и до 1 МПа для первичного воздуха соответственно ДКС-06-50 для топлива и ДКС-1-150 для первичного воздуха.

-3, 1-4 Перепад давления на диафрагме измеряется датчиком Метран 22- ДД-2420-АС-1-3Н-02-МП-У2-015-1 МПа-16-42 и Метран 22- ДД-2420-АС-1-3Н-02-МП-У2-015-0,63 МПа-16-42 [1, с. 96] с верхним пределом измерений до 1 и 0,63 МПа соответственно и выходным унифицированным сигналом (4-20) мА. Допускаемая погрешность прибора γ=0,2%

-вторичный прибор:

-5 Выбираем многоканальный регистратор Метран-900 [2, с.92], предназначенный для сбора, обработки и регистрации информации, поступающих от датчиков с выходным унифицированным токовым сигналом 4-20 мА. Допускаемая пог

Похожие работы

1 2 3 > >>