Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
8. Автоматизація технологічн
Змн.
Лист
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
НУХТ 7.091703 031 ДППЗ
Розроб.
Буйвол О.В.
Перевір.
Маслова Л.А.
Керівник
Петриченко І.Б
Н. Контр.
Затверд.
Логвін В.М.
Автоматизація технологічних процесів
Літ.
Акрушів
10
0
ТЦММ – V - 2
их процесів
8.1 Розробка системи автоматизації процесу сушіння жому
Сучасний цукровий завод - це складний технологічний комплекс, який передбачає широке застосування автоматизованих систем управління, починаючи з приймання буряків, до отримання готового продукту - цукру.
Впровадження автоматичних систем управління технологічними процесами, зумовлюється багатьма факторами, а саме:
1. Підвищенням техніко-економічних показників.
2.Покращенням якості готової продукції.
3. Підвищенням виходу цукру.
4. Зменшенням витрат пари, вапна, води, палива.
5. Покращенням умов праці робітників.
Сучасні системи автоматизації розширюють функціональні можливості, які дають технічні засоби автоматизації.
8.2 Опис апаратурно-технологічної схеми об'єкта автоматизації (сушарки жому)
Одним із способів зберігання жому є його висушування.
Свіжий жом, одержаний у КДА, містить 92-93 % вологи і 7-8 % СР. Видалення такої кількості вологи, лише висушуванням жому, економічно невигідне, тому значну частину вологи віджимають за допомогою пресів до вмісту СР = 18-25 %. Сушіння віджатого жому виконують в жомосушильних апаратах за допомогою газів, що отримують в результаті спалення мазуту або природного газу
у топках, рідше використовують димові гази котлоагрегатів. Після сушіння
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
2
НУХТ 7.091703 031 ДППЗ
вміст СР=90%.
На Саливонківському цукровому заводі використовують жомосушильний апарат барабанного типу з окремою топкою, обладнаною газо-мазутною і газовою топкою, прямоточним рухом жому і димових газів
t = 800-900 °С.
Жомосушильний апарат представляє собою: горизонтальний барабан, який обертається. Діаметр барабану становить 2,4 - 4 м. Всередині барабану знаходяться хрестовині насадки для пересування жому, в процесі сушіння та кращого контакту з топ очними газами.
Одним кінцем барабан входить в нерухому камеру змішування, а іншим - у відвантажувальну камеру.
Свіжий жом, спресований до максимально можливого вмісту СР, зважують на стрічкових вагах, змішують з мелясою в шнековому змішувачі, подають до камери змішування, куди з камери згорання надходять топочні гази. Далі жом разом з топ очними газами прямотоком, за допомогою хрестовинних насадок переміщується, сушиться і переміщується до вивантажувальної камери.
Вентилятор подає в камеру згорання і змішування повітря. З вивантажувальної камери жом надходить в шнек, який подає його в елеватор. Останній направляє жом на ваги, де його зважують і направляють на склад.
Відпрацьовані димові гази звільняються в циклоні від дрібних і пилеподібних частинок сушеного жому, димососом виводяться в атмосферу.
Жом висушують до рівноважної вологості СР = 12 - 14 %, такий продукт добре зберігається. Пересушений жом, вологістю СР = 10 %, крихкий і погано брикетується. Якщо вміст вологи в жомі більше 14%, то його вважають браком, який не придатний до зберігання.
Сухий жом зберігають в жомових складах насипом, де регулярно контролюють температуру всередині насипу. При підвищенні температури до 40 - 50 °С проводять вентилювання складу, ворушать жом. А при підвищенні температури в окремих місцях до 70 °С цей жом швидко видаляють, оскільки можливе його загорання.
Вихід сушеного жому(% до м. буряків):
Bcj=Bcj*CPcj*(100-Ppr-Pc)*CPcj/100
де Ppr, Pc - нормовані втрати CP жому відповідно при пресуванні і сушінні жому, у % до м. СР жому.
Вміст СР у сушеному жомі приймають 88%, а втрати СР при сушінні 3%. Всередньому вихід сушеного жому складає 4.5-5% до м. буряків, а густина його вкладеного насипом 0.25 т/м3 .
Для зменшення об'єму і покращення умов зберігання сушений жом гранулюється або його брикетують пресуванням.
Сухий жом добре зберігається і брикетується якщо він висушений при дотримані технологічного регламенту:
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
3
НУХТ 7.091703 031 ДППЗ
Керованими параметрами є:
Керівними діяннями будуть:
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
4
НУХТ 7.091703 031 ДППЗ
Збурювальними будуть параметри:
1. Маса жому (Wж).
2. Температура жому (Тж).
3. Вологість жому, що входить в сушильний барабан (Мвх.ж.).
При технологічному регламенті на дільниці сушіння жому, необхідно автоматичні системи контролю, регулювання і управління.
Для таких параметрів:
- кількість жому в апараті,
- температура повітря, жому,
- тиск в топковій камері,
- частота обертів валу барабана,
- стан електроприладів,
- положення клапанів.
В цілому автоматизація дільниці повинна бути виконана на рівні локальної АСУТП. Конкретне завдання на розробку системи автоматизації наведено в (таблиці 8.2.).
Найбільш ефективною системою керування процесом сушіння жому є
регулювання подачі палива в топку по вологості сирого жому, що надходить в жомосушильний апарат.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
5
НУХТ 7.091703 031 ДППЗ
Через відсутність вологомірів використовують непрямий показник- температуру газів на виході з апарату, яка характеризує кількість вологи в сирому жомі та вході в барабан, і в сухому жомі на виході з барабану.
Гази проходять через барабан протягом декількох секунд і тому імпульс по температурі газів являється мало інерційним і придатним для створення системи управління подачею палива.
Автоматизація сушіння жому по вологості, навіть при наявності вологоміра важка, через велику інерційність об'єкта управління, оскільки сушіння триває 30 - 40 хв.
Отже, температура відпрацьованих газів, найбільш повно характеризує процес сушіння. Подача повітря на горіння палива і охолодження топки, здійснюється за допомогою системи управління і регулювання співвідношення паливо-повітря з коефіцієнтом надлишку повітря 3-3.5. Якщо жомосушіння обладнане окремим вентилятором для охолодження топки, то його продуктивність регулюється по температурі газів на виході з топки. В цьому випадку коефіцієнт надлишку повітря топки складає 2 – 2,2.
При роботі жомосушильного барабану з двома вентиляторами, одночасно подаючими повітря в топку, синхронізація їх роботи здійснюється по витраті повітря або положенню виконавчих механізмів, направляючих апаратів вентиляторів або за допомогою зв'язку.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
6
НУХТ 7.091703 031 ДППЗ
Технічні вимоги до системи автоматизації
Таблиця 8.1
|
Номер |
Машина, агрегат, апарат |
Параметр, місце відбору |
Допустимі значення параметрів |
Вид автоматизації. |
Характер контролю чи управління |
Додаткові вимоги |
|
1 |
Транспортер |
Маса жому |
220 кг/м3 |
Контроль, регулювання. |
Показання, управління |
Вплив і подача жому |
|
2 |
Трубопровід подачі палива |
Витрата палива |
60-70 м3/год |
Контроль, регулювання |
Реєстрація, співвідношення |
Вплив на подачу палива |
|
3 |
Трубопровід подачі повітря |
Коефіцієнт витрати повітря |
3-3.5 м3/год |
Контроль, регулювання |
Показання, управління |
Вплив на подачу повітря |
|
4 |
Топка |
Температура Тиск |
800-900 °С 1.5-2.5 мПа |
Контроль, регулювання Контроль, регулювання |
Показання Стабілізація, сигналізація безпеки |
Світлова |
|
5 |
Камера змішування |
Температура Розрідження |
800-900 °С 20-50 Па |
Контроль, регулювання Контроль, регулювання |
Показання, стабілізація, вплив на подачу повітря Показання |
Вплив на відбір димових газів |
|
6 |
Трубопровід відбору димових газів |
Температура Розрідження |
130-140 °С 20-50 Па |
Контроль, регулювання Контроль |
Показання, управління |
|
|
7 |
Сушильний барабан |
Тривалість перебування жому |
30-40 хв |
Регулювання |
Програма |
8.6. Опис схеми автоматизації
Схема автоматизації [68] відображає підхід до здійснення контролю, регулювання та управління. Автоматизоване управління технологічними процесами здійснюється з щита управління оператором-технологом.
На щиті зосереджені технічні засоби, які дозволяють здійснювати контроль, регулювати параметри, а також управляти процесом як автоматично, так оперативно.
Для управління передбачені системи автоблокування, дистанційного та програмно-логічного управління.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
7
НУХТ 7.091703 031 ДППЗ
Опис схеми автоматизації
В даній схемі автоматизації управління процесом сушіння жому, стабілізація температури в топці і димових газів, здійснюється приладом для вимірювання температури показувальний, реєструвальний 3б, встановлений на щиті. Регулятор 3б діє на подачу палива 3г. Ведучим параметром є маса жому, виміряна первинним вимірювачем маси продукту, встановлений за місцем 9а, 9б, а витрата палива виміряна діафрагмою 6 комплексні з вимірювачем різниці тиску 1б.
У випадку, якщо паливом є газ, то витрату вимірюють за допомогою стандартної діафрагми, якщо мазут - нестандартної діафрагми з конічним входом або сопла з профілем "чверть кола".
Температура димових газів, вимірюється термоелектричним перетворювачем 11а. Стабілізація співвідношення витрат палива і первинного повітря передбачає дію на подачу повітря, витрата якого встановлюється за допомогою регулятора співвідношення 2г, виконавчого механізму 2д, з'єднаного з направляючим апаратом вентилятора. Витрату повітря вимірюють за допомогою нестандартної діафрагми прямокутного перерізу 2а в комплекті з вимірювачем тисків або по імпульсу тиску і повітряходу. В останньому випадку вимоги до стабілізації розрідження в топці зростають.
Контроль температури в камері показуюється датчиком 10а і показується приладом 10б. Розрідження в камері змішування 2 досягається за допомогою диференційних тягомірів 4а, 5а, 6а, 8а, регулятора 4б, виконавчого механізму 4в. Регулюючим є органи такі як: втрати вентилятора вторинного повітря, димососи.
Жомосушильна установка обладнана засобами технологічного і теплового контролю: 2в, 7а, 8а, а також автоматикою безпеки, сигналізаторами: 5б, 7б, 8б.
В такому варіанті схеми автоматизації управління, технологічний режим жомосушильної камери регулюють з врахуванням фактичної витрати жому, тобто по навантаженню, коли при різних коливаннях, витрати жому важко витримати, а також важко витримати вологість сухого жому, в певних межах.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
8
НУХТ 7.091703 031 ДППЗ
Тому, якщо дозволяють умови виробництва, витрату жому на сушіння необхідно підтримувати постійно.
8.7. Обґрунтування системи технічних засобів автоматизації
Вибір засобів автоматизації зумовлений структурними і алгоритмічними особливостями, умовами роботи, вимогами до якості роботи системи.
Локальність системи, серійність та однорідність апаратури, невелика інерційність об'єкту, велика частота збурень, вологість та вибухонебезпечність приміщень, необхідність дистанційної передачі сигналів, високі вимоги до якості сигналу.
Внаслідок аналізу цих вихідних даних, недоліків сучасних систем технічних засобів для реалізації системи, вибрана електрична система засобів, з урахуванням її дистанційності, масової інертності, можливої автоматизації різних параметрів, простоти живлення.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
9
НУХТ 7.091703 031 ДППЗ
8.8 Специфікація на прилади і засоби автоматизації
Таблиця 8.2
|
№ |
№ |
Найменування і характеристика |
Тип приладу |
Кількість |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
1 |
la |
Діафрагма камерна нормальна Ду=100 мм. Шк. 0-100% |
ДМИ-Р |
1 |
|
2 |
1б |
Дифманометр з дифтрансформаторною передачею. Перепад тиску 1.5 кгс/см2 Клас точності 1.5 |
ДМИ-Р |
1 |
|
3 |
2a |
Діафрагма камерна, Ду=60 мм. Шк. 0-5 % |
ДМИ-Р |
1 |
|
4 |
26 |
Дифманометр з дифтрансформаторною передачею. Перепад тиску 1.5 кгс/см2 Клас точності 1.5 |
ДМИ-Р |
1 |
|
5 |
2в |
Індукційний витратомір, показуючий. Ду=60 мм. Шкала 0-100%. Кл. т. 0 |
5 РИМ |
1 |
|
6 |
2г |
Регулятор співвідношення 3 якісними характеристиками. Співвідношення від 1:1 до 10:1 |
ПРЗ.ЗЗ |
1 |
|
7 |
2д |
Регулювальний клапан Ду-50 мм |
HO-25 г 30 Нж. МП |
1 |
|
8 |
10а, 11а |
Термометр опору, мідний. Межі вимірювання 700-1000˚С. П50-градуювання |
TCM-5071 |
4 |
|
9 |
10б, 11б |
Логометр одно точковий показу вальний. Шкала 100- 1000 °С. Кл.т. 1.5 |
Л-64 |
2 |
|
10 |
4а, 5а, 6а. |
Вимірювальний перетворювач тиску з електричною дистанційною передачею. Межі вимірювання 0-5 кгс/см2. Кл т 0.5 |
"Сапфір" 22 Ді |
3 |
|
11 |
4б. |
Вторинний прилад. 3 вмонтованим регулятором, показуючий.Вхідний струм 0-5 мА. Шкала 0-5 кгс/см2. Кл.т. 0.5 |
КСУ-028 |
1 |
|
12 |
4в |
Регулювальний клапан. Ду=50 мм |
НО-25 г 30 Нж. МП |
1 |
|
13 |
5б,6б |
Індукційний витратомір з пневматичною дистанційною передачею. Ду=60 мм. Шк. 0-100%.Кл.т.0 |
5 РИМ |
2 |
|
14 |
7а |
Реле часу |
1 |
|
|
15 |
7б |
Прилад для керування за часовою програмою |
КЕП |
1 |
|
16 |
9a |
Первинний вимірювальний перетворювач для вимірювання маси продукту (ваги) |
1 |
|
|
17 |
96, 9в |
Прилад для вимірювання маси продукту показуючий з контактним пристроєм |
2 |
|
|
18 |
Hli-4 |
Сигнальні лампи |
4 |
|
|
19 |
3а |
Термопара ТХК. Межі вимірювання -50…+900˚C. Гр. ТХК. Клас точності 0,115 |
ТХК |
1 |
|
20 |
3б |
Вторинний регіструючий сигнальний прилад |
Диск 250 |
1 |
|
21 |
3в |
Блок ручного управління |
БУ-2 |
1 |
|
22 |
3г |
Електричний виконавчий механізм |
МЕОК |
1 |
|
23 |
7а, 7б |
Сигналізатор наявності полум’я з фотобарабаном |
ФСГ |
1 |
8.9 Висновок
Завдяки автоматизації процесу сушіння жому зменшуються затрати робочої сили, стабілізуються витрати пари і палива, суттєво покращуються умови праці.
Проведення автоматизації дає можливість робітникам з меншою кваліфікацією обслуговувати сушильні барабани.
Отже розвиток автоматики має велике значення для цукрової промисловості.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
10
НУХТ 7.091703 031 ДППЗ