17

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.