4.10.Выбор оборудования и его расчет

Цель технологического расчета основных аппаратов – выбор их окончательной конструкции и определение основных характеристик. Для теплообменных аппаратов – это поверхность теплопередачи, для абсорбционных и ректификационных колонн – их диаметр и высота, для сушильных аппаратов – диаметр и длина, для контактных аппаратов – площадь поперечного сечения и высота слоя катализатора и т.д. При этом обязательно должны быть использованы данные, полученные при проведении теоретического анализа процесса.

Наряду с технологическим расчетом аппаратов обязательно производится прочностной расчет. В большинстве своем аппараты являются типовыми и подбираются согласно данным технологического расчета по соответствующим каталогам. Под прочностным расчетом понимают проверку толщины стенки аппарата, толщины крышки (затвора) и прочности болтовых соединений в наиболее опасных местах. В аппаратах, работающих под избыточным наружным давлением, проверяется только толщина их стенки.

При размещении аппаратов вне помещения выборочно производится проверка аппарата на ветровую нагрузку – устойчивость. Обычно проверяется наиболее высокий аппарат с большим лобовым сопротивлением.

Для тех аппаратов, у которых необходимо уменьшить потери тепла в окружающую среду, рассчитывается толщина тепловой изоляции.

Все механические расчеты и расчеты тепловой изоляции в обязательном порядке сопровождаются эскизами. Механические расчеты основных аппаратов могут следовать за технологическим расчетом каждого аппарата или могут быть вынесены в отдельный подраздел технологического расчета.

После технологического расчета основной аппаратуры производится подбор всего вспомогательного оборудования согласно технологической схеме. Такое оборудование как насосы, компрессоры, газодувки, вентиляторы, фильтры, дробильные машины, транспортеры, элеваторы, подбирается по их главным характеристикам с использованием каталогов.

Для дипломных работ, носящих исследовательский характер и связанных с разработкой процессов, не имеющих аналогов в промышленности, механическая часть может представлять собой выбор конструкционных материалов для предполагаемого к использованию оборудования.

4.11.Автоматизация

Работа дипломника по разделу «Автоматизация и аналитический контроль технологического процесса» разбивается на два основных этапа:

1. Принятие основных технических решений;

2. Выбор средств автоматизации, вычерчивание принципиальной схемы автоматизации и составление соответствующего раздела пояснительной записки.

На первом этапе, исходя из свойств объектов управления и требований технологии, необходимо для каждого аппарата решить следующие вопросы:

1. Какие переменные величины процессов нужно регулировать?

2. С помощью какого параметра необходимо управлять регулируемой величиной?

3. Какой должен быть закон действия регулятора?

4. Требуется ли многоконтурная система регулирования данной величины (комбинированная, каскадная)?

5. Какие переменные требуют автоматического контроля?

6. Требуется ли сигнализация при выходе из нормы контролируемой величины и автоматическая остановка процесса?

Нужно также принять решение о централизации технологического процесса (будет ли общий щит управления или щиты для отдельных аппаратов плюс общий щит).

При автоматизации непрерывных процессов автоматическое регулирование предусматривается для всех существенных параметров режима, которые подвергаются возмущающим воздействиям.

Контрольно-измерительные приборы ставятся:

1. В контурах регулирования, как датчики для контроля качества регулирования и настройки регуляторов.

2. Для контроля важнейших технологических параметров, которые не регулируются автоматически.

3. Для контроля за состоянием оборудования.

4. Для замера расчетных величин.

5. Для контроля параметров, от которых зависит пожаро- и взрывобезопасность и условия труда (наличие вредных паров в воздухе цеха и т.д.). Эти приборы часто выбирают сигнализирующими.

При выборе закона действия регулятора решения принимаются на основе качественной оценки динамических свойств объекта.

В химической технике в основном применяются пневматические регуляторы. Это связано, главным образом, с их взрыво- и пожаробезопасностью. В пожаро- и взрывобезопасных производствах можно пользоваться электрическими регуляторами.

После принятия вышеперечисленных принципиальных решений и согласования их с консультантом можно приступить ко второму этапу работы: выбору контрольно-измерительных приборов и средств регулирования и вычерчивания на технологической схеме принципиальной схемы автоматизации.

Средства контроля и автоматизации выбираются в основном по справочникам и каталогам. При выборе измерительных приборов особое внимание следует обратить на свойства контролируемой среды: ее агрессивность, температуру, давление, вязкость, присутствие взвешенных частиц и т.д.

Перечень контрольно-измерительных приборов представляется в виде таблицы, взятой из регламента (табл. 2).

Таблица 2- Средства автоматизации

Наименование стадий процесса, места измерения параметров или отбора проб	Контролируемый параметр	Частота и способ контроля	Нормы и технические показатели	Методы испытания и средство контроля	Требуемая точность измерения приборов	Кто контролирует
1	2	3	4	5	6	7

В заключении раздела студент по согласованию с консультантом может дать прогноз дальнейшего развития автоматизации рассмотренного в проекте технологического процесса. Общий объем раздела 10-15 страниц.

Более подробно требования к содержанию раздела изложены в методических указаниях по преддипломной практике и дипломному проектированию.