2. Обґрунтування способів вимірювання, регулювання і сигналізації технологічних параметрів Обґрунтування способів вимірювання
В даному курсовому проекті вимірювання як таке входить в систему регулювання, самого процесу вимірювання (контролю) я не задіяв. Тобто, давачі вимірюють той чи інший параметр, видають це значення на своїх засобах виводу інформації (дисплеї, табло) і передають цей сигнал одночасно на регулятори. Розглянемо конкретно способи вимірювання по контурах регулювання.
1. Вимірювання витрати вапняного молока як одного із вхідних потоків
Так як вапняне молоко є матеріальний потік в рідкій фазі, для його вимірювання я використовую вимірювальний комплекс (систему) АКРОН-01 яка призначена для вимірювання витрати та кількості рідких потоків що мають звукопровідні властивості з низьким вмістом газоподібних включень в напірних трубопроводах. Вапняне молоко є простою рідиною без особливого вмісту газів, тому я вибираю такий метод вимірювання витрати. Принцип дії витратоміра полягає у вимірюванні різниці часу проходження ультразвукової хвилі по потоку і проти потоку, перерахунку її в миттєве значення витрати з подальшим інтегруванням.
Витратомір включає в себе первинний перетворювач і електронний блок БЕ-1, сполучені радіочастотним кабелем. Первинний перетворювач складається з двох ультразвукових випромінювачів і пристрою для їх кріплення на трубі. Первинний перетворювач встановлюється на прямолінійній ділянці трубопроводу на зовнішній поверхні, очищеній від бруду, фарби та іржі. Витратомір має рідкокристалічний дисплей, на який виводиться наступна інформація:
поточні значення вимірюваних величин:
- об'єму рідини що протікає
- миттєвого значення витрати
- швидкості потоку
- часу роботи
вміст архівів (за 30 діб, за 24 год.; перерви обліку);
індикація настройки акустичного каналу при монтажі;
Вихідний сигнал витратоміру 0-5, 0-20 або 4-20 мА постійного струму, що визначає прямо-пропорційну залежність від вимірюваної витрати. Діаметр умовного проходу трубопроводу: 40… 2000мм. Верхні межі діапазонів вимірюваної витрати: 0... 40 м3/год.
2. Вимірювання витрати миш’яковистого ангідриду як одного із вхідних потоків
За нормальних умов миш’яковистий ангідрид це порошковидна хімічні речовина, проте в даному технологічному процесі його змочують і він стає мокрим, від чого і походить назва «мокрий спосіб». Тому для того щоб вимірювати його витрату я використовую вимірювальну систему (установку) DensFlow фірми SWR Engineering.
Функціональні ознаки за якими я вибрав дану систему:
- ця вимірювальна система спеціально розроблена для вимірювання сипких речовин в густому потоці (розбавлених у воді порошків)
- використовує в роботі найновіші мікропроцесорні технології.
- робота заснована на спеціальному ємнісному контакті (взаємодії) електромагнітних хвиль у вимірювальній трубі що генерують однорідні електромагнітні поля
- частинки речовини, що знаходяться у вимірювальному полі, поглинають енергію електромагнітних хвиль, що приводить до виникнення сигналів. Ці сигнали оцінюються по частоті і амплітуді
- вимірювання швидкості руху речовини виконується за рахунок кореляції. Для цього використовують два ємнісні датчики, розміщені на фіксованих відстанях один від одного
- повна вимірювальна система складається із сенсора (вимірювальної трубки) і модуля обробки
- електронний блок розміщується на відстані не більше 300метрів від сенсора. Корпус підготовлений для 19’’ підвісної полички
Максимально довжина сенсорного кабелю не перевищувати 300метрів. Модуль обробки з’єднаний із сенсором 5-жильним екранованим кабелем.
Аналоговий вихід по витраті (крім витрати система вимірює густину та швидкість руху потоку): 0-4мА при максимально можливому 20мА; діапазон від 0 до 65 м3/год.; робоча температура: -20 до 120ºС; похибка каліброваного діапазону 2-5%; живлення 24В DС.
3. Вимірювання температури в реакторі та теплообмінній сорочці
Для вимірювання температури суміші в реакторі та температури в теплообмінній сорочці я використовую два одинакові термометри опору з уніфікованими вихідними сигналами типу ТСМУ 028. Основними умовами при виборі давача температури для мене було, це можливість застосування ТО для вимірювань у вибухонебезпечних зонах усіх класів та невелика верхня межа вимірювання. Діапазон вимірювання від -25 С до 125 С. Клас допуску В так як високої точності нам не потрібно, умовний тиск середовища 20 МПа, основна похибка не більше 0.7%. Значення температури перетворюється в сигнал постійного струму 4-20 мА.
Монтаж проводиться в нижній частині реактора під мішалкою, так щоб фіксувати температуру суміші майже на виході з реактора коли зонд ТО занурений в суміш що перемішується в реакторі. Монтаж ТО для вимірювання температури в охолоджувальній сорочці проводимо на верху сорочки при виході охолодженої (за рахунок віддачі тепла в реактор) води.
4. Вимірювання концентрації миш’яковистого ангідриду в пульпі
Для вимірювання концентрації
миш’яковистого ангідриду в кінцевому
продукті (пульпі арсеніту кальцію) я
вибрав індуктивний концентратомір
Kobold ACI-Z який призначений в основному
для виміру специфічної питомої провідності
в рідких матеріалах з випаданням в осад
ряду солей, в тому числі і миш’яковистих
солей. Якщо в кінцевому
розчині (пульпі) буде більше 5г/л
,
то регулятор повинен добавляти шляхом
відкриття регулювального органу
розраховану кількість вапняного молока.
Міра захисту в цього концентратоміра ІР65, що дуже добре в умовах контролю отруйного компоненту, вихідний сигнал постійного струму 4-20мА. Живиться напругою 22В. Монтаж концентратоміра проводиться зверху на трубу в горизонтальному положенні через корозостійку нержавіючу муфту з ущільнювачем.
5. Вимірювання рівня суміші в реакторі
Зважаючи на те, що в реакторі присутня мішалка, застосування рівнемірів із зондами було відкинуто і вибрано мною радарний рівнемір фірми Rosemount із конічною антеною що кріпиться зверху реактора (під кришку) антеною вниз.
Рівнемір належить до класу Rosemount 5400. В своєму складі він має антену типу 5401 (конічну). Перетворювач який приймає сигнал від антени живиться напругою постійного струму від 16 до 24В, і має струмовий вихідний сигнал 4-20мА. Монтаж проводиться через нержавіючу муфту із гумовим ущільнювачем.