5.2 Типовые объекты и типовые схемы автоматизации

Все ХТП можно отнести в одну из групп типовых процессов:

1.Механические

2.Гидродинамические

3.тепловые

4.Массообменные

5.реакторные

6.Термодинамические

В основе каждой из групп лежат физико-химические закономерности, что предопределяет их св-ва как объектов управления. Благодаря этому возможна разработка типовых схем автоматизации объектов на основе детального изучения их св-в, однако одного технологического признака недостаточно для типизации, т.к. одинаковые процессы могут иметь различные аппаратурное оформление (сушка-кип. слой и барабанная). При разработке систем автоматизации сложных комплексов как отделения, цеха следует их делить на простые (типовые) объекты, для каждой из которых можно разработать типовую схему автоматизации.Схема автоматизации большинства типовых объектов представляют собой одноконтурные АСР число которых зависит от сложности объекта, кроме того применяют сложные АСР например двухконтурные (каскадные) и комбинированные АСР.

Наибольшее применение получили АСР следующих типовых процессов:

1.АСР гидродинамических процессов.В них входят АСР расхода жидких, газообразных, сыпучих материалов, АСР давления и уровня.

2.АСР тепловых процессов: АСР теплообменных аппаратов и АСР выпарных аппаратов.

3.АСР массообменных процессов:АСР абсорбции, ректификации, сушки и других процессов.

5.3 Аср гидрродинамических процессов

Вних входит АСР расхода жидких, газообразных, сыпучих, АСР уровня.

1)АСР расхода жидких, газообразных. Гл.задача подержание заданной производительности путем стабилизации материальных потоков. В данном АСР регулируемым является участок трубы

Объект соответствует безинерционному звену и выбор типа регулятора определяется заданными параметрами качества объекта.

2)АСР расхода сыпучих материалов. В этой АСР регулятор воздействует на механизм который перемещает регулирующий орган. По динамическим свойствам соответствует звену частичного запаздывания

3)Расход компонентов в определённом соотношении

1-основной поток стабилизируется системами регулирования, 2-оегулируется в определённом соотношении.

4) АСР давления. Осн.задача регулирование изменением расхода газа на входе в аппарат.

5) АСР уровня жидкости. Требования различны в зависимости в основном или в вспомогательном аппарате необходимо регулировать уровень. Основной –ур. в выпорном аппарате т.к от него зависит тепловой режим. Вспомогательный буферная ёмкость. Регулируют насосами переменной производительности и регул.клапанами или с помощью емкасных датчиков

5.4 Аср тепловых процессов

АСР теплообменных аппаратов

Наиболее применяемые здесь теплообменные процессы, передача тепла в котором осуществляется или путем смешивание холодного или нагретого патоков, или путем теплообмена через стенку в соответствующих аппаратах(теплообменниках).

Как объект регулирования теплообменные аппараты обладают высокой инерционностью запаздывания, а также датчики температуры обладающие ей же больше, чем соответствующие датчики расхода, давления, уровня.

Из теплообменных аппаратов наиболее используются кожухотрубчатые теплообменники типа труба трубе, изменение температуры в них осуществляется за счет передачи тепла через стенку от более к менее нагретым.

Основным способам регулирования температуры в них является способ обеспечение заданной температуры рабочего раствора( втор. потока) на выходе теплообменника путем изменения расхода потока( перв. потока).

Во многих производствах также надо регулировать температуру различных раекторах, смесителях, мешалках, и различные теплообменники: змеевиковые, тепловые рубашки.

АСР выпарных аппаратов

Выпаривание состоит из испарения части растворителя и увеличения концентрации упариваемого раствора. Выпарная установка состоит из следующих элементов: теплообменника, где исходный раствор подогревается до температуры кипения; сам выпарной аппарат; барометрический канденсатор.

Задача: стабилизировать материальные и тепловые потоки и получение упаренного раствора заданной концентрации.

Материальный баланс по упаренному раствору поддерживается за счет сохранения равенства между количеством растворенного вещества, поступившего с исходным раствором, и его количеством с выводимым раствором- с помощью АСР уровня.( поз.1), где регулятор воздействует на величину входного потока упаренного раствора. Заданная концентрация упаренного раствора на выходе выпарного аппарата(2) обеспечивается АСР концентрации(поз.2). При этом регулятор изменяет величину отходящего потока из аппарата, следовательно, изменяет время пребывания раствора в аппарате и, следовательно, его концентрацию.

Стабилизация теплового потока реализуется с помощъю АСР давления пара, поступающего в теплообменник 1 и выпарную камеру самого аппарата с помощью АСР давления.

Для стабилизации процесса выпаривания нужно также регулировать давление паров фракции в выпарном аппарате, что получает АСР давления 3, в котором регулятор воздействует на расход воды, поступающего в барометрический конденсатор.