Скачиваний:
31
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
1.27 Mб
Скачать

3.2Выбор схемы автоматизации откачки алюмината натрия NaAlO2 из реактора. Принцип работы схемы автоматизации для откачки NaAlO2

После того как все компоненты раствора поместили в реактор 15 обьемом V= 20 м 3, он перемешивается мешалкой в течении 10-15 мин., мешалку останавливают и раствор отстаивают в течении 20 часов. Осветленный раствор NaAlO2 при температуре 60-90 оС перекачивается насосом в емкость 912. Перекачка раствора алюмината натрия NaAlO2 контролируется датчиком давления. После перекачки линия продувается сжатым воздухом с целью удаления оставшегося раствора.

Рис.9 – Схема структурная автоматизации для откачки NaAlO2

Д – датчик, ОУ– обьект управления, Р*– реле, МП – магнитный пускатель, ЭД – электродвигатель, Н – насос, Хз – заданное значение, Хтз – текущее значение, ИМ – исполнительный механизм, КС – кнопочная станция, Р – регулятор,РО – регулирующий орган.

3.2.АВыбор оборудования для автоматизации, контроля и управления технологической операции откачки NaAlO2

  • Производим выбор насосов для откачки алюминта натрия NaAlO2 из реактора в емкость.

Схема откачки алюминта натрия NaAlO2 на рис.9

Исходные данные:

Dу = 100 мм – условный диаметр рабочего штуцера

V=20м3 – объем сборника

hMIN = 1м – минимальный уровень суспензии сборнике

hMAX = 0,25 м от в6ерха сборника – максимальный уровень

NaAlO2 = 720 г/дм3 – содержание NaAlO2 в суспензии

хов = 1000 кг/м3 – плотность хим. Очищенной воды

Ратм = 98,07 кПа – атмосферное давление

Р1 = 0,5 МПа – давление в системе откачки

Q = 19,8 м 3 – подача насоса

При выборе насоса учитывается три основных технических параметра: QH – подача насоса, м3/час; НН – напор, создаваемый насосом, м; NН – мощность насоса, кВт.

1.Определяем напор насоса

Напор насоса определяется по формуле:

+Z + hсопр, м (3.1)

Р1 = 0,5 МПа – давление на выходе трубопровода;

Р0 = Ратм = 98,07 кПа – давление, передаваемое насосом;

 - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3

 = хов + NaOH (3.2)

NaAlO2 = 720 г/дм3 – содержание NaAlO2 в суспензии

хов = 1000 кг/м3 – плотность хим. Очищенной воды

 = 1000+720 = 1720 кг/м3;

Z = 0 м – высота постановки насоса. Насос находится на одном уровне со сборником.

hсопр – потери напора на преодоление гидросопротивления во всасывающем трубопроводе

hсопр = hдл + hм, м (3.3)

где hдл – потери напора по длине, м

hдл = , м – формула Дарш-Вейебаха [6]. (3.4)

где f – коэффициент трения f =  = 64/Re - коэффициент Дарши (3.5)

Re – коэффициент Рейнольдса, Re = (Vd/) (3.6)

 - динамическая вязкость  = 1800 мкПа*с

V = == 4,43 м/с

Re =

f = 64/4233 = 0,015

l – длина трубопровода от сборника к насосу l = 2м

d = Dу = 0,1 м – диаметр трубопровода

hдл = 0,015*2/0,1*4,432/(2*9,81) = 0,3 м

hм – потери напора местные

hм = V2/2g, (3.7)

 - коэффициент местных сопротивлений  = 0,131013

hм = , м

hсопр = 0,3+0,127 = 0,427 м

Из выше перечисленных вычислений находим напор насоса

Н = (0,5*106 – 98,07*103)/(1720*9,81) + 0,427 = 24,3 м

Учитывая технологические, технические и экономические показатели, действительный напор выше на 1525% от расчетного, получим:

Нg = Hp + (0,150,25)Hp (3.8)

Нg = 24,3+0,25*24,3 = 30,375 м

Выбираем насос с напором Н = 31 м

  1. Определяем мощность насоса

Полезная мощность насоса определяется по формуле

Nпол = QHg, Вт (3.9)

где Q – подача насоса, Q = 19,8 м3/час

H – напор насоса, Н = 31 м

NaAlO2 - плотность суспензии,  = 1720 кг/м 3

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м2

Nпол = Вт 2,9 кВт

Действительная мощность насоса определяется по формуле

Nд = (3.10)

где  - КПД насоса,  = 0,85

NдР = 2,9/0,85  3,4 кВт

Учитывая пусковые характеристики и работу в аварийном режиме действительная мощность выше на 515% расчетной

NНД = NдР + (0,050,15)NдР (3.11)

NНД = 3,4+0,15*3,4= 4 кВт

Применяем насос с мощностью NН = 4кВт

Вывод: Так как по условию дан насос с подачей Q = 19,8 м 3 , то выбираем ближайший к этому насос. Из справочных материалов выбираем электронасосный агрегат центробежной химической марки Х 25-32-160Д с подачей – 25 м3/час; напором – 32 м; мощностью – 4кВт; частота вращения рабочего колеса около 3000 об/мин; примерными габаритами (ДхШхВ), мм – 960х420х340; массой (Н+Д), кг – 70+25. Насос этой марки относится к химическим насосам производства Свердловского и Катайского насосных заводов.

Условное обозначение насоса соответствует ГОСТ 10168.1-85 .

Насосы этого типа "Х" - центробежные, горизонтальные, консольные, одноступенчатые предназначены для перекачивания химически активных и нейтральных жидкостей плотностью не более 1850 кг/м3, содержащих твердые включения в количестве не более 0,1% по объему с размером частиц не более 0,2 мм, кинематическая вязкость до 30х10-6м2

  • Производим электрический расчет силового оборудования для насоса (выбор электродвигателя)

Исходя из того что мощности и частота вращения рабочих колес обоих насосов совпадают то относительно справочных данных применяем для второго насоса такой же трехфазный асинхронный короткозамкнутый двигатель марки А42-2М4У2 (чугунной оболочкой) или АЛ42-2М4У2 (алюминиевой оболочкой) – защищенные , Щ2 – с двумя щитовыми подшибниками со свободным концом вала: N = 4,5 кВт, скольжение s= 4.35%,

n = 3000 об/мин, ток статора I= 9.1 A при U = 380 В, КПД  = 85,5%, cos = 0,88.

Для двигателя второго насоса выбираем ту же элементную базу.