СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Основная часть
1.1 Технологический процесс получения сернистого ангидрида при производстве серной кислоты
1.1.1 Таблица режимных и рецептурных параметров
1.1.2 Характеристики основного оборудования
2 Описание функциональной схемы автоматизации
3 Синтез и анализ автоматической системы регулирования температуры
3.1 Обзор и выбор методов измерения температуры сернистого ангидрида
3.2 Получение и математического описания объекта
4 Расчёт надёжности
5 Обоснование выбора средств автоматизации
Заключение
Список используемой литературы
ВВЕДЕНИЕ
Автоматизация – одна из ведущих отраслей науки и техники, развивается особенно динамично, она проникает во все сферы человеческой деятельности. Автоматизация качественно изменяет характер труда рабочих. В цехах с автоматизированным производством главной фигурой становится специалист новой формации – оператор, программист, рабочие других, ранее не существовавших профессий.
В течении ряда десятилетий под автоматикой подразумевалось прежде всего выполнение без участия человека, некоторых действий, однозначно связывающих причину и следствие.
Сущность современного этапа развития автоматизации можно было бы кратко охарактеризовать как переход от автоматизации« действий» к автоматизации « принятия решений», то есть переход от так называемой цикловой ( обеспечивающей выполнение повторяющихся действий) автоматики и автоматической стабилизации технологического режима к использованию средств, обеспечивающих оптимизацию процессов, к осуществлению органической связи основного производственного оборудования с автоматикой.
В каждом производственном процессе, наряду с «вещественными потоками», существуют совершенно другие потоки, которые называют «информационными». Они представляют собой некоторую первичную информацию о ходе производственного процесса и кодами для контроля и управления. Эта информация передаст и на соответствующие пункты управления ( операторская, диспетчерская), где подвергаются обработке и используются при принятиях решений при управлении процессом.
Автоматическое регулирование технологических процессов на различных предприятиях позволяет получить высокую производительность при наименьших производственных затратах и высоком качестве продуктов. Однако системы автоматического регулирования оказывается недостаточно эффективными, если они спроектированы только на основании общих положений теорем автоматического регулирования. Для наиболее эффективной работы таких систем их необходимо проектировать с учетом особенностей технологических процессов, для которых они предназначены.
Довольно часто системы, автоматически разработанные непосредственно на предприятиях, работают вполне удовлетворительно. Это указывает, с одной стороны - на то, что успешное проектирование систем автоматики иногда выполняется без применения очень сложного материального аппарата. Такое положение объясняется наличием простых правил установки и наладки автоматических регуляторов.
В настоящее время рядом учёных в различных лабораториях и университетах создано более прогрессивные принципы проектирования систем автоматического регулирования. Однако предлагаемые ими методы обычно не реализуются полностью, если в разработке систем не участвуют люди, которые должны их эксплуатировать. Проблемы, связанные с автоматическим регулированием технологических процессов, как правило, возникают на заводе, поэтому должны решатся на самом заводе. До тех пор, пока проектировщики систем автоматического регулирования и эксплуатационники не будут связаны между собой, их общие проблемы останутся не решенными. Не смотря на то, что решения задач автоматического регулирования возможно математическим методом, эти же задачи приближенно могут быть решены путем довольно не сложных приемов. Таким образом, управление высокого порядка быстродействующие вычислительные машины целесообразно применять лишь там, где более простыми методами решить задачи не удается.
Блестяще разработанные общие положения о системах автоматического регулирования, а так же математическое описание процесса регулирование сами по себе никакой ценности не представляли. Системы автоматического регулирования должны учитывать свойства технологического процесса с целью обеспечения оптимального протекания процесса.
Из глубоко знания технологического процесса, система регулирования не может быть спроектирована квалифицировано. Для автоматического регулирования необходимо максимально знать требования, предъявляемые различным химико-технологическим процессом.
1.Основная часть
1.1 Технологический процесс получение серного ангидрида при получении серной кислоты.
Производство серной кислоты контактным способом состоит из следующих действий:
1. Разгрузка, складирование и подготовка сырья к обжигу, обжиг серы.
2. Утилизация тепла обжига.
3. Мокрая очистка обжиговых газов.
4. Сушка газов.
5. Окисление сернистого ангидрида на ванадиевом катализаторе.
6. Абсорбция серного ангидрида.
7. Складирование и транспорт кислоты.
8. очистка отходящих газов серно- кислого производства.
9. Разложение солей сулит- бисульфита аммония последующей нейтрализацией сульфида аммония.
Сырьем для производства серной кислоты контактным способом является комовая сера, поступающая на предприятия железнодорожных полувагонов.
Полувагоны с комовой серой подаются тепловозам на повышенный путь. Выгруженная сера убирается штабеля склада грейферным краном (поз. 12). Освобожденные от серы полувагоны подаются маневровым устройством (поз. 13) на участок промывки вагонов.
Из склада под навесом сера погружается грейферным краном (поз. 12) в бункер (поз. 1б) с решеткой 100 – 100 мм далее ленточным конвейером (поз. 2б, 8а, 21), подается в приемные бункера (поз. 23), печного отделения. Над конвейером (поз.2б) установлена электромагнитная шайба для удаления
металлических предметов.
Описанная схема подачи серы печное отделение является основной. В аварийной ситуации, при длительном ремонте грейферного крана подача серы в печное отделение осуществляется по старой схеме. Из штабеля склада комовая сера грейферным экскаватором грузится в авто машины и перевозится к бункеру (поз. 1а), загружается в него с решеткой 100 – 100мм и далее по транспортерной линии, состоящей из системы ленточных и винтовых конвейеров (поз. 2а, 3а, 8а, 21) подается в приемные бункера (поз.23).
Внутренняя поверхность бункеров (поз 1а, 1б, 23) обложена дюралюминием для исключения искрообразования. С целью гарантированного смачивания серы при транспортировке и пересыпке на трубопроводах воды (поз. 3а) установлены струйные реле потока типа РС2 – ЦНИ11. Подача воды на орошение серы в бункерах производится автоматически от реле протока.
Для устранения пыления серы производится ее увлажнение. Схема увлажнения состоит из цилиндрической ёмкости V = 2м3 (поз.113) в машинном зале отделения обжига, водяного насоса (поз. 114) и системами трубопроводов с отводами по которым вода проходит замкнутый цикл: от ёмкости машинного зала поднимается до отметки +15м, проходит вдоль питателей (поз. 24), около бункера (поз. 24/20) поднимается до отметки +19м, проходит по галерее вдоль ленточного транспортёра (поз. 2а), поднимается на эстакаду возле бункера (поз.1а) и возвращается в емкость.
Летом при загрузке серы в бункера (поз.1а,1б) производится постоянное увлажнение мелкодисперсной водой; в осеннее – зимний период, когда производится естественное увлажнение серы – периодически, при содержании влаги в сере менее 1%.
В ёмкость (поз. 113) поступает вода после охлаждения подшипников нагнетателей Э – 400 – 12 (поз.102). В случае недостаточного количества
отработанной воды используется техническая вода, которая подаётся дополнительным насосом (поз.114а) В ёмкости предусмотрено автоматическое регулирование воды. Излишки воды отводятся в водооборотный цикл. В аварийных ситуациях излишки воды в промывно - ливневую канализацию.
Днищем бункера (поз.23) является ленточный питатель (поз.24), который подаёт серу в печь (поз.101). Движение газов в печи происходит под действием разрежения, создаваемого нагнетателем Э – 1700 – 2 (поз.402), расположенного в кислотном отделении. Под газораспределительную решётку печи воздуходувкой Э – 400 – 12 (поз.102) подаётся атмосферный воздух. Регулирование подачи серы в печь производится изменением скорости движения ленты питателя с помощью двигателя постоянного тока с переменным числом оборотов.
Распределение продукта по печам осуществляется с помощью задвижек, установленных непосредственно передвижной печью.
Количество подаваемого продукта регулируется путем поддержания разряжения перед дымососом ДН- 17 НЖ .
Один дымосос подает газ в общий коллектор для печей 1, 2, 3; второй- в коллектор для печей № 4, 5; третий в коллектор для печей № 6- 10.
Для разогрева печи установлены 2 форсунки (поз. 103), работающие на дизельном топливе, которое подается по трубопроводам насосом из емкости склада ГСМ. Распыление дизельного топлива в форсунках происходит сжатым воздухом давление 200-300 кПа с воздушного коллектора.
Печь разогревается дизельным топливом до 100С. При достижении этой температуры начинается загрузка серы в печь. После возгорания серы форсунки гасятся и дальнейший прогрев поступающей серы происходит теплом, выделяемого горящей серы. Процесс горения серы протекает по реакции:
S + O2 = SO2 + Q кал.
В печи незначительная часть сернистого ангидрида окисляется в серный по реакции:
2SO2 + O2 = 2SO3
Содержание серного ангидрида в обжиговом газе составляет 0.1- 0.4 % объемных газ выходящий из печи с температурой 750- 1050С, поступает на охлаждение в котлы утилизаторы типа ВТКУ-13/40 и ГТКУ -10/40 (поз. 104) соответственно с естественной циркуляцией, где охлаждается до 300 – 450С. Котлы – утилизаторы питаются химически отчищенной водой. Химически отчищенная вода поступает в печное отделение из котельного цеха с температурой 20 – 30С. Далее поступает в деаэратор (поз. 106), в котором происходит выделение из нее кислорода и углекислого газа. Из деаэратора (поз. 106) насоса (поз. 105) питательная вода подается в барабаны котлов- утилизаторов (поз. 104). Барабан имеет сепарирующее устройство для непрерывной продувки котла. Нормальный уровень воды в барабане находится по оси барабана непрерывная и периодическая продувки котлов служат для поддержания нормального водно- химического режима котлов.
Котловая вода непрерывна продувки котлов поступает в сепаратор, в котором происходит отделение пара от воды за счет расширения котловой воды. Пар поступает в деаэраторы, вода сливается в барбатеры. Котловая вода периодической продувки поступает в барбатер, где охлаждается технической водой и сливается в канализацию. Вырабатываемый котлами- утилизаторами пар с температурой 249С под давлением 3.9 МПа подается на
Таблица 1
Нормы технологического режима