合成氨Word格式文档下载.docx
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3)仪表选型说明
4)自控设备表
5)节流装置或调节阀的数据计算。
6)小结
2.设计图纸,包括
1)工艺管道及控制流程图
2)仪表盘正面布置图
3)仪表盘背面电气接线图
二、进度安排
1.12.6~12.7收集查阅资料,熟悉工艺流程,确定系统控制方案
2.12.8~12.9仪表选型,编制自控设备表
3.12.10绘制工艺管道及控制流程图
4.12.13绘制仪表盘正面布置图
5.12.14~12.15绘制仪表盘背面电气接线图
6.12.16~12.17有关数据计算及编写设计说明书
3、参考资料或参考文献
[1]杨为民,邬齐斌.过程控制系统及工程.陕西:
西安电子科技大学出版社,2008
[2]林锦国.过程控制(第二版).南京:
东南大学出版社,2006
[3]杨三青,王仁明,曾庆山.过程控制.武汉:
华中科技大学出版社,2008
[4]万方数据库
[5]清华数据库
[6]标准图样
[7]仪表选型样本手册.大连:
大连仪表总厂
指导教师签字:
年月日
教研室主任签字:
年月日
四、课程设计(学年论文)摘要(中文)
本课程设计是对合成氨原料气在进入合成塔之前进行脱硫处理,为以后的工序做好准备。
在该精脱硫工段的工艺流程中为使待处理气体进入各塔的温度、压力适宜,必须在各类塔前后设置相关的温度检测仪表,压力检测仪表。
对蒸汽的控制必须还行设置一个流量检测仪表,以便对蒸汽进行实时控制,通过这一连串的工序,使出精脱塔气体的硫含量及处理后气体温度压力都达到一个合适的值。
本设计完成了合成氨精脱硫工段工艺流程图、仪表盘正面布置图以及仪表盘背面接线图,所用仪表基本都为DDZ-
型仪表。
五、课程设计(学年论文)摘要(英文)
Thecoursedesignisthedesulfurizationtreatmentofcrudegasbeforeitentersammoniasynthesistower,andmakepreparationfornextprocesses.Inthedesulfurizationsectioninordertomakethetemperatureandpressureofthegastobeprocessedappropriateintheprocessbeforeitentersthetower,youmustsetupvariousinstrumentationsrelatedtothetemperatureorthepressurebeforeorafterthetower.Andthecontrollonthesteamlinealsoneedussetupaflowmeasuringinstrumentforreal-timecontrolofsteam.Aftertheseseriesofprocesses,thesulfurcontentofgasandthegastemperatureandpressurehavereachedanappropriatevalue.Duringthedesignwehavefinishedthesectionofammoniadesulfurizationprocessflowdiagram,theinstrumentpanelfacingthebackoftheinstrumentpanellayoutandwiringdiagram,thebasicinstrumentsareusedfortheDDZ-typeinstrument.
六、指导教师评分
评价内容
具体要求
权重
得分
调查论证
能独立查阅文献和从事其他调研;
能提出并较好地论述课题的实施方案;
有收集、加工各种信息及获得新知识的能力。
10
实践能力
独立设计、计算、绘图的能力(课程设计);
能正确选择研究(实验)方法,独立进行研究的能力(学年论文)
15
分析解决问题能力
能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题(课程设计);
或能对课题进行理论分析,得出有价值的结论(学年论文)。
工作量、工作态度
按期圆满完成规定的任务,工作量饱满,难度较大,工作努力,遵守纪律;
工作作风严谨务实。
质量
综述简练完整,有见解;
立论正确,论述充分,结论严谨合理(或设计过程完整,设计内容完全);
文字通顺,技术用语准确,符号统一,编号齐全,书写工整规范,图表完备、整洁、正确;
论文(设计)结果有参考价值。
40
外语和计算机应用能力
在课程设计或学年论文中,能够体现外语和计算机的应用能力。
5
创新
工作中有创新意识;
对前人工作有改进或独特见解。
综合评语
指导教师签字:
7、答辩记录
1 你所设计的工艺流程中共有多少个控制回路,它们各自作用是什么?
答:
在该工艺流程中共设置了两个控制回路,一个是前馈--反馈控制回路,作用是对蒸汽流量进行控制,一个是反馈控制回路,作用是对进入精脱塔的气体温度进行控制。
2 你所用的显示仪表主要是哪种类型有何特点?
主要是DXZ-2011双针指示仪,输入信号为0-5V,输出为0-100%的线性刻度。
在实际应用中,我们还得将实际所测物理量的范围进行线性化,使之与0-100%对应。
3 DFP-M型配电器的作用。
DFP-M型配电器的作用:
可为现场安装的变送器提供一个隔离电源,同时又将变送器的4~20mA直流信号转换成隔离的1~5V直流电压信号,实现变送器与电源之间以及变送器与调节器之间双向隔离,可同时带两台二线制变送器或者一台四线制变送器工作。
4 仪表盘背电电气接线图有哪几种方法,各有何优缺点?
共有三种方法,一是直接接线法,优点是直观简单,缺点是图画线条较多,不可避免出现线条交叉点,对图纸的阅读不利。
二是单元接线法,优点是图画连线简洁,缺点是不能直接表达出仪表间的连接关系。
三是相对呼应法,在短线上标出对方连接点的编号(一呼),同时在对方连接点上标出本方的编号(一应),这种方法使用最多,也最实用。
记录人(签字):
答辩意见及答辩成绩
答辩小组教师(签字):
课程设计(学年论文)总评成绩:
(指导教师评分×
80%+答辩成绩×
20%)
目录
设计说明书
1、设计装置的工艺流程及设备介绍
2、自控方案的确定
3、仪表选型说明及自控设备表
4、节流装置或调节阀的数据计算
5、小结
二、设计装置的工艺流程及设备介绍
合成氨煤制气是以煤为原料,原料气中含较高的H2S、COS及CS2,总硫高达1.2s/
左右。
如果对原料气中含S杂质不进行清除,那么在合成氨工序中将会严重影响催化剂的活性,从而造成产品质量的下降,在这工艺上是不允许。
同时如果原料气中含S将在一定程度上对合成塔及管道有腐蚀,对设备不利。
工艺过程:
在原料气中加入少量的O2、NH3,首先进入预脱塔,洗掉水煤气中的杂质例如硫泡沫和硫磺颗粒,防止在以后的工序中堵塞管道。
然后经过加热器提温至60一80
,进入水解塔(装填水解型催化剂),将COS、CS2等有机硫转化成H2S,工艺气经水冷器降温后进人精脱硫塔(内装活性炭催化剂),将转化后的无机硫脱除。
得到的净化气再进入下一工序。
三、自控方案的确定
在本课程设计的工艺流程中一共设置了两个控制回路,一个是由原料气的压力和原料气经预热器后的温度组成的对低压蒸汽的流量进行控制的前馈---反馈控制回路。
另一个是原料气经水冷器后,为使出水冷器的原料气温度达到要求,而对进入水冷器的气体流量进行控制的反馈控制回路。
6、对低压蒸汽的流量进行控制的前馈---反馈控制方案的确定
前馈控制有以下两个方面的局限性:
1 实际的工业对象会存在多个扰动,若均设置前馈通道,势必增加控制系统的投资费用和维护工作量,因而一般仅选择几个主要干扰作为前馈通道。
这样设计的前馈控制器对其它干扰是没有丝毫校正作用的。
2 受前馈控制模型精度限制,用仪表来实现前馈控制算式时,往往作了近似处理尤其当综合得到的前馈控制算式中包含有纯超前环节或纯微分环节时,它们在物理上不能实现的,构筑的前馈控制器只能是近似的。
前馈控制系统中,不存在受控变量的反馈,也即对于补偿的效果没有检验的手段,因此,如果控制的结果无法消除受控变量的偏差,那么系统也就无法获得这一信息的做进一步的校正。
为了解决前馈控制的这一局限性,在工程中往往将前馈与反馈结合起来应用构成前馈---反馈控制系统。
这样既发挥了前馈校正作用及时的优点,又保持了反馈控制能克服多种扰动及对受控变量进行最终检验的长处。
前馈--反馈系统的优点:
3 从前馈控制角度看,由于增添了反馈控制,因而是降低了对前馈控制模型的精度要求,并能对未选做前馈信号的干扰产生校正作用。
4 从反馈控制角度看,由于前馈控制的存在,对干扰做了及时的精调,因而大大减少了控制的负担。
进入塔的原料气流量通常不可控,但可测,当原料气流量变化较大时,对塔的操作会造成很大的影响。
综合种因素考虑,在对低压蒸汽的流量进行控制时,采用前馈---反馈的控制方案。
对进入水冷器的气体流量进行控制的反馈控制方案的确定
进入精脱塔的气体,温度不能太高也不能太低,太高会对塔的操作有影响,并且影响到催化剂的活性,这时必须对进入塔的气体适当进行降温。
太低则催化剂的活性达不到最大,产品生产的效率不高,这时必须对进入塔的气体适当进行升温,在节能这方面肯定会有所欠缺。
综合考虑,对进入水冷器的气体流量的控制只需要设置一个简单的单回路即可(即反馈控制),使出水冷器的气体的温度达到一个适当的值。
4、仪表选型说明及自控设备表
自控设备一览表
位号
设备名称
规格型号
数量
备注
PIC101
变脱气压力指示控制仪表
DTZ-2100全刻度指示调节器
1
PT101
压力变送器
DBY-2100绝对压力变送器
TI111
变脱气温度指示仪表
DXZ-2011双针指示仪
TT111
温度变送器
DBW-1100热电偶温度变送器
PI102
低压蒸汽压力指示仪表
PT102
FI113
低压蒸汽流量指示仪表
FT113
流量变送器
DBL-544差压流量变送器
TIC114
温度显示控制仪表
DTZ2100全刻度指示调节器
TT114
DBW1100热电偶温度变送器
FY116
加法器
210AD型加减器
FV116
调节阀
ZDJW-0.6S型电动蝶阀
PI103
压力指示仪表
DXZ2011双针指示仪
PT103
DBY2100绝对压力变送器
TI112
温度指示仪表
TT112
PI105
PT105
TIC115
TT115
TV115
配电器
DFP-6200M
仪表柜
KK-23
说明:
调节阀的选型:
采用ZDJW-0.6S型电动蝶阀。
ZDJW-0.6S型电动蝶阀是电动单元组合仪表中的执行单元,它根据信号电信改阀门开度,达到对压力、流量、温度、液位等参数的自动调节,适用于大口径、大流量、低泄漏场合。
在本课程设计中要控制都是气体的流量,泄漏很低,且都是电信号驱动,故采用ZDJW-0.6S型电动蝶阀满足要求。
配电器的选型:
采用DFP-6200M型配电器。
DFP-6200M型配电器可为现场安装的变送器提供一个隔离电源,同时又将变送器的4~20mA直流信号转换成隔离的1~5V直流电压信号,实现变送器与电源之间以及变送器与调节器之间双向隔离,保证系统的安全,可同时带两台二线制变送器或者一台四线制变送器工作。
加法器的选型:
采用210AD型加减器。
210AD型加减器是一种用于计算流量的混合比率或进行各种较正的小型化插装式结构的运算器。
它接收1~5VDC的输入信号(最多三点),乘以系数之后进行加减法运算。
输出1~5VDC或4~20mA.。
计算公式为:
其中K1、K2、K3是输入系数,S0是输出信号,B0是偏置信号,S1、S2、S3是输入系数。
本课程设计中有两路信号作输入,故210AD型加减器己满足要求。
压力变送器的选型:
采用DBY-2100型绝对压力变送器。
DBY型绝对压力变送器是DDZ-III型电动组合仪表中变送仪表的一个品种,用以连续测量液体、气体、蒸汽的压力,并将被测介质的参数转换成4~20mA直流信号输出。
压力及温度指示仪表的选型:
采用DXZ-III型双针指示仪表。
DXZ-III型双针指示仪表电动单元组合仪表中显示单元的一个品种,在系统中作直流电流的指示作用。
温度变送器的选型:
采用DBW1100热电偶温度变送器。
DBW1100热电偶温度变送器用于测量0~300
的温度,并将温度信号转换为0~20mA或1~5VDC电信号,送给指示仪表显示。
本课程设计中,所测气体温度在0~200
之间,采用该热电偶变送器满足要求。
流量变送器的选型:
采用DBL-544差压流量变送器。
DBL-544差压流量变送器用于测量液体或蒸汽气的流量,并将流量信号转换成0~20mA或1~5VDC电信号,送给指示仪表显示。
四、节流装置或调节阀的数据计算
在控制系统中,为保证工艺操作的正常进行,必须根据工艺要求,准确计算阀门的流通能力,合理选择调节阀的尺寸。
如果调阀的口径太大,将合阀门经常工作在小开度位置,造成调节质量不好;
如果口径太小,阀门完全打也不能满足最大流量的需要,就难以保证生产的正常进行。
根据流体力学,可得调节阀最大流量有关系如下所示:
其中
是流体流经阀两端的压差,
流体密度,A为调节阀口径,(
)。
以上公式针对的流体是水,但在本课程设计中流体是气体,因此必须对该公式进行修正,令
,C为调节阀的流通系数。
代入上式得:
当己知压差和最大流量,便可通过上述公式得到调节阀的口径口小。
有关流通系数C值的详细计算方法可查阅调节阀生产厂家提供的手册。
五、小结
为期两周的课程设计结束了,在这次课程设计中,不仅检验了我们所学的知识,也培养了我们如何去所握一件事情,如何去做一件事件,如何去完成一件事情。
这次课程设计是我们专业课程知识的综合应用的实践训练,也是我们迈向社会,从事职业工作必不可少的一个过程。
这次课程设计最难的部分可能就是用CAD软件画管道工艺流程图,仪表盘正面布置图以及仪表盘背面电气接线图。
工艺流程图相对来说比较简单,仪表盘正面布置图则要注意比例尺寸,而仪表盘背后电气接线图最烦琐,也最难。
在画这张图纸时,需非常小心,采用的是一呼一应法,如果稍不注意,就有可能接错一根线,同时因为仪表数量比较多,中间可能涉及到一个信号转换的问题,因此中间可能加入配电器,在变送器与指示仪表或控制仪表之间进行电气隔离,这又一次考验了我们的细心与耐心。
通过这次对合成氨精脱硫工段自控系统设计,我们大概地了解脱硫工艺的大致流程。
在绘图这方面,因为对CAD软件不熟悉,所以说基本上是从零开始,同时在这段时间内也要紧张的准备考研,所以时间也比较紧张,基本上都是抽中午休息和晚上的时间来设计。
两周下来,最大的收获就是学会了CAD软件,也算是又掌握了一门知识,图纸也基本完成了,对专业人士来说有些设计可能不合理,但对于我们的实践动手能力以及独立思考能力确实有一个很大的提升。
另外在设计过程中也碰到了各种各样的问题,如自控系统中自控方案的如何选择,仪表选型,图纸的设计,因此在设计过程中,我们不得不边学边用,一边在图书馆查询各种有关书籍,一边在电子阅览室查阅相关数据库,同时通过同学们之间的相互请教以及老师在平时非常耐心非常认真的指导,这次课程设计完成的比较顺利。
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