Реконструкция схемы управления процессом абсорбции в производстве высших алифатических аминов

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Березниковкий политехнический колледж

РЕКОНСТРУКЦИЯ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ АБСОРБЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ВЫСШИХ АЛИФАТИЧЕСКИХ АМИНОВ

Пояснительная записка

КП.2101.00.ПЗ

Выполнил:

студент гр. 4АПП

Одинцов О.А.

Проверил:

преподаватель

Шафер Ю.С.

1999

Содержание

Содержание 2

1. Введение 3

2. Описание технологического процесса 5

3. Физико-химические свойства сырья и готовой продукции 10

4. Выбор регулируемых, контролируемых, сигнализируемых параметров и обоснование выбора 11

5. Выбор средств автоматизации 12

6. Спецификация на приборы и средства автоматизации 13

7. Расчетная часть 18

8. Монтаж и эксплуатация приборов 23

9. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ 27

10. Охрана окружающей среды 31

Литература 32

1. Введение

Ограниченные возможности человеческого организма (утомляемость, недостаточная скорость реакции на изменение окружающей обстановки и на большое количество одновременно поступающей информации, субъективность в оценке обстановки и т.д.) являются препятствием для дальнейшей интенсификации производства. Наступает новый этап машинного производства, когда человек освобождается от непосредственного участия в производстве, а функции управления технологическими и производственными процессами передаются автоматическим устройствам. Автоматизация приводит к улучшению главных показателей эффективности производства: увеличению количества, улучшению качества и снижению себестоимости выпускаемой продукции. Внедрение автоматических устройств обеспечивает высокое качество продукции, сокращение браков и отходов, уменьшение затрат сырья и энергии, уменьшение численности основных рабочих, снижение капитальных затрат на строительство зданий, удлинение межремонтных сроков эксплуатации оборудования.

Проведение некоторых современных производственны процессов возможно только при условии их полной автоматизации. При ручном управлении такими процессами малейшее замешательство человека и несвоевременное воздействие его на процесс могут привести к серьезным последствиям.

Внедрение специальных автоматических устройств способствует безаварийной работе оборудования, исключает случаи травматизма, предупреждает загрязнение атмосферного воздуха и водоемов промышленными отходами.

В химической промышленности вопросам автоматизации уделяется особое внимание. Это объясняется сложностью и большой скоростью протекания технологических процессов, высокой чувствительностью их к нарушению режима, вредностью условий работы, взрыво- и пожароопастностью перерабатываемых веществ и т.д.

В цехе ВАА выбор приборов контроля и регулирования произведен с учетом свойств измеряемых сред и категорийности производства.

В качестве средств измерений используются пневматические приборы контроля и регулирования, а также электронные и электротехнические средства измерения.

Питание пневматических приборов осуществляется сжатым воздухом от отдельной магистрали объединения давлением 0,5-0,7 МПа через буферные емкости (ресивера), установленные в корпусе 262/272. Питание электроэнергией осуществляется от щита станции управления 2ЩСУ - корпуса 267, 3ЩСУ - корпуса 262/272.

Питание осуществляется переменным напряжением 220 В. Схема питающей сети принята радиальной с двухсторонним питанием, т.е. для автоматического включения резерва предусмотрены контакторы типа КТ-7012.

В качестве аппаратов защиты электроприемников и их выключения применяются плавкие предохранители типа ПР и ПТ и двухполюсные пакетные выключатели типа ПВ.

Для предупреждения обслуживающего персонала об отклонении параметров от нормы, состояние технологического оборудования предусмотрена система предупредительной сигнализации, а для защиты оборудования от аварийных ситуаций - система блокировок.

Автоматизация производственного процесса цеха ВАА включает в себя следующие виды измерений и управления технологическим процессом:

1. Контроль, регулирование температуры.

2. Контроль, регулирование давления, разряжения, вакуума.

3. Контроль, регулирование расхода.

4. Контроль, регулирование уровня.

5. Контроль взрывоопасных концентраций.

6. Сигнализация, блокировка контролируемых параметров.

2. Описание технологического процесса

Выделение аммиака из его смеси с водой и аминами производится на ректификационной колонне поз.402. Жидкий аммиак из узла отдувки водорода из сепаратора поз.34 непрерывно подается в ректификационную колонну поз.402 в количестве 2,5-12 м³/час FIR-6.

В ректификационную колонну поз.402 также непрерывно подается 25% аммиачная вода из сборника поз.414 дозировочным насосом типа РПН-2-65 поз.416.

Рабочее давление в колонне поз.402 равно 1,5-2,2мПа (15-22 кгс/см²) PIRC-4. Температура кубовой жидкости 195-220⁰С, верха колонны 40-60⁰С TJIR-1. Понижение температуры верха колонны ниже 40⁰С недопустимо во избежании забивки тарелок колонны аминами, содержащимися в исходной смеси.

Тепло, необходимое для процесса ректификации, сообщается через кожухотрубчатый кипятильник поз.403, обогреваемый паром давления 3,5 мПа (35 кгс/см²) PIR-18.

Отбор парового конденсате из кипятильника поз.403 ведется через промежуточный бачок поз.32.

Пары аммиака из верхней части колонны поз.402 с температурой 40-60⁰С TJIR-1 поступают в кожухотрубчатый конденсатор поз.407, где охлаждаются оборотной водой температурой не более 28⁰С.

Давление в колонне ректификации поз.402 регулируется сбросом парогазовой смеси из конденсатора поз.407 и сборника поз.408 в абсорбер поз.410. Регулирующий клапан установлен на линии сбро­са парогазовой смеси из конденсаторе поз.407 и сборника поз.408 в абсорбер поз.410. Температура газообразного аммиака на выходе холодильника поз.407 40-50⁰С TJIR-1. Давление газообраз­ного аммиака после регулирующего узла не более 0,1 мПа (1 кгс/см²) PIR-5.

Из конденсатора поз. 407 сконденсированный аммиак стекает в сборник поз.408. Давление в сборнике 1,5-2,2 мПа (15-22 кгс/см²) PIR-19.

Из емкости поз.408 сконденсированный аммиак насосом СНГ-68 поз.409 частично возвращается в виде флегмы в количестве 1.0-6.0 м³/час FIRC-9 в колонну поз.402, а остальное количество этим же насосом подается в узел синтеза, в сборник поз.1. Давление на нагнетание насоса поз.409 не выше 2,5 мПа (25 кгс/см²) PJIR-21. Температура охлаждающей воды на выходе из насоса не выше 45⁰С TJIRSA-3.

Для насоса поз.409 типа ЦНГ-68 предусмотрена автоматическая защита по тепловой схеме, т.е. автоматическое отключение электродвигателя при:

а) повышении температуры охлаждающей воды в водяной рубашке электродвигателя выше установленной 45⁰С TJIRSA-3;

б) понижение давления в линии всасывания ниже 1,4 мПа (14 кгс/см²) PJIRSA-20.

Кубовая жидкость непрерывно отводится из колонны поз.402 через кожухотрубчатый холодильник поз.404, в котором охлаждается до 60-80⁰С TIR-2.

Холодильник поз.404 охлаждается горячей водой е температурой 65-70⁰С. После холодильника поз.404 кубовая жидкость направляется в расслаиватель поз.201.

Сдувки из аппаратов, содержащих аммиак, подаются на очист­ку в абсорбционную колонну поз.410. В абсорбционную колонну поз.410 поступают аммиачно-водородные сдувки:

1. Из узла синтеза высших аминов, от циркуляционных компрессоров.

2. Аммиачные сдувки от насосов поз.5.

3. Аммиачные сдувки из сборника поз.1.

4. Аммиачные сдувки из конденсатора поз.407, из сборника поз.408.

5. Пары аммиака из холодильника поз.33.

Давление в абсорбере близко к атмосферному. Температура не выше 45⁰С TJIR-1. Верхняя часть абсорбера орошается паровым конденсатом, средняя - циркуляционным раствором. Конденсат на орашение поз.410 подается насосами поз.28 из котельной ВОТ через теплообменник поз.275, где охлаждается оборотной водой до температуры не выше 40⁰С.

Для очистки парового конденсата от механических примесей установлен очиститель патронный поз.413. Перепад давления до и после очистителя не более 50 кПа (0,5 кгс/см²) PJIR-24. Из абсорбера поз.410 выходит водный раствор с массовой долей аммиака 15-30%. Охлаждение циркулируемого раствора до 35⁰С производится в холодильнике поз.411, охлаждаемом оборотной водой с температурой не более 28⁰С. Рециркуляция раствора осуществляется с помощью насоса типа ЦНГ-68 поз.412. Для предотвращения попадания осколков колец Рашига и других примесей на всас насосов поз.412, на выходе из поз.410 установлен очиститель поз.417. Давление на нагнетание насоса поз.412 не более 0,5 мПа (5 кгс/см²) PJIR-23. Расход аммиачного раствора 15-25 м³/час FI-12. Для насоса типа ЦНГ-68 поз.412 предусмотрена автоматическая по тепловой схема, т.е. отключение электродвигателя при повышении температуры охлаждающей воды в водяной рубашке.

Раствор, отходящий на абсорбера поз.410, после циркуляцион­ного насоса поз.412 делятся на два потока. Основной поток воз­вращается на орошение абсорбера поз.410 (15-25м³/час) FI-12, остальное количество отбирается в сборник поз. 414. Из сборника поз.414 25-процентный раствор через очиститель патронный поз.415 дозиро­вочным насосом типа РПН-2-65 поз.416 непрерывно подается в ректи­фикационную колонну поз.402. Давление на нагнетании насо­са поз.416 не выше 2,5 мПа (28 кгс/см²) PJIR-22.

Настройка насоса поз.416 на заданную производительность достигается изменением длины хода плунжера.

2.1. Описание оборудования

2.1.1. Колонна поз.402 предназначена для выделения аммиака из его смеси с водой и аминами.

Представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с тарелками колпачкового типа, расположенной в верхней части колонны (укрепляющая часть) и куба колонны. Число тарелок 15 штук.

Р_раб = 2,2 мПа (22 кгс/см²)

Н = 13200 мм

Д = 1200 мм

Материал – сталь углеродистая 12Х18Н10Т.

2.1.2. Кипятильник поз.403 – кожухотрубчатый теплообменник, вы­полненный из углеродистой стали. Предназначен для подогрева кубовой жидкости колонны поз.402.

Н = 4800 мм

Д = 1200 мм

Поверхность теплообмена – 115 м².

В трубное пространство подается кубовая жидкость

В межтрубное пространство подается пар. Давление в трубном пространстве 2,2 мПа, в межтрубном – 3,5 мПа.

Число трубок – 429 шт

Д = 38х21 мм

2.1.3. Холодильник поз.404 - кожухотрубный двуххововой теплообменник, наготовленный из углеродистой стали. Служит для охлаж­дения кубовой жидкости, выходящей из колонны поз.402.

Поверх­ность теплообмена - 16 м³.

Д = 325 мм

L = 3800 мм

2.1.4. Конденсатор поз.407 – кожухотрубный двухходовой теплообменник служит для конденсации паров аммиака, выходящих из колонны поз.402.

Поверхность теплообмена - 355 м³.

Д = 1200 мм.

L = 6070 мм.

В трубное пространство покается вода, в межтруб­ное - пары аммиака. Давление в трубном пространстве - 0,4 мПа, в межтрубном - 2,2 мПа.

2.1.5. Сборник поз.408 - цилиндрический сварной сосуд с эллиптическими крышками объемом 5 м³. Служит для приема жидкого аммиа­ка из конденсатора поз.407. Изготовлен из углеродистой стали.

Д = 1000 мм

L = 2850 мм

Р_раб = 2,2 мПа.

2.1.6. Центробежный насос типа ЦНГ-68 поз.409 - служит для непрерывной подачи жидкого аммиака в вике флегмы в ректификационную колонну поз.402, а также для непрерывного возврата остального аммиака в отделение синтеза в сборник поз.1. Насос состоит из насосной части и электродвигателя, смонтированных в окном корпусе. Изготовлен из нержавеющей стали, производительность насоса – 20 м³/час. Давление нагнетания – 50 м столба жидкости.

Число оборотов электродвигателя – 2800 об/мин.

Напряжение – 380 В

Потребляемая модность – 5,5 квт

2.1.7. Абсорбционная колонна поз.410 служит для абсорбции аммиака из аммиачно-водородных сдувок при атмосферном давлении.

Представляет собой цилиндрический аппарат высотой 17 м и диаметром 800 мм. В верхней части колонны расположено десять тарелок с колпачками капсульного типа, в нижней части два слоя насадки из фарфоровых колец 50х50.

Высота насадки = 6м.

2.1.8. Холодильник поз.411 - кожухотрубный двухходовой теплообменник, предназначенный для охлаждения аммиачной воды. Поверхность теплообмена – 40 м². Теплообменник изготовлен из углеродистой стали. В трубное пространство подается аммиачная вода, в межтрубное пространство – оборотная вода. Давление в трубном пространстве близкое к атмосферному, в межтрубном - 4 атм.

Основные размеры:

Д = 426 мм

Н = 6053 мм

Число трубок = 128 штук

Диаметр трубок = 20х2

2.1.9. Центробежный насос типа ЦНГ-68 поз.412. Служит для циркуляции жидкости, подаваемой в абсорбционную колонну поз.410.

Устройство и характеристики такие же как у насоса поз.409.

2.1.10. Очистители патронные поз.413, 415 - служат для очистки растворов от механических примесей, фильтрация раствора производится через перфорированный металлический цилиндр – патрон, обтя­нутый фильтровальной тканью. Материал очистителей – углеродистая сталь.

Поверхность фильтрации – 0,1 м².

Основные размеры:

Д = 159 мм

Н = 560 мм

2.1.11. Сборник поз.414 – цилиндрический сварной сосуд с эллиптическим днищем и крышкой объемом 3,2 м³. Выполнен из углеродис­той стали. Служит для приема аммиачной воды, поступающей из абсор­бера поз.410. Основные размеры:

Д = 1400 мм

Н = 2250 мм

2.1.12. Насос дозировочный плунжерный типа РПН-2-65 поз.416. Служит для непрерывной подачи аммиачной воды из сборника поз.414 в ректификационную колонну поз.402.

Производительность – 0-2 м³/час

Давление нагнетания – 25 атм

Число оборотов электродвигателя – 1440 об/мин.

Напряжение – 380 В

мощность – 4 квт.

2.1.13. Конденсатный бачок поз.32 – цилиндрический сварной сосуд с эллиптическими крышкой и днищем. Служит для отбора парового конденсата из кипятильника поз.403. Изготовлен из углеродистой стали.

Рабочее давление – 4,0 мПа

Основные размеры:

Д = 600 мм

Н = 1500 мм

2.1.14. Очиститель поз.417 служит для очистки выходящего раст­вора из поз.410 от механических примесей и осколков колец Рашига.

3. Физико-химические свойства сырья и готовой продукции

№ п/п	Наименование свойства	Первичные амины	Вторичные амины	Водород	Аммиак
1	2	3	4	5	6
1	Внешний вид	белое парафионо-образное вещество	воскообразная масса	бесцветный газ	бесцветный газ с резким запахом
2	Молекулярный вес	240-265	521	2,02	17,03
3	Температура кипения С0	115-285 (5 мм.рт.ст.)	не перегоняется без разложения	-252,8	-33,35
4	Температура замерзания С0	33-38	58-66	-259,2	-11,8
5	Температура самовоспламенения С0	–	–	510	650
6	Температура вспышки С0	176	205	–	-20 над 27% раствором

4. Выбор регулируемых, контролируемых, сигнализируемых параметров и обоснование выбора

Выделение аммиака из его смеси с водой и аминами производится на ректификационной колонне поз.402. Этот процесс сложный с рассредоточенными параметрами. Информационная емкость процесса ректификации и абсорбции аммиака минимальная (до 40 контролируемых параметров), а всего производства в целом – средняя (от 160 до 650 параметров).

Класс процесса – массообменный.

Тип процесса – ректификация.

Показателем эффективности является состав аммиака. Поддержание постоянного состава аммиака – является целью управления.

Внутренними возмущающими воздействиями являются загрязнение и коррозия внутренних поверхностей аппаратов.

Внешними возмущающими воздействиями являются: расход пара в подогревателе FIRC-8, расход жидкого аммиака на ректификационную колонну поз.402 FIRC-9.

Для достижения цели управления следует регулировать давление PIRC-4 в ректификационной колонне поз.402, расход жидкого аммиака в колонну FIRC-9, расход пара в кипятильник FIRC-8 и уровень в кубе колонны LIRC-13.

Давление в узле ректификации аммиака мы поддерживаем изменением количества газообразного аммиака подаваемого в абсорбер поз.410. Регулирующий клапан установлен на линии сброса парогазовой смеси из конденсатора поз.407 и сборника поз.408 в абсорбер поз.410 PIRC-4.

Поддержание заданного режима подачи флегмы в колонну поз.402 мы регулируем путем изменения количества жидкого аммиака подаваемого в эту колонну. Регулирующий клапан стоит после насоса поз.409 типа ЦНГ-68, чтобы не происходило понижение уровня аммиака в корпусе насоса.

Мы регулируем расход пара в кипятильник поз.403 для поддержания стабильного температурного режима в колонне ректификации поз.402. И регулирующий клапан стоит на этом трубопроводе FIRC-9.

Также нужно поддерживать заданный уровень в кубе колонны поз.402, путем изменения количества кубовой жидкости, отбираемой из колонны в аппарат поз.201 LIRC-13.

Контролю подлежат: расход жидкого аммиака в колонну поз.402 FIR-6, давление PIRC-4, уровень в кубе колонны поз.402 LIRC-13, расход дистиллята в емкость 1 FIR-10, температуры верха и низа колонны TJIR-1.

5. Выбор средств автоматизации

Для процесса ректификации и абсорбции аммиака мы выбрали пневматические средства автоматизации на базе системы СТАРТ.

Этот выбор мы произвели с учетом особенности объекта управления:

– этот процесс относится к числу взрыво-, пожароопасных;

– пневматические приборы обходятся примерно на 30% дешевле, чем электрические;

– расстояние между приборами, установленными непосредственно на технологическом оборудовании и приборами, расположенными на щитах, не велико и поэтому запаздывание при передаче показаний приборов не слишком влияет на качество управления.

При выборе конкретных типов автоматических устройств мы руководствовались следующими соображениями:

– для контроля и регулирования одинаковых параметров технологического процесса мы применяем одинаковые автоматические устройства, что облегчает их приобретение, настройку, ремонт и эксплуатацию;

– мы используем приборы серийного производства;

– при большом числе одинаковых параметров контроля мы применяем многоточечные приборы;

– класс точности приборов у нас соответствует технологическим требованиям;

– для местного контроля мы применяем простые и надежные приборы (пневматические манометры МП-П, МС-П; ротаметры пневматические РПО и РП), так как они часто функционируют в неблагоприятных условиях (значительные колебания температуры и влажности, повышенная запыленность, вибрация, механические воздействия и т.п.).

6. Спецификация на приборы и средства автоматизации

№ позиции на схеме	Наименование параметров	Состав системы		Тип приборов	Цена едини-цы	Коли-чество	Общая стоимость
		Условное обозначение	Технические характеристики
1	2	3	4	5	6	7	8
TJIR-1	Температура по апп.402, 407, 410	TE (1-1;1-6)	термометры, сопротивления платиновые, гр. 21, R0=46 Ом	ТСП-1	200	6	1200
		TJIR (1-7)	автоматический мост, гр. 21, 6 точек, кл.т. 0,5, 0-4000С	КСМ-4	1700	1	1700
TIR-2	Температура по апп.404, 414	TE (2-1)	термометры, сопротивления медные, гр. 23, R0=53 Ом	ТСМ-5071	170	1	170
		TIR (2-2)	автоматический мост, гр. 23, кл.т. 0,5, 0-1500С	КСМ-4	1700	1	1700
TJIRSA-3	Температура воды на насосах 409, 412	TE (3-1; 3-4)	термометры, сопротивления медные, гр. 23, R0=53 Ом	ТСМ-5071	170	4	680
		TJIR (3-5)	автоматический мост, гр. 23, 6 точек, кл.т. 0,5, 0-1000С	КСМ-4	1700	1	1700
		TSA (3-6)	блок реле, 6 каналов регулирования	БР-101	750	1	750
FIR-6	Расход аммиака в апп.402	FIE (6-1)	ротаметр пневматический, 16 м3/час, аммиак	РПО-16ЖУЗ	450	1	450
		FIR (6-2)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ПВ4.3Э	500	1	500
FIR-7	Расход кубовой жидкости после холодильника 404	FIE (7-1)	ротаметр пневматический, 1 м3/час, кубовая жидкость	РПО-1ЖУЗ	450	1	450
		FIR (7-2)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ПВ4.3Э	500	1	500
FIRC-8	Расход пара в кипятильник 403	FE (8-1)	диафрагма камерная, 10 мПа, Д=100 мм	ДКС 10-100	300	1	300
		FY (8-2)	преобразователь разности давления, кл.т.1., 1,6 кгс/см2, пар	13ДД11	700	1	700
		FIRK (8-3)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ПВ10.1Э	700	1	700
		FC (8-4)	ПИ-регулятор, кл.т. 1	ПР3.31	400	1	400
		(8-5)	клапан регулирующий	25С48НЖ	1200	1	1200

1	2	3	4	5	6	7	8
FIRC-9	Расход аммиака в апп.402	FIE (9-1)	ротаметр пневматический, 6,3 м3/час, аммиак	РПО-6,3ЖУЗ	450	1	450
		FIRK (9-2)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ПВ10.1Э	700	1	700
		FC (9-3)	ПИ-регулятор, кл.т. 1	ПР3.31	400	1	400
		(9-4)	клапан регулирующий	25С50НЖ	1200	1	1200
FIR-10	Расход аммиака в ем. 1	FIE (10-1)	ротаметр пневматический, 16 м3/час, аммиак	РПО-16ЖУЗ	450	1	450
		FIR (10-2)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ПВ4.2Э	450	1	450
FI-11	Расход 25 % р-ра аммиака	FIE (11-1)	ротаметр пневматический, 1,6 м3/час, р-р аммиака	РП-1,6	450	1	450
		FI (11-2)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ППВ1.1	150	1	150
FI-12	Расход флегмы на апп. 410	FE (12-1)	диафрагма камерная, 10 мПа, Д=80 мм	ДКС10-80	300	1	300
		FY (12-2)	преобразователь разности давления, кл.т.1., 0,4 кгс/см2, флегма	13ДД11	700	1	700
		FI (12-3)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ППВ1.1	150	1	150
PIRC-4	Давление в апп.407	PE (4-1)	манометр пружинный, кл.т. 1, 40 кгс/см2	МП-П2	600	1	600
		PIR (4-2)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ПВ 10.1Э	700	1	700
		PC (4-3)	ПИ-регулятор, кл.т. 1	ПР 3.31	400	1	400
		(4-4)	регулирующий клапан	25С50НЖ	1200	1	1200
PIR-5	Давление в апп.410	PE (5-1)	манометр сильфонный, 0,04 мПа, кл.т.1	МС-П2	600	1	600
		PIR (5-2)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ПВ4.3Э	500	1	500
PIR-18	Давление пара на кипятильник поз.403	РЕ (18-1)	манометр пружинный, 6 мПа, кл.т.1, пар	МП-П2	600	1	600
		PIR (18-2)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ПВ4.2Э	450	1	450

1	2	3	4	5	6	7	8
PIR-19	Давление в емкости поз.408	PE (19-1)	манометр пружинный, 4 мПа, кл.т.1, аммиак	МП-П2	600	1	600
		PIR (19-2)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ПВ4.2Э	450	1	450
PJIRSA-20	Давление на всасе в насос позиции 409	РЕ (20-1,20-2)	манометр пружинный, 4 мПа, кл.т.1, аммиак	МП-П2	600	2	1200
		PJIR (20-3)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ПВ10.2Э	1000	1	1000
		PSA (20-4)	электро-контактный манометр, 4 мПа, кл.т.0,5	ВЭ16РБ	150	2	300
PJIR-21	Давление на выходе из насоса поз.409	PE (21-1,21-2)	манометр пружинный, 4 мПа, кл.т.1, аммиак	МП-П2	600	2	1200
		PJIR (21-3)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ПВ10.2Э	1000	1	1000
PJIR-22	Давление на выходе из насоса поз.416	PE (22-1,22-2)	манометр пружинный, 4 мПа, кл.т.1, аммиачная вода	МП-П2	600	2	1200
		PJIR (22-3)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ПВ10.2Э	1000	1	1000
PJIR-23	Давление на выходе из насоса поз.412	PE (23-1,23-2)	манометр сельфонный, 1 мПа, кл.т.1, аммиачная вода	МС-П1	600	2	1200
		PJIR (23-3)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ПВ10.2Э	1000	1	1000
PJIR-24	Давление на очистители поз.413	PE (24-1,24-2)	манометр сельфонный, 0,16 мПа, кл.т.1, паровой конденсат	МС-П1	600	2	1200
		PJIR (24-3)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ПВ10.2Э	1000	1	1000
PIR-25	Давление в верхней части колонны поз.410	PE (25-1)	манометр сельфонный, 0,16 мПа, кл.т.1, водород	МС-П1	600	1	600
		PIR (25-2)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ПВ4.2Э	450	1	450
LIRC-13	Уровень в кубе колонны поз. 402	LE (13-1)	уровнемер буйковый пневматический, 1 м, кл.т.1, кубовая жидкость	УБ-ПВ	600	1	600
		LIRK (13-2)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ПВ10.1Э	700	1	700
		LC (13-3)	ПИ-регулятор, кл.т. 1	ПР3.31	400	1	400
		(13-4)	клапан регулирующий	ПКС64-25	1200	1	1200

1	2	3	4	5	6	7	8
LIRC-14	Уровень в апп.32	LE (14-1)	уровнемер буйковый пневматический, 1 м, кл.т.1, конденсат	УБ-ПВ	600	1	600
		LIRK (14-2)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ПВ10.1Э	700	1	700
		LC (14-3)	ПИ-регулятор, кл.т. 1	ПР3.31	400	1	400
		(14-4)	клапан регулирующий	ПКС64-25	1200	1	1200
LIRC-15	Уровень жидкого аммиака в апп. 408	LE (15-1)	уровнемер буйковый пневматический, 1,6 м, кл.т.1, аммиак	УБ-ПВ	600	1	600
		LIRK (15-2)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ПВ10.1Э	700	1	700
		LC (15-3)	ПИ-регулятор, кл.т. 1	ПР3.31	400	1	400
		(15-4)	клапан регулирующий	25С50НЖ	1200	1	1200
LIA-16	Уровень в апп.414	LE (16-1)	уровнемер буйковый пневматический, 2 м, кл.т.1, аммиачная вода	УБ-ПВ	600	1	600
		LI (16-2)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ППВ1.1	150	1	150
		LA (16-3)	электро-контактный манометр, 1,6 кгс/см2, кл.т.0,5	ЭКМ-1У	100	1	100
LIRC-17	Уровень в апп.410	LE (17-1)	уровнемер буйковый пневматический, 1 м, кл.т.1, аммиачная вода	УБ-ПВ	600	1	600
		LIRK (17-2)	вторичный прибор, кл.т.1, 0-100%	ПВ10.1Э	700	1	700
		LC (17-3)	ПИ-регулятор, кл.т. 1	ПР3.31	400	1	400
		(17-4)	клапан регулирующий	ПКС64-20	1200	1	1200

7. Расчетная часть

7.1. Расчет сужающего устройства

Исходные данные:

Измеряемая среда: пар

Максимальный расход: 6300 кг/ч

Минимальный расход: 1871,97 кг/ч

Избыточное давление: 3,5 мПа

Температура среды: 243С

Внутренний диаметр трубопровода: 82 мм

Материал трубопровода: Ст 20

Тип сужающего устройства: ДКС-10-80

Материал сужающего устройства: Х18Н10Т

Тип дифманометра: ДМПК-100

7.1.1. Определение недостающих для расчета данных

Коэффициент расширения трубопровода

k_ст=1,00292 [Л₂,стр.117]

Коэффициент расширения сужающего устройства

k_су=1,00418 [Л2,стр.117]

Внутренний диаметр трубопровода при рабочей температуре

D=D₂₀k_ст

D₂₀- действительный внутренний диаметр трубопровода

D=82,24 мм

Плотность среды при рабочих условиях

_раб=17,2277 кг/м³ [Л₁,стр.95]

Динамическая вязкость среды

=1,8647·10^-6 кгсс/м² [Л₁,стр.247]

Показатель адиабаты

χ=1,2935 [Л₁,стр.206]

7.1.2. Определяем вспомогательную величину

c=F_м/(0,0125D²) [Л1,ф.165]

F_м- максимальный расход

0,0125- переходный коэффициент

c=17,9536

7.1.3. Определяем предельный номинальный перепад давления и модуль

ΔP_н=1,6 кгс/см²

m=0,22 [Л₄]

7.1.4. Определяем число Рейнольдса

Re=0,0361·F_м·_раб/D· [Л₁,ф.81]

Re=25,5495·10⁶

7.1.5. Определяем относительную шероховатость

S=k·10⁴/D

S=26,7511

7.1.6. Определяем верхнюю границу относительной шероховатости

H=5,0648

Т.к. верхняя граница относительной шероховатости получилась больше относительной шероховатости, то вводим k_шk_п

a=(c-0,3)(-1,066c²+0,36c-0,13)

a=0,0234317

b=1+(c+0,3)(-0,08c²+0,024c-0,0046)

b=0,998789326

c=D/10³

c=0,08224

k_ш=am+b [Л₁,ф.21]

k_ш=1,0039443

a=1,005828618

b=0,002+0,2558c-1,68c²+2,867c³

b=0,013269143

n=4,25+142,94(c-0,05)^1,95

n=4,445556494

k_п=a+be^-n(m-0,05) [Л₁,ф22]

k_п=1,012060614

k_шk_п=1,0179714

7.1.7. Определяем коэффициент расхода

α=0,6295 [Л₁,ф.20]

7.1.8. Определяем коэффициент расширения

ε=1-10⁴(0,41+0,35m²) ΔP_н/(Pχ) [Л₁,ф.59]

ε=0,9853

7.1.9. Определяем вспомогательную величину

[Л₁,ф.160]

mα=0,1419357

7.1.10. Определяем вспомогательную величину

F₁=mαε [Л₁,ф.160]

F₁=0,136454197

7.1.11.Определяем относительное отклонение коэффициента расхода

σ=(F₁/(mα)-1)100%

σ=0,19%

Т.к. σ<0,2, то расчет ведется верно

7.1.12. Проверка ограничений на число Re

Re_min=F_minρ_раб0,0361/(Dμ) [Л₁,ф.81]

F_min- минимальный расход

Re_min=7,591739795·10⁶

Re_доп=10⁴

Re_min>Re_доп, условие выполняется

7.1.13. Находим d₂₀

[Л₁,ф.162]

d₂₀=38,41 мм

Проверка:

F_ном=0,2109K_ст²K_φd₂₀² [Л₁,ф.12]

F_ном=6291,63 кг/ч

σ=(F_ном/F_max-1)100%

σ=0,13%

Т.к. σ<0,2%, то значит расчет выполнен верно.

7.2. Расчет сужающего устройства

7.2.1. Определяем потерю давления в линии при расчетном max расходе

ΔP_л=ΔP_пр+ΔP_м [Л₃,ф.6.1]

ΔP_м= [Л₃,ф.6.3]

ΔP_пр= [Л₃,ф.6.2]

ΔP_пр - потеря давления на прямых участков трубопровода при max расходе

ΔP_м - потеря давления в местных сопротивлениях

λ_i - коэффициент гидравлического сопротивления трения, зависящее от режима движения потока

ς_j - коэффициент местных гидравлических сопротивлений (входа и выхода, тройников, поворотов, запорных органов, диафрагм, и т.д.)

L_i - длины прямых участков трубопроводов

V - средняя по сечению скорость потока в трубопроводе или местном сопротивлении

7.2.2. Определяем среднюю скорость

V=4G/(ρ_рабπD²) [Л₃,ф.6.5]

G- max массовый расход

V=19,13 м/с

7.2.3. Определяем число Рейнольдса при F_max

Re=0,0361·G/(μD) [Л₃, табл. 6.6]

Re=1,48739024·10⁶

7.2.4. Определяем λ_i

λ_i=0,0032+0,221/ Re^0,237 [Л₃, табл. 6.7]

λ_i=0,010812505

7.2.5. Определяем ΔP_пр

ΔP_пр=0,022626396 мПа

7.2.6. Определяем L_i

L_i=L₁+L₂+L₃+L₄+L₅+L₆+L₇+

L_i=54,594

ς_вх=0,5

ς_вых=1

ς_сужус=51,5

7.2.7. Определяем ΔP_м

ΔP_м=0,18598557 мПа

7.2.8. Определяем общие потери давления в линии

ΔP_л=0,208611966 мПа

ΔP_сети=3 кгс/см²

7.2.9. Определяем ΔP_ро

ΔP_ро= ΔP_сети­- ΔP_л

ΔP_ро=0,914 кгс/см²

7.2.10. Определяем max пропускную способность

[Л₃, ф.6.17]

K_v=21,46 м³/час

K_vу= K_v·1,2

K_vу=25,75 м³/час [Л3, ф. 6.18]

Выбираем по таблице 6.11 односедельный РО с условной пропускной способностью K_vу=32 м³/час, D=50 мм.

8. Монтаж и эксплуатация приборов

8.1. Порядок установки и монтажа преобразователей давления измерительных с пневматическим выходным сигналом.

Место установки преобразователей должно обеспечивать удобные условия для обслуживания и демонтажа.

Воздух, окружающий преобразователь, не должен содержать примесей, вызывающих коррозию деталей.

Преобразователь должен быть защищен от осадков, пылевых и солевых бурь и прямой радиации (солнечной или других источников тепла), которая может привести к неравномерному нагреву или нагреву его выше +60⁰С. Поэтому при наружном монтаже рекомендуется устанавливать преобразователи в закрытых шкафах.

В месте установки преобразователя не должно быть тряски и вибрации, влияющих на его работу.

Преобразователи рекомендуется устанавливать вблизи места отбора давления.

Преобразователи, кроме манометров сверхвысокого давления, можно монтировать на трубе, стене или кронштейне. Монтажные детали для монтажа этих преобразователей расположены на раме пневмосилового преобразователя. Соединительная линия от места отбора давления к преобразователю должна быть проложена по кратчайшему расстоянию, однако длина линии должна быть достаточной для того, чтобы температура вещества, поступающего в преобразователь, не отличалась от температуры окружающего воздуха. Соединительные линии должны иметь односторонний уклон (не менее 1:10) от места отбора давления вверх к преобразователю, если измеряемая среда газ, вниз – если измеряемая среда жидкость. Ели это невозможно, то при измерении давления газа в нижних точках соединительной линии следует устанавливать отстойные сосуды, а при измерении давления жидкости в наивысших точках – газосборники. Отстойные сосуды рекомендуется устанавливать перед преобразователями и в других случаях, особенно при длинных соединительных линиях и при расположении преобразователя ниже места отбора давления. В соединительной линии от места отбора давления к преобразователю рекомендуется устанавливать два вентиля или трехходовой кран для отключения преобразователя и для соединения его с атмосферой. Это упростит периодический контроль установки выходного сигнала, соответствующего нулевому значению измеряемого давления, и демонтаж преобразователя.

Для линии питания, а также линии выходного сигнала рекомендуется применять трубки с внутренним диаметром 6 мм. Допускается применение трубок с меньшим внутренним диаметром, но не менее 4 мм. Все соединительные линии прокладываются в местах, легко доступных для контроля. Сборка стыков должна быть плотной и должна обеспечивать герметичность линии.

В линии, подводящей к преобразователю питающий воздух, следует установить фильтр и редуктор. При этом следует помнить, что фильтр защищает преобразователь только от попадания в него посторонних мелких частиц и его постановка не исключает необходимости предварительной очистки воздуха питания от пыли, влаги, масла и агрессивных примесей.

8.2. Порядок установки и монтажа приборов контроля пневматических самопишущих ПВ4.2Э, ПВ4.3Э, ПВ4.4Э, П10.1Э, П10.2Э.

Место установки прибора должно быть выбрано так, чтобы наблюдения за показаниями и обслуживание не были затруднены.

Температура окружающей среды в месте установки прибора и соединительных линий должна быть в пределах от 5 до 50⁰С и верхнем значении относительной влажности воздуха 80% при 35⁰С и более низких температурах без конденсации влаги.

При сильной тряске и вибрации необходимо применять амортизирующие приспособления.

Для получения наибольшей стабильности регулирования и минимального времени переходного процесса, протяженность линии связи должна быть минимальной.

В случае автоматического регулирования процессов, где запаздывание в линиях связи не оказывает существенного влияния на процесс, регулятор вместе с прибором контроля устанавливают на щите при этом максимальная протяженность пневматических линий не должна превышать 300 метров.

Приборы предназначены для утопленного монтажа и монтируются на щите с помощью двух прижимных кронштейнов, входящих в приклад. При установке прибора следует надеть на него рамку и вставить прибор в отверстие щита.

Если размеры щитового отверстия не превышают 186х146 мм, прибор можно установить без рамки.

При дистанционной установке регулятора с приборами ПВ10.1Э и ПВ10.2Э комплектуется вилка, которая вставляется в штекерный разъем прибора контроля.

Регуляторы и вилка закрепляются на приборе двумя винтами.

Трубки для линии связи могут быть пластмассовыми, медными, латунными и алюминиевыми (для тропического климата и стойких в этих условиях материалов) диаметром 6х1 или 8х1 мм.

Трубки не должны иметь вмятин и должны быть герметичны.

8.3. Порядок установки и монтажа преобразователей разности давления 13ДД11.

К монтажу преобразователя преступают после выбора и подготовки места установки, монтажа диафрагмы, а также после продувки соединительных пневматических линий.

Длина соединительных линий между преобразователем и сужающим устройством должна быть не более 15 м.

Рекомендуется устанавливать преобразователь в местах, где отсутствует тряска и вибрация. При воздействии вибрации, не превышающей норм, может возникнуть дополнительная погрешность, не превышающая предела основной погрешности.

В линии, подводящей к преобразователю воздух питания, следует устанавливать фильтр и стабилизатор давления воздуха.

При эксплуатации преобразователей в диапазоне минусовых температур необходимо исключить:

а) накопление и замерзание конденсата в рабочих камерах и внутри соединительных трубок (для преобразователей измеряющих перепад давления газообразных сред);

б) замерзание, кристаллизацию среды или выкристаллизирование из нее отдельных компонентов (для преобразователей, измеряющих перепад давления жидкостей).

Перед монтажом следует проверить исправность и правильность показания преобразователя.

8.4. Порядок монтажа термометров сопротивления.

Термометры сопротивления монтируются с помощью бобышек или фланцев.

При монтаже термометров сопротивления необходимо соблюдать требования:

а) исполнение монтируемых термометров должно соответствовать параметрам и свойствам измеряемой среды;

б) перед установкой термометров необходимо проверить целостность токоведущих частей, сопротивление изоляции между токоведущей частью и арматурой термометра, данная операция проводится с помощью мегометра с номинальным напряжением до 500 В, сопротивлением 20 мОм;

в) электрическая изоляция термометров должна выдерживать 500 В переменного тока в течение минуты;

г) конец погруженной части платинового термометра необходимо размещать на 50-70 мм ниже оси измеряемого потока, для медных термометров эта величина составляет 25-30 мм;

д) на трубопроводе имеющим диаметр 50 мм и меньше они монтируются в специальных раструбах (расширителях);

е) при измерении температуры потоков с высокой температурой, давлением и скоростью рекомендуется монтировать термометры и термопары в защитных гильзах, если измеряется температура агрессивной среды применение защитных гильз обязательно.

Замену и демонтаж термометров сопротивления и термопар на агрессивных участках проводить в составе бригады не менее двух человек.

При измерении температуры более 400⁰С монтаж термометров сопротивления и термопар следует выполнять вертикально.

Сечение присоединяемых проводов от 1 до 1,5 мм².

Провода и кабели должны быть промаркированы и в месте подключения головки должны быть защищены металлорукавом.

8.5. Порядок установки и монтажа КСМ-4.

Прибор должен устанавливаться в помещениях с искусствен­но регулируемыми климатическими условиями, например, в закрытых отапливаемых или охлаждаемых и вентилируемых производственных, лабораторных капитальных жилых и дру­гих, в том числе хорошо вентилируемых подземных помеще­ниях при отсутствии прямого воздействия солнечной радиации, атмосферных осадков, ветра, а также воздействия песка и пыли окружающего воздуха при температуре не менее 5°С и не более 50°С и относительной влажности от 30 до 80%.

Прибор будет работать удовлетворительно, если его уста­новить:

а) в сухом отапливаемом помещении при температуре ок­ружающего воздуха (20±2)°С и относительной влажности (60±5)%, причём в воздухе не должно содержаться амми­ака, сернистых и других агрессивных газов;

б) на специальном щите, на высоте 1,5 м от пола с отклонением от вертикали не более 1°, вдали от силовых щитов и агрега­тов, создающих сильные электромагнитные и электростатические поля. Если в месте установки имеются сильные тря­ска и вибрация, щит с прибором необходимо амортизировать.

Крепление прибора к щиту производится с помощью скоб, находящихся в коробке с запасными частями и принадлежностями;

в) освобождать прибор от увязки рекомендуется только после установки его на рабочем месте. Для того, чтобы ос­вободить от увязки внутренние узлы прибора, откройте крыш­ку ключом, взятым из коробки с запасными частями и при­надлежностями. Вытащите резиновый вкладыш, вставленный на уровне шкалы между кронштейном и корпусом и под левой защелкой кронштейна. Затем, отжав защелку, выдвиньте кронштейн из корпуса и освободите от увязки узлы прибора.

9. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

9.1. Слесарь КИПиА приступает к работе только после оформления разрешения в ремонтном журнале работ по ремонту СБС, СИ, САР, СДУ.

9.2. При выполнении работ слесарь КИПиА в технологическом цехе должен быть в спецодежде и иметь при себе средства защиты, соответствующие выполняемой работы. При контакте с агрессивными средами иметь защитные очки, резиновые противокислотные перчатки, сапоги. При работе с электрооборудованием пользоваться испытанными диэлектрическими перчатками, резиновыми ковриками, инструментом с изолированными ручками. Противогаз соответствующей марки должен находиться на рабочем месте.

При работе на кислотных позициях иметь защитные очки, резиновые противокислотные перчатки (рукавицы) или рукавицы с накладками из шерстяных тканей, сапоги резиновые, костюм х/б с противокислотной пропиткой или костюм суконный кислотозащитный.

При работе с щелочью - костюм х/б, перчатки (рукавицы), фартук и резиновые сапоги. Для защиты от попадания в глаза - защитные очки или щиток.

При выполнении других работ - костюм х/б, ботинки мужские, женские хромовые; для защиты от пониженных температур куртка х/б с ватным подкладом, валенки.

При работе на токоведущих частях электрооборудования, находящихся под напряжением и вблизи них пользоваться испытанными диэлектрическими перчатками, резиновыми ковриками, инструментом с изолированными ручками.

Противогаз соответствующей марки должен находится на рабочем месте.

При перемещении по территории предприятия в рабочее время иметь с собой противогаз с коробками марки К (зеленого или синего цвета) или КД (серого цвета) для защиты от аммиака, марки СмФ или В (желтого цвета) - от окислов азота.

9.3. При работе с подмостей на высоте 1,3 м и более должны быть поручни, закраины. При их отсутствии необходимо пользоваться предохранительным поясом, на котором должен быть штамп с датой испытания. В процессе работы пояс испытывается через каждые 6 месяцев статической нагрузкой, равной 40 МПа.

9.4. При работе с приставных лестниц допускается находиться на ступени, находящейся на расстоянии не менее 1 м от верхнего края лестницы. При работе с приставных лестниц на высоте более 1,3 м следует применять предохранительный пояс, прикрепленный к конструкции сооружения или к лестнице при условии ее крепления к конструкции.

9.5. У приставных деревянных лестниц и стремянок длинной более 3 м должно быть установлено под ступенями не менее двух металлических стяжных болтов. Общая длина деревянной приставной лестницы не должна превышать 5 м. Все переносные лестницы и стремянки должны испытываться статической нагрузкой после изготовления и капитального ремонта, а также периодически в процессе эксплуатации:

– лестницы и стремянки металлические - 1 раз в 12 месяцев;

– лестницы и стремянки деревянные - 1 раз в 6 месяцев;

– лестницы веревочные подвесные - 1 раз в 6 месяцев.

9.6. Устанавливать приставные лестницы под углом более 75° к горизонту без дополнительного крепления с верхней части запрещается.

9.7. Поднимать и опускать груз по приставной лестнице и оставлять на ней инструмент запрещается.

9.8. Запрещается работать на приставных лестницах и стремянках:

– около и над вращающимися механизмами, работающими транспортерами, машинами и т.п.;

– с использованием пневматического и электрического инструмента, строительно-монтажного пистолета;

– выполнять газо- и электросварочные работы;

– при натяжении проводов, поддержания на высоте тяжелых деталей и т.п.

При выполнении таких работ следует применять леса и стремянки с верхними площадками, огражденными перилами.

9.9. Приставные лестницы и стремянки должны иметь устройства предотвращающие возможность сдвига и опрокидывания при работе. На нижних концах приставных лестниц и стремянок должны быть оковки с острыми наконечниками для установки на грунте, а при пользовании лестницами на гладких поверхностях (паркете, металле, плитке, бетоне, асфальте) на них должны быть надеты башмаки из нескользящего материала.

9.10. При работе в электроустановках и с электроинструментом выполнять правила электробезопасности.

9.11. Электроинструмент должен удовлетворять следующим основным требованиям:

– быстро включаться и отключаться, не допускать самопроизвольного включения и отключения;

– быть безопасным в работе и не иметь доступных для случайного прикосновения к токоведущим частям;

– в помещениях с повышенной опасностью и особоопасных напряжение питания переносного электроинструмента должно быть не более 42 В переменного тока и 110 В постоянного тока, без повышенной опасности - 220 В;

– электроинструмент присоединяется к сети шланговым проводом либо многожильным гибким проводом (ПРГ) с изоляцией на напряжение не ниже 500 В, заключенным в резиновый шланг. Непосредственное соприкосновение проводов и кабелей электроинструмента с металлическими, горячими, влажными и масляными поверхностями и предметами не допускаются.

9.12. Лицам, пользующимся электроинструментом, запрещается:

–


29-04-2015, 04:14