過程控制工程設計項目

1、過程控制工程課程小設計 任務書黃山學院信息工程學院自動化教研室施云貴2014年5月目 錄1 設計目的、內(nèi)容及安排11.1 設計目的和任務11.2 設計要求12 設計題目22.1 間歇式反應器自控設計22.1.1工藝流程及簡要說明22.1.2有關數(shù)據(jù)和已知條件32.2 列管式換熱器自控設計32.2.1工藝流程及簡要說明32.2.2有關數(shù)據(jù)和已知條件42.3 油水分離器自控設計42.3.1工藝流程及簡要說明42.3.2有關數(shù)據(jù)和已知條件53部分圖形符號表6I過程控制工程小設計指導書1 設計目的、內(nèi)容及安排1.1 設計目的和任務本設計是學生第一次進行的綜合性專業(yè)訓練，是自動化專業(yè)的一個重要教學環(huán)節(jié)，

2、其設計目的是進一步鞏固和加深對所學理論知識的理解，培養(yǎng)學生獨立分析和解決工程實際問題的能力，使學生對自控設計有較完整的概念，培養(yǎng)學生綜合運用所學的控制理論、儀表、控制工程等知識進行工程設計的能力，進一步提高設計計算、制圖、視圖、編寫技術文件，查閱參考文獻與資料、儀表類型選擇的能力。通過此次設計，培養(yǎng)學生樹立為社會主義建設服務的觀念。設計者應該有敢于創(chuàng)新和勇于負責的精神，從投入施工的角度來嚴肅對待自己的設計，使自己的設計能最大限度滿足生產(chǎn)實際需要，既經(jīng)濟，又可靠。要善于利用書本知識，而又不迷信書本，要善于獨立思考，反對粗心大意，草率從事以及不負責的態(tài)度；設計中應善于全面綜合的考慮各項復雜因素，有

3、選擇性吸收前人的成果，發(fā)揮主觀能動性，大膽提出創(chuàng)造性的設計方案。1.2 設計要求在設計內(nèi)容選擇上要結合具體的生產(chǎn)實際，題目要有一定的實際意義，做到理論聯(lián)系實際。自控設備設計要求采用計算機控制系統(tǒng)（如DCS、PLC、FCS等）。本設計應當在教師指導下，由學生獨立完成下面內(nèi)容：（1）設計說明書：包括設計指導思想和設計依據(jù)，自動化水平和控制方案的確定，設計計算，儀表選型，以及采用新技術新產(chǎn)品的依據(jù)，安全技術措施，重要的復雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)的說明，設計中存在的問題等等；（2）填寫表格：如自控設備匯總表、調(diào)節(jié)閥計算數(shù)據(jù)表、綜合材料表等。設計要求方案合理、計算數(shù)據(jù)準確、圖面圖形和標注符合國家標準和有關技術規(guī)范要求

4、，說明書編寫符合指導書規(guī)定要求。2 設計題目2.1 間歇式反應器自控設計2.1.1工藝流程及簡要說明圖2.5間歇式化學反應器工藝流程圖間歇式化學反應器是生產(chǎn)苯酚過程中不可缺少的磺化工段的主要設備。其工藝流程如圖2.5所示。首先把硫酸罐（高位槽）中的濃硫酸定量放進反應釜里，然后連續(xù)注入苯汽，其最大流量可達2500立升/小時，用加熱油（變壓器油）連續(xù)加熱4小時左右，其反應溫度為120，進行化學反應方程式如下：C6H6 + H2SO4 = C6H5SO3H + H2O (吸熱反應)最后產(chǎn)品C6H5SO3H(苯磺酸)由反應器底部放料，未反應完的苯汽，通過分層分離器以后回收再使用。主要控制指標是反應物的

5、轉化率，但是現(xiàn)在無法直接測量。2.1.2有關數(shù)據(jù)和已知條件 反應器動態(tài)特性可以近似的看成一階慣性環(huán)節(jié)，其放大倍數(shù)Kp= 0.8，時間常數(shù)Tp=1.5分。 硫酸加入量2噸。 苯最大流量2500立升/小時。 變壓器油溫度200，最大流量5噸/小時。 反應器規(guī)定值為120。 反應所需時間約4小時。 加熱油管內(nèi)徑25。 苯流量（回流管）管內(nèi)徑20。 加熱蒸汽管內(nèi)徑50。 加熱蒸汽最大流量500m3 /h，壓力6/ m3。2.2 列管式換熱器自控設計2.2.1工藝流程及簡要說明列管式換熱器是某煤油廠的一個裝置，其工藝流程如2.7圖所示。將原油儲罐的原油用泵打入列管式換熱器，經(jīng)列管式換熱器將其加熱到T=1

6、50±2,進入后的原油進入下一工段加工。載熱體為250的飽和蒸汽。圖2.7 列管式換熱器工藝流程圖2.2.2有關數(shù)據(jù)和已知條件 換熱器出口溫度的調(diào)節(jié)通道動態(tài)特性，可以近似看成一階慣性環(huán)節(jié)的對象。設其放大倍數(shù)KP=0.6 TP=1.2分。 飽和蒸汽：Qmax=360m3/h，QC=280m3/h，P=40kgf/cm2,T=250。 原油：Qmax=50m3/h，Q=39m3/h，P=7kgf/cm2, T=10, =0.9g/cm3 。 加熱后的原油溫度T=150±2。 工藝上要求在儀表盤上記錄原油流量、加熱原油溫度、飽和蒸汽流量。 工藝上要求就地指示原油泵后壓力、溫度、加

7、熱原油出口溫度。 要求控制換熱器原油出口溫度。 設計尺寸：如下圖所示在設計過程中除了上述的已知數(shù)據(jù)和要求，其它問題可以自己設定。2.3 油水分離器自控設計2.3.1工藝流程及簡要說明油水分離器是吉化煉油廠催化裂化車間的一個裝置，其工藝流程如圖2.8所示。油水分離器的進料來自催化工段分餾塔（T2003）的反應油氣，進入油水分離器后，反應油氣分出三種物料，即富氣（氣體）、粗汽油（液體）、水。而粗汽油的密度小于水，且粗汽油不溶于水，在油水分離器中分成兩層，上層為汽油，下層為水。水則由油水分離器底部管線W-03放掉；粗汽油則從管線W-06出料，然后分成兩部分，一部分作為冷回流，一部分作為產(chǎn)品去下一工段；富氣則從分離器頂部管線W-04被富氣壓縮機抽掉。附圖 油水分離器工藝流程圖2.3.2有關數(shù)據(jù)和已知條件 油水分離器液面調(diào)節(jié)通道的動態(tài)特性可以近似地看成一階慣性環(huán)節(jié)的對象。設其放大倍數(shù)KP=0.8,T=0.7分。 粗汽油：流量Qmax=60m3/h, QC=48m3/h，壓力P=12kpf/cm2,T=70。 分離水：流量Qmax=15m3/h，壓力P=2kpf/cm2, T=70。 粗汽油密度 =0.8/cm3 本裝置在室內(nèi)安裝，要求用就地儀表盤