過程裝備控制及應(yīng)用課設(shè)報告書.doc

過程裝備控制技術(shù)課程設(shè)計 目 錄第一章 工藝流程簡介1.1工藝流程文字?jǐn)⑹?.1.2工藝流程圖4第二章 調(diào)節(jié)閥設(shè)計計算2.1調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計算42.2調(diào)節(jié)閥原理圖和外型結(jié)構(gòu)圖5第三章 控制回路設(shè)計3.1 比值控制回路設(shè)計53.2 均勻控制回路設(shè)計63.3 前饋反饋控制回路設(shè)計73.4 串級控制回路設(shè)計 8第四章 按工程標(biāo)準(zhǔn)符號繪制的帶控制點(diǎn)的工藝流程圖10第五章 蒸汽貯罐設(shè)計11第六章 結(jié)語17參考文獻(xiàn) 過程裝備綜合課程設(shè)計任務(wù)書3控制設(shè)計部分學(xué) 號101610041162學(xué)生姓名陳妃墨專業(yè)（班級）10過程裝2班設(shè)計題目控制系統(tǒng)與調(diào)節(jié)閥設(shè)計設(shè)計技術(shù)參數(shù)調(diào)節(jié)閥設(shè)計參數(shù)：調(diào)節(jié)閥類型：直通單座閥 調(diào)節(jié)閥流量：控制系統(tǒng)類型： （其它具體參數(shù)見附表）設(shè)計要求1設(shè)計說明書要求計算準(zhǔn)確，文字工整。用CAD繪制的調(diào)節(jié)閥的結(jié)溝圖要與設(shè)計計算的結(jié)構(gòu)尺寸一致。用CAD繪出帶控制點(diǎn)的工藝流程圖要求清晰準(zhǔn)確，符合工程圖紙要求。從工程實(shí)際出發(fā)分析當(dāng)負(fù)載波動時調(diào)節(jié)器與調(diào)節(jié)閥的工作過程。工作量1 按給出的參數(shù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)閥的設(shè)計計算,繪出CAD圖紙. （A4紙）(資料中的參考數(shù)據(jù)均可采用.)2 用 CAD繪出參考的工藝流程圖和流程文字說明. （A4紙）3 根據(jù)給出的工藝流程進(jìn)行4-5個復(fù)雜控制回路設(shè)計,(每人必有1-2個可監(jiān)控的控制回路)要求繪出控制原理圖,方框圖;設(shè)計中可以添加相關(guān)設(shè)備,并逐個分析你所設(shè)計的控制回路在載荷波動時如何滿足控制要求.(注明調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)閥 的正 、反作用)4 按工程標(biāo)準(zhǔn)符號要求繪出含控制點(diǎn)的工藝流程圖（A3紙）5 設(shè)計完成時要求上交用A4和A3紙打印的3張圖紙,設(shè)計計算的文字材料（每個控制回路的控制原理圖,方框圖加文字說明用一頁紙）總計3000字以上。工作計劃查閱檢索資料及設(shè)計計算2-3天繪圖、寫說明書、準(zhǔn)備答辯3-4天參考資料1 王毅. 過程裝備控制技術(shù)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.2 林錦國 過程控制系統(tǒng)儀表裝置M南京：東南大學(xué)出版社，2006.3 陸培文.調(diào)節(jié)閥實(shí)用技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.4 翁維勤 .過程控制系統(tǒng) M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.5 胡國禎.化工仿真M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.指導(dǎo)教師簽字郭 奇基層教學(xué)單位主任簽字說明：此表一式3份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、系部各一份。2013年12月20日第一章工藝流程簡介1.1工藝流程文字描述利用溶劑乙腈對不同組分溶解度的不同，改變其揮發(fā)度，從而有效地從C5餾分中分離出異戊二烯。首先將C5餾分送入TO6201脫重組分塔進(jìn)行熱處理，使環(huán)戊二烯二聚，然后進(jìn)行蒸餾，將聚合物和C5以上的餾分一起從塔釜除去?；厥盏沫h(huán)戊二烯通過E06202再沸器加熱再進(jìn)入TO6201脫重組分塔。除環(huán)戊二烯后的C5餾分作為塔頂產(chǎn)物通過E06201冷凝器冷凝后，一部分回流到TO6201脫重組分塔，另一部分進(jìn)入T06202抽提蒸餾塔，用乙腈進(jìn)行抽提蒸餾。烷烴和大部分單烯烴從塔頂分離出去，經(jīng)E06203冷凝器冷凝后，一部分回流到T06202抽提蒸餾塔，另一部分送到T06204抽余物洗滌塔作為原料。T06204抽余物洗滌塔中由T06202抽提蒸餾塔送來原料經(jīng)水洗滌后，塔頂為抽余物通過管道排出，塔底產(chǎn)物去乙腈回收塔。T06202抽提蒸餾塔塔底餾分一部分經(jīng)E06204再沸器加熱返回T06202抽提蒸餾塔，另一部分送T06203汽提塔。溶劑乙腈從T06203汽提塔塔底分離出去，經(jīng)蒸汽加熱后，返回T06202抽提蒸餾塔或去T06206乙腈再生塔，T06203汽提塔頂部出來的二烯烴和少量炔烴送到T06205萃取液洗滌塔，在T06205萃取液洗滌塔中用水洗除夾帶的乙腈，塔底部出來的乙腈和水送到T06206乙腈回收塔，在T06206乙腈回收塔中提濃，塔底分離出的水直接排出，塔底出來的精制物經(jīng)E06206再沸器加熱返回T06206乙腈回收塔循環(huán)使用。塔頂產(chǎn)物經(jīng)E06205冷凝器冷凝，一部分返回T06206乙腈回收塔，另一部分送到T06202抽提蒸餾塔。洗滌塔頂部出來的粗異戊二烯進(jìn)行精制。先送到T06208脫炔烴塔，在T06208脫炔烴塔中除去沸點(diǎn)相近的雜質(zhì)，如炔烴和其它輕組分雜質(zhì)，從塔頂排出在經(jīng)E06209冷凝器冷凝然后從管道排出。塔底產(chǎn)物一部分通過E06210再沸器加熱返回T06208脫炔烴塔作為提留時提供蒸汽，另一部分進(jìn)入T06209脫二烯烴塔，脫除其它二烯烴重組分雜質(zhì)。最后從塔頂?shù)玫骄酆霞壆愇於?.2繪制工藝流程圖繪制工藝流程圖（含文字描述） 見附圖一第二章 調(diào)節(jié)閥設(shè)計計算 2.1調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)計算管內(nèi)介質(zhì)為丙烯氣，已知正常流量條件下的計算數(shù)據(jù)為：P1=260KPa，P2=206KPa，T=268K，k=2.12，M=42，Z=1, Qg=760m3/h。若選用氣動單座調(diào)節(jié)閥，流關(guān)流向工作，計算此閥流量：（1） 首先判別其工作情況是否為阻塞流 因?yàn)?而 故 X，為非阻塞流 （2）計算 （3）選定口徑查 查附錄單座調(diào)節(jié)閥主要技術(shù)要求數(shù)表選 查得，選用公稱通徑=50mm，閥門直徑=50mm，公稱壓力 ，閥體材料為鑄鋼 ZG230-450。查得閥的外形尺寸 ，氣關(guān)閥， 氣開閥 2.2調(diào)節(jié)閥原理圖和外型結(jié)構(gòu)圖繪制調(diào)節(jié)閥原理圖和外型結(jié)構(gòu)圖 見附圖二第三章 控制回路設(shè)計3.1比值控制回路設(shè)計(1)冷凝器的比值控制系統(tǒng) A調(diào)節(jié)閥為氣關(guān)閥；FRC1調(diào)節(jié)器為正作用B調(diào)節(jié)閥為氣關(guān)閥；FRC2調(diào)節(jié)器為正作用 （2）方框圖（3）分析控制過程假設(shè)環(huán)戊二烯流量增加，流量調(diào)節(jié)器FRC1正作用，輸出增加，使氣關(guān)閥A關(guān)的緊，進(jìn)而使環(huán)戊二烯流量減少。當(dāng)環(huán)戊二烯變化時，其流量信號經(jīng)測量變送器送到比值器R，比值器按預(yù)先設(shè)定好的比值系數(shù)使輸出成比例變化，作為順酐的流量控制器的設(shè)定值,空氣的流量經(jīng)調(diào)解作用自動跟蹤環(huán)戊二烯的流量變化，使其在新的工況下兩流量比值不變；雙閉環(huán)的存在使系統(tǒng)的總負(fù)荷平穩(wěn)。假設(shè)順酐流量增加，經(jīng)流量調(diào)節(jié)器FRC2正作用，輸出增加，使氣關(guān)閥B關(guān)的緊，進(jìn)而使順酐流量減少。3.2均勻控制回路設(shè)計（1）抽余物洗滌塔均勻控制系統(tǒng) 調(diào)節(jié)閥為氣開閥液位調(diào)節(jié)器LRC為反作用；流量調(diào)節(jié)器FRC為反作用（2） 方框圖 （3） 分析控制過程當(dāng)抽余物洗滌塔塔底流量增大時，流量變送器將檢測到的信號傳送到流量調(diào)節(jié)器FRC，在流量調(diào)節(jié)器FRC的反作用下，其輸出值變小，使氣開閥的開度變小，即塔底流量減?。划?dāng)抽余物洗滌塔塔底液位升高時，在液位調(diào)節(jié)器TRC反作用下，其輸出信號減小，即液位控制器的給定值增大，相當(dāng)于塔底流量增大，流量控制器FRC的反作用下，其輸出值變小，使氣開閥的開度變小，即塔底流量減小，達(dá)到對抽余物洗滌塔塔底流量控制的目的。 3.3 前饋反饋控制回路設(shè)計 （1）再沸器的前饋反饋控制系統(tǒng) 調(diào)節(jié)閥為氣開閥；前饋調(diào)節(jié)器Gff正作用；溫度調(diào)節(jié)器TCR反作用。（2）方框圖（3）分析控制過程當(dāng)塔底流量增大時，信號被傳送到前饋控制器Gff，在前饋控制器Gff的正作用下輸出信號變大，使氣開閥的閥門開度變大，即蒸汽流量增大，從而對塔底流出液體加熱；當(dāng)再沸器溫度升高時，信號被傳送到溫度控制器TRC，在溫度控制器TRC的反作用下輸出信號變小，使氣開閥的閥門開度變小，即蒸汽流量減小，從而保證塔底流出液體在一定的溫度范圍，達(dá)到換熱的目的。3.4 串級控制回路設(shè)計（1）串級控制系統(tǒng) 調(diào)節(jié)閥氣開閥;溫度控制器TRC反作用 流量控制器FRC反作用（2）方框圖（3）分析控制過程當(dāng)汽提塔塔底加熱蒸汽流量增大時，變送器將檢測到的信號傳送到流量控制器FRC，在流量控制器FRC的反作用下，其輸出值變小，使氣開閥的開度變小，即蒸汽流量減??；當(dāng)汽提塔塔底溫度升高時，在溫度控制器TRC反作用下，其輸出信號減小，即液位控制器的給定值增大，相當(dāng)于蒸汽流量增大，流量控制器FRC的反作用下，其輸出值變小，使氣開閥的開度變小，即蒸汽流量減小，達(dá)到對汽提塔塔底流液加熱的目的。串級控制系統(tǒng)能迅速克服進(jìn)入副回路的干擾，有一定的“魯棒性”。第四章 繪制的帶控制點(diǎn)的工藝流程圖繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖 見附圖三過程裝備綜合課程設(shè)計任務(wù)書2容器設(shè)計部分姓 名陳妃墨班級10過程裝備2班學(xué)號101610041062設(shè)計題目蒸汽貯罐設(shè)計設(shè) 計 要 求 1.根據(jù)給出的載荷參數(shù)，進(jìn)行儲罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計，強(qiáng)度計算。 2. 設(shè)計計算包括筒體、封頭、鞍座、人孔、接管等內(nèi)容3.用A3紙繪制儲罐的設(shè)備圖。 相 關(guān) 設(shè)計參 數(shù)（參考臥式貯罐圖見附件）設(shè)計參數(shù)按下面數(shù)據(jù)確定：設(shè)備工作壓力為0.6 MPa；工作溫度160；罐內(nèi)介質(zhì)為蒸汽罐體內(nèi)徑為 500 mm罐體Q345R罐體用雙面對接焊，局部無損探傷 指導(dǎo)教師：郭 奇 2013年 12月第五章 蒸汽貯罐設(shè)計一、筒體計算：已知設(shè)備工作壓力為0.6Mpa，工作溫度為160，罐體內(nèi)徑為500mm，罐體材料為Q345R，罐體用雙面對接焊，局部無損檢測，罐內(nèi)介質(zhì)為蒸汽。因?yàn)镼345R屬于普通低合金鋼，由GB150-1998查的，腐蝕余量不小于3mm，所以取。由于罐體采用雙面對接焊，局部無損檢測，因此=0.85。因?yàn)楣ぷ鲏毫?，所以，設(shè)計壓力（1）根據(jù)設(shè)計壓力和液柱靜壓力確定計算壓力液柱靜壓力為，所以不用計入設(shè)計壓力中，即。（2） 設(shè)計厚度假設(shè)材料的許用壓力為（厚度為616mm時）。筒體計算厚度按下式計算設(shè)計厚度由GB654-1996壓力容器用鋼板查得，厚度負(fù)偏差，因此名義厚度，圓整后，由鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，名義厚度取。，許用壓力不變，故名義厚度取合適二、封頭計算：選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，其計算厚度按下式計算：設(shè)計厚度，取名義厚度，圓整后，取鋼板厚度為，直邊高度h=40mm。水壓試驗(yàn)時的應(yīng)力：取代人得Q345R的屈服限（附錄）滿足，水壓試驗(yàn)時強(qiáng)度足夠。三、支座的計算：設(shè)計容器為力臥式儲罐，使用鞍式支座，由鞍座結(jié)構(gòu)得：支座負(fù)荷估算：儲罐總質(zhì)量式中，（1） 罐體質(zhì)量：DN=500mm，的筒節(jié)，筒體長度取2米，每米質(zhì)量為故（2） 封頭質(zhì)量：DN=500mm，直邊高度h=25mm的橢圓形封頭，其質(zhì)量查JB/T4746-2002得，故（3） 有機(jī)溶劑混合汽質(zhì)量： 式中，裝料系數(shù)，取0.7； V儲罐容積， r有機(jī)溶劑混合氣在170時的密度為（按水算）。代入得 （4） 附件計算：附件總質(zhì)量按20kg計算，即設(shè)備總質(zhì)量因此，容器底部使用2向支座，每個鞍座之承受約1.7t的荷重，負(fù)荷較小，故選用一組輕型帶墊板，包角120的鞍座。JB/T 472492，鞍座B1500-F(S)四、接管計算：本儲罐有以下接口管。（1）有機(jī)溶劑混合汽進(jìn)料管：采用無縫鋼管。管得一端切成45，伸入儲罐內(nèi)少許，配用具有平面密封的平焊管法蘭，法蘭標(biāo)記PN2.8 DN50 GB9119.888（2）有機(jī)溶劑混合汽出料管：采用可拆的的壓出管，將它和法蘭固定在接口管內(nèi)。罐體的接口管法蘭采用PN2.8 DN32 GB9119.888與該法蘭相配并焊接在壓出管上得法蘭與PN2.8 DN32法蘭尺寸相同，但其內(nèi)徑為25mm，有機(jī)溶劑混合汽壓出管的上部法蘭采用PN2.8 DN20 GB9119.888。這些小管都不需補(bǔ)強(qiáng)。壓出管伸入儲罐2.5m。（3）排污管：儲罐右端最底部安設(shè)排污管一個。管子規(guī)格為。管段焊有一個與截止閥J41W-16相配的管法蘭PN2.8 DN50 GB9119.888。排污管與罐體連接處焊一厚度為10mm的補(bǔ)強(qiáng)圈。（4）液面計接管：本儲罐采用玻璃管液面計BIWPN2.8，L=1000，HG522780兩支。其標(biāo)記符號意義：第一項(xiàng)B凸面型密封面形式；第二項(xiàng)主體零部件材料類別I碳鋼；第三項(xiàng)結(jié)構(gòu)形式W保溫型；第四項(xiàng)為液面計公稱壓力；第五項(xiàng)為液面計公稱長度；第六項(xiàng)為液面計標(biāo)準(zhǔn)號。與液面計相配的接管尺寸為，管法蘭為PN2.8 DN15 GB9119.888.（5）放空接管：采用無縫鋼管，法蘭為PN2.8 DN25 GB9119.888。（6）安全閥接管：安全閥接管尺寸由安全閥泄放量決定。本儲罐選用，法蘭為PN2.8 DN25。第六章 結(jié)語兩個星期的過程裝備控制技術(shù)課程設(shè)計結(jié)束了，通過本次課程設(shè)計我對過程裝備控制技術(shù)這門課更加了解了，同時也在設(shè)計過程中鞏固了自己的所學(xué)知識，培養(yǎng)了自己的實(shí)踐應(yīng)用能力，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足和知識漏洞，真實(shí)的感覺到自己實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。在具體做的過程中，我深深地體會到樹立了正確的設(shè)計思想，增強(qiáng)了創(chuàng)新意識、團(tuán)隊合作意識和競爭意識的重要性。設(shè)計過程是馬虎不得的，管道的布置等一些問題讓我吃盡了苦頭，也讓我更進(jìn)一步的明白了作為一個設(shè)計人員要有的清晰地頭腦和整體的布局能力，要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和不厭其煩的悉心，要有精益求精、追求完美的一種精神。此次課程設(shè)計讓我收獲頗多，我不但學(xué)會了課本的知識，也讓我知道嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和團(tuán)隊合作意識重要性。這對即將走出社會的我是一次不可缺少充實(shí)自己的機(jī)會，相信以后我會嚴(yán)謹(jǐn)要求自己。兩個星期的課程設(shè)計，緊張卻又充滿了讓人欣喜的收獲過程，在回想學(xué)習(xí)的控制技術(shù)知識與課程設(shè)計，我想由衷的感謝一直教導(dǎo)我們的郭奇老師，有老師之前的講解與指導(dǎo)我們才能完成