过程控制课程设计(2)

2021-09-24 15:40

3.回流罐的液位与回流管的回流量串级均匀

为保证回流量的稳定,以及使回流罐不流空,设计此液位一流量串级控制系

统。

4.塔釜的液位与塔釜流出的流量的串级均匀控制

同上一控制系统相似,由于变量间的相互关联、为保证塔内的液位恒定,去脱丁烷塔管线的流量稳定,设计此串级控制系统,以达到控制塔内液位与流出量的稳定。

5.为保证反应的稳定进行,设计一进料流量的均匀控制 6.报警系统

为保证塔釜、回流罐、冷凝器的液位不超过可控范围,可分别设计一液位报警系统——当塔釜液位偏离30%-90%时,冷凝器液位偏离20%-80% 时,回流罐液位偏离30%-80%时,报警提示。

为了保证塔压的变化不超过允许值,分别在塔顶与塔底安装了一个具有温度上限报警的温度检测仪表。为了保证塔压的变化不超过允许值,在位于塔上部的地方装一带压力上限报警系统的压力检测仪表

7.除了上述控制装置外,还设计有对进料、塔底采出、不凝气体排出、回流物温度检测。

具体见附图:脱丙烷塔工艺流程图。 8.控制室平面布置图绘制说明

由于生产装置处于露天,工艺介质易燃、易爆,且主导风向由西向东,因此设计此控制室位子生产装置的西边,且门跟窗都向着生产装置。控制盘背向生产装置,以利于电缆进入与之连接。具体见控制室平面布置图。

三、节流装置计算:

1、己知条件:

(1)被测流体:饱和水蒸汽 (2)流量:

Mmax=1350 kg/h Mcom=900 kg/h Mmin=450 kg/h

(3)工作压力: = 0.15Mpa (绝压) (4)工作温度:t1= 110.0 (5)允许的压力损失:应尽是小 (6)管道内径:D20=200mm

(7)仍管道材质:20#钢,新无缝管

(8)管道和局部阻力件敷设简图如下所示。图中LI、L2, LO按设计要求要求设。

(9)要求采用角接取压(环室)标准孔板,配电动差压变送器。 2.辅助计算

(本例中的公式右侧标注的页号和图、表号与《国家标准流量测量节流装置》)

(1)工作状态下,质量流量标尺上限:M=1600kg/h (2)管道材质的线膨胀系数:∧D=12.12×10 6 mm/mm·c (3)工作状态下,管道内径:

D=D20[1+∧D(t1-20)]=200×[1+12.12×10 6×(110-20)]=200.22mm (4)工作状态下,饱和水蒸气的粘度:

η=25×10 6Pa·s (5)工作状态下,饱和水蒸气的密度:

s=0.8528kg/m3 (6) 工作状态下,饱和水蒸气的等熵指数: χ=1.29 (7)管道粗糙度:

K=0.10 (8)管径与粗糙度之比:

D/K=200.218/0.10=2002.2>100 (9)求ReDmin的值:

ReDmin=354×10 3×

MminD

=354×10 3×

450

200.218 25 10

6

=3.183×104

(10)求ReDcom的值:

ReDcom=354×10 3×

McomD

=354×10 3×

900

200.218 25 10

6

=6.365×104

(11)根据ReDmin=3.1825×104和角接取压标准孔板的要求,角接取压标准孔板适用的最小雷诺数ReDmin推荐值可知,在β<0.50的范围内β取任意值时,因流量变化引起的流量系数α0的改变,其附加误差小于0.5%。

(12)由于要求压力损失尽量小,故取β=0.48为确定差压上限的依据。 (13)确定差压上限: a:令γ

Re

=1,ReD=105,β=0.48

2

取 α0βb:hmax=

M

2

2

2

2

=0.1432 =

1600

2

2

2

(0.003999 0 D) 1

(0.003999 0.14324 200.218) 0.8528

=5693.1 Pa=5.69 kPa 取:h20=6.0KPa C:验算P2/P1值

P2/P1=(140-6)/140=0.96≥0.75 上述h20值可用

d:选用1151DP-4E22M1B3D2Fa型电容式差压变送器 (14)求h20com值: h20com=(

McomM

9001600

)2 h20=(

) 6.0

2

=1.898 kPa

e:计算: (1)令γ(α0β

Re

=1, ε=1,根据Mcom、 1、D、h20com,求(α0β)1=

Mcom

0.003999D

2

2

)1值:

2

1h20com

=

900

0.003999 200.218

2

0.8528 1898

=0.139 (2)根据(α0β取接近(α0β

2

2

)1、ReDcom,求 1值:

)1=0.1395,ReDcom=6.3651×104的β值,查表可得

1=0.474

(3)根据D/K、 1、ReDcom,求 Re值: Re=( 0 1)(式中 0 1 得 Re=1

(4)根据P2/P1,χ、 1,求ε值: P2/P1=0.96,χ=1.29, 1=0.474

ε=1-(0.3707+0.3184β

2

lgRe6

D

) 1

)[1-(

P2P1

1

)z

]0.935

1

=1-(0.3707+3.84×0.474)[1 (0.96)1.29]0.935

2

=0.985 (5)求(α0β(α0β

2

2

)2的值:

2

)2=

( 0 )1

Re

2

=

0.13951 0.9849

=0.142

(6)根据(α0β

)2、ReDcom,求β和α的值:

Re

D

=5×104时:

0.1416 0.14103

(0.477 0.476) 0.477

2'=0.476+

0.14166 0.141030.1416 0.14141

(0.6226 06224) 0.623 0'=0.6224

0.14166 0.14103

Re

D

=8 104时:

2''=0.477

0.1416 0.141410.14205 0.141410.1416 0.141410.14205 0.14141

(0.6217 0.6215) 0.477

0''=0.6215

Re

4

=时: 6.4386 10D

(0.6217 0.6215) 0.622

2 0.4769

(6.4386 5) 10(8 5) 10

4

4

(0.4773 0.4769)=0.477

0 0.6226 (7)求d值:

(6.4386 5) 10(8 5) 10

4

4

(0.6216 0.6226)=0.623

d= 2 D=0.4771×200.218=95.525mm (8)验算: M

'com

0.003999 0 d

2

1h20com

2

=0.003999 0.6221 0.9849 95.524 =899.594kg/h

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