close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Kursach Pakhalyuk Avtosokhranenny

код для вставкиСкачать

1.Введение
В настоящие время автоматизация процессов пришла во все сферы деятельности человека, особенно в отрасли промышленности. Широкому внедрению автоматического управления в отрасли промышленности способствовали такие основные факторы, как высокий темп работы, большой охват производства, длительность работы и вредность работы.
Для создания систем управления необходимо знать математические модели материальных и энергетических потоков (динамических моделей).
В расчетно-пояснительной записке излагаются основные вопросы, обосновывающие технические решения, приводятся необходимые расчеты, графики и схемы.
Расчетно-пояснительная записка должна включать следующие разделы:
1. Введение.
2. Технологическая часть.
2.1 Анализ технологического процесса.
2.2 Определение передаточной функции.
3. Выбор средств контроля регулируемого параметра.
3.1 Обоснование и выбор метода контроля (датчика).
3.2 Выбор и техническая характеристика устройства контроля.
4. Обоснование и выбор закона управления.
5. Расчет линейной САУ .
5.1 Структурная схема.
5.2 Построение располагаемой ЛАХ.
5.3 Введение корректирующего устройства.
5.4 Устойчивость САУ.
5.5 Качество переходного процесса.
5.6 Оценка работоспособности САУ.
6. Литература.
2.1 Технология целлюлозно-бумажного производства может быть использовано при регенерации химикатов из отработанного черного щелока от сульфатной варки целлюлозы для приготовления белого щелока, используемого для получения сульфатной целлюлозы.
Известен способ приготовления белого щелока регенерацией черного щелока путем его предварительного упаривания, сжигания, растворения полученного плава с образованием зеленого щелока, введения в последний свежей кальцинированной соды, последующей каустизации и осветления полученного белого щелока .
В данном способе для восполнения потерь щелочи в технологии регенерации черного щелока и повышения степени каустизации зеленого щелока используют кальцинированную соду, которую вводят в зеленый щелок на стадии каустизации, что в итоге обеспечивает требуемое качество белого щелока.
Недостатком данного способа является то, что при каустизации зеленого щелока после введения в него кальцинированной соды имеет место образование большого количества известкового шлама, а также потери каустической соды и непрореагировавшей извести с этим шламом. Кроме того, кальцинированная сода является дорогостоящим и дефицитным продуктом.
Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления сульфатного варочного щелока, включающий сжигание отработанного черного щелока, растворение плава с получением зеленого щелока, каустизацию зеленого щелока, введение в каустизированный зеленый щелок натрийсодержащего реагента серосодержащих отходов щелочной очистки этиленового производства и последующее осветление белого щелока .
Недостатком известного способа-прототипа является то, что введение в каустизированный зеленый щелок не подвергнутого каустизации натрийсодержащего реагента, в качестве которого использованы серосодержащие отходы этиленового производства и в составе которых более 30 г/л кальцинированной соды (карбоната натрия), неизбежно снизит процент каустизации каустизированного зеленого щелока и приведет к увеличению процентного содержания карбоната натрия в готовом белом щелоке, что увеличит процент инертных примесей в белом щелоке и, следовательно, ухудшит его качество.
Использование в качестве натрийсодержащего реагента серосодержащих отходов щелочной очистки этиленового производства, вводимых в каустизированный щелок перед его осветлением, вызывает технологические затруднения, так как в этом реагенте содержатся полимерные углеводороды, которые будут осложнять работу оборудования узла осветления белого щелока. Поэтому перед использованием этих отходов необходимо проводить их очистку от полимерных углеводородов, что усложняет и удорожает процесс получения белого щелока.
Проведение отдельной каустизации натрийсодержащего реагента наряду с основным процессом каустизации зеленого щелока, осветление его и смешение с белым щелоком после осветления последнего позволяет повысить процент каустизации белого готового щелока и улучшить его качество за счет того, что при отдельной каустизации натрийсодержащего реагента карбонаты натрия и калия, содержащиеся в нем, образуют едкий натрий и едкий калий, которые являются основной активной частью (составляющей) белого щелока и обеспечивают снижение инертных примесей в белом, готовом для варки целлюлозы щелоке по сравнению с прототипом.
Использование в качестве натрийсодержащего реагента полупродукта производства соды содопоташного раствора за счет содержащегося в полупродукте производства соды карбоната калия (кроме основного количества карбоната натрия), который является дополнительным компонентом, повышающим активную часть белого щелока, позволяет увеличить степень каустизации, что способствует повышению качества белого щелока по сравнению с прототипом.
Использование указанного полупродукта позволяет при повышении процента каустизации белого щелока исключить осложняющие процесс варки целлюлозы реагенты, содержащие полимерные углеводороды, которые будут налипать на стенки оборудования и трубопроводов узла осветления белого щелока, а также за счет низкой стоимости полупродукта производства соды снизить себестоимость процесса получения белого щелока для варки сульфатной целлюлозы по сравнению с прототипом.
В результате сравнения заявляемого способа с прототипом следует, что заявленный способ отличается от последнего тем, что в нем в качестве натрийсодержащего реагента используют полупродукт производства кальцинированной соды содопоташный раствор, который предварительно каустизируют и осветляют, а затем вводят в осветленный каустизированный белый щелок.
Таким образом, предлагаемый способ приготовления белого щелока для получения сульфатной целлюлозы соответствует критерию изобретения "новизна".
Сравнение заявленного способа с другими техническими решениями, известными в данной области техники, показало, что известно использование в качестве натрийсодержащего реагента кальцинированной соды, качественный состав которой аналогичен полупродукту производства соды (при их разных количественных составах), используемому в заявляемом способе.
Однако в кальцинированной соде активным компонентом при получении белого щелока является только карбонат натрия, в то время как в полупродукте производства соды содопоташном растворе, кроме карбоната натрия, таким компонентом является также карбонат калия, который при каустизации образует гидроксид калия, повышающий активную часть белого щелока.
Кроме того, содопоташный раствор значительно дешевле и менее дефицитен, чем сода, которая при регенерации черного щелока в известном способе вводится в зеленый щелок перед его каустизацией.
Следовательно, заявляемое техническое решение вытекает неочевидным образом из известных технических решений в данной области техники, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "изобретательский уровень".
Предлагаемый способ приготовления белого щелока для получения сульфатной целлюлозы осуществляют следующим образом.
Отработанный черный щелок, полученный от варки сульфатной целлюлозы, после упаривания сжигают в содорегенерационном котле, полученный плав растворяют слабым белым щелоком концентрацией общей щелочи 20-30 г/дм3 ед. Na2O до получения зеленого щелока концентрацией 115-125 г/дм3 ед. Na2O и последний каустизируют в каустизаторах в течение 90 мин при температуре 96-98оС при постоянном перемешивании. Для каустизации в каустизатор подают известковое молоко с содержанием активного СаO 85-87 г/л. Полученную реакционную смесь насосом подают в осветлители, где происходит осаждение известкового шлама, и отстоявшийся крепкий белый щелок концентрацией общей щелочности 110-120 г/дм3 ед. Na2O, активной щелочности 100-110 г/дм3 ед. Na2O декантируют в бак белого осветленного щелока.
Натрийсодержащий реагент, в качестве которого используют содопоташный раствор концентрацией общей щелочности 200-300 г/дм3 ед. Na2O, плотностью 1,320-1,327 г/см3 разбавляют водой или слабым белым щелоком концентрацией общей щелочности 20-30 г/дм3 ед. Na2O. Разбавленный содопоташный раствор каустизируют при тех же условиях, что и зеленый щелок, а затем осветляют. Полученный осветленный щелок (раствор) добавляют к основному потоку осветленного белого щелока в количестве 20 об. Введение в осветленный белый щелок каустизированного и осветленного натpийсодеpжащего реагента в указанном количестве обеспечивает требуемую концентрацию второй активной составляющей готового белого щелока сульфида натрия, также необходимой для процесса варки целлюлозы.
Уменьшение количества добавляемого натрийсодержащего реагента содопоташного раствора (ниже 20 об.) приводит к снижению степени каустизации готового белого щелока для варки сульфатной целлюлозы. Увеличение количества добавляемого натрийсодержащего реагента приведет к снижению сульфидности готового белого щелока ниже допустимого предела. Приготовленный белый щелок используют для варки сульфатной целлюлозы.
По истечении времени каустизации (120 мин) колбу с реакционной смесью переносят в термостат и выдерживают при температуре 90оС в течение 60 мин. Осветленную часть белого щелока сливают и анализируют. Общая щелочность 117 г/дм3 ед. Na2O, активная щелочность 107,3 г/дм3 ед. Na2O, сульфидность 32,5% степень каустизации 88,2% Состав белого щелока приведен в таблице.
В качестве натрийсодержащего реагента берут содопоташный раствор по ТУ-48-0114-72/0-91 "Раствор содопоташный" следующего состава: карбонат натрия 224 г/дм3 ед. Na2O и карбонат калия 31 г/дм3 ед. Na2O. Данный раствор разбавляют слабым белым щелоком до концентрации общей щелочности 120,6 г/дм3 ед. Na2O и анализируют. Раствор содержит, г/дм3 ед. Na2O: карбонат натрия 93,6, карбонат калия 12,2, гидроксид натрия 9,7, сульфид натрия 5,1.
250 мл полученного разбавленного содопоташного раствора помещают в термостойкую колбу на 500 мл с обратным холодильником и каустизируют суспензией гашеной извести с содержанием активного СаO 85 г/л при температуре 98оС при непрерывном перемешивании в течение 120 мин на магнитной мешалке с терморегулятором. После окончания процесса каустизации содержимое колбы помещают в термостат и выдерживают при температуре 90оС в течение 60 мин. При этом происходит осаждение шлама и осветление полученного белого щелока. Осветленный щелок, полученный каустизацией содопоташного раствора, сливают и анализируют. Концентрация общей щелочности 119 г/дм3 ед. Na2O, активной 108 г/дм3 ед. Na2O и степень каустизации 90,4%
Для приготовления белого варочного щелока к 400 мл белого щелока, полученного каустизацией зеленого щелока, добавляют 80 мл щелока, полученного каустизацией содопоташного раствора. После перемешивания отбирают пpобу на анализ. Результаты анализа представлены в таблице. Характеристика полученного белого варочного щелока: общая щелочность 117,3 г/дм3 ед. Na2O, активная щелочность 107,4 г/дм3 ед. Na2O, сульфидность 26,7% степень каустизации 88,9% степень восстановления 91,6%
Результаты опытов, представленные в таблице, показывают, что раздельная каустизация зеленого щелока и натрийсодежащего реагента содопоташного раствора обеспечивает получение готового варочного белого щелока с более высокими показателями. Так, активность варочного белого щелока увеличивается на 0,8% что обеспечивает лучшее качество белого щелока и сокращает количество инертных (балластных) примесей в нем. Это создает лучшие условия для работы теплообменной аппаpатуры и снижает количество балластных примесей в системе регенерации черного сульфатного щелока.
Процент каустизации белого варочного щелока увеличивается на 1,2 абс. по сравнению с прототипом. Повышение процента каустизации варочного белого щелока обеспечивается раздельной каустизацией зеленого щелока и содопоташного раствора. В содопоташном растворе отсутствует сульфат натрия и сульфид натрия и степень каустизации этого раствора высокая и составляет 90,4% Каустизированный и осветленный содопоташный раствор, будучи введенным в осветленный каустизированный белый щелок, увеличивает степень его каустизации, снижает концентрацию инертных примесей, которые присутствуют в белом щелоке.
В то время как по прототипу натрийсодержащий реагент с массовой долей карбоната натрия 31,1 г/дм3 вводится в уже каустизированный белый щелок и тем самым увеличивает количество инертных примесей в белом варочном щелоке.
Использование данного способа приготовления белого щелока для получения сульфатной целлюлозы по сравнению с прототипом позволит:
улучшить качество белого щелока за счет повышения степени каустизации, вследствие увеличения активной части белого щелока и снижения инертных примесей в нем;
улучшить работу теплообменной аппаратуры варочного цеха и цехов регенерации за счет исключения в белом щелоке осложняющих процесс варки целлюлозы реагентов, содержащих полимерные углеводороды;
существенно снизить себестоимость сульфатной целлюлозы за счет использования более дешевого натрийсодержащего реагента (на порядок) содопоташного раствора для восполнения потерь щелочи.
2.2 Определение передаточной функции
Рассматриваемый способ предложен Симою, получил название "метод площадей". В основе метода лежит предположение, что исследуемый объект может быть описан линейным дифференциальным уравнением с постоянными коэффициентами.
где а 1 , а 2 .....а n ; b 1 , b 2 ......b m - постоянные коэффициенты.
? - приведенное к единице отклонение регулируемой величины в безразмерном виде;
?- приведенное к единице возмещающее воздействие в безразмерном виде.
Для определения передаточной функции выбираем интервал разбиения ?t=4 сек., замечая что ∆Хвых(?)=4 мм, то разделив значение ∆Хвых в конце каждого интервала ∆t на 4 мм. Получим значение ө, которые заносим в графу 2 таблиц
1234tсекϭ1-өө=t/F100100,250,150,850,190,50,2750,7250,380,750,3750,6250,581,00,50,50,771,250,7750,4250,961,50,650,351,151,750,70,31,352,00,750,251,542,250,8250,1751,732,50,850,151,922,750,8750,1252,113,00,90,12,33,250,9250,0752,53,50,9750,0252,73,750,9750,0252,884,01035,7
Определяем площади F1, F2 и т.д.; вычисляем в следующем порядке:
а) Заполняем графу 3 таблицы 1 т.е. вычисляем значение (1-ө);
далее подсчитываем сумму этого столбца по формуле:
Σ=[1-ө(i∆t)]=5,7 (2)
Перестраиваем функцию(1- ө) в другом масштабе времени ?; для этого предварительно заполняем графу таблицы 1.
Заполняем таблицу 2, графа 3 и 5, которые вписываем из таблицы подинтегральная функция.
Подсчитаем суммы столбца 4 и 6
?[1-?(i??)][1-i??]=1,05 (4)
?[1-?(i??)][1-i??]=-1,82 (6)
Определяем площади F2 и F3:
F2=∆t(∑стлб.3 - 0,5)=1,3 мин.2
F3=F13*∆ө(∑стлб.6-0,5)=-0,51 мин.3
ө1-ϭ1-ө(1-ϭ)(1-ө)1-2ө+ө2/2(1-ϭ)1-2ө+ө2/20111110,10,940,90,850,80,750,20,870,80,70,620,540,30,820,70,570,450,370,40,770,60,460,280,220,50,720,50,360,130,090,60,680,40,27-0,02-0,010,70,650,30,26-0,16-0,10,80,60,20,12-0,28-0,160,90,550,10,05-0,4-0,221,00,500-0,5-0,251,10,46-0,1-0,05-0,6-0,281,20,43-0,2-0,09-0,68-0,291,30,41-0,3-0,12-0,76-0,311,40,38-0,4-0,15-0,82-0,311,50,35-0,5-0,17-0,88-0,311,60,33-0,6-0,2-0,92-0,31,70,31-0,7-0,22-0,95-0,291,80,29-0,8-0,23-0,98-0,281,90,26-0,9-0,23-0,99-0,262,0
0,25
-1,0-0,25-1,0-0,252,10,22-1,1-0,24-1,0-0,222,20,19-1,2-0,23-0,98-0,192,30,17-1,3-0,22-0,96-0,162,40,16-1,4-0,22-0,92-0,152,50,15-1,5-0,22-0,88-0,132,60,14-1,6-0,22-0,82-0,112,70,13-1,7-0,22-0,76-0,12,80,1-1,8-0,18-0,68-0,072,90,07-1,9-0,13-0,6-0,043,00-20-0,50
Определив площади F1, F2 и F3 можно выбрать тип передаточной функции исходя из знаков для F2 и F3.
F1=1.3 мин.
F2=0,1 мин.2
F3= -0,51 мин.3 В случаи, если площади F3 или F2 и F3 отрицательные, то выбирают функцию:
Wo(p)=Ko(b1p+1)/a2p2+a1p+1
Где коэффициенты a1 , a2 и b1 определяются из системы уравнений:
a 1= F1 + b1
a 2= F2+ b2+b1F1
a 3=F3 +b3+b2F1+b2F1
Так как в данной системе a3, a2 и b1 равны нулю, то получим:
a 1= F1 + b1 = 1,3 + 5,1 = 6,4
a 2=F2 + b1F1 = 0,1 + 5,1*1,3 = 6,7
0=F3 + b1F1
B1 =F3/F2=5,1
3. Выбор средств контроля регулируемого параметра.
3.1 Технические характеристики термометров сопротивления.
1. Термины и определения по ГОСТ Р 8.625-2006
Диапазон измерений термометров сопротивления: диапазон температур, в котором выполняется нормированная в соответствии с настоящим стандартом зависимость сопротивления ТС от температуры в пределах соответствующего класса допуска.
Рабочий диапазон температур термометра сопротивления: диапазон температур, находящийся внутри диапазона измерений или равный ему, в пределах которого изготовителем установлены показатели надежности ТС.
Номинальная температура применения термометров сопротивления: температура эксплуатации ТС, для которой нормированы показатели надежности и долговечности.
Номинальная статическая характеристика; НСХ: зависимость сопротивления ТС и ЧЭ температуры, рассчитанная по формулам для ТС или ЧЭ с конкретным значением R0.
Номинальное сопротивление ТС R0 , Ом: нормированное изготовителем сопротивление ТС при 0оС, округленное до целых единиц, указанное в его маркировке и рекомендуемое для выбора из ряда: 10; 50; 100; 1000 Ом.
2. Классификация
Обозначение типа, температурные коэффициенты и классы доступа ТС и ЧЭ:
Тип ТСОбозначения типа ТС,0С-1Класс допускаДля проволочного ЧЭДля пленочных ЧЭДля ТСМедныйМ0,00428А, В, С_А, В, СГде -температурный коэффициент термометра сопротивления, определяемые как =(R100-R0)/R0*100оC. 3. Номинальная статическая характеристика (НСХ)
Формулы для расчета НСХ ТС и ЧЭ в пределах диапазона измерений:
Тип ТС и ЧЭ,оС-1Диапазон измерений, оСФормула для расчета НСХЗначения постоянных А, В, СМедный0,00428От -180 до 0Rt=R0(1+At+Bt(t+6,7oC)+Ct3)A=4,28*10-3 oC-1
B=-6,2032*10-7 oC-2
C=-8,5154*10-12 oC-3От 0 до 200Rt=R0(1+At)Где Rt - сопротивление ТС, Ом, при температуре toC;
R0 - номинальное сопротивление ТС, Ом, при температуре toC.
4. Классы доступа и диапазона измерений по ГОСТ 8.625 и по 60751
Допуски выполняются для ТС И ЧЭ с любым номинальным значением сопротивления.
Класс допускаДопуск, оСДиапазон измерений по ГОСТ 8.625, оСДиапазон измерений по МЭК 60751, оСМедный ТС и ЧЭМедный ТЧ и ЧЭAA
W 0.1
F 0.1+- (0.1 + 0.0017*׀t׀)__А
W 0.15
F 0.15+- (0.15 + 0.002*׀t׀)
От -50 до 120От -50 до 120F
W 0.3
F 0.3+- (0.3 + 0.005*׀t׀)От -50 до 200От -50 до 200C
W 0.6
F 0.6+- (0.6 + 0.01*׀t׀)От -180 до 200От -180 до 200Где ׀t׀ -абсолютное значение температуры, оС, без учета знака.
5. Номинальное сопротивление.
Номинальное сопротивления термометров R0, выпускаемых ПК "Тесей":
Тип ТСОбозначения типа ТСНоминальное сопротивления R0 , ОмМедныйМ53, 50, 100
6. Электрическое сопротивление изоляции
Не менее 100 МОм - при температуре от 15 до 35оС.
7. Измерительный ток
1 мА - номинальный измерительный ток для ТС с номинальным сопротивлением (R0) 50 и 100 Ом;
0.2 мА - номинальный измерительный ток для ТС с номинальным сопротивлением (R0) 500 Ом.
8. Время термической реакции
Время термической реакции приведенно
3.2 Мост автоматический, предназначен для последовательного контроля температуры в двенадцати точках. Прибор может быть использован в металлургической, энергетической, газодобывающей и других отраслях промышленности при измерении температуры подшипников воздуходувок, турбогенераторов, компрессоров, шаровых мельниц, прокатных станов и т.п.
Прибор предназначен для работы при температуре окружающего воздуха от 5 до 50 градусов по Цельсию и верхнем значении относительной влажности 80% (98% - прибор в тропическом исполнении) при 35 градусов и более низких температурах без конденсации влаги.
Прибор работает в комплекте с термопреобразователями сопротивления, подключаемыми по трехпроводной схеме, градировочные таблицы которых приведены в приложении 2.
Технические данные
Градуировка и пределы измерений.
Обозначение градуировкиПределы измерений, 0СТип термопреобразователя сопротивления ГОСТ 6651-78Номинальное сопротивление преобразователя при 0 °С (R0), ΩГр. 21
Гр. 230...150
0...200
0...150ТСП
ТСМ46
53Предел допускаемой основной приведенной погрешности показаний прибора на всех отметках шкалы в процентах от разности конечных значений диапазона измерений (в единицах сопротивления) не более ± 1,0.
Вариация показаний прибора не превышает половины абсолютного значения основной приведенной погрешности.
Предел допускаемой основной погрешности срабатывания контактов механизма установки задания сигнализации в процентах от разности конечных значений диапазонов измерений не более ± 2,5. Механизм установки задания сигнализации температуры обеспечивает установку значения аварийной температуры в любой точке шкалы.
При изменении напряжения питания силовой цепи прибора на плюс 10% и минус 15% от номинального значения изменение показаний прибора не превышает половины абсолютного значения основной приведенной погрешности.
При изменении температуры окружающего воздуха от 20 °С до любой температуры в пределах от 5 до 50 °С изменение показаний прибора не превышает ± 0,3 % от разности конечных значений диапазона измерений на каждые 10 °С.
Электрическое сопротивление изоляции измерительных цепей прибора относительно корпуса и других цепей при относительной влажности воздуха не более 80 % и температуре (20 ± 5) °С не менее 100 Мом. Электрическое сопротивление изоляции остальных цепей прибора относительно корпуса и цепей между собой не менее 40 Мом.
Прибор имеет устройство для контроля исправности. При переключении прибора в положение КОНТРОЛЬ указатель устанавливается против контрольной отметки шкалы с погрешностью. ± 3 mm.
При обрыве или коротком замыкании цепи термопреобразователя сопротивления указатель перемещается против часовой стрелки до упора и загорается сигнальная лампа О.
Указатель прибора устанавливается около положения равновесия не более чем после трех полуколебаний. Указатель прибора заходит за начальную и конечную отметки шкалы не менее чем на 1,0 % от длины шкалы.
Изменение показаний прибора, вызванное влиянием паразитного напряжения переменного тока между любым измерительным зажимом и заземленным корпусом (продольная помеха), равного диапазону измерений прибора и имеющего любой фазовый угол, не превышает половины предела основной допускаемой погрешности прибора. За диапазон измерений принимается произведение допустимого тока, проходящего через термопреобразователь сопротивления (из условия допустимой мощности, рассеиваемой на термометре, принимаем 0,01 А), на диапазон измерения сопротивления термометра. Вариация показаний при этом не превышает абсолютного значения предела основной допускаемой погрешности. Цикл измерения (85 ± 20) s. Время прохождения указателем всей шкалы не более 5 s. Длина шкалы 0,6 m.
Питание силовой цепи прибора 220 V, 50 Hz Потребляемая мощность не более 50 V • А. Габаритные размеры 320Х320Х X395 mm. Ресурс прибора до среднего ремонта не менее 16 000 h, средняя наработка на отказ 10 000 h.
Срок службы прибора 8 лет.
Внешний вид и внутренняя отделка прибора отвечают современным требованиям промышленной эстетики. В состав изделия входят: прибор, комплект запасных частей, инструмента и принадлежностей. Прибор состоит из следующих основных узлов: корпуса с крышкой, трансформатора питания, преобразователя ферродинамического, субблока усилителя, блока индикации, блока переключателя, механизма установки задания сигнализации, блока измерительной схемы, блока входного трансформатора, блока реле и электродвигателя реверсивного.
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
40
Размер файла
47 Кб
Теги
pakhalyuk, kursach, avtosokhranenny
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа