Автоматизация процесса прокалки кокса

Министерство образования и науки РФ

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

	Химической технологии
	Наименование кафедры
	Допускаю к защите
	Руководитель
	И. О. Фамилия
	Автоматизация процесса прокалки кокса
	наименование темы

	ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту по дисциплине Системы управления химико-технологическими
процессами
		ПЗ
	Обозначение документа
Выполнил студент группы
	Шифр		подпись		И. О. Фамилия
Нормоконтролёр
	Шифр		подпись		И. О. Фамилия

Курсовой проект защищён

с оценкой                            

Иркутск 2005 г

ИРКУТСКИй ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЗАДАНИЕ

НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ (КУРСОВУЮ РАБОТУ)

По курсу	Системы управления химико-технологическими процессами
студенту
	(фамилия, инициалы)
Тема проекта	Автоматизация процесса прокалки кокса
Исходные данные:	Прокалочная печь № 1 цеха анодной массы
Рекомендуемая литература:
1. В.В. Шувалов и др. Автоматизация процессов в химической технологии. –
М.: Химия 1991 г.
2. Дудников Е.Г. Автоматизация управления в химической промышленности.
– М.: Химия, 1987 г.
3. Клюев А. С. Проектирование систем автоматизации. Справочное пособие. –
М.: ЭнергИздат, 1990г

Графическая часть на             листах

Дата выдачи задания «___» _______________ 2005 г.

Дата представления проекта руководителю «___» _______________ 2005 г.

Руководитель курсового проектирования ___________

(курсовой работы)

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Технологическая схема

2. Описание технологической схемы

3. Анализ технологического процесса как объекта управления

4. Материальный баланс

5. Тепловой баланс

6. Обоснование выбора технологических средств автоматизации

7. Функциональная схема автоматизации прокалочного отделения цеха анодной массы

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Развитие автоматизации химической промышленности связано с возрастающей интенсификацией технологических процессов и ростом производств, использованием агрегатов большой мощности, усложнением технологических схем, предъявлением повышенных требований к получаемым продуктам.

При автоматизации химико-технологических процессов и производств технологическое оборудование оснащается приборами, регуляторами, управляющими машинами и другими устройствами. Для этого тщательно изучается технологический процесс, выявляются величины, влияющие на его протекание, находятся взаимосвязи между ними. В соответствии с заданной целью составляется схема регулирования или управления технологическим процессом. При необходимости ослабления или учета внутренних взаимосвязей, а также повышения качества регулирования используют многоконтурные системы или управляющие вычислительные машины.

Для каждого конкретного случая, для конкретных условий и требований, предъявляемых к функциям и точности средств измерения, выбираем свой метод и свои средства измерения.

На установке прокалки кокса предусмотрена система автоматического контроля и регулирования. Пневматическая передача показаний и сигналов более удобна, чем гидравлическая и безопаснее электрической, в отношении пожаров и взрывов.

В процессе прокалки для получения прокаленного кокса необходимого качества, нужно соблюдать постоянство многих факторов, в число которых входят: температура и давление.

Конечной целью автоматизации данного проекта является создание полностью автоматизированного производства, где роль человека сведется к принятию управленческих решений, составлению режимов и программ технологических процессов, к контролю за работой приборов, ЭВМ и их наладке.



Рис. 1 – Технологическая схема прокалочного отделения ЦАМ

1. Описание технологической схемы производства

Коксы по­ступают на завод в открытых железнодорожных вагонах и раз­гружаются на складе 1 (см. Рис. 1) в специальные приемники — бетониро­ванные траншеи. Вместимость склада зависит от местоположе­ния поставщиков. Чем дальше поставщик, тем больше должен быть склад. При большом отдалении заводов-поставщиков от завода-потребителя вместимость склада рассчитана обычно на 20-30-сут потребность в коксе.

Для перемещения кокса внутри склада, а также для загру­зки в приемные бункера на складе установлены грейферные краны 2. Из приемного бункера 3 кокс пластинчатым питате­лем 4 подается на валковую зубчатую дробилку 5 для предва­рительного дробления, где куски кокса уменьшаются от 250-350 до 60-70 мм. Элеваторами 6 дробленый кокс подает­ся в расходные бункера 7, откуда питателями 8 через загрузо­чную течку 9 в «холодный» конец вращающейся печи №1 10, в печи кокс прокаливается при температуре 1150-1250 ⁰С. После прокалки, про­каленный кокс через перегрузочную водоохлаждаемую течку поступает в холодильник №1 барабанного типа 11 , где прокаленный кокс охлаждается при температуре 80 ⁰С. Из холодильника ох­лажденный кокс транспортерами и элеваторами подается в размольное отделение.

Образующиеся в печи №1 газы с мелкими частицами кокса уда­ляются через «холодную» головку и дымовую трубу, которая находится под разрежением, а при наличии пылеулавливаю­щих устройств (циклона, электрофильтра) газы отсасываются дымососами. Запыленный воздух удаляется из холодильника и очищается в электрофильтре или рукавном фильтре. Уловлен­ная пыль с помощью пневмотранспорта возвращается в произ­водство.

1. Анализ технологического процесса как объекта управления

В результате прокаливания кокса получаются продукты – прокаленный кокс и коксовая пыль, которая улетучивается вместе с отходящими газами. Далее прокаленный кокс поступает для охлаждения в холодильник, затем на транспортер и в основной цех.

В процессе термообработки коксов во вращающейся печи необходимо:

• обеспечить стабильное поступление материала в печь в заданном количестве, а, соответственно, и поступление материала в холодильник;

• стабилизировать положение зоны прокалки путем регулирования разрежения в печи, скорости вращения барабана печи, чтобы иметь на выходе из печи кокс с заданной температурой;

• поддерживать постоянную температуру в печи за счет регулирования подачи топлива и воздуха;

• стабилизировать расход воды на орошение холодильника.

Система автоматического контроля позволяет:

• снизить себестоимость продукта;

• стабилизировать основные параметры процесса;

• полно, своевременно и достоверно обеспечить информацией обслуживающий персонал;

• защитить оборудование при возникновении предаварийных ситуаций;

• обеспечить требования охраны труда и техники безопасности в эксплуатации технологического оборудования.

Общее выражение для любого баланса в аналитическом виде записывается так:

(при ),

где Х – входное составляющее баланса;

Y – выходное составляющее баланса.

1. Материальный баланс печи

В данной работе нет возможности составления материального баланса, т.к. нет возможности контролировать все потоки в процессе работы прокалочного отделения.

В связи с этим для ведения нормального технологического процесса вся информация подается на щит оператора на регистрирующие и записывающие приборы.

1. Тепловой баланс печи

Уравнение теплового баланса для печи:

,

где – количество тепла в зоне прокаливания, кДж;

– количество тепла, поступившего с топливом, кДж;

– количество тепла поступившего кокса, кДж;

–тепло отходящих газов, кДж;

– потери в окружающую среду, кДж.

Для нормального ведения процесса по данному тепловому балансу необходимо подать информацию о значении составляющих баланса и его параметре на регистрирующие приборы щита оператора. Учитывая ограничения по температуре необходимо обеспечить сигнализацию недопустимых отклонений температуры и защиты печи по данному параметру.

Q _зад. Q_топл. T

Рисунок 1 – Структурная схема объекта управления

5. Обоснование выбора технических средств автоматизации и разработка функциональной схемы автоматизации.

Автоматизация производства открывает новые возможности для увеличения выпуска продукции и увеличения его качества, повышения производительности труда, облегчения и оздоровления условий работы человека. Полностью автоматизировать можно только те технологические процессы, в которых не участвует ручной труд. Поэтому основным требованием к автоматизируемому процессу является его механизация.

В своем курсовом проекте я предлагаю автоматизировать отделение прокалки кокса. Средства, выбранные мной, легки в обращении, просты в устройстве и сравнительно дешевы.

Для измерения и регулирования температуры мазута, а также отходящих газов применяются термоэлектрические преобразователи марки ТХК – 0292 (предел измерения, ⁰С: от -50 до +600). Термоэлектрические преобразователи (ТП) имеют широкий диапазон измерений, могут измерять температуру в точке объекта или измеряемой среды, имеют малые габаритные размеры. ТП отличаются высокой точностью и стабильностью характеристик преобразования. Конструктивное выполнение ТП определяется условиями их применения.

Температура в зоне прокалки измеряется с помощью радиационного пирометра, визированного на футеровку внутренней стенки печи в конце зоны прокалки. Контур стабилизации температуры материала в зоне прокалки рассчитывается исходя из оптимального диапазона температуры прокалки 1100 – 1270 ⁰С, а также приемлемой величиной зоны нечувствительности регулятора 4 – 8 ⁰С.

6. Заключение

В данной работе был проведен анализ теплового и материального баланса основных аппаратов прокалочного отделения цеха анодной массы, построены структурные схемы контроля и регулирования.

Приложение: Функциональная схема автоматизации прокалочного отделения цеха анодной массы

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бубеев П.П. Методические указания по выполнению раздела дипломного проекта «Автоматизация технологического процесса» для студентов специальностей 2501, 2504. – Изд-во ИрГТУ, 2001. – 7с.

2. Парисин В.Д., Половнева С.И., Шаманский В.А. Методические указания по разделу дипломного проекта по автоматизации производственных процессов. – Иркутск, 1986. – 20с.

3. Клюев А.С., Глазов Б.В., Дубровский А.Х. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1990, 464 с.

4. Автоматическое управление в химической промышленности / Под ред. Е.Г. Дудникова. М.: «Химия», 1987. 368с.

5. Глинков Г.М. и др. Проектирование систем контроля и автоматического регулирования металлургических процессов. Учебное пособие / Под ред. Г.М. Глинкова. – 2-е изд. Перераб. И доп. М.: «Металлургия», 1986. – 352 с.

6. Приборы контроля, регулирования и управления. Каталог. 1-6 т. С-П.: 1999.

7. Каталоги на приборы контроля, регулирования и управляющую технику.: Электронные каталоги. Интернет