Автоматизация печи обжига известняка

Пояснительная записка

Введение

Немного истории

Царская Россия не имела своей промышленности по производству магния. Открытие залежей солей калия и магния в бассейне Верхней Камы открыло пути к развитию новых отечественных производств: калийных удобрений и магния.

В начале 30-х годов ленинградские учёные разработали отечественную технологию получения магния. В декабре 1935 года получен первый советский магний в Запорожье, а в марте 1936 года – в Соликамске.

1943 год. Суровое время Великой Отечественной войны объявило строителям жёсткие требования: в кратчайшие сроки обеспечить пуск завода. И люди выполнили свой долг. 22 июня 1943 года, на три месяца раньше срока, Березниковский магниевый завод выдал первый металл. Основные агрегаты завода были малопроизводительными, большинство операций велось вручную. Особенно тяжёлым был труд литейщиков: за смену каждый рабочий разливал ложками более двух тонн огнедышащего металла.

МеталлургиБерезниковского и Соликамского заводов внесли большой вклад в дело разгрома фашистских захватчиков. Только эти заводы поставляли важный стратегический металл для обороны Родины.

Отгремела война. Перед березниковскими металлургами грандиозная задача – создать мощный магниевый завод.

В трёхлетний срок была разработана и испытана новая технология магниевого производства.

1948 год. Заводская площадка Березниковского магниевого завода в лесах новостроек. На месте старых деревянных цехов идёт строительство новых громадных промышленных корпусов.

1954 год. Год крупной победы металлургов. Завод снова в строю действующих предприятий цветной металлургии. Дальнейшая история комбината – это непрерывный процесс совершенствования техники и технологии.

До 1958 года в магниевой промышленности работали электролизёры только на силу тока 48 – 50 тыс. ампер. Инженеры и техники завода в содружестве с исследователями Института титана и его филиала провели большой комплекс работ по совершенствованию технологии электролиза, механизации и интенсификации электролизёров, разработали электролизёры разных конструкций и значительно большей мощности.

Модернизированы литейный и травильный конвейеры. Разработан и введён метод вакуумной выборки металла и впервые в магниевой промышленности мира механизирована выборка шлама из электролизёров, автоматизирован контроль параметров электролиза магния. На комбинате впервые в советской магниевой промышленности внедрена технология обезвоживания карналлита в печах кипящего слоя и создан комплексно-автоматизированный процесс по обезвоживанию карналлита в кипящем слое.

Большие перемены произошли в энергетическом хозяйстве комбината. Громоздкие и малопроизводительные вращающиеся моторгенераторы заменены полупроводниковыми выпрямителями. Питание печей СКН и вращающихся печей переведены на природный газ. Совершенствуются вентиляционное хозяйство и очистные устройства.

1960 год. Год рождения первого уральского титана. В короткий срок березниковские металлурги создали крупномасштабное технически высокооснащённое производство титана.

Впервые в мировой практике на комбинате предложены и разработаны технологии заливки жидкого магния в аппараты восстановления, технология по получению титана в бесстаканных аппаратах с конденсацией в реторту, внедрены мощные аппараты для ведения полусовмещённого процесса восстановления и дистилляции губчатого титана. Усовершенствована технология хлорирования шлаков и выплавки шлака в мощных руднотермических печах. Отработан и автоматизирован режим ректификационных колонн, полностью автоматизирован процесс дистилляции губчатого титана.

1963 год. Завод переименован в титано - магниевый комбинат. Вошёл в число рентабельных предприятий и добился самой низкой в отрасли себестоимости губчатого титана.

1966 год. Комбинат сегодня производит более 70 видов продукции, которая поставляется 600 потребителям внутри страны и экспортируется за границу.

Внедрена автоматизированная система управления технологическим процессом получения губчатого титана, управляющие машины “Марс – 200”, “Центр”, “Сокол”. Степень механизации труда к 1982 году составила 60%, уровень механизации погрузочно – разгрузочных работ – 95%.

За время существования предприятием построен большой жилищный фонд, Дворец культуры и творчества, введены в эксплуатацию дом спорта, плавательные бассейны “Титан”, “Дельфинчик” ,”Золотая рыбка” и другие объекты.

90–е годы. Предприятие пережило приватизацию, неоднократную смену владельца и другие перемены, неблагоприятно повлиявшие на многие предприятия России и сейчас является рентабельным предприятием-экспортёром. На АО”АВИСМА”, что расшифровывается как авиационные специальные материалы, сейчас внедряются новые технологии и модернизируются старые, предприятие переводится на новое сырьё – брусит, использование которого намного выгоднее использования карналлита. Повышается оплата труда рабочих и улучшаются условия работы трудящихся.

1. Краткое описание технологического процесса.

1.1. Технологический процесс

Процесс получения негашёной комовой извести заключается в термическом разложении известняка (СаСО₃) и магнезита (МgCO₃) и протекает в шахтных печах путём обжига при высокой температуре, которая достигается за счёт сжигания природного газа в шахтном пространстве.

Из траншей склада известняк существующим грейферным краном загружают в бункер узла грохочения, откуда качающимся лотковым питателем равномерно подаётся на решётку вибрационного грохота.

В процессе грохочения материал сортируется на 2 фракции. Мелкая фракция: пыль, щебень и др. отправляются на хозяйственные нужды. Крупная фракция 90-150 мм поступает на ленту конвейера и направляется в соответствующий расходный бункер, откуда лотковым питателем грузится в бадью подъёмника.

Скиповым подъёмником известняк загружается в загрузочную чашу и далее – в шахту печи обжига.

Известняк с твёрдыми продуктами его разложения движется в шахте сверху вниз, а воздух, продукты горения и газообразные продукты диссоциации карбонатов – снизу вверх (принцип противотока).

По характеру тепловых взаимодействий шахта печи делится на 3  зоны, как при прохождении через них известняка, так и газов.

- ^оС, а газы охлаждаются до 250^оС.

- CaCO₃ и MgCO₃) с поглощением тепла и при температуре 1300^оС. Зона обжига в печи является зоной основных химических реакций. Здесь происходит разложение карбоната кальция и получение извести:

₃   ^t   СаО + СО₂­     - разложение карбида кальция

MgCO₃   ^t  MgO + CO₂ ­    - разложение карбида магния

SiO₂ + CaO = CaOSi + O₂    - образование силикатов кальция

Al₂O₃ + CaO = CaO*Al₂O₃    - образование алюминатов кальция

Fe₂O₃ + CaO = CaO*Fe₂O₃    - образование ферратов кальция

SO₂ + CaO = CaSO₃           - образование сульфита кальция

CH₄ + 2H₂ = CO₂ + 2H₂O             - полное сгорание метана

По мере выгрузки извести в зону обжига поступает подогретый до 800-900^оС известняк, проходя через зону обжига, он нагревается до 1250-1300^оС.

Обожжённый материал из зоны обжига попадает в зону охлаждения. Зона охлаждения служит теплообменником, в котором воздух забирает физическое тепло материала и нагревается до 800-900^оС, а известь охлаждается до 150^оС.

Охлаждённая известь при помощи автоматически включаемых кареток выгружается из печи на вибропитатель, а затем равномерно подаётся на ленточный транспортёр, а с него – на щековую дробилку.

1.2. Показатели технологического процесса

Контролируемый параметр	Ед. измер.	Норма
1. MgCO3 CaCO3	%        %	Не более 6 Не менее 86
2. Содержание SiO2 и глинистых примесей в известковом камне Al2O3 + SiO2 + Fe2O3	%	Не более 8
3. Размер кусков известкового камня	мм	80 – 150
4. Уровень известняка в печи от уровня крышки загрузки печи	мм	Не менее 500
5. Температура в зоне подогрева	оС	Не менее 600
6. Температура в зоне обжига	оС	1150 1300
7. Температура в зоне охлаждения	оС	Не более 150
8. Давление природного газа в коллекторе	мм вод.ст.    (КПА)	Не более 500    5
9. Давление природного газа на горелках	мм вод.ст.	Верхний ярус 10 – 150 Нижний ярус 40 – 180
10. Расход газа на горелки	Нм/ч	Не более 700
11. Разрежение на выходе из печи	мм вод.ст	Не менее 200
12. Количество отходящих газов	Нм/ч	15000-20000
13. Разрежение в печи	мм вод.ст	Не менее 100
14. Температура отходящих газов	оС	Не более 250
15. Состав отходящих газов
СО	%	Не более 1,0
СН	%	Отсутствует
16. Содержание пыли в отходящих газах	г/Нм	Не более 3
17. Содержание СаО акт. и MgО акт. в готовом продукте	%	Не менее 65
18. Производительность печи	т/ч	4,8 – 5,2
19. Установка КПМ Начальная запылённость	г/м	До 10
20. Расход воды технической	м3/ч	6*12
21. Давление поступающей воды	кгс/см2     МПа	2,96 0,296
22. Температура суспензии (после утилизации тепла)	оС	50 – 90
23. Эффективность очистки	%	99,2

1.3.Контроль и регулирование процесса

1.

2.

3.

4. Тм НП-52, снабжённого переключателем точек. Датчик контроля разрежения установлен в верхней части шахты речи.

Регулирование разрежения осуществляется дистанционно посредством механизма типа МЭО – 2510, связанного с шибером (направляющим аппаратом) дымососа. Ключ дистанционного управления разрежением установлен на щите КИП.

5. СаО акт. и MgO акт. в среднесуточных пробах, отбираемых с ленты конвейера при выгрузке извести из печи. Содержание СаО регулируется температурой обжига и режимом выгрузки извести из печи.

6. подвисание извести в зоне горелок).

7.

8. U-образным манометром.

9. Расход природного газа контролируется установленным на щите КИП расходомером типа КСД-3 на основании перепада давлений до и после диафрагмы, установленной на газопроводе. Регулирование расхода газа производится вручную поворотом вентиля или автоматически регулирующим клапаном в зависимости от температуры в зоне обжига, а также температуры отходящих газов. При отклонении давления от предельных значений, а также при остановке дымососа осуществляется отсечка природного газа клапаном ПКН-80, органы управления которым и сигнализация его положения находятся на щите КИП.

10.

11.

12.

Обоснование и выбор средств автоматизации.

Для управления технологическим процессом малой информационной ёмкости нежелательно применять контроллеры типа “Ломиконт” и ”Ремиконт”.

Поэтому для автоматизации применяются дискретные приборы.

Чем выше класс точности регулирующих приборов и средств сигнализации, тем выше качество и быстродействие регулирования.

Применяемые приборы:

          Датчики:

          Термопреобразователь температуры ТХА и ТХК,

          Дифманометр ДМ3583,

          Датчик-реле напора ДН,

          Фотодатчик контроля погасания пламени СЛ-90.

          Вторичные приборы:

          Прибор контроля и регистрации ФЩЛ-501 кл.т.0,5

          Потенциометр КСП3-1010, кл.т.0,5

          Милливольтметр М-64 кл.т.1,0

          Тягонапоромер ТНМП-52 кл.т. 1,0

          Расходомер КСД3-1000, кл.т.1,0

Регулирование:

Регулятор РП2-П2, кл.т.0,5

Применён, так как высокое быстродействие и точность необязательны, а цена такого регулятора ниже цены на более современные регулирующие устройства.

2. Выбор регулируемых параметров

- TIRC-4

Регулирование температуры в печи обжига через измерение температуры отходящих газов регулированием расхода природного газа.

Регулирование необходимо для получения извести высокого качества. При отклонениях температуры от нормы в нижнюю сторону получается большое количество недопала, следовательно увеличивается и количество отходов, что сказывается на экономичности. При превышении температурой нормы происходит пережег извести, вследствие чего увеличивается процент побочных реакций, и ухудшается качество извести.

Температура отходящих газов не должна превышать 250^о С

Используемые приборы:

          Термопара ТХК (3-1)

          Потенциометр КСП3-1010 (3-2)

          Задатчик дистанционный ДЗФМ-4 (3-4)

          Регулятор РП2-П3 (3-5)

          Магнитный пускатель МКР-0-58 (3-6)

          Регулирующий клапан          (3-8)

          Указатель положения вала двигателя ДУП-М (3-7)

3. Выбор контролируемых параметров

- TIRC-2

Контроль температуры в зоне подготовки шихты.

Значительные отклонения температуры в зоне подготовки говорят о неправильном ходе печи или о нарушении технологии, что влияет на качество в сторону ухудшения. Используется дублирование термопар, так как возможен их выход из строя вследствие высоких температур или механических повреждений кусками падающего известняка.

Номинальная величина 500 – 700^о С

Используемые приборы:

Термопары ТХА (1-1 и 1-2)

Вторичный прибор ФЩЛ – 501 (1-9)

- TIRC-2

Контроль температуры в зоне обжига.

Контроль необходим для наблюдения за протеканием процесса. Температуру в зоне обжига необходимо поддерживать в определённых пределах, но регулировать её автоматически невозможно из-за частого выхода из строя термопар. Поэтому её контролируют и, в случае большого отклонения, корректируют вручную. Используется дублирование термопар, так как возможен их выход из строя вследствие высоких температур или механических повреждений кусками падающего известняка. Вместо термопар типа ТХА было бы лучше использовать термопары типа ТПП, но это неэкономично в связи с малой механической прочностью чехлов последних.

Номинальная величина 1150 – 1300^о С

Используемые приборы:

Термопары ТХА (1-3 – 1-8)

Вторичный прибор ФЩЛ – 501 (1-9)

- TIR-3

Контроль температуры в зоне охлаждения.

Наблюдение за процессом необходимо для обеспечения нормального протекания охлаждения. В случае большого отклонения температуры в зоне охлаждения от нормы (при неполадках автоматического регулирования или неправильном ходе печи) необходимо ручное воздействие. Используется дублирование термопар, так как возможен их выход из строя.

Номинальная величина: не более 150^о С.

Используемые приборы:

Термопары ТХК (2-1, 2-2)

Переключатель выбора точек ПТИ-М-У3(2-3)

Милливольтметр М-64(2-4)

- PIR-5

Разрежение в печи и в дымоходе

При понижении разрежения ухудшается тяга, и возможно погасание пламени или вступление продуктов сгорания природного газа в побочные реакции. При повышении разрежения возможно увеличение расхода природного газа и неполное его сгорание.

Номинальные величины:

-точки 13 и 14 от 80 до 160 мм.вод.ст.

-точка 15 – 160 мм.вод.ст.

Используемые приборы:

Тягомер мембранный показывающий ТММП-52 Шкала 0-250кгс/м²   (4-2)

Кран-переключательКП-3 (4-1)

- FIR-9

Расход природного газа на печь

Природный газ является топливом, и его необходимо учитывать в экономике.

Номинальная величина 500м³/ч

Используемые приборы:

Диафрагма камерная ДК6-50г на Dу=50 мм (7-1)

Дифманометр мембранный дифтрансформаторный ДМ –3573 (7-2)

Вторичный прибор КСД3-1000 на расход 800 м³/ч (7-3)

4. Выбор параметров сигнализации

- PTA-8

Сигнализация нижнего и верхнего пределов давления природного газа в трубопроводе. Предельные значения этих параметров говорят о погасании пламени или нарушении хода печи. Требуют немедленного вмешательства обслуживающего персонала.

Сигнализация нижнего предела:

Предел срабатывания 20 мм.вод.ст.

Используемые приборы:

Датчик реле напора ДН предел установки 4-40 мм.вод.ст. (6-1)

Сигнализация верхнего предела:

Предел срабатывания 500 мм.вод ст.

Используемые приборы:

Датчик реле напора ДН предел установки 60-600 мм.вод.ст. (6-2)

Звонок громкого боя, сигнальная лампа с красным светофильтром,

Кнопка отсечки природного газа (6-3), электромагнит МИС-4200 , Клапан отсечной ПКН-80 (6-4)

- BSA-5

Сигнализация погасания пламени.

Погасание пламени может привести к взрыву.

При срабатывании датчика автоматически производится отсечка газа на подающем газопроводе.

Сигнализируемый параметр: погасание пламени горелки.

Используемые приборы:

Датчик контроля погасания пламени СЛ-90 (5-1),электрический блок розжига (5-2), электромагнит МИС-4200, клапан отсечной ПКН-80 (6-4)

5. Выбор параметров блокировки

- PTA-8

Сигнализация и блокировка нижнего и верхнего пределов давления природного газа в трубопроводе.

Смотри выбор параметров сигнализации.

- BSA-5

Блокировка подачи природного газа при погасании пламени горелки

Смотри выбор параметров сигнализации.

6. Наладка и монтаж средств автоматизации.

Потенциометры

При проверке соединение образцового прибора с поверяемым осуществ­ляется медными или термоэлектродными проводами с учётом внешнего сопротивления. После прогрева потенциометра необходимо оценить ре­акцию прибора на изменение входного сигнала. Убедившись в том, что прибор правильно реагирует на изменение входного сигнала, присту­пают к проверке основной погрешности.

При использовании образцовых потенциометров необходимо знать входное (выходное) сопротивление. Применение того или иного типа определяется допустимым сопротивлением линии связи поверяемого потенциометра. Для потенциометров типа КС это сопротивление не должно превышать 200 Ом, значит, выходное сопротивление образцо­вого потенциометра не должно превышать этого значения. При исполь­зовании высокоомного образцового потенциометра в качестве источника следует использовать ИРН. В этом случае образцовым потенциометром измеряют задаваемое напряжение.

Необходимо учитывать поправку на изменение температуры свободных концов.

Некоторые типы потенциометров имеют встроенную манганиновую ка­тушку, которую подключают тумблером или перемычкой вместо ком­пенсационной медной. При отсутствии встроенной, её следует изгото­вить со следующими номинальными значениями для потенциометров типа КС: (9,02+/-0,005 Ом)-ХК, (0,78+/-0,001 Ом)-ПП, (5,42+/-0,005 Ом)-ХА.

На рисунке 1а показана схема поверки потенциометра при наличии ман­ганиновой катушки, поверяемый и образцовый потенциометры соеди­нены медными проводами. Сопротивление R установлено таким обра­зом, чтобы оно совместно с выходным сопротивлением образцового прибора было равно 0,8 – 1,0 наибольшего сопротивления термопары, указанного в инструкции по эксплуатации на поверяемый прибор, вклю­чая линии связи. По этой схеме температура свободных концов приво­дится к 30^оС (это определяется номинальными значениями сопротивле­ния образцовых катушек). Тогда для любой поверяемой оцифрованной отметки шкалы из таблицы берутся значения для температуры свобод­ных концов 30^оС.

При поверке потенциометров, имеющих или не имеющих манганиновой катушки применяется сема на рисунке 1б. Поверяемый прибор соединя­ется с образцовым термоэлектродным проводом. При этом с помощью ртутного термометра с ценой деления 0,1^оС необходимо контролировать температуру в месте подсоединения проводов к образцовому потенцио­метру. Поверку проводят в соответствии с температурой, определяемой термометром.

Если источником напряжения служит ИРН, То поверка производится по схеме 1в. Соединение поверяемого потенциометра с ИРН выполняют термоэлектродным проводом, а образцовый прибор с ИРН – медным. В этом случае контроль температуры производится в месте подсоединения термоэлектродного провода к ИРН.

Допускается проверять потенциометр с компенсацией температуры сво­бодных концов термоэлектрического преобразователя по схеме 1б, ис­пользуя для соединения медные провода. При этом в процессе поверки следует учитывать температуру зажимов поверяемого прибора, предна­значенных для подсоединения свободных концов.

                   Медные провода                                                               Компенс. провода

          повер.+           + обр.                     пов.     +               + обр.

          пот.      -            - пот.                       пот.      -               - пот.

а)                                                       б)

         

    Компенс. провода         Медные провода              

          повер.+          ++               +обр.

          потенц.-             - -                - потенц.

в)                                _ИРН       

                                      Рис. 1.

         

Термопреобразователи температуры.

Термопары из хромель – алюмеля хорошо работают в восстановитель­ных и нейтральных средах. В окислительной среде на поверхности элек­тродов образуется оксидная плёнка, в результате снижается термо-э.д.с. Формулы для определения пределов допускаемых отклонений  термо-э.д.с. отноминальной приведены в таблице 1. Рассчитанные по форму­лам, приведённым в таблице, пределы допускаемых отклонений термо-э.д.с. термопар от номинального должны соответствовать ГОСТ. Конст­руктивно одинарный термоэлектрический преобразователь состоит из двух термоэлектродов, имеющих общий горячий спай, и защитной арма­туры, предохраняющей термоэлектроды от повреждений и загрязнений.

Термоэлектроды по всей длине изолированы друг от друга и от металли­ческой, металлокерамической или керамической части защитной арма­туры.

Для изоляции применяются:

асбест (до 300^оС)

шамот (до 1000^оС)

фарфоровые трубки и бусы (1300 – 1400^оС)

при более высоких температурах – трубки из окиси алюминия, окиси магния, окиси бериллия, двуокиси тория или двуокиси циркония.

Показатели тепловой инерции термопар определяют при коэффициенте теплоотдачи, практически равном бесконечности, в газовой или воздуш­ной среде должны соответствовать след. Значениям: для термопар малой инерционности – не более 10с, средней инерционности – не более 60с, большой инерционности – свыше 60с.

Тип термопр.	Усл. обозн.	Диапазон темпер,оС	Предел допускаемого отклонения, мV.
ТХА	ХА(К)	-200 – 0 0 – 300 300 - 1300	0,08+0,3*10-3(t+200) 0,14 0,14+0,22*10-3(t-300)
ТХК	ХК(L)	-200 – 0 0 – 300 300 - 800	0,1+0,2*10-3(t+200) 0,14+0,2*10-3 0,2+0,52*10-3(t+300)

Компенсационные провода.

Известно, что термо-э.д.с., развиваемая термопарой, зависит от температуры свободных концов. Поэтому для правильной оценки температуры по шкале измеряющего прибора концы термопары “переносят” с помощью компенсационных проводов в место с более постоянной температурой, чтобы в дальнейшем автоматически или вручную вводить поправку на температуру свободных концов.

В большинстве случаев жилы компенсационных проводов изготавливают из материалов, которые при соединении развивают термо-э.д.с., одинаковую с термо-э.д.с. термопары.

Для термопар типов ХА и ХК рекомендуют следующие типы проводов:

Тип термопары	Наименование пары жил	Обозн.
Хромель - алюмель	Медь – константан	М
Хромель – копель	Хромель – копель	ХК

ДифманометрыДМ.

Для поверки ДМ с унифицированным выходным сигналом взаимной индуктивности применяются магазины комплексной взаимной индуктивности типа Р5017 для диапазона 0 – 10 мГн и Р5017/1 для диапазона –10 – 0 – 10 мГн.

При выборе образцового прибора для задания номинального перепада давлений при определении погрешности поверяемого дифманометр должны быть соблюдены следующие условия:

Dобр₁*100 / h_max + dобр₂ ≤сg_пов

где:

g_пов – предел допускаемой основной погрешности поверяемого датчика ДМ (% нормирующего значения)

dобр₂ - предел допускаемой основной погрешности магазина (% диапазона выходного сигнала)

Dобр₁ - предел допускаемой основной погрешности образцового прибора при давлении, равном предельному номинальному перепаду давлений поверяемого датчика ДМ

с – коэффициент запаса точности. с=1/3 для ДМ кл.т.1 и с=1/4 для ДМ кл.т.1,5 и хуже

h_max – предельный номинальный перепад давления ДМ

Величины h_max и Dобр₁ должны быть выражены в одних единицах.

После выбора образцовых средств для контроля задаваемого давления собирают поверочную схему.

При поверке должны выполняться следующие операции:

1. Установка начального значения выходного параметра ДМ.

2. Проверка герметичности.

3. Определение основной погрешности и вариации выходной величины.

Начальное значение выходного параметра устанавливается:

0 – для ДМ с выходным сигналом 0 – 10 мГн и  -10 для ДМ с выходным сигналом –10 – 0 – 10 мГн.

Погрешность установки начального значения выходного сигнала по магазину не должна превышать 0,25 абсолютного значения предела основной допустимой погрешности поверяемого ДМ.

Вторичный прибор КСД3

Перед поверкой прибор должен быть включен для прогрева не менее, чем на 2 часа и нагружен на магазин взаимной индуктивности. Поверка производится с помощью магазина взаимной индуктивности Р5017 класса точности 1 или 2 по схеме, изображённой на рисунке 2.

                                        5    4    3    2    1

                                        о    о    о    о    о

                                             о    о    о    о    о    о    о    о    о

                                             1    2    3    4    5    6    7    8    9

                                                          Рис.1

На магазине устанавливают нулевое значение. На КСД3 нажимают кнопку “Контроль”, при этом перо прибора и указатель не должны смещаться. Если смещение происходит, необходимо подвижный контакт потенциометра установить в такое положение, при котором смещение отсутствует. После этого указатель прибора следует установить на нулевую отметку шкалы.

Затем определяется основная погрешность показаний при комбинациях параметров магазина, указанных ниже:

Угол потерь je	Установленное значение комплексного сопротивления первичной цепи j
5о30’	j1’
5о30’	j1’’
8о30’	j1’
8о30’	j1’’

Основная погрешность прибора с квадратным лекалом определяется:

g = 5(Мр – М)/у

где:

М – отсчет по магазину, соответствующий поверяемой отметке шкалы, мГн.

Мр – расчётное значение взаимной индуктивности для той же отметки

у = (х-х_н)/(х_к-х_н)  

где:

х,х_н,х_к – соответственно поверяемая, начальная и конечная отметки шкалы

Связь между эквивалентной взаимной индуктивностью и отсчётом по шкале вторичного прибора определяется по следующей формуле:

Мр = 10у²

Основная погрешность показаний прибора типа КСД3 на всех отметках не должна превышать 1% разности пределов измерения.

Основная погрешность регистрации при нормальных условиях не должна превышать 1,6%

Вариация не должна превышать абсолютного значения основной погрешности.

Основная погрешность и вариация в диапазоне от 0 до 30% не нормируется и не проверяется. Порог чувствительности прибора не должен превышать ¼ абсолютного значения основной погрешности.

Импульсные линии

Измеряемая среда – газ. При измерении расхода газа дифманометр устанавливается выше сужающего устройства, так как при этом предотвращается возможность попадания конденсата из трубопровода в дифманометр. Рис.3.

Отбор давления от сужающего устройства, расположенного на горизонтальном трубопроводе, должен выполняться от верхней части трубы.

Импульсные линии на всём протяжении должны иметь односторонний уклон не менее 1:50. Если это осуществить невозможно, то в нижних точках линий и при расположении ДМ ниже СУ с целью улавливания конденсата, образующегося в импульсных трубках

                                                          Рис.3.

Прибор контроля и регистрации ФЩЛ-501

Поверка прибора проводится 1 раз в год и после среднего ремонта.

При проведении поверки должны выполняться следующие операции:

1. Внешний осмотр.

2. Опробование.

3. Проверка метрологических характеристик.

3.1. Проверка заходов указателя.

3.2. Определение соответствующей основной погрешности по показаниям.

3.3. Определение вариации.

3.4. Определение соответствующей основной погрешности по регистрации.

3.5. Проверка номинальных средних скоростей перемещения диаграммной ленты и отклонение их от номинального значения

3.6. Проверка качества регистрации.

3.7. Определение соответствия основной погрешности по сигнализации и формирования выходного позиционного сигнала .

3.8. Определение соответствующей вариации по сигнализации и формирования выходного позиционного сигнала.

3.9. Проверка быстродействия.

Средства поверки:

Образцовый прибор	Тип	Основные характеристики
1. Магазин сопротивлений	Р4831	Кл.т. 0,02 (0-10кОм)
2. Цифровой вольтметр постоянного тока	Ш1513	Приведённая погрешность 0.05% (10В)
3. Потенциометр пост.тока	Р363/3	Кл.т 0,01
4. Гальванометр	М195/3	Цена дел. 1,8*10-3А
5. Нормальный элемент	НЭ-65	Кл.т. 0,005
6. Автотрансформатор	Латр-2М	I=2A, 0-250V
7. Секундомер	СДПпр-58	60 секунд, 60 минут
8. Обр. катушка сопротивл.	Р321	Кл.т. 0,01 (10 Ом)
9. Генератор низкочастотн.	Г6-26	0,01 – 10000 Гц (0,01 Гц)
10. Частотомер	ЧЗ-36	0,01 – 100 Гц
11. Термометр	ТЛ-4	-30 - +20оС
12. Термостат	Любой
13. Штангенциркуль	Любой	0,01 мм, 250мм
14. Часы	Любой

Поверка должна производиться при следующих условиях:

Температура 20+/-2^оС

Влажность 30 – 80%

Атмосферное давление 630 – 800 мм вод. ст.

Напряжение питания 220+/-5В

Частота тока питания 50+/-1Гц

Максимальный коэффициент высших гармоник не более 5%

Отсутствие тряски, ударов, вибрации и т.д.

Отсутствие внешних магнитных и электрических полей.

Подготовка к поверке:

1. Внешний осмотр.

2.Опробование (проверка работоспособности).

3.1. Проверку заходов указателя за крайнюю отметку шкалы проверяют одновременно с определением соответствующей основной погрешности по показаниям и регистрации.

3.2. Определение основной погрешности.

Собираем схему поверки:

        ХТ1            ХТ4              220В

                                                             А1

                                                                  V                          TV1    220В

                                                                             А

ХР2

	ХТ2             ХТ5
			Много

                                                                                     

                                                                         о о о о о о о о о о о о

ХТ3          ХТ6

А2

                                                                                                          220В

                                                                         о о о о о о о о о о о о      

	Мало

                                                                  

                                                          Рис.4.

Где:

А1 – Поверяемое устройство

А2 – индикатор позиционных выходных сигналов НУ 094

TV1 – автотрансформатор

V – Вольтметр Э523, 0-300в, кл.т.0,5

А – амперметр Э525, кл.т. 0,5

Прогревают прибор в течение 30 минут.

Устанавливают цикл регистрации 72с.

Рассчитывают для каждой поверяемой отметки два значения входного сигнала х₁ и х₂ по формулам:

х_{1 =} х_ном + D_п – q_н/2 - De-х_т + e

х_{2 =} х_ном - D_п – q_н/2 - De-х_т + e

где:

х_ном – номинальное значение входного сигнала

D_п – абсолютное значение допустимой основной погрешности

q_н – изменение входного сигнала, соответствующее шагу намотки реохорда

De - Поправка на установленное на мере значение входного сигнала(Ом), только для градуировки 50П, иначе =0

х_т – термо-э.д.с. из ГОСТ

e - поправка на термоэлектродные провода с учётом знака, равная разности эдс проводов и табличных значений.

Номинальные значения х_ном для неравномерных шкал определяются по формулам:

х_ном = (Ап-Ан)/(Ак-Ан)*Д+х_н

Где:

Д – нормирующее значение

Ап – значение параметра на поверяемой отметке

Ан - значение параметрав начале шкалы

Ак - значение параметра в конце шкалы

Для равномерных шкал:

Х_ном = Д/П*К+х_н

Где:

П – число равномерных делений шкалы

К - число равномерных делений шкалы от начала шкалы до поверяемой отметки

3.3. Определение вариации показаний для трёх отметок, примерно равномерно расположенных по шкале.

а) изменением входного сигнала устанавливают указатель но поверяемую отметку шкалы

б) медленным изменением входного сигнала до значения х=х₃(х₄), при котором указатель начнёт перемещаться

в) медленным изменением входного сигнала до значения х=х₃-Вп(х₄+Вп), Вп – предел допускаемой вариации.

Указатель при этом должен установиться справа или слева от исходного положения.

3.4. Соответствие основной погрешности по регулированию но 3-х линиях с отметками 0, 50, 100%

а) рассчитывают значение х₅ и х₆ входного сигнала, соответствующего поверяемой линии по формулам:

х₅ = х_н + х_ном – lд/lн + DR - De - х_т

х₆ = х_н + х_ном – lд/lн + DR - De - х_т

Где:

lд и lн – действительная и номинальная ширина поля регистрации

DR - абсолютное значение предела допускаемой погрешности

х_ном – номинальное значение входного сигнала

х_ном = Д*с/100

с – ширина поля регистрации до поверяемой отметки.

Устанавливаем скорость 7200 мм/час, цикл регистрации 3с или 1с

При проведении со стороны меньших значений устанавливают на мере значение входного сигнала х = х₅, причём от х = х₅ – Вп до х = х₅ входной сигнал медленно увеличиваем , включаем перемещение диаграммной ленты и производим регистрацию в течение 2 мин. Значения, регистрируемые на диаграммной ленте должны быть на линии или справа от неё.

Те же действия производим со стороны больших значений.

3.5. Проверка номинальных средних скоростей.

Скорость	Время перемещения	Расст. между отм.
20	25ч	500+/-2,5
60	8ч 20 мин	500+/-2,5
180	2ч 4мин 40с	500+/-2,5
720	41 мин 40с	500+/-2,5
1800	16 мин 40с	500+/-2,5
7200	4 мин 10с	500+/-2,5

3.6. Качество регистрации должно позволять однозначно определить индекс (цвет) точки.

3.7. Определение соответствия основной погрешности по сигнализации и выходному сигналу.

а) рассчитывают для каждой отметки шкалы два значения входного сигнала по формулам.

б) Устанавливают указатель на поверяемую отметку выбранных каналов.

в) Устанавливают цикл 1с, скорость 7200 мм/час.

г) устанавливаем значение х = х₁ при этом должен загореться индикатор “Много”

д) устанавливаем значение х = х₂ при этом должен погаснуть индикатор “Много”

Аналогично для “Мало”

Основная погрешность :

g = (х_с – х_ном)/Д*100%

где:

g -основная погрешность

х_с – показатель меры входного сигнала в момент включения/выключения световой индикации.

Х_ном – номинальное значение соответствующей поверяемой отметки.

3.8. Определение соответствующей вариации сигнализации и регулирования.

Увеличиваем(уменьшаем) входное значение до х = х₇(х₈), обеспечивающих включение/выключение индикации, при этом устройство считается годным, если произойдёт переключение индикации.

3.9. Проверка быстродействия.

а) Нажимают кнопку выбранного номера канала и скорости перемещения диаграммной ленты, выбирают цикл регистрации 72с.

б) Т = 1/2f

где :

f – частота генератора, при которой указатель перемещается от крайних отметок шкалы и обратно, Гц.

7. Техника безопасности

1.Общие положения

1.1. КИПиА должен знать и выполнять требования настоящей инструкции. За несоблюдение и невыполнение их он несёт ответственность в установленном законом порядке, в зависимости от характера нарушений и их последствий.

1.2. К работе слесарем КИПиА допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие специальное обучение, изучившие и освоившие правила ТБ, сдавшие экзамен квалификационной комиссии.

1.3. Перед началом работы слесарь по КИПиА должен получить инструктаж по ТБ по предстоящей работе. Без инструктажа приступать к работе не разрешается.

1.4. Запрещается выполнять работу, не входящую в круг обязанностей слесаря КИПиА без дополнительного инструктажа по данной работе.

1.5. Заметив нарушение правил безопасности другим рабочим или какую-либо опасность для окружающих, не оставайтесь безучастным, а предупредите рабочих (мастера) о необходимости соблюдения требований, обеспечивающих безопасность труда.

1.6. При получении травмы немедленно обратитесь в медпункт и сообщите о случившемся своему руководителю, а при его отсутствии, попросите товарищей по работе проинформировать о случившемся руководителя.

1.7. Содержите в чистоте и порядке рабочее место.

1.8. Не допускайте присутствия на рабочем месте посторонних, так как это ослабляет Ваше внимание, что может привести к травмированию, и представляет потенциальную опасность несчастного случая с окружающими.

1.9. Не уходите от работающих станков даже на короткое время без предварительного их отключения.

1.10. Слесарь по контрольно – измерительным приборам и автоматике должен знать и уметь выполнять общие правила по технике безопасности, а также ПТЭ и ПТБ при эксплуатации электроустановок потребителей.

2.Обязанности перед началом работы

2.1.

2.2. Перед началом работы с электроинструментом убедитесь в его исправности, проверьте правильность подключения и наличие заземления.

2.3. Приведите в порядок свою спецодежду: застегните рукава, полы куртки, оденьте головной убор и приберите под него волосы.

2.4. Перед началом работы на наждачном, сверлильном, токарном станках убедитесь в исправности оборудования:

А) осмотрите рабочее место и уберите из под ног, со станка и из проходов то, что мешает работать,

Б) осмотрите пол и деревянную решётку – они должны быть чистыми, сухими и не скользкими,

В) проверьте и обеспечьте достаточную смазку станка,

Г) осмотрите и поставьте на место все ограждения и предохранительные устройства,

Д) убедитесь в наличии защитного заземления станка,

Е) проверьте натяжение приводных ремней,

Ж) проверьте исправность режущего инструмента, принадлежностей и приспособлений, всё неисправное замените,

З) проверьте исправность пускового и остановочного устройств,

И) установите режущий инструмент,

К) проверьте систему охлаждения станка (если есть такая) и наличие охлаждающей жидкости в ванне.

3.Обязанности во время работы.

3.1. Выполняйте порученные производственные задания только в спецодежде, предусмотренной для слесарей КИПиА.

3.2. Не носите в карманах инструменты и предметы с острыми концами, а также едкие и огнеопасные вещества, в противном случае возможны травмы.

3.3. При работе в местах, где производится ремонт или строительство новых технологических агрегатов, надевайте защитную каску.

3.4. Во время работы со сварщиком или в горячих цехах брюки должны быть выпущены на сапоги (валенки) для предотвращения попадания в последние брызг расплавленного металла или агрессивной жидкости.

3.5. Используйте строго по назначению защитные средства для рук:

А) при производстве земляных и строительных работ с применением ручных инструментов, а также с загрязнёнными неагрессивными веществами деталями (ржавчиной и т.д.) – хлопчато – бумажные рукавицы.

Б) при производстве работ с горячими предметами – суконные рукавицы.

В) при производстве работ с кислыми или щелочными средствами – кислотостойкие или прорезиненные рукавицы.

Г) для защиты от электрического тока – диэлектрические перчатки.

3.6. При работе в эл.установках используйте только проверенные средства.

3.7. Для защиты органов дыхания и зрения от вредного воздействия промышленной пыли, мелких частиц и т.п. применяйте защитные очки, респираторы.

3.8. Для предотвращения отравления, а также других поражающих действий ядовитых газов применяйте промышленные противогазы со следующими коробками: марки “В” (жёлтый цвет) или “БКФ” (защитный цвет) от кислых газов, хлора, хлористого водорода и пр., а коробку “БКФ” также от кислых ядовитых паров и дымов, марки “CO” (белого цвета) или гопкалитовый патрон – от окиси углерода, марки “КД” (серого цвета) – от аммиака, “A” (коричневого цвета) – от органических паров. При этом следует помнить, что фильтрующие противогазы применяются при содержании ядовитых веществ в атмосфере не более 0,5% по объёму и свободного кислорода не ниже 18%. В случаях, когда содержание вредных веществ выше допустимого или мало кислорода, необходимо применять изолирующие противогазы.

3.9. Не находитесь в местах возможного падения предметов с высоты.

3.10. Для предотвращения скольжения опорные концы лестниц, устанавливаемых на твёрдый пол, должны быть обиты резиной, а на деревянный или земляной полы – иметь металлические наконечники и удерживаться другим рабочим.

3.11. Запрещается выполнять работу с приставной лестницы, находясь на ней вдвоём, подниматься по лестнице с грузом, работать переносным инструментом: паяльными лампами эл.инструментами и др.

3.12. Не разрешается произвольно наращивать лестницу, превышать максимальную длину лестниц – 5м.

3.13. Запрещается раскладывать инструмент на трубопроводах, конструкциях, так как в случае падения он может нанести травму проходящему внизу человеку.

3.14. В случае работы на высоте более 1,5 м от пола без лесов пользуйтесь монтажными поясами или верёвками.

3.15. Перед разборкой соединений отключенных трубопроводов спустите остаточное давление.

3.16. Запрещается производство работ на трубопроводах и аппаратах с агрессивными газами и жидкостями, находящимися под давлением.

3.17. Запрещается подтяжка соединений на импульсных линиях, находящихся под давлением.

3.18. При включении манометров высокого давления вентиль открывать медленно, по возможности находясь как можно дальше от прибора.

3.19. Чистку, смазку, ремонт вращающихся механизмов производить только при остановленных устройствах.

3.20. Не удлиняйте ручку стандартных ключей подручными предметами.

3.21. Не поднимайте груз сверх допустимой нормы:

Женщины – 10 кг.

Мужчины – 50 кг.

3.22. При кантовке груза находитесь сзади или сбоку него.

3.23. При перекатывании груза по наклонной поверхности находитесь сбоку от него.

3.24. При работе с агрессивными жидкостями соблюдайте предельную осторожность, не разливайте её в посуду с трещинами, имеющую посторонний запах. Разбавляйте кислоту по следующему правилу: лейте кислоту в воду тонкой струйкой.

3.25. Во избежание взрыва при работе в пожаро- и взрывоопасных помещениях пользуйтесь только взрывобезопасными светильниками.

3.26. Помните, что ток силой 0,05 А опасен для жизни, а 0,1 А – смертелен. При неблагоприятных условиях (влажная кожа, угнетённое состояние и т.п.) тело человека может иметь сопротивление не более 1000 Ом, поэтому опасным для жизни является напряжение более 40 В.

3.27. При замене плавких предохранителей оберегайте глаза и лицо, т.к. в результате неустранённого короткого замыкания их может разорвать и осколками поранить лицо.

4.Обязанности по окончании работы.

4.1.

4.2. При окончании работ в сборке, щите, приборе или установке, имеющих электрическое питание, не забудьте убрать рабочее место от отходов, не оставляйте неизолированных концов проводов, проверьте эл.схему для предотвращения короткого замыкания.

4.3. Не допускайте курения и принятия пищи в помещениях, где проводится работа со ртутью, соблюдайте следующие правила личной гигиеы при работе со ртутью:

А) после окончания работы тщательно мойте руки и лицо тёплой водой с мылом.

Б) в конце рабочего дня заменяйте рабочую одежду другой.

4.4. После работы с постой ГОИ вымойте руки с мылом. Недопустимо прикасаться к глазам или тереть их руками, загрязнёнными пастой ГОИ, т.к. содержащаяся в ней смесь хрома действует раздражающе на слизистую оболочку и может привести к её воспалению.

4.5. По окончании работы на наждачном станке, остановите станок, дождитесь остановки круга и только потом уходите от станка.

4.6. По окончании работы на сверлильном или токарном станке остановите станок и поставьте рукоятки управления в нейтральное положение, уберите стружку, очистите и смажьте станок, приведите в порядок рабочее место.

5.Ответственность за несоблюдение требований инструкций

За невыполнение требований настоящей инструкции, инструкций, перечисленных в “Перечне обязательных инструкций”, хранящихся на участке КИПиА, слесаря КИПиА несут ответственность в установленном порядке в зависимости от степени и последствий нарушений.

8. Охрана окружающей среды.

1.Твёрдые отходы

№ п/п	Наименование отходов по пределам	Характеристи -ка	Кол-во в сутки, т.	Содержание вредных примесей г/м3	Где исполь-зуются
1.	Отсев известняка	Образуется при сортировке на грохоте крупностью    0-50 мм	Не более 10	-	Утилизиру-ются для хозяйствен-ных нужд.
2.	Недопал известняка	При обжиге	Не более 40	-	Утилизиру-ются для хозяйствен-ных нужд.

2.Сточные воды.

№ п/п	Наименование отходов по пределам	Характеристи -ка	Кол-во в сутки, т.	Содержание вредных примесей г/м3	Где исполь-зуются
1.	Пылеводяная суспензия	Капли воды со взвешенными частицами пыли, содержащие СаСО3, СаО		-	В аппарат гашения ОПМ

3.Выбросы в атмосферу.

№ п/п	Наименование выбросов по пределам	Кол-во отходящих газов нм3/ч	Содержание г/нм3 пыли известковой	Содержание СО %	Место отбора проб
1.	Отходящие газы	10000 - 15000	2	Не более 1,0	В газоходе перед дымососом

9. Расчётная часть

9.1. Расчёт сужающего устройства, установленного на трубопроводе природного газа в цехе №38, печь №1

Q_max=      630 Нм³/час

Q_min=       200 Нм³/час

T =10^оС или 283,15К

Ри =          0,05 кгс/см²

D₂₀ =                   100 мм

DP_max =      0,25 кгс/см²

Материал трубопровода – сталь 20.

Коэффициент шероховатости трубопровода k=0,22.

I. Определение недостающих для расчёта данных.

1. Абсолютное значение давления измеряемой среды

Рабс =Р_б + Ри

Где: Р_б – барометрическое давление =1,02 кгс/см²

         Ри – избыточное давление среды.

Рабс = 1,07 кгс/см²

2. Определение плотности измеряемой среды.

ρ = 283,73 * Р * ρ_ном / Т                                                              [      , c 21]

где: Р – абсолютное давление измеряемой среды

       Т – температура измеряемой среды, К

        ρ_ном – плотность изм. среды при нормальных условиях

ρ = 283,73*0,6795*1,07 / 283,15= 0,7286 кг/м³

3. Определяем поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода K_t.

К_t = 1 так как температура измеряемой среды 10^оС

4. Определяем действительный диаметр трубопровода.

D = D₂₀ * K_t

Где: D₂₀ – диаметр трубопровода при температуре 20^оС

D = 100 мм

5. Определяем показатель адиабаты.

χ = 1,29 + 0,704*10^-6 (2575+ (346,23 – Т)²)Р                                      [      , c 24]

χ = 1,29*0,704*10^-6*(2575+(346,23-283,15)²)*1,07 = 1,294937

6. Определяем коэффициент сжимаемости газа                       [      , c 276]

          К = 0,9993

7.

7.1. Псевдокритическое давление:

Р_пк = 30,168[0,05993(26,831- ρ_ном)+(N_CO2-0,392N_N2)]

Р_пк = 47,22 кгс/см²                                                        [      , c 25]

7.2. Псевдокритическая температура:

Т_пк = 88,25[1,7591(0,56354+ ρ_ном)-(N_CO2+1,681N_N2)]

Т_пк = 191,492 К                                                             [      , c 25]

7.3. Приведённое давление:

Р_пр = Р/Р_пк                                                                      [      , c 26]

                   Р_пр = 0,0227 кгс/см²

7.4. Приведённая температура:

Т_пр = Т/Т_пк                                                                     [      , c 26]

Т_пр = 1,4787 К

7.5. Динамическая вязкость:

μ = 0,5173*10^-6 [1+ ρ_ном(1,104-0,25 ρ_ном)]*[ Т_пр(1-0,1038 Т_пр)+

+0,037]*[1+ Р_пр²/(30(Т_пр-1))]                                         [      , c 28]

μ =1,089*10^-6

II. Определение типа сужающего устройства и дифманометра.

1. Выбор сужающего устройства:

Диафрагма с угловым способом отбора

Материал – титан.

2. Выбор дифманометра:

Дифманометр ДМ с КСД кл.т.1,5

3. Верхний предел измерения – 630 Нм³/час

III. Определение параметров сужающего устройства.

1. Определяем вспомогательную величину.

C = Q / 0,2109D² Ö ρ_ном*T*K/P                                              [      , c 63]

     С = 4,004

2. По ней определяем номинальный перепад давления:

DP_max =   0,25 кгс/см²

3. Определяем модуль сужающего устройства:

m = 0,1433

4. Определяем число Рейнольдса, которое соответствует верхнему пределу измерения дифманометра.

Re = 0,0361*Q_max* ρ_ном/ D / m                                            [      , c 29]

Re = 0,0361*630*0,6795/(100*1,089*10^-6) =1414908

5. Определяем минимальное допустимое число Рейнольдса:

Так как m=0,1433 , то

Re_min = 5000                                                                       [      , c 14]

6. Определяем коэффициент относительной шероховатости:

К = 0,22                                                                             [      , c 14]

          7. Относительная шероховатость:

               К/D*10⁴ £ 3,9+10³exp(-14,2Öm)                                        [      , c 12]

0,22/100*10000£3,9+10000 ехр(-14,2*Ö0,1433)

22 £ 8,59

Условие не соблюдается, поэтому вводим поправочный коэффициент:

7.Кш = a*m+b                                                                       [      , c 14]

Где:

a = (c-0,3)*[-1,066c²+0,36c-0,13]

b = 1+(c-0,3)*(-0,08c²+0,024c-0,0046)

c = D/10³

Кш = 0,0209*0,1433+0,9994 = 1,0024

8. Определяем коэффициент поправки на притупление входной кромки:

Кп = a + b * exp[-n (m-0,05)]                                             [      , c 15]

Где:

a = 1+0,011*exp[-55,2(c-0,05)^1,3]

b = 0,020 + 02558c – 1,68c² + 2,867c³

n = 4,25 + 142,94(c-0,05)^1,92

c = D / 10³

Кп = 1,004+0,013642*ехр(-4,7(0,1433-0,05)) = 1,013

IV. Определяем коэффициент расширения для предельного перепада давления.

1. Определяем коэффициент расхода:

a = КшКп [0,5959+(0,0312*m^1,05)-(0,184*m⁴)+(0,0029*m^1,25*

*(10⁶ / Re)^0,75)] / Ö1-m²                                                        [      , c 14]

a = 0,616

2. Определяем коэффициент расширения газа в сужающем устройстве:

e = 1-(0,41 + 0,35m²)*DP / P_c                                            [      , c 24]

P_c = P*c

e = 1-(0,41+0,35*0,1433²)*0,25/1,07*1,297 = 0,925

3. Определяем вспомогательную величину 1

m_a = c / (eÖDP)                                                                             [      , c 64]

m_a = 4,004/0,925*Ö2500= 0,08828

4. Определяем вспомогательную величину 2

F = m*a_y                                                                                      [      , c 64]

F = 0,1433*0,616 = 0,0883

5. Определяем относительное отклонение:

d =(F / m_a -1)*100%                                                        [      , c 64]

d = 0,023%

V. Определяем диаметр отверстия диафрагмы.

1. Определяем поправочный множитель на тепловое расширение диафрагмы:

К = 1

2. Определяем диаметр отверстия диафрагмы при 20^оС

d₂₀ = D/K_t *Öm                                                                    [      , c 66]

               d₂₀ = 100*Ö0,1433 = 37,85мм

VI. Проверка расчёта.

1. Расход, соответствующий предельному перепаду давлений дифманометра:

Q_ном = 0,2109*a*e*K_t²*d₂₀²*ÖDP_ном*Р / (r_ном*Т)                [      , c 10]

Q_ном = 629,29 Нм³/ч

2. Определение относительного отклонения:

|d| = (Q_ном / Q_max –1)*100%

|d| = 0,11%

Условие |d| < 0,2% выполняется, следовательно, расчёт выполнен правильно.

VII.Проверка длин прямых участков.

До диафрагмы на расстоянии 3000мм регулирующий клапан.

Необходимая длина 15D, имеющаяся длина 30D.

После диафрагмы:

Необходимая длина 5,8D, имеющаяся длина 10D.

VIII.Расчёт погрешности измерения расхода.

1. Погрешность коэффициента расхода:

za_у^’ = [za²+z_Кш²+z_Кп²]^0,5                                                              [      , c 37]

1.1z_Кш = 1,67m+(0,081-t)(66,3t²-33,7t+6,9)

z_Кш = 0,31

1.2z_Кп = 0,883m+16,7t²-7,5t+1,17

z_Кп = 0,71

1.3za_d = 2z_d(1+m²/a)

Значение z_d = 0,05 при m<0,4

za_d = za_D = 0,103

1.4za_y = [0,3² +za_d²+za_D²]^0,5

za_y = 0,33

za_y^’ = 0,84

2. Средняя квадратическая относительная погрешность коэффициента расширения сужающего устройства:

ze = (1-e)/e[z_c²+z_DP²+z_P²]^0,5+z₀                                                     [       , c 38]

2.1. z₀ = 2DP/P для m<0,56

z₀ = 0,47

2.2. z_c = 4%   - погрешность определения показателя адиабаты газа

2.3. z_ÖDP² = 0,25(Q_пр*S*ÖDR / Q)²+0,25z_пп²+0,0012t²_ÖDR                   [       , c 39]

z_ÖDP² = 0,6025

2.4. z_Рб = 50 *DР_б/Р                                                                  [       , c 41]

z_Рб = 0,0635

2.5. z_Ри = 0,5 Р_ир*S_Ри/Р_и                                                            [       , c 40]

z_Ри = 4

2.6. z_Р = [z_Pб²+(z_Ри *Р_и /P)²]^0,5                                                   [       , c 41]

ze = 1,82

3. Погрешность коэффициента коррекции расхода на число Рейнольдса

z_КRe = (1-K_Re)z_m                                                                       [       , c 39]

K_Re= [C+B(10⁶/Re)^0,75]/(C+B)                                                 [       , c 32]

C = (0,5959+0,0312m^1,05-0,184m⁴)/Ö1-m²

C = 0,602

B = 0,0029m^1,25/Ö1-m²

B = 0,0025

K_Re= 1,0138

z_m = 5%      - погрешность вычисления вязкости

z_КRe = -0,069%

4. Погрешность измерения температуры.

z_Т = 0,5N_t*S_t/(273,15+t)

где

N_t – диапазон шкалы измеряющего термометра

S – класс точности термометра.

z_Т = 0,571%

5. Погрешность измерения плотности

z_r = 0,39%

Погрешность измерения расхода:

z_Qном = [z_a²+z_e²+z_Kre²+z_ÖDR² +0,25(z_rном²+z_R²+z_Т²+z_К²)]^0,5                          [      , c 36]

z_Qном = 2,1%

z = 2z_Qном = 4,2%

z<5%

Погрешность меньше 5%, следовательно, расход измеряется правильно.

9.2. Расчёт регулирующего органа.

Исходные данные:

Регулируемая среда:сухой природный газ

Максимальный расход:                                      630 м³/час

Минимальный расход:                              200 м³/час

Температура среды:                                  10^оС

Внутренний диаметр трубопровода:                 100 мм

Перепад давления в сети:                          0,5 кгс/см²

Плотность среды:                                               0,6795 кг/м³

1. Определение кинематической вязкости среды:

n = m/r                                                                                         [      c. 34]

n = 1,603*10^-6

где:

m - динамическая вязкость среды

r - плотность среды

2. Определение потери давления в линии при расчётном максимальном расходе:

DR_л = DR_пр+ DR_м                                                                          [       c. 269]         

DR_л = 2330,5 Па

где:

DR_пр – потеря давления на прямых участках трубопровода при максимальном расходе, Па.

DR_м - потеря давления в местных сопротивлениях при максимальном расходе, Па.

DR_пр = Sl*r*L*V² / 2D                                                             [      c. 269]

DR_пр = 2079 Па

DR_м = Sx*r*V² / 2                                                                     [      c. 269]

DR_м = 251,5 Па

где:

l - коэффициент гидравлического сопротивления трения, зависящий от режима движения потока

x - коэффициент местных гидравлических сопротивлений

L – длины прямых участков трубопровода, м

D – условные диаметры прямых участков трубопроводов, м

V – средние по сечению скорости потока в трубопроводе или в местном сопротивлении

Средняя скорость потока определяется:

V = 4Q / pD²                                                                                [      c. 269]

Где:

Q – объёмный расход среды, м³/час

V = 22,29 см / с

Определяем число Re:

Re = 0,354*Q /nD                                                                        [      c. 270]

Re = 1,39*10⁶

3. Определим коэффициент трения круглых трубопроводов:

1/l = A+BlgReÖl+Clgl                                                             [      c. 270]

1/l = 5,67

l = 0,176

4. Определяем коэффициенты местных сопротивлений:

                                  2м                                3м                1м            45^о

СУ

1м

Конфузор (горелка)          30^о              x = 0,24                             [       c. 271-272]

Поворот                             45^о              x = 0,35

Сужающее устройство               x = 0,4

Вход                                            x = 0,5

x_общ = 1,49

DR_ро = DR_сети - DR_л                                                                        [      c. 276]

DR_ро = 2670 Па

5.  Определяем значение пропускной способности K_Vmax

K_Vmax = Q_max / 5,35 Ör_газТ₁*k’/ DР_роР₂                                          [      c. 276]

Где:

r_газ – плотность газа при нормальных условиях

Т₁ – температура, К

k' – коэффициент, учитывающий коэффициент сжимаемости

Р₂ – абсолютное давление среды после регулирующего органа

k' = r_ну /r                                                                                     [      c. 276]

k' = 0,93

K_Vmax = 30,2

K_Vусл = 1,2* K_Vmax

K_Vусл = 36

6.По значению условной пропускной способности K_Vусл = 40

выбираем клапан:

Двухседельный клапан, диаметр условного прохода 50 мм.

    

Список литературы

1. “Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными СУ”

РД 50-213-80

М. Издательство стандартов,1982

2.“Наладка средств автоматизации и автоматические системы регулирования ”, Справочное пособие.

М. Энергоатомиздат 1989

Ред. А.С. Клюев.

3.“Наладка средств измерений и систем технологического контроля”, Справочное пособие.

М. Энергоатомиздат 1990

Ред. А.С. Клюев.

4.“Проектирование систем автоматизации и технологических процессов”, Справочное пособие.

М. Энергоатомиздат 1990

Ред. А.С. Клюев.

5.“Проектирование систем автоматизации и технологических процессов”, Справочное пособие.

М. Энергоатомиздат 1983

Ред. А. И. Емельянов

6.Технологический регламент.