Автоматизация процесса газоочистки

ВВЕДЕНИЕ

История развития предприятия.

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 безстаканных 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.

Развитие автоматизации на предприятии.

В 60-е, 70-е годы на предприятии использовались современные по тем временам средства автоматизации.

Среди них были:

Пневматические приборы и регуляторы системы “Старт”,

Вторичные приборы ДС и расходомеры ЭПИД с датчиками ДМ 3573 и ДКО; регуляторы РП2, КП2.

С течением времени более современные приборы постепенно вытесняли устаревающие средства автоматизации.

Приборы ДС и ЭПИД были вытеснены приборами серии КС, обеспечивающими более высокую точность и удобство, датчики перепада давления ДМ 3573 – датчиками ДМ 3573М и ДМ 3583М, обеспечивающими надёжность и лёгкость эксплуатации.

Требования к регулированию возрастали, и регуляторы РП2 и КП2 вытеснялись регуляторами Р25, имеющими большие возможности.

В 80-е и 90-е годы начали внедрять универсальные приборы, такие как Сапфир-22, Диск-250, приборы серии А, ФЩЛ.

Эти приборы можно было легко настроить на разные виды входного сигнала и диапазоны.

Также внедрялись комплексы автоматизации Ломиконт и Ремиконт, позволяющие централизовать контроль и управление процессом в диспетчерской и почти полностью автоматизировать даже периодические процессы с высокой скоростью и точностью регулирования.

В конце 90-х годов стали использовать операторские пульты на базе персональных компьютеров, отличающиеся высоким удобством.

1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.

          Участок по производству хлормагниевых щелоков и (или) обезвреживанию отработанного известкового молока (гипохлоритных пульп) входит в состав цеха № 38 пылегазоулавливания ОАО «АВИСМА» и размещается в имеющемся здании газоочистки № 2, а также на территории, примыкающей к северной стене здания газоочистки № 2 . Участок предназначен для получения хлормагниевых щелоков путем абсорбции хлористого водорода, образующегося в результате конверсии хлора в топке, бруситовой суспензией и (или) для обезвреживания хлорированных растворов газоочистных сооружений, с утилизацией тепла и хлористого водорода, образуемых в топке.

          Технологический процесс производства хлормагниевых щелоков и обезвреживания отработанного известкового молока (гипохлоритных пульп) состоит из следующих операций:

1.1 Восстановление анодного хлора в хлористый водород в топке в присутствии кислорода технологических и части сантехнических газов.

          1.2 Обработка в топке сантехнических газов при использовании их в качестве вторичного дутья.

          1.3 Нейтрализация хлористого водорода бруситовой суспензией или отработанным известковым молоком.

          1.4 Контрольное доразложение гипохлорита магния или кальция.

          1.5 Двухступенчатая очистка отходящих газов известковым молоком.

          1.1 Восстановление хлора в хлористый водород в топке в присутствии кислорода технологических и части сантехнических газов

Технологические газы и часть сантехнических газов (при необходимости) по трубопроводу вентиляторами непрерывно подаются в смеситель горелочного устройства топки, через который в поток этих газов непрерывно вводится анодный хлоргаз и природный газ.

В топке природный газ горит в хлоровоздушной смеси по реакции:

          CH₄+2Cl₂+O₂=4HCl+CO₂                                                     (1.1)

          Избыток природного газа реагирует с кислородом по реакции:

          CH₄+2О₂=CO₂+2Н₂О                                                            (1.2)

          В топке хлор, фосген и окись углерода, содержащиеся в технологических сантехнических газах, нейтрализуются парами воды по реакциям:

          Cl₂+H₂O=2HCl+0,5O₂                                                           (1.3)

          COCl₂+H₂O=2HCl+CO₂                                                        (1.4)

          CO+0,5O₂=CO₂                                                                      (1.5)

          Условия проведения реакций выбирают таким образом, чтобы максимально полнее перевести хлор в хлористый водород. Такими условиями являются:

·

·

· ⁰С.

          В этих условиях степень конверсии хлора в хлористый водород составляет не менее 95 %, а продуктами реакций является смесь газов, содержащая хлористый водород, двуокись углерода, азот, кислород, пары воды и остаточное количество хлора.

          1.2 Обработка в топке сантехнических газов при использовании их в качестве вторичного дутья

          Фиксированное количество сантехнических газов по газоходу с помощью вентилятора подается в межкожухное пространство топки, охлаждая футеровку, затем поступает в рабочую часть топки, понижая температуру топочных газов.

          Хлор, присутствующий в сантехнических газах, частично нейтрализуется парами воды в топке по реакции (1.3), с образование хлористого водорода и кислорода.

          Избыточное количество сантехнических газов подвергается очистке на сантехнической системе газоочистки № 2 в соответствии с ТИ 38-008.

          1.3 Нейтрализация хлористого водорода бруситовой суспензией или отработанным известковым молоком

          После обработки в топке технологических газов и разбавления сантехническими газами, топочные газы, обогащенные хлористым водородом и парами воды, направляются по газоходу в нижний патрубок скруббера нулевой ступени очистки, где происходит нейтрализация хлористого водорода и остаточного хлора бруситовой суспензией или отработанным известковым молоком с использованием тепла топочных газов на упаривание раствора. Использование того или иного сорбента определяется, главным образом, потребностью комбината в хлормагниевых щелоках.

          Свежий сорбент (бруситовая суспензия или отработанное известковое молоко) по трубопроводам поступает в аппарат с перемешивающим устройством, откуда центробежными насосами подается на орошение скруббера нулевой ступени через разбрызгивающие устройства.

          1.3.1 Нейтрализация хлористого водорода бруситовой суспензией

          При прохождении газов через скруббер нулевой ступени происходит практически полное поглощение хлористого водорода и частичное, в пределах от 25 до 30 %, поглощение хлора за счет химического взаимодействия с орошающим сорбентом, по реакциям:

          Mg(OH)₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O                                                        (1.6)

          2Mg(OH)₂+2Cl₂=MgCl₂+Mg(ClO)₂+2H₂O                                      (1.7)

Образующиеся соли магния, в виде растворов, вместе с орошающим сорбентом стекают в нижнюю часть скруббера нулевой ступени, откуда по сточной трубе направляются в работающий на орошение аппарат с перемешивающим устройством. Из последнего сорбент центробежным насосом вновь подается на орошение скруббера.

По мере поглощения хлора и хлористого водорода бруситовой суспензией происходит снижение массовой концентрации гидроокиси магния и повышение массовой концентрации хлорида и гипохлорита магния. Циркуляция бруситовой суспензии на нулевой ступени очистки осуществляется до значения рН среды 4-5. В этих условиях массовая концентрация гипохлорита магния в хлормагниевом щелоке близка к нулю вследствие протекания следующих реакций:

Mg(ClO)₂=MgCl₂+О₂                                                              (1.8)

          Mg(ClO)₂+4HCl=MgCl₂+2Cl₂+2H₂O                                    (1.9)

          Образование вторичного хлора в скруббере нулевой ступени происходит в незначительных количествах, ввиду низкой степени поглощения первичного хлора бруситовой суспензией, и последующего разложения гипохлорита магния по реакции (1.9).

          При достижении вышеуказанных условий отработанный сорбент подвергается контрольному доразложению гипохлорита магния для чего производится перевод орошения на резервный аппарат с перемешивающим устройством, предварительно заполненный бруситовой суспензией.

          1.3.2 Нейтрализация хлористого водорода отработанным известковым молоком

          В случае использовании в качестве сорбента отработанного известкового молока при прохождении топочных газов через скруббер нулевой ступени происходит разложение гипохлорита кальция с использованием тепла топочных газов, практически полное поглощение хлористого водорода, а также незначительная нейтрализация хлора гидроокисью кальция. Причем процесс нейтрализации хлористого водорода гипохлоритом кальция сопровождается выделением в скруббере вторичного хлора.

          При использовании в качестве сорбента отработанного известкового молока в скруббере нулевой ступени протекают следующие реакции:

          Ca(ClO)₂=CaCl₂+O₂                                                               (1.10)

          Ca(ClO)₂+4HCl=CaCl₂+2Cl₂+2H₂O                                               (1.11)

          Ca(OH)₂+2HCl= CaCl₂+2H₂O                                                        (1.12)

          2Ca(OH)₂+2Cl₂= CaCl₂+Ca(ClO)₂+2H₂O                             (1.13)

Образующиеся соли кальция, в виде растворов, вместе с орошающим сорбентом стекают в нижнюю часть скруббера нулевой ступени, откуда по сточной трубе направляются в работающий на орошение аппарат с перемешивающим устройством. Из последнего сорбент центробежным насосом вновь подается на орошение скруббера.

По мере поглощения хлора и хлористого водорода орошающим сорбентом происходит снижение концентрации гидроокиси и гипохлорита кальция. Циркуляция отработанного известкового молока продолжается до значения массовой концентрации гидроксида кальция в растворе в пределах от 0 до 4 г/дм³ в перерасчете на СаО. В этих условия массовая концентрация гипохлорита кальция в растворе не превышает 6 г/дм³.

          После достижения вышеуказанных условий отработанный сорбент подвергается контрольному доразложению гипохлорита кальция, для чего производится перевод орошения на резервный аппарат с перемешивающим устройством, предварительно заполненный отработанным известковым молоком.

          Из верхней части скруббера нулевой ступени топочные газы поступают в верхнюю часть брызгоуловителя нулевой ступени. Брызгоуловитель имеет цилиндрическую форму, ввод газов выполнен тангенциальным, благодаря чему газы внутри корпуса получают вращательное движение. Вследствие центробежной силы, возникающей в результате вращения, капельки сорбента отбрасываются к стенкам корпуса и, теряя за счет трения о них скорость движения, стекают в нижнюю часть брызгоуловителя, откуда по трубопроводу отводятся в работающий на орошение аппарат с перемешивающим устройством.

          Выйдя через центральную трубу брызгоуловителя, газы по газоходу, направляются в общий для трех систем коллектор, куда также направляется фиксированное количество сантехнических газов (избыточное для сантехнической системы). Из общего коллектора смешанные газы направляются на более тонкую двухступенчатую очистку от хлора и хлористого водорода известковым молоком.

          1.4 Контрольное доразложение гипохлорита магния или кальция

          Отработанный сорбент содержит остаточное количество активного хлора, что недопустимо для дальнейшего использования сорбента, поэтому он подвергается контрольному доразложению.

          Контрольное доразложение допускается проводить с использованием нижеперечисленных реагентов, при этом могут протекать следующие реакции:

1.4.1 С помощью раствора гидросульфида натрия массовой концентрацией 40-60 г/дм³ NaHS (расход: 0,4 кг NaHS на 1 кг Mg(ClO)₂ или Ca(ClO)₂):

5Mg(ClO)₂+4NaHS=5MgCl₂+2Na₂SO₄+2S+2H₂O                         (1.14)

5Ca(ClO)₂+4NaHS=5CaCl₂+2Na₂SO₄+2S+2H₂O                                    (1.15)

1.4.2 С помощью раствора сульфида натрия массовой концентрацией 95-101 г/дм³ Na₂S (расход: 0,6 кг Na₂S на 1 кг Mg(ClO)₂ или Ca(ClO)₂):

5Mg(ClO)₂+4Na₂S+H₂O=3MgCl₂+4NaCl+MgSO₄+3S+Mg(OH)₂(1.16)

5Ca(ClO)₂+4Na₂S+H₂O=3CaCl₂+4NaCl+CaSO₄+3S+Ca(OH)₂    (1.17)

          Контрольное доразложение ведется до полного разложения гипохлорита магния или гипохлорита кальция. Остаточное содержание NaHS (Na₂S) после контрольного доразложения не должно превышать 0,5 г/дм³. При более высокой массовой концентрации содержание NaHS (Na₂S) происходит загрязнение готового продукта примесями, а в случае вывода отработанных щелоков в кислотную канализацию может произойти выделение в атмосферу сероводорода, при неполном доразложении гипохлорита магния или гипохлорита кальция – выделение в атмосферу хлора, в результате протекания следующих реакций:

NaHS+HCl=H₂S+NaCl                                                          (1.18)

Na₂S+2HCl=H₂S+2NaCl                                                        (1.19)

Ca(ClO)₂+4HCl=CaCl₂+2Cl₂+2H₂O                                               (1.20)

Mg(ClO)₂+4HCl=MgCl₂+2Cl₂+2H₂O                                    (1.21)

После контрольного доразложения готовый щелок, в зависимости от потребностей комбината, может быть направлен:

- на узел осветления хлормагниевых щелоков - в случае использования в качестве исходного сорбента бруситовой суспензии;

- на узел осветления растворов хлористого кальция - в случае использования в качестве исходного сорбента отработанного известкового молока (гипохлоритных пульп);

- при отсутствии потребности на товарные растворы хлористого кальция, а также в период пуско-наладочных работ – в кислотную канализацию.

          1.5 Двухступенчатая очистка отходящих газов известковым молоком

          После обработки топочных газов в скруббере нулевой ступени отходящие газы в своем составе содержат значительное количество хлора и остаточное количество хлористого водорода, концентрация которых превышает допустимые санитарные нормы. Поэтому эти газы перед выбросом в атмосферу подвергают двухступенчатой очистке от вредностей в скрубберных системах, орошаемых известковым молоком.

          Каждая ступень очистки включает полый скруббер, брызгоуловитель, аппарат с перемешивающим устройством и центробежные насосы. Отходящие газы непрерывно подаются в нижнюю часть скруббера первой ступени и выводятся из верхней его части, затем вводятся в верхнюю часть брызгоуловителя и выходят из его нижней части, после чего аналогичным образом последовательно проходят скруббер второй ступени и брызгоуловитель.

          Свежее известковое молоко из сети поступает в аппараты с перемешивающими устройствами, откуда насосами подается на орошение скрубберов через разбрызгивающие устройства.

          Уловленное в брызгоуловителях известковое молоко через гидрозатворы непрерывно стекает в аппараты с перемешивающими устройствами.

          Процесс поглощение хлора и хлористого водорода протекает по реакциям (1.13) и (1.12) соответственно.

          По мере поглощение хлора и хлористого водорода известковым молоком происходит постепенное снижение в нем концентрации гидроокиси кальция с увеличением солей кальция. Поэтому отработанное известковое молоко заменяют свежим.

          При несвоевременной замене известкового молока (массовая концентрация СаО менее 20 г/дм³) в скруббере могут протекать следующие реакции:

          Cl₂+H₂O=HClO+HCl                                                             (1.22)

          Ca(ClO)₂+4HCl=CaCl₂+2Cl₂+2H₂O                                               (1.23)

          2Ca(ClO)₂+2CO₂=2CaCO₃+2Cl₂+O₂                                              (1.24),

что приводит к значительному снижению степени очистки газов от хлора и увеличивает его выброс в атмосферу.

          Снижение степени улавливания хлора также происходит при снижении объемного расхода известкового молока, проходящего через 1 квадратный метр площади сечения скруббера, ниже 40 м³/час, т.е. при снижении плотности орошения, из-за ухудшения работы циркуляционных насосов или забивания разбрызгивающих устройств и коммуникаций, а также в случае одновременной замены известкового молока на свежее в нескольких скрубберах одной системы. Оборудование и коммуникации следует поддерживать в состоянии, обеспечивающем их проектные характеристики, и не допускать совпадения по времени замены известкового молока в нескольких скрубберах одной системы.

          Очищенные газы с помощью вентилятора по газоходам через вентрубу выбрасываются в атмосферу.

          Отработанное известковое молоко со ступеней известковой очистки отходящих газов направляется на разложение гипохлорита кальция на узел разложения газоочистки № 2, может быть перекачено с помощью насоса на узлы разложения газоочисток №№ 1, 3, 4, а также, в случае работы данной установки по схеме обезвреживания отработанного известкового молока (гипохлоритных пульп), может перекачиваться в аппараты с перемешивающими устройствами, предназначенные для орошение скрубберов нулевых ступеней этой установки.

          Разложение гипохлорита кальция на узле разложения газоочистки № 2 производится в соответствии с ТИ 38-008, на узлах разложения газоочисток №№ 1, 3, 4 – в соответствии с ТИ 38-21.

При получении хлормагниевых щелоков и обезвреживании отработанного известкового молока проводится входной контроль сырья, на каждом этапе производства выполняется отбор проб согласно схеме контроля с регистрацией полученных результатов анализов в суточном рапорте. Пробы, отобранные на промежуточной стадии процесса анализирует оператор цеха № 38, пробы готовой продукции анализируются центральной лабораторией комбината.

При получении результата анализа пробы, отобранной от готовой продукции, не отвечающего предъявляемым к ней требованиям, продукция возвращается в цикл для прохождения дополнительной обработки согласно операциям, описанным в п.п. 1.3, 1.4

РЕЖИМНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

                                                                                                                                                                Таблица 1

Наименование технологических параметров	Единицы измерения	Значение
1 Объемный расход природного газа при нормальных условиях: - на топку - на горелку	м3/час м3/час	500-1000 250-750
2 Объемный расход первичного дутья при нормальных условиях: - на топку -на горелку	м3/час м3/час	8000-16000 4000-10000
3 Объемный расход анодного хлоргаза при нормальных условиях: - на топку - на горелку	м3/час м3/час	500-1500 250-1000
4 Объемный расход сантехнических газов при нормальных условиях, в т.ч на топку	м3/час м3/час	не более 150000 10000-32000
5 Температура в топке	0С	1150-1200
6 Температура газов на входе в скруббер нулевой ступени	0С	400-800
7 Температура газов на выходе из скруббера нулевой ступени	0С	не более 120
8 Вакуумметрическое давление (разрежение) в топке	кПа мм вод.ст.	0-0,01 0-10
9 Вакуумметрическое давление (разрежение) в газоходе после скруббера нулевой ступени	кПа мм вод.ст.	0,5-0,7 50-70
10 Вакуумметрическое давление (разрежение) в газоходе перед скруббером первой ступени	кПа мм вод.ст.	не менее 0,9 не менее 90
11 Давление природного газа перед смесителем	кПа кгс/см2	8-10 0,08-0,1

12 Давление первичного дутья перед смесителем	кПа кгс/см2	10-12 0,1-0,12
13 Давление анодного хлоргаза в хлоропроводе перед регулирующим клапаном	кПа кгс/см2	70-120 0,7-1,2
14 Массовая концентрация вредных веществ в технологических газах: - хлор - хлористый водород - фосген - окись углерода	г/м3 г/м3 г/м3 г/м3	не более 4,0 не более 1,4 не более 0,2 не более 25
15 Массовая концентрация вредных веществ в сантехнических газах: - хлор - хлористый водород	г/м3 г/м3	не более 0,2 не более 0,2
16 Величина рН раствора в баке скруббера нулевой ступени	ед. рН	4-12
17 Значение массовой концентрации MgO в свежей бруситовой суспензии	г/дм3	не менее 100
18 Значение массовой концентрации СаО в свежем известковом молоке	г/дм3	не менее 100
19 Массовые концентрации контролируемых веществ в отработанном известковом молоке: - СаО - Clакт	г/дм3 г/дм3	не менее 20 20-100
20 Массовая концентрация NaHS в рабочем растворе гидросульфида натрия	г/дм3	40-60
21 Массовая концентрация Na2S в рабочем растворе сульфида натрия	г/дм3	95-101
22 Массовые концентрации контролируемых веществ в хлормагниевом щелоке перед контрольным доразложением: - Clакт	г/дм3	не более 1
22 Температура растворов в баке скруббера нулевой ступени	0С	25-85
23 Плотность раствора хлормагниевого щелока перед контрольным доразложением	г/см3	1,26-1,3
24 Массовые концентрации контролируемых веществ в обезвреженном известковом молоке перед контрольным доразложением: - СаО - Clакт	г/дм3 г/дм3	не более 4 не более 6
25 Остаточная массовая концентрация примесей в хлормагниевом щелоке при перекачке на осветление: - Clакт - NaHS	г/дм3 г/дм3	отсутствует не более 0,5
26 Остаточная массовая концентрация примесей в обезвреженном известковом молоке при перекачке на осветление: - Clакт - NaHS	г/дм3 г/дм3	отсутствует не более 0,5
27 Плотность раствора обезвреженного известкового молока при перекачке на осветление	г/см3	1,3-1,4
28 Остаточная массовая концентрация примесей в обезвреженном щелоке перед выводом в канализацию: - Clакт - NaHS	г/дм3 г/дм3	отсутствует не более 0,5
29 Массовая концентрация вредных веществ в газах, поступающих на очистку известковым молоком, при производстве хлормагниевых щелоков: - Cl2 - HCl	г/м3 г/м3	не более 1,5 не более 1
30 Массовая концентрация вредных веществ в газах, поступающих на очистку известковым молоком, при обезвреживании отработанного известкового молока (гипохлоритных пульп): - Cl2 - HCl	г/м3 г/м3	не более 15 не более 3
31 Значение массовой концентрации СаО в поглотительном растворе в процессе очистки газов	г/дм3	не менее 20
32 Уровень раствора в аппарате с перемешивающим устройством	м	1,0-2,8
33 Объемный расход газов, выбрасываемых в трубу, при нормальных условиях	м3/час	не более 288000
34 Массовая концентрация вредных веществ в отходящих газах перед трубой при производстве хлормагниевых щелоков: - Cl2 - HCl - COCl2 - CO	г/м3 г/м3 г/м3 г/м3	не более 0,01 не более 0,03 отсутствует не более 0,09
35 Массовая концентрация вредных веществ в отходящих газах перед трубой при обезвреживании отработанного известкового молока (гипохлоритных пульп): - Cl2 - HCl - COCl2 - CO	г/м3 г/м3 г/м3 г/м3	не более 0,072 не более 0,03 отсутствует не более 0,09

2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ И АВТОМАТИЗАЦИИ.

В данном проекте выбран комплекс Ремиконт-130 , так как обладает характеристиками, удовлетворяющими требованиям к средствам автоматизации для данного проекта:

- Количество параметров контроля и регулирования.

- Надёжность.

- Невысокая стоимость по сравнению с другими комплексами.

- Возможность подключения персонального компьютера для пульта оператора.

- Качество регулирования.

Комплекс Ремиконт-130 требует использования унифицированных сигналов, вследствие чего применены следующие первичные преобразователи:

Датчики температуры ТСПУ и ТСМУ имеют входные характеристики, как термопреобразователи температуры и сопротивления, а выходной сигнал 4…20мА, что не требует использования дополнительных преобразователей.

Датчики перепада давления YOKOGAWA серии EJA обладают очень высокой надёжностью, возможностью программирования на разные пределы без снятия с трубопровода и встроенный блок корнеизвлечения.

Датчики давления Сапфир-22МТ обладают универсальностью и удобством эксплуатации, обеспечивают нужную точность и надежность.

Блоки питания и преобразования БПК-40 необходимы для питания датчиков YOKOGAWA и Сапфир, а также для гальванической развязки сигнала.

Блоки питания и преобразования БПС-90 необходимы для питания датчиков YOKOGAWA и Сапфир с обеспечением искробезопасности, а также для гальванической развязки сигнала.

Модули ADAM необходимы для преобразования аналогового сигнала в дискретный. Среди аналогов отличаются удачным балансом функциональных возможностей, надёжности и цены.

Персональный компьютер используется в качестве пульта оператора вследствие простоты и удобства контроля и управления процессом.

Лазерный принтер HewlettPackardLaserJet 6Lвыбран в качестве средства регистрации из-за высокой скорости печати, низкой стоимости расходных материалов, высоким ресурсом и сравнительно низкой стоимостью.

3. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ

3.1. Выбор регулируемых параметров.

- FFIRC 24-1

- FFIRC 24-2

Регулирование расхода технологического газа на горелки №1 и №2 по расходу природного газа. Необходимо поддерживать соотношение ПГ – 650Нм³/ч : технологический газ – 8845Нм³/ч, иначе будет перерасход природного газа или неполное проведение химических реакций.

Используемые приборы:

          Диафрагма камерная (23а-1, 23а-2)

          Датчик дифференциальный давления YOKOGAWA серии EJA.Программируемый предел измеряемого давления 1…100кПа. EJA110А–D– M–S–O–A–2 –4–D-A (23б-1, 23б-2)

          Диафрагма бескамерная (24а-1, 24а-2)

          Датчик дифференциальный давления YOKOGAWA серии EJA. Программируемый предел измеряемого давления 1…100 кПа.EJA110А–D– M–Т–O–A–2 –4–D-A (24б-1, 24б-2)

          Блок управления реверсивными механизмами БУРМ-220 (24г-1, 24г-2)

          Поворотно - регулирующая заслонка ПРЗ-400 (24д-1, 24д-2)

          Механизм исполнительный электрический однооборотный. МЭО-40/10- 0,25У-91 (24е-1, 24е-2)

- F 25

Расход природного газа. Выбирается в пределах 0 – 750Нм³/ч. Номинальное значение 650 Нм³/ч. Необходимо при изменении давления природного газа с ГРП.

Используемые приборы:

          Блок управления реверсивными механизмами БУРМ-220 (25а-1, 25а-2)

          Клапан регулирующий Ду=80 мм с электрическим исполнительным механизмом КТ 1. 25ч940нж (25б-1,25б-2)

         

3.2. Контролируемые параметры.

- TIR-1

Температура в топке.

Номинальная величина – 1150…1200^оС.

Используемые приборы:

Преобразователь термоэлектрический. Номинальная статическая характеристика –В. Длина монтажной части – 500мм. Пределы измерений 300-1600^оС. ТПР-0492 (1а)

- TIR-2

Температура газов на входе в скруббер №1.Газоход между топкой №1 и скруббером №1.

Номинальная величина – 400^оС.

Используемые приборы:

Преобразователь термоэлектрический. Номинальная статическая характеристика –К. Пределы измерений –40 - +800^оС. ТХА – 0193-01-А (2а)

- TIRА-3

Температура газов на выходе из скруббера №1.Газоход после скруббера №1.

Номинальная величина – 120^оС.

Используемые приборы:

Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом 4-20мА. Номинальная статическая характеристика 100П. Диапазон измеряемых температур   0-300^оС. ТСПУ-205-2/ 500-0…300^оС – 0,5% (3а)

- TIR-4

Температура жидкости, орошающей скруббер №1.

Т=85^оС. Верх скруббера №1.

Номинальная величина – 85^оС.

- TIR-6,7

Температура пульпы в баках №1,№2 печи №1.Баки разложения №1,№2 печи №1.

Номинальная величина – 85^оС.

Используемые приборы:

Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом 4-20мА. Номинальная статическая характеристика 100М. Диапазон измеряемых температур   0-100^оС. ТСМУ-205-2/ 120-0…300^оС – 0,5% (4а, 6а, 7а)

- РIR-8,9

Давление газовой смеси перед горелками №1и №2 топки №1. Патрубок топки №1 перед горелками №1, №2.

Номинальная величина – 6,0кПа.

Используемые приборы:

          Датчик дифференциальный давления YOKOGAWA серии EJA. Программируемый предел измеряемого давления 1…100 кПа. EJA110А–D– M–T–O–A–2 –4–D-A (9а-1, 9а-2)

- РIRА-10

Разрежение газов в топке №1.

Номинальная величина - 0…-0,1кПа

Используемые приборы:

          Датчик разрежения Сапфир – 22МТ – 2210 (10а)

Тягонапоромер мембранный показывающий. Верхний предел измерения 0,3 кПа. ТНМП – 100 – М1 (10б)

- РIR-11

Разрежение отходящих газов после скруббера №1.

Номинальная величина - -0,5…-0,7 кПа.

Используемые приборы:

          Датчик разрежения Сапфир – 22МТ – 2210 (11а)

- РIR-12

Разрежение отходящих газов после каплеуловителя.

Номинальная величина - -1,2 кПа.

Используемые приборы:

          Датчик разрежения Сапфир – 22МТ – 2210 (12а)

- РIR-13

Давление сантехнического газа перед топкой №1

Номинальная величина - 3 кПа.

Используемые приборы:

         Датчик дифференциальный давления YOKOGAWA серии EJA. Программируемый предел измеряемого давления 1…100 кПа. (13а)

- РIR-14-1, 14-2, 15-1, 15-2

Давление анодного хлоргаза до и после кислотных ловушек в коллекторе анодного хлоргаза.

Номинальная величина - 0…0,15 МПа.

Используемые приборы:

Датчик дифференциальный давления YOKOGAWA серии EJA. Программируемый предел измеряемого давления 0…3 МПа (14а-1, 14а-2, 15а-1, 15а-2)

- РIRSА-16-1, 16-2

Давление природного газа перед горелками №1,2 топки №1.

Номинальная величина - 3…10 кПа.

Используемые приборы:

          Датчик дифференциальный давления YOKOGAWA серии EJA. Программируемый предел измеряемого давления 1…100кПа. (16а-1, 16а-2)

- РIRSА-17-1, 17-2

Давление технологического газа к горелкам №1,2 топки №1.

Номинальная величина -10,0…12,0 кПа.

Используемые приборы:

          Датчик дифференциальный давления YOKOGAWA серии EJA. Программируемый предел измеряемого давления 1…100кПа. (17а-1, 17а-2)

- РIRSА-18-1, 18-2

Давление анодного хлоргаза к горелкам №1,2 топки №1.

Номинальная величина - 0…100 кПа.

Используемые приборы:

          Датчик дифференциальный давления YOKOGAWA серии EJA. Программируемый предел измеряемого давления 1…100кПа. (18а-1, 18а-2)

- РIR-19

Разрежение отходящих газов между топкой №1 и скруббером №1.

Номинальная величина - 0…-0,1 кПа.

Используемые приборы:

          Датчик разрежения Сапфир – 22МТ – 2210 (19а)

          Тягонапоромер мембранный показывающий. Верхний предел измерения 0,3 кПа. Основная погрешность 1,5%. (19б)

- РI-20

Давление сантехнического газа в общем трубопроводе (в перемычке).

Номинальная величина - 10…11 кПа.

Используемые приборы:

          Мановакуумметр двухтрубный. Предел измерения 0…2500 Па. (20а)

- РI-21

Давление сантехнического газа в общем трубопроводе после вентиляторов.

Номинальная величина - 3 кПа.

Используемые приборы:

          Мановакуумметр двухтрубный. Предел измерения 0…6000 Па. (21а)

- FIR-26-1, 26-2

Расход анодного хлоргаза к горелкам №1,2 топки №1.

Номинальная величина - 500 Нм³/ч.

Используемые приборы:

Диафрагма камерная на условное давление 0,6 МПа, Ду=100 мм. (26а-1, 26а-2)

          Датчик дифференциальный давления YOKOGAWA серии EJA. Программируемый предел измеряемого давления 1…100 кПа. (26б-1, 26б-2)

Вентиль запорный с электроприводом фланцевый. Ду=100 мм. Ру=4,0 МПа. (26д-1, 26д-2)

- FIR-27

Расход сантехнического газа к топке №1.

Номинальная величина - 41455 Нм³/ч

Используемые приборы:

Диафрагма бескамерная на Ру=0,25 МПа. Ду=800 мм (27а)

Датчик дифференциальный давления YOKOGAWA серии EJA. Программируемый предел измеряемого давления 1…100 кПа. (27б)

- FIR-28

Расход сантехнического газа к топке №1.

Номинальная величина - 35380 Нм³/ч.

Используемые приборы:

Диафрагма бескамерная на Ру=0,25 МПа. Ду=1000 мм (28а)

Датчик дифференциальный давления YOKOGAWA серии EJA. Программируемый предел измеряемого давления 1…100 кПа. (28б)

Блок управления реверсивными механизмами. (28д)

Поворотно – регулирующая заслонка Ду=1000мм. (28е)

- BSА-30-1, BSА-30-2

Погасание факела горелок №1,2 топки №1.

Используемые приборы:

Запально - защитное устройство в комплекте ЗЗУ-6-ОМС (30-1, 30-2)

Запальник. L=550 мм. (30а-1, 30а-2)

Датчик контроля погасания пламени. СЛ-90 (30б-1, 30б-2)

Электронный блок зажигания (30в-1, 30в-2)

Блок питания с выходным напряжением –24В БП 96/24-1/120-DIN(30г-1, 30г-2)

- LIRА-35-1, 35-2

Уровень раствора в циркуляционных бачках №1,2 печи №1.

Номинальная величина - L_верх =3600мм L_нижн.=700мм

Используемые приборы:

Пьезометрическое отборное устройство – труба d = 50мм, L = 3800 мм, титан. (35а-1, 35а-2)

Датчик разности давлений. Сапфир – 22МТ – 2240 (35б-1, 35б-2)

Регулятор расхода воздуха. Давление воздуха на входе 0,1…0,35 МПа, давление воздуха на выходе 0…0,3 МПа. РРВ-1 (35г-1, 35г-2)

GIRSA-38, 39

Уровень вибрации ходовой части вентиляторов № 1,2,3,4,5,6.

Номинальная величина – 80…105 dB.

Устройство контроля уровня вибрации агрегатов Вибромонитор – 4П в комплекте:

Преобразователь пьезоэлектрический виброизмерительный с интегратором и предусилителем (вибропреобразователь) (38а-1, 38а-2, 38а-3, 38а-4, 39а-1, 39а-2)

Блок контролирующий (38б, 39б).

4. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛИЗАЦИИ И БЛОКИРОВОК.

4.1. Выбор параметров сигнализации.

- TIRА-3

Температура газов на выходе из скруббера №1.Газоход после скруббера №1.

Сигнализация при 200^ОС.

Используемые приборы:

Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом 4-20мА. Номинальная статическая характеристика 100П. Диапазон измеряемых температур   0-300^оС. ТСПУ-205-2/ 500-0…300^оС – 0,5% (3а)

- РIRА-10

Разрежение газов в топке №1.

Сигнализация при Р=0,05кПа.

Используемые приборы:

          Датчик разрежения Сапфир – 22МТ – 2210 (10а)

Тягонапоромер мембранный показывающий. Верхний предел измерения 0,3 кПа. ТНМП – 100 – М1 (10б)

РIRSА-16-1, 16-2

Давление природного газа перед горелками №1,2 топки №1.

Сигнализация при Р<3,0кПа и при Р>6,0кПа.

Используемые приборы:

          Датчик дифференциальный давления YOKOGAWA серии EJA. Программируемый предел измеряемого давления 1…100кПа. (16а-1, 16а-2)

РIRSА-17-1, 17-2

Давление технологического газа к горелкам №1,2 топки №1.

Сигнализация при Р<8,0кПа и при Р>10,0кПа.

Используемые приборы:

          Датчик дифференциальный давления YOKOGAWA серии EJA. Программируемый предел измеряемого давления 1…100кПа. (17а-1, 17а-2)

РIRSА-18-1, 18-2

Давление анодного хлоргаза к горелкам №1,2 топки №1.

Сигнализация при Р<3,0кПа

Используемые приборы:

          Датчик дифференциальный давления YOKOGAWA серии EJA. Программируемый предел измеряемого давления 1…100кПа. (18а-1, 18а-2)

NS-24-1, 24-2

Сигнализация при срабатывании регулятора.

НС-25-1, 25-2

Сигнализация при изменении расхода природного газа.

BSА-30-1, BSА-30-2

Погасание факела горелок №1,2 топки №1.

Используемые приборы:

Запально - защитное устройство в комплекте ЗЗУ-6-ОМС (30-1, 30-2)

Запальник. L=550 мм. (30а-1, 30а-2)

Датчик контроля погасания пламени. СЛ-90 (30б-1, 30б-2)

Электронный блок зажигания (30в-1, 30в-2)

Блок питания с выходным напряжением –24В БП 96/24-1/120-DIN(30г-1, 30г-2)

GIRSA-38, 39

Уровень вибрации ходовой части вентиляторов № 1,2,3,4,5,6.

Номинальная величина – 80…105 dB.

Сигнализация при 120 dB.

Устройство контроля уровня вибрации агрегатов Вибромонитор – 4П в комплекте:

Преобразователь пьезоэлектрический виброизмерительный с интегратором и предусилителем (вибропреобразователь) (38а-1, 38а-2, 38а-3, 38а-4, 39а-1, 39а-2)

Блок контролирующий (38б, 39б).

LIRА-35-1, 35-2

Уровень раствора в циркуляционных бачках №1,2 печи №1.

Номинальная величина - L_верх =3600мм, L_нижн. =700мм

Сигнализация при L_верх =3600мм, L_нижн. =700мм

Используемые приборы:

Пьезометрическое отборное устройство – труба d = 50мм, L = 3800 мм, титан. (35а-1, 35а-2)

Датчик разности давлений. Сапфир – 22МТ – 2240 (35б-1, 35б-2)

Регулятор расхода воздуха. Давление воздуха на входе 0,1…0,35 МПа, давление воздуха на выходе 0…0,3 МПа. РРВ-1 (35г-1, 35г-2)

4.2. Выбор параметров блокировки.

- SA-22

Отсечка природного газа к горелкам №1,2 топки №1.

Используемые приборы:

          Клапан предохранительный низкого давления. Д_у=100мм с электромагнитом ЭМ44 (22а)

РIRSА-16-1, 16-2

Давление природного газа перед горелками №1,2 топки №1.

Сигнализация при Р<3,0кПа и при Р>6,0кПа.

Используемые приборы:

          Датчик дифференциальный давления YOKOGAWA серии EJA. Программируемый предел измеряемого давления 1…100кПа. (16а-1, 16а-2)

РIRSА-17-1, 17-2

Давление технологического газа к горелкам №1,2 топки №1.

Сигнализация при Р<8,0кПа и при Р>10,0кПа.

Используемые приборы:

          Датчик дифференциальный давления YOKOGAWA серии EJA. Программируемый предел измеряемого давления 1…100кПа. (17а-1, 17а-2)

РIRSА-18-1, 18-2

Давление анодного хлоргаза к горелкам №1,2 топки №1.

Сигнализация при Р<3,0кПа

Используемые приборы:

          Датчик дифференциальный давления YOKOGAWA серии EJA. Программируемый предел измеряемого давления 1…100кПа. (18а-1, 18а-2)

BSА-30-1, BSА-30-2

Погасание факела горелок №1,2 топки №1.

Используемые приборы:

Запально - защитное устройство в комплекте ЗЗУ-6-ОМС (30-1, 30-2)

Запальник. L=550 мм. (30а-1, 30а-2)

Датчик контроля погасания пламени. СЛ-90 (30б-1, 30б-2)

Электронный блок зажигания (30в-1, 30в-2)

Блок питания с выходным напряжением –24В БП 96/24-1/120-DIN (30г-1, 30г-2)

GIRSA-38, 39

Уровень вибрации ходовой части вентиляторов № 1,2,3,4,5,6.

Номинальная величина – 80…105 dB.

Сигнализация при 120 dB.

Устройство контроля уровня вибрации агрегатов Вибромонитор – 4П в комплекте:

Преобразователь пьезоэлектрический виброизмерительный с интегратором и предусилителем (вибропреобразователь) (38а-1, 38а-2, 38а-3, 38а-4, 39а-1, 39а-2)

Блок контролирующий (38б, 39б).

6. РАСЧЕТ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ И РЕГУЛИРУЮЩИХ ОРГАНОВ.

6.1. Расчёт сужающего устройства

Q_max=      650 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.

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                                                              [ 1, c 21]

где: Р – абсолютное давление измеряемой среды

       Т – температура измеряемой среды, К

        ρ_ном – плотность изм. среды при нормальных условиях

ρ = 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                                      [ 1, c 24]

χ = 1,294937

6. Определяем коэффициент сжимаемости газа                       [ 1, 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                                                        [ 1, 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                                                             [ 1, c 25]

7.3. Приведённое давление:

Р_пр = Р/Р_пк                                                                      [ 1, c 26]

                   Р_пр = 0,0227 кгс/см²

7.4. Приведённая температура:

Т_пр = Т/Т_пк                                                                     [ 1, 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))]                                         [ 1, c 28]

μ =1,089*10^-6

Определение типа сужающего устройства и дифманометра.

1.Выбор сужающего устройства:

Диафрагма с угловым способом отбора

Материал – титан.

2.Выбор дифманометра:

Дифманометр YOKOGAWA на Ремиконт-130

3.Верхний предел измерения – 650 Нм³/час

Определение параметров сужающего устройства.

1.Определяем вспомогательную величину.

C = Q / 0,2109D² Ö ρ_ном*T*K/P                                              [ 1, 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                                            [ 1, c 29]

Re = 1414908

5.Определяем минимальное допустимое число Рейнольдса:

Так как m=0,1433 , то

Re_min = 5000                                                                       [ 1, c 14]

6.Определяем коэффициент относительной шероховатости:

К = 0,22                                                                             [ 1, c 14]

          7. Относительная шероховатость:

               К/D*10⁴ £ 3,9+10³exp(-14,2Öm)                                        [ 1, c 12]

22 £ 8,59

Условие не соблюдается, поэтому вводим поправочный коэффициент:

7. Кш = a*m+b                                                                       [ 1, 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 = 1,0024

8.Определяем коэффициент поправки на притупление входной кромки:

Кп = a + b * exp[-n (m-0,05)]                                             [ 1, 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 = 1,013

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                                                        [ 1, c 14]

a = 0,616

2.Определяем коэффициент расширения газа в сужающем устройстве:

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

P_c = P*c

e = 0,925

3.Определяем вспомогательную величину 1

m_a = c / (eÖDP)                                                                             [ 1, c 64]

m_a = 0,08828

4.Определяем вспомогательную величину 2

F = m*a_y                                                                                      [ 1, c 64]

F = 0,0883

5.Определяем относительное отклонение:

d = F / m_a                                                                           [ 1, c 64]

d = 0,023%

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                                                                    [ 1, c 66]

               d₂₀ = 37,85мм

Проверка расчёта.

1.Расход, соответствующий предельному перепаду давлений дифманометра:

Q_ном = 0,2109*a*e*K_t²*d₂₀²*ÖDP_ном*Р / (r_ном*Т)                [ 1, c 10]

Q_ном = 649,29 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.

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.

Расчёт погрешности измерения расхода.

1.Погрешность коэффициента расхода:

za_у^’ = [za²+z_Кш²+z_Кп²]^0,5                                                              [ 1, 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                                                     [ 1, 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                   [ 1, c 39]

z_ÖDP² = 0,6025

2.4. z_Рб = 50 *DР_б/Р                                                                  [ 1, c 41]

z_Рб = 0,0635

2.5. z_Ри = 0,5 Р_ир*S_Ри/Р_и                                                            [ 1, c 40]

z_Ри = 4

2.6. z_Р = [z_Pб²+(z_Ри*Р_и /P)²]^0,5                                                   [ 1, c 41]

ze = 1,82

3. Погрешность коэффициента коррекции расхода на число Рейнольдса

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

K_Re = [C+B(10⁶/Re)^0,75]/(C+B)                                                 [ 1, 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                          [ 1, c 36]

z_Qном = 1,1%

z = 2z_Qном = 2,2%

z<5%

Погрешность меньше 5%, следовательно, расход измеряется правильно.

6.2. Расчёт регулирующего органа.

Исходные данные:

Регулируемая среда:                       сухой природный газ

Максимальный расход:                            650 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

Определение кинематической вязкости среды:

n = m/r                                                                                              [2 c. 34]

n = 1,603*10^-6

где:

m - динамическая вязкость среды

r - плотность среды

Определение потери давления в линии при расчётном максимальном расходе:

DR_л = DR_пр + DR_м                                                                               [2 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                                                                  [2 c. 269]

DR_пр = 2079 Па

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

Где:

Q – объёмный расход среды, м³/час

V = 22,29 см / с

Определяем число Re:

Re = 0,354*Q /nD                                                                                      [2 c. 270]

Re = 1,39*10⁶

Определим коэффициент трения круглых трубопроводов:

l = A+BlgReÖl  +Clgl                                                                  [2 c. 270]

1/l = 5,67

l = 0,176

4. Определяем коэффициенты местных сопротивлений:

                                        2м                                3м                1м            45^о

СУ

1м

		Рис.

Конфузор (горелка)     30^о              x = 0,24                             [2 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                                                                             [2 c. 276]

DR_ро = 2670 Па

5.Определяем значение пропускной способности K_Vmax

_Vmax = Q_max / 5,35 Ör_газТ₁*k’/ DР_роР₂                                               [2 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                                                                                          [2 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.

8. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

8.1. Техника безопасности.

1.Общие положения

1.1.

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.

8.2. Охрана окружающей среды.

          Отходами производства хлормагниевых щелоков и обезвреживания отработанного известкового молока (гипохлоритных пульп) являются сточные воды и газовые выбросы в атмосферу, их характеристика приведена в таблицах 3, 4.

          Таблица 3

Наименование сточных вод	Объем, м3/сутки	Контролируемый параметр	Массовая концентрация, г/дм3	Место сброса
Обезвреженный щелок	Не нормируется	Clакт NaHS	Отсутствие не более 0,5	Направляется в кислотную канализацию
Обезвреженное известковое молоко	Clакт NaHS	Отсутствие не более 0,5

                   Таблица 4

Наименование выбросов	Объемный расход, м3/час	Массовый расход лимитируемых примесей	Место отбора проб
Наименование	Максимально-разовое, г/с	кг/сут
Газы после очистки при производстве хлормагниевых щелоков	не более 288000	Cl2	Устанавливается в процессе испытания технологии	не более 69,12	Газоход после газоочистки
HCl	не более 122,4
CO	не более 557,8
Газы после очистки при обезвреживании отработанного известкового молока	не более 288000	Cl2	Устанавливается в процессе испытания технологии	не более 497,7	Газоход после газоочистки
HCl	не более 122,4
CO	не более 557,8

Литература

1. Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными СУ

РД 50-213-80

М.: Издательство стандартов,1982.

2.А. С. Клюев.

Наладка средств автоматизации и автоматические системы регулирования : Справочное пособие.

М.: Энергоатомиздат, 1989.

3.А. С. Клюев.

Наладка средств измерений и систем технологического контроля: Справочное пособие.

М.: Энергоатомиздат, 1990.

4.А. С. Клюев.

Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие.

М.: Энергоатомиздат, 1990.

5.А. И. Емельянов.

Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие.

М.: Энергоатомиздат, 1983.

6.Технологический регламент.