Возрастание роли автоматизированного управления в химико-технологических производствах привело к появлению следующих особенностей современных производств:
так называемая локальная автоматизация, считавшаяся ранее единственной формой автоматизации, становится неотъемлемой частью технологического оборудования;
автоматическое управление рассматривается как "технологический" фактор, превращающий сложную композицию из многих механизмов и аппаратов в единый агрегат с новыми качествами и повышенной эффективностью.
В данном проекте разрабатываются технологические вопросы автоматизации процессов фильтрации вискозы на фильтрах типа KKF.
Основные требования к приборам и средствам автоматизации.
Требования, предъявляемые к приборам и средствам автоматизации в производствах вискозных волокон в первую очередь определяются свойствами сред, параметры которых измеряются. Для производств вискозных волокон следует учитывать запыленность (газообразных сред) температуру и концентрацию веществ, вызывающих коррозию в газовых и жидкостных потоках, а также запыленность и содержание CS2, H2S и SO3 в атмосфере помещений, где устанавливается оборудование контроля и регулирования. Влияние температуры сред и концентрации веществ, вызывающих коррозию, учитываются при подборе соответствующих материалов для узлов датчиков, соприкасающихся со средой. При измерении концентрации запыленных сред применяются специальные способы очистки и подготовки пробы газа на анализ.
Чтобы избежать коррозии щитовых средств контроля и автоматизации, а также сохранить их эксплуатационные характеристики в условиях запыленности и загазованности атмосферы производственных помещений необходима максимально возможная централизация управления с очисткой и конденционирования воздуха, подаваемого в диспетчерские пункты. Это позволит снизить расходы на эксплуатацию приборов и увеличить срок их службы.
Таблица 4.6. Материалы для защиты средств контроля и регулирования в химическом цехе.
| Параметр, точка замера | Защищаемый узел | Характеристика среды | Рекомен-дуемые материалы |
| 1. Температура щелочи, щелочной целлюлозы в мерсеризаторе, линиях щелочи | Чехол термометра сопротивления | 20-600С, щелочная среда | Сталь Х 18Н10Т |
| 2. Концентрация щелочи в трубопроводах щелочей | Датчик концентратомера | 20-600С, 0-18% NaOH | Х18Н10Т |
| 3. Уровни в баках щело- чей, вискозы | Пьезометрические трубки | 20-600С, 0-18% NaOH | Х18Н10Т |
| 4. Температуры вискозы в баках и трубопроводах | Чехол термо-преобразователя сопротивления | 20-400С, щелочная среда,6¸ 10% NaOH | Х18Н10Т |
Таблица 4.7 Общетехнические средства контроля и автоматизации, используемые при автоматизации и управлении в химическом цехе.
| Контролируемые и регулируемые параметры | Средства контроля и автоматизации | Тип |
| Датчики для измерения температуры: температура щелочей, щелочной целлюлозы, вискозы, воды 1 Датчики для измерения разрежения и давления: разрежение в обезвоздушивателях; давление азота, воздуха, пара, воды, сероуглерода, щелочи, вискозы | Термометр сопротивления медный. Градуировка 23 Преобразователь измерительный к термометрам сопротивления 2 Тягомер сильфонный, выход- ной сигнал 0,2-1 кгс/см2 Манометр пружинный, выход ной сигнал 0,2-1 кгс/см2 | ТСМ-6097, ТСМ-5071 ПТ-ТС-68 3 ТС-П1,ТС-П2 МП-П2 |
| Датчики для измерения расхода: расход воздуха, азота расход воды, щелочей расход вискозы | Диафрагма бескамерная. Диф манометр мембранный, выход ной сигнал 0,2-1 кгс/см2 Диафрагма камерная. Дифманометр сильфонный, показывающий, выходной сигнал 5мА Комплект индукционного расходомера Датчик измерительный блок ИР-11, выходной сигнал 5мА | ДМ-П1 ДСП-786Н ДСП-787Н ИР-11 ДРИ |
| Измерение числа оборотов питателя целлюлозы, подаваемой в мерсеризатор. | Датчик тахометра малогаборитный Измеритель магнитоиндукционного тахометра | Д-1 ТЭ-1 |
| К датчикам с пневмотическим выходом | Приборы пневматической ветви ГСП | ПВ 4.2Э ПВ 4.3Э ПВ 10.1Э |
| Вторичные приборы: Температура | Потенциометр автоматический показывающий (многоточечный) Потенциометр показывающий, самопишущий, выходной сигнал 0,2-1 кгс/см2 Потенциометр автоматический показывающий, самопишущий с пневматическим изобромным регулятором Мост автоматический, показывающий, самопишущий, выходной сигнал 0,2-1 кгс/см2 | КСП-2-029 КСП-3 КСП-4 КСМ-3 |
| Преобразователи обще- го назначения | Пневмоэлектрический Электропневматический | ПЭ-55м ЭПП-63 |
| Регуляторы: Пневматической ветви ГСП Электрической ветви ГСП | Пропорциональный регулятор Пропорционально-интегральный регулятор Блок регулирующий аналоговый Блок управления аналогового регулятора | ПР 1.5 ПР 3.21 Р 12 БУ 12 |
| Измерение веса партии щелочной целлюлозы, загружаемой в ксанто- генаторы | Весы технические. Предел измерения 0-10000 кгс | |
| Датчики для измерения уровня: уровни в баках щелочей, в смесителях вискозы, в баках вискозы, воды | Пьезометрическая трубка. Манометр сильфонный, выходной сигнал 0,2-1 кгс/см2 | МС-П1 |
Описание схемы контроля и регулирования параметров фильтра KKF.
В процессе фильтрации вискозы на фильтре типа KKF контролируются следующие параметры:
давление вискозы в трубопроводах на входе и выходе из фильтра
расход вискозы, подаваемой в фильтр.
Расход вискозы, подаваемой на фильтрацию в фильтр, измеряется датчиком расхода ДРИ (поз.1-1), сигнал от которого передается на прибор, установленный на щите, типа РИ-11 (поз.1-2) и блок регулирующий Р12 (поз.1-3), управляющий исполнительным механизмом (поз.2-1) - клапаном 25с48нж.
Для контроля давления на входе и выходе вискозы в фильтр на трубопроводах вискозы, установлены отборные устройства и мембранные разделители МР (поз.3.1, 4.1, 5-1, 6-1) с датчиками МП-П2 (поз.4-2,5-2) пневматический сигнал, от которых передается на вторичный пневматический прибор показывающий и самопишущий типа ПВ 4.2Э (поз 4-3 и 5-3) установленные на щите. Для контроля давления входа и выхода вискозы из фильтра по месту установлены также манометры показывающие общего назначения ОБМ1-160 (поз.3-2,6-2).
Технические характеристики приборов контроля и регулирования фильтра KKF.
Расходомер электромагнитный ИР-51:
пределы измерения, м3/ч
нижний - 0,32
верхний - 1000
давление, МПа - 1,0
температура, 0С - от -40 до +150
Датчики давления ГСП (пневматические):
тип МП-П2-9112;
верхний предел измерения, Мпа- 0,6
Манометры пружинные:
тип-ОБМ1-160
верхний предел измерения, Мпа-0,6
Вторичные приборы к датчику давления:
тип ПВ 4.3Э
класс точности - 1
расход воздуха, л/мин - 8
масса, кг - 10
Регулятор расхода:
тип Р21
габарит, мм - 160*80*508
масса, кг - 8
потребляемая мощность, ВА-30
вероятность безотказной работы за 2000 ч - 0,94
В дипломном проекте осуществлено совершенствование технологии производства вискозного волокна за счёт:
замены дискового фильтра первой фильтрации и рамного фильтр-пресса второй фильтрации на фильтр с керамическим фильтрующим элементом;
оптимизации процесса отгонки и конденсации сероуглерода путём снижения температуры пластификационной ванны;
замены в блочном фильерном комплекте фильтровального материала, использование вместо хлопчатобумажной ткани нержавеющих сеток саржевого типа.
Проведены материальные, тепловые и энергетические расчёты, также произведён расчёт расхода умягчённой воды на отделку волокна и обработку фильер. Рассчитано количество сжатого воздуха необходимого для капсюляции прядильной машины и работы упаковочных прессов. Рассчитано основное технологическое оборудование. Проведен расчёт внутрицехового транспорта.
Автоматизирован процесс формования вискозного волокна. Внедрение специальных автоматических устройств, способствует безаварийной работе оборудования, исключает случаи травматизма, предупреждает загрязнение атмосферного воздуха и водоёмов промышленными отходами.
Предусмотрено безопасное ведение технологического процесса за счёт применения индивидуальных средств защиты, наличия мощной системы приточно-вытяжной вентиляции. Для тушения пожаров предусматривается пожарный водопровод и первичные средства пожаротушения.
Рассчитана технико-экономическая эффективность предложенных технических решений, приводящих к снижению производственной себестоимости и увеличению прибыли.
1. Перепёлкин К.Е. Химические волокна: настоящее и будущее. Взгляд в следующее столетие // Химич. волокна. - 2000. - №5. - С.3-16.
2. Перепёлкин К.Е. Современные химические волокна и перспективы их применения в текстильной промышленности // Российский химич. журнал. - 2002. - №1. - С.31-49.
3. Статистические данные технического отдела ОАО "Балаковские волокна". - 2004. - С.3
4. Повышение растворимости целлюлозы в водно-щелочных растворах при низких температурах в присутствии мочевины / Э.З. Кирпершлак, А.Б. Пакшвер, Ю.Я. Малюгин и др. // Химич. волокна. - 1979. - №6. - С.26-27.
5. Перепелкин К.Е. Новые процессы и волокна в будущем // Химич. волокна. - 2000. - №6. - С.7-8
6. http://www/isc-ras.ru/textile/jtexchem/koi/1998n1/…
7. Айзенштейн Э.М. Мировое производство текстильного сырья в 2002 году // Химич. волокна. - 2004. - №1. - С.3-7.
8. Производство вискозных волокон и нитей в странах СНГ/ И.П. Бакшеев, П.А. Бутягин, Н.Т. Буткова и др. // Химич. волокна. - 1997. - №4. - С.6-10
9. Юркевич В.В. Технология производства химических волокон / В.В. Юркевич, А.Б. Пакшвер. - М.: Химия, 1987. - 304с.