Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Автоматизация сушильного барабана

Министерство образования и науки России

Свердловский Областной Медицинский Колледж

Реферат на тему:

Здоровый образ жизни основа здоровья

Проверила Подготовила

__________/ . . Малинина / _________/ Ю. Р. Кинзябаева/

2011

Екатеринбург

Содержание

Введение 4

1 Технологическая часть 5

1.1 Описание технологии объекта 5

1.2 Описание конструкции агрегата и вспомогательного оборудования 6

1.3 Обоснование выбранной аппаратуры 9

2 Автоматизация объекта 10

2.1 Описание схемы автоматизации 10

2.2 Компоновка и коммутация щита 13

2.3 Описание принципиальной электрической схемы САР 1 18

2.4 Описание монтажа и предмонтажной наладки элементов схемы 19

3 Расчётная часть 25

3.1 Расчёт настроек регулятора 25

4 Экономическая часть 40

4.1 Экономическое обоснование целесообразности автоматизации объекта, сметно-финансовый расчёт, расчёт амортизационных отчислений 40

4.2 Расчёт численности и фонда заработной платы рабочих цеха, расчёт экономической эффективности 45

5 Охрана труда и окружающей среды, техника безопасности на участке КИПиА 51

Заключение 59

Список использованных источников 60

ВВЕДЕНИЕ

В современном мире автоматизация играет основополагающую роль. Она применяется практически во всех отраслях промышленности помогая развивать её, открывать новые горизонты и уровни качества технологических процессов, и она же является залогом прогрессивного развития производства.

Автоматизация - это применение комплекса средств, позволяющих осуществлять производственные процессы без непосредственного участия человека, но под его контролем.

Автоматизация освобождает человека от необходимости непосредственного управления механизмами. В автоматизированном процессе производства роль человека сводится к наладке, регулировке, обслуживанию средств автоматизации и наблюдению за их действием. Если автоматизация облегчает физический труд человека, то автоматизация имеет цель облегчить так же и умственный труд. Эксплуатация средств автоматизации требует от обслуживающего персонала высокой техники квалификации.

По уровню автоматизации металлургия занимает одно из ведущих мест среди других отраслей промышленности. Металлургические установки характеризуются непрерывностью протекающих в них процессов. При этом выработка тепловой и электрической энергии в любой момент времени должна соответствовать качественным требованиям процесса. Почти все операции на металлургических установках механизированы, а переходные процессы в них развиваются сравнительно быстро. Этим объясняется высокое развитие автоматизации в металлургии.

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Описание технологии агрегата

Сушка — это процесс удаления влаги из твердого или пастообразного материала путем испарения содержащейся в нем жидкости за счет подведенного к материалу тепла. Целью сушки является улучшение качества материала (снижение его объемной массы, повышение прочности) и, в связи с этим, увеличение возможностей его использования. В химической промышленности, где технологические процессы протекают в основном в жидкой фазе, конечные продукты имеют вид либо паст, либо зерен, крошки, пыли. Это обусловливает выбор соответствующих методов сушки.

Наиболее широко распространены в химической технологии конвективный и контактный методы сушки. При конвективной сушке тепло передается от теплоносителя к поверхности высушиваемого материала. В качестве теплоносителей используют воздух, инертные и дымовые газы. При контактной сушке тепло высушиваемому материалу передается через обогреваемую перегородку, соприкасающуюся с материалом. Несколько реже применяют радиационную сушку (инфракрасными лучами) и сушку электрическим током (высокой или промышленной частоты).

Методы сушки сублимацией, в жидких средах, со сбросом давления находят применение в других отраслях промышленности.

Применяемые в химической промышленности виды сушилок можно классифицировать по технологическим признакам: давлению (атмосферные и вакуумные), периодичности процесса, способу подвода тепла (конвективные, контактные, радиационные, с нагревом токами высокой частоты), роду сушильного агента (воздушные, газовые, сушилки на перегретом паре), направлениям движения материала и сушильного агента (прямоточные и противоточные), способу обслуживания, схеме циркуляции сушильного агента, тепловой схеме и т. д.

Выбор типа сушилки зависит от химических свойств материала. Так, при сушке материалов с органическими растворителями используют герметичные аппараты и сушку обычно проводят под вакуумом; при сушке окисляющихся материалов применяют продувку инертными газами; при сушке жидких суспензий используют распыливание материала. Конструкции сушилок весьма разнообразны и выбор их определяется технологическими особенностями производства.

Наиболее широкое распространение получили барабанные сушилки. Эти сушилки отличаются высокой производительностью и относятся к конвективным сушилкам. В качестве сушильного агента в них используют воздух и дымовые газы. В этих аппаратах сушке подвергают соли, топливо, пасты; их используют в производствах соды, удобрений, ядохимикатов. Сушилка представляет собой цилиндрический барабан 1, к которому крепятся бандажи 9, опирающиеся на опорные 3 и опорно-упорные 6 ролики. Вращение барабану передается от электродвигателя через редуктор 4 и зубчатый венец 5, закрытый кожухом 10. Мощность двигателя от 1 до 40 кВт. Частота вращения барабана 1—8 об/мин. Размеры корпусов сушилки нормализованы. Так, по нормали машиностроения МН 2106—61 установлены следующие диаметры барабанов: 1000, 1200, (1400), 1600, (1800), (2000), 2200, 2500, 2800 мм.

Длина барабана зависит от диаметра и составляет 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 м. Обычно отношение длины L барабана к диаметру D должно быть L/D = 3,5 — 7,0.

Высушиваемый материал подается в приемную камеру 8 и поступает на приемно-винтовую насадку, а с нее — на основную насадку. Лопасти насадки поднимают и сбрасывают материал при вращении барабана. Барабан установлен под углом а к горизонтали до 6°; высушиваемый продукт передвигается к выгрузочной камере 2 и при этом продувается сушильным агентом. Между вращающимся барабаном и неподвижной камерой установлено уплотнительное устройство 7. Выбор типа насадки зависит от материала. Для крупных кусков и налипающих материалов применяют лопастную систему насадки, для сыпучих материалов — распределительную, для пылеобразующих материалов — перевалочную с закрытыми ячейками. Барабан заполняют материалом обычно до 20%.

Рисунок 1.1 - Барабанная сушилка

Описание конструкции агрегата и вспомогательного оборудования

Сушильные барабаны применяются для сушки различных сырьевых материалов и топлива со сравнительно высокой первоначальной влажностью и вязкостью.

Сушильные барабаны имеют сравнительно большую производительность. Они являются пока единственными установками, в которых можно без особых затруднений высушивать вязкие кусковые материалы.

При вращении барабана происходит непрерывное перемешивание высушиваемого материала. Это позволяет применять для сушки высокую температуру газов (до 460°С для легковоспламеняющихся углей до 1000° С для сырья и добавок).

Применение газов с высокой температурой делает эти сушилки относительно экономичными аппаратами как по расходу электроэнергии, затрачиваемой на вращение барабана к аспирацию, так и по расходу тепла.

Высушиваемый материал и сушильный агент могут двигаться в барабане в одном направлении— прямоточно, или навстречу друг другу — противоточно. В цементной промышленности преимущественно применяются Сушильные барабаны, действующие по принципу прямотока.

Корпус барабана изготовляют из листовой стали толщиной 10— 15 мм, сварной или клепаной конструкции.

Сушильный барабан устанавливают на двух опорах с уклоном горизонту 3—5%. Он приводится в движение электродвигателем переменного тока через редуктор и одну открытую венцовую передачу.

В местах сопряжения сушильного барабана со смесительной камерой топки и с разгрузочной камерой устанавливают уплотнения различной конструкции, предотвращающие подсос холодного воздуха из окружающей среды.

Расход тепла на испарение 1 кг влаги составляет от 900 до 1400 ккал/кг в зависимости от размера сушильного барабана, характеристики высушиваемого материала и типа топки. Суммарное сопротивление системы обычно не превышает 100— 150 мм вод. ст.

В зависимости от свойств высушиваемых материалов внутри барабана устанавливаются пересыпные устройства различной конструкции, которые должны обеспечивать:

- оптимальное заполнение барабана материалом;

- максимальное соприкосновение материала с сушильным агентом;

- возможно большее приближение материала к взвешенному состоянию, так как в этом случае получаются наилучшие условия теплообмена;

- наибольшую равномерность распределения материала по поперечному сечению барабана;

- возможно меньшее измельчение материала внутри барабана в тех случаях, когда измельчение влечет за собой увеличение безвозвратного пылеуноса.

В начале барабана перед пересыпными устройствами для лучшего питания его, а при липких материалах — для подсушки материала до поступления в пересыпные устройства обычно устанавливают направляющие винтовые лопасти, а также навешивают цепи.

Для увеличения заполнения барабана материалом устанавливают подпорные устройства на выходе материала из барабана.

Для крупнокусковых и налипающих материалов внутренние устройства делаются в виде лопастей, расположенных только по стенкам барабана, — подъемно-лопастная система.

Часто пересыпное устройство выполняется в виде крупных секторов, не сообщающихся между собой и снабженных подъемно-лопастной системой, — промежуточная система.

Когда нет условий для свободной пересыпки материалов, применяют так называемую перевалочную или ячейковую систему.

При сушке мелкокусковых, дробленых и сыпучих материалов пользуются распределительной системой, которая представляет собой различного рода полочки, заполняющие всю внутреннюю часть барабана и образующие сообщающиеся ячейки.

При подъемно-лопастной системе условия теплообмена благоприятнее, чем при пересыпании материала и изолированных ячейках промежуточной системы.

С другой стороны, при подъемно-лопастной системе только меньшая часть материала в данный момент свободно ссыпается с лопастей, а большая часть находится в завале (в слое на корпусе барабана), и поэтому применение распределительной и промежуточной систем оказывается более эффективным.

При распределительной системе материал с каждым оборотом барабана свободно ссыпается несколько раз и перелопачивается. При этом материал относительно равномерно распределяется по всему поперечному сечению барабана.

Иногда при сушке налипающих или сыпучих материалов эти две системы комбинируют. В одном барабане — с горячего конца устанавливают подъемно-лопастную, а далее распределительную или промежуточную систему.

Работа сушильной установки, включающей в себя сушильный барабан, протекает следующим образом. Поступающий со склада сырой материал грейферным краном погружают в бункер сушильного барабана или, в случае значительной крупности кусков, предварительно в дробилку. Из бункера в сушильный барабан материал подается транспортером и дозируется при помощи весового дозатора или питателя.

Процесс сушки весьма инерционен. Инерционность сушки можно характеризовать постоянной времени процесса, равной времени, в течение которого избыточное влагосодержание сушимого материала уменьшается на 63%. Запаздывание температуры по каналу теплоносителя составляет от долей минуты до 2-3 минут, тогда как постоянная времени объекта изменяется десятками минут.

Рисунок 1.2 - кривые, характеризующие сушку (а) и температуру (б)

W_H , W_K , W_P – соответственно начальная, конечная и равновесная влажности материала; T, t – время; T_C, T_B – температура сухого и увлажненного материала

Ход процесса сушки описывается кривой сушки (рис.1.2а), характеризующей изменение средней влажности W материала во времени и температурной кривой сушки (рис. б); описывающей изменение температуры материала в ходе сушки. На этих кривых можно выделить периоды: начального прогрева (1); постоянной скорости сушки (2) и падающей скорости сушки (3). Процесс характеризуется также длительностью сушки t_c – интервалом времени, необходимого для понижения влагосодержания материала с начального значения W_Н и до конечного W_К; обычно W_К > W_р , где W_р – равновесное влагосодержание.

Обоснование выбранной аппаратуры

При разработке проекта необходимо учитывать технические, экономические, производственные и другие факторы. Выбор средств автоматизации следует вести таким образом, чтобы наиболее полно обеспечивать выполнение всех целей. Выбранные средства должны обеспечить работу и точность контроля, и соблюдение режимных величин, быстродействие и связь с другими системами. При выборе следует стремиться к применению однотипных технических средств, предпочтительно автоматизированных, что даёт значительные эксплуатационные преимущества. Все выбранные средства должны удовлетворять требования пожарной и электробезопасности, а так же условиям охраны окружающей среды, которые являются определяющими при выборе технических средств.

Диафрагма ДКС 10-200 фирмы ООО «КБ Энерготехсервис» - диафрагма камерная, устанавливаемая во фланцах трубопровода. Диафрагмы для расходомеров предназначены для создания перепада давления при измерении расхода жидкостей газов или пара по методу переменного перепада давления.

Датчики давления – Метран 100 ДД фирмы ООО «Метран» предназначен для измерения перепада давления в паропроводе. Имеют трехмембранную конструкцию преобразователя разности давлений, из которых одна мембрана измерительная защищена с двух сторон разделительными коррозионностойкими мембранами. Оригинальная конструкция преобразователя давления обеспечивает по сравнению с аналогичными датчиками: высокую коррозионную стойкость к агрессивным средам; повышенную стойкость выходного сигнала к изменению температуры окружающей среды и статическому избыточному давлению рабочей среды; стойкость к вибрациям; высокую долговременную надежность и стабильность характеристик; возможность настройки на любой верхний предел измерений.

Пускатель ПБР-2М фирмы «Техноприборсервис». Он предназначен для бесконтактного управления электрическими исполнительными механизмами, в приводе которых используются однофазные электродвигатели.

Механизм МЭО 250/63-0.25Н фирмы ОАО «МЗТА». Механизмы исполнительные электрические однооборотные МЭО предназначены для перемещения регулирующих органов трубопроводной арматуры. Они преобразуют входной импульсный электрический сигнал во вращательное перемещение выходного вала, пропорциональное длительности входного импульса. Механизмы МЭО позволяют управлять практически любой запорной и запорно-регулирующей арматурой неполноповоротного принципа действия: шаровыми и пробковыми кранами, клапанами, шиберами, поворотными дисковыми затворами, заслонками. Механизмы устанавливаются рядом с запорной арматурой и связываются с ней при помощи тяг и рычагов.

Заслонка ПРЗ-200 фирмы ООО «Газовик». Заслонка ПРЗ растопочной горелки по газу открывается при розжиге совместно с воздушным шибером горелки, они связаны механическим сочленением.

2 АВТОМАТИЗАЦИЯ ОБЪЕКТА

2.1 Описание схемы автоматизации.

Функциональная схема систем автоматизации технологических процессов является основным техническим документом, определяющим структуру и характер систем автоматизации технологических процессов, а также оснащения их приборами и средствами автоматизации. На функциональной схеме дано упрощенное изображение агрегатов, подлежащих автоматизации, а также приборов, средств автоматизации и управления, изображаемых условными обозначениями по действующим стандартам, и линии связи между ними. В данном проекте автоматизации сушильного барабана разработаны следующие системы автоматического регулирования и контроля:

- Автоматическое регулирование системы «топливо-воздух».

- Система автоматического контроля и регулирования температуры в сушильном барабане.

- Система автоматического регулирования подачи сырья.

- Система регулирования избыточного давления.

- Контроль и автоматизация температуры подшипников.

- Контроль и сигнализация уровня.

- Система контроля и сигнализации по факелу.

Система автоматического регулирования соотношения «топливо-воздух»

Измерение расхода газа и воздуха производится методом переменного перепада. Перепад давления на диафрагме ДБС 16-200-А (поз. 1-2) и диафрагме ДКС 10-200-А/Г-1 (поз.1-1) измеряется преобразователем Метран - 100ДД (поз. 1-3; 1-4). Сигнал с преобразователя поступает на вторичный прибор ДИСК-250 М (поз.1-6; 1-7) и на регулятор РС 29.0.12 (поз. 1-5).

В регуляторе РС 29.0.12 происходит суммирование двух поступающих сигналов, а затем сравнение их с заданным значением. Если регулируемый параметр отклоняется от заданного значения, то на входе электронного блока регулятора появляется сигнал рассогласования. При этом на выходе регулятора вырабатывается импульсный сигнал 24 В, который подается на пускатель бесконтактный ПБР-2М (поз. 1-9). Пускатель ПБР-2М управляет исполнительным механизмом МЭО 250 (поз. 1-10), который с помощью запорного устройства (поз. 1-11), изменяет подачу воздуха к топке котла.

Система автоматического регулирования и контроля температуры в сушильном барабане

Температура в сушильном барабане измеряется термопреобразователем ТХАУ Метран-271 (поз.2-1), влагомер ВНСК (поз. 2-2) измеряет процент влажности. Сигналы с этих приборов поступают на регистрирующие приборы ДИСК 250М ( поз.2-3,2-5) и регуляторы РС 29 (поз. 2-4, 2-6). При отклонении значения от заданного, регулятор пошлет сигнал на пускатель ПБР-2М (поз. 2-8), который через исполнительный механизм МЭО-250 (поз. 2-9) изменит положение запорного устройства (поз. 2-10).

Система автоматического регулирования подачи сырья

Сигнал с конвейерных весов МЕТРА М8400 (поз. 3-1) подается на регистрирующий прибор ДИСК-250М (поз. 3-2) и регулятор РС 29 (поз.3-3). На выходе регулятора образуется сигнал 24В, который подается на пускатель ПБР-2М (поз. 3-4). Пускатель управляет исполнительным механизмом МЭО 250, который изменяет подачу сырья.

Система автоматического регулирования избыточного давления

Сигнал с преобразователя Метран 100ДИ (поз. 4-1) поступает на регулятор РС 29 (поз. 4-2) и блок ручного управления БРУ 42 (поз. 4-3). При изменении сигнала от заданного значения, на выходе регулятора образуется сигнал 24В, который подается на пускатель ПБР-2М (поз.4-4), который через исполнительный механизм МЭО-250 (поз. 4-5) управляет запорным устройством.

Система включения/выключения тарельчатого питания

Магнитный силовой пускатель ПМЕ-200 (поз. 5-1) управляется кнопкой XB4BA42 (поз.5-2).

Система включения/выключения двигателя конвейера

Магнитный силовой пускатель ПМЕ-200 (поз. 6-1), соединенный с двигателем конвейера, управляется кнопкой XB4BA42 (поз.6-2).

Система включения/выключения двигателя барабана

Магнитный силовой пускатель ПМЕ-200 (поз. 7-1), соединенный с двигателем барабана, управляется кнопкой XB4BA42 (поз.7-2).

Система включения/выключения двигателя конвейера

Магнитный силовой пускатель ПМЕ-200 (поз. 8-1), соединенный с двигателем конвейера, управляется кнопкой XB4BA42 (поз.8-2).

Система включения/выключения двигателя дымососа

Магнитный силовой пускатель ПМЕ-200 (поз. 9-1), соединенный с двигателем дымососа, управляется кнопкой XB4BA42 (поз.9-2).

Система контроля и сигнализации температуры подшипников

Температура подшипников измеряется термопреобразователем ТХАУ Метран-271 (поз. 10-1,10-2,10-3) и поступает на регистрирующий прибор ДИСК 250М (поз. 10-4).

Система автоматического контроля и сигнализации уровня

Контроль и сигнализация уровня производится сигнализатором уровня ИКС-2Н (поз. 11-1).

Система контроля и сигнализации по факелу

Система автоматической защиты и контроля включает в себя: фотодатчики ФДЧ 1-1 (поз. 12-1), сигнализатор пламени ЛУЧ-1АМ (поз.12-2). В случае отклонения одного из параметров от нормы, включается световая и звуковая (поз. НА1) сигнализации. В этот же момент через реле давления РД-23 (поз. 12-3,12-6) отсечной клапан ПКН 200 (поз.12-7) отсекает поступление топлива.

2.2 Компоновка и коммутация щита, план контрольного помещения

Щиты и пульты систем автоматизации технологических процессов предназначены для размещения на них приборов и средств контроля и управления технологическими процессами, контрольно-измерительных приборов, автоматических регуляторов, защиты и сигнализации. Щиты изготавливают специальные заводы электромонтажных изделий, которые имеют полный пакет конструкторской комплектации для их производства.

Компоновкой называется общий вид щита и размещенные на нем приборы и средства автоматизации. Компоновка аппаратуры должна обеспечить удобство пользования ими. Приборы в щите располагаются в той последовательности, в которой оператор считывает показание и производит управление. Кроме того, при компоновке следует обращать внимание на этику внешнего вида щита. Средства автоматизации и аппаратуры управления скомпонованы функциональными группами в порядке хода технологического процесса. Общий вид щита выполнен в масштабе 1:10. Схема коммутации щита представляет собой обратную сторону передней стенки щита с точным расположением на ней аппаратуры с упрощенным изображением проводки. В щиты и пульты разрешается ввод электрического тока напряжением, не превышающим 400В. Питающие провода, кабели и импульсные трубки рекомендуется подводить непосредственно к вводному выключателю щита. Индивидуальные цепи питания средств автоматизации схем управления, сигнализации и т.д. рекомендуется подводить от вводного выключателя к соответствующим выключателям и предохранителям. Разводка индивидуальных цепей питания должна выполняться согласно принятым решениям в принципиальной схеме. Компенсационные провода или кабели, поставленные комплексно с отдельными видами приборов и средств автоматизации, присоединяются непосредственно к их зажимам. Концы проводов, подключенные к приборам, аппаратам и сборкам зажимов, должны иметь маркировку, соответствующую монтажным схемам щита.

Автоматизация сушильного барабана 📙 Дипломная → 🆔 239