【正文】 ，操作可靠，因而它的運(yùn)轉(zhuǎn)效率高，有平坦的性能曲線。4）易損件少，運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)，造價(jià)精度低，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和大型化。輸送介質(zhì)：空氣，溫度為160℃，壓力為1atm,。壓縮比：因每級(jí)的壓縮比為3～5，而計(jì)算出的壓縮比小于3，所以一級(jí)壓縮就可以。所需有效功率為：壓縮機(jī)的軸功率為一級(jí)氣缸排出的空氣溫度：壓縮機(jī)模擬數(shù)據(jù)如下：表 511 壓縮機(jī)ASPEN模擬匯總表級(jí)數(shù)溫度/℃壓力/kPa壓縮比軸功率/kw效率出口流量m3/h1 表522 鼓風(fēng)機(jī)型號(hào)表參數(shù)型號(hào)轉(zhuǎn)速r/min排風(fēng)量m3/h全壓Pa4728D14501582602000 各類設(shè)備規(guī)格表和設(shè)備一覽表匯總及小結(jié)參考文獻(xiàn)第6章 原材料、動(dòng)力消耗定額及消耗量第7章 自動(dòng)控制 典型設(shè)備自控方案概述在工業(yè)生產(chǎn)中，各種生產(chǎn)工藝過(guò)程都必須在規(guī)定的工況條件下進(jìn)行，如精餾塔的塔頂溫度或塔底溫度要保持在期望值，這些生產(chǎn)過(guò)程中的工藝變量，需要根據(jù)工藝要求嚴(yán)格控制，這需要應(yīng)用自動(dòng)控制，并采取合理的控制方案?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)最重要的是控制系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)和控制器的設(shè)計(jì)與參數(shù)整定?？刂葡到y(tǒng)方案的設(shè)計(jì)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。它是在對(duì)被控對(duì)象做全面攝入的了解和分析的基礎(chǔ)上確定總體控制目標(biāo)，根據(jù)工藝的要求選擇被控變量、操縱變量，合理選擇控制系統(tǒng)的測(cè)量元件和變送器，合理選擇控制器、執(zhí)行器、現(xiàn)實(shí)儀表和其他儀表，從而確定一個(gè)較為合理的簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)方案。控制系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)時(shí)一項(xiàng)復(fù)雜的工作。既要滿足工藝過(guò)程的實(shí)際需要，又要受到許多客觀環(huán)境和經(jīng)濟(jì)條件的制約。一個(gè)好的控制方案，既依賴于理論分析和計(jì)算，還要借助于許多實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)?？刂破髟O(shè)計(jì)與參數(shù)整定是在控制方案合理制定的前提下，使系統(tǒng)運(yùn)行在最優(yōu)狀態(tài)的重要步驟。一個(gè)控制方案的好壞不在于它的控制方案多么復(fù)雜多么現(xiàn)代化，而在于它是否能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品滿足工藝的需要，在于它是否能方便地服務(wù)于操作工人。 設(shè)計(jì)依據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)是在安全生產(chǎn)的前提下，利用控制裝置是被控對(duì)象或過(guò)程自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行，使生產(chǎn)過(guò)程安全、平穩(wěn)、優(yōu)質(zhì)、高效。設(shè)計(jì)過(guò)程中，要將被控對(duì)象與控制裝置有機(jī)的連接，使之成為一個(gè)整體，在達(dá)到良好控制效果的同時(shí)減少投資、節(jié)約能源、提高生產(chǎn)效率。 設(shè)計(jì)采用的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)《化工廠初步設(shè)計(jì)文件內(nèi)容和深度的規(guī)定》，HG/T 206882000《化工工藝設(shè)計(jì)施工圖內(nèi)容和深度統(tǒng)一規(guī)定》，HG/T 205192009《管道儀表流程圖設(shè)計(jì)內(nèi)容和深度規(guī)定》，HG 205591993《自動(dòng)化儀表選型設(shè)計(jì)規(guī)定》，HG/T 205072000 設(shè)計(jì)范圍及分工自動(dòng)控制設(shè)計(jì)范圍包括鄰苯二甲酸酐反應(yīng)器、塔器、換熱器、泵、壓縮機(jī)以及各類儲(chǔ)罐的系統(tǒng)控制和輔助生產(chǎn)裝置（包括公用工程）的自動(dòng)控制。 生產(chǎn)安全保護(hù)生產(chǎn)安全保護(hù)是自動(dòng)化控制的關(guān)鍵考慮因素，其主要要求有：（1）控制室位于安全區(qū)域，并考慮防火、防水、防塵、防雷等安全措施；（2）設(shè)置必要的緊急停車(chē)和安全聯(lián)鎖系統(tǒng)（ESD）及報(bào)警系統(tǒng)；（3）安裝于爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的儀表符合防爆要求；（4）可燃或有毒氣體可能泄露和聚集的場(chǎng)合，設(shè)置可燃?xì)怏w或有毒氣體檢測(cè)報(bào)警器；（5）個(gè)主要裝置的儀表及系統(tǒng)由不間斷供電電源供電。 儀表的選擇儀表在化工生產(chǎn)中占有重要地位，其選型原則一般參照一下標(biāo)準(zhǔn)：（1）選用符合工藝控制精度、靈敏度要求的高性能智能型儀表；（2）為節(jié)約人力成本，減少維護(hù)強(qiáng)度，應(yīng)選用高穩(wěn)定性、免維護(hù)的智能儀表；（3）現(xiàn)場(chǎng)變送器須選擇帶現(xiàn)場(chǎng)顯示的，以方便現(xiàn)場(chǎng)檢修；（4）儀表的選擇應(yīng)考慮環(huán)境的適應(yīng)性，特別是各種傳感器。因此應(yīng)盡量選擇非接觸式的無(wú)阻塞隔膜式、電磁式及可清洗式傳感器；（5）盡量選用不用斷流拆卸和維護(hù)周期較長(zhǎng)的儀表，方便維護(hù)管理；（6）易然易爆場(chǎng)合，嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，選擇具有防爆性能的產(chǎn)品；（7）為降低成本，在滿足生產(chǎn)方面的要求的前提下，優(yōu)先選用節(jié)能型產(chǎn)品。本廠主要儀表有流量?jī)x表、壓力儀表、溫度儀表、物位儀表、密度儀表等。根據(jù)上述原則，結(jié)合茂名地區(qū)自然條件和裝置的環(huán)境特征，應(yīng)盡量選用防火、防爆、防高溫、防雨淋、防腐、防噪音性能好的儀表。 反應(yīng)器的自控反應(yīng)器的溫度控制方案主要：控制進(jìn)料濃度控制進(jìn)料溫度控制段間冷料量鄰二甲苯氧化為放熱反應(yīng)，本設(shè)計(jì)需要主反應(yīng)在360~380℃、0,1MPa下反應(yīng)，本設(shè)計(jì)反應(yīng)器為列管式反應(yīng)器，用熔融鹽去熱取熱來(lái)保證反應(yīng)器的溫度在最佳的反應(yīng)溫度范圍內(nèi)。反應(yīng)器主要通過(guò)熔融鹽的進(jìn)料量和控制反應(yīng)器內(nèi)部溫度的方法，從而達(dá)到控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度的目的。反應(yīng)器自控方案見(jiàn)圖71。圖 71 反應(yīng)器自控方案圖 精餾塔的自控精餾塔操作中，可以選擇的操縱變量很多，尤其隨著生產(chǎn)的發(fā)展，精餾塔的操作要求越來(lái)越高，這些必須有更多、更高水平的自動(dòng)控制方案來(lái)保證，但在制定控制方案時(shí)，不在于控制方案多么復(fù)雜，而在于制定出能滿足工藝要求的切實(shí)可行的控制方案。提餾段的控制方案主要有：用提餾段塔板溫度控制加熱蒸汽量，從而控制塔內(nèi)蒸汽流量，并保持回流量恒定，流出液量和釜液量都按物料平衡關(guān)系，有液位調(diào)節(jié)器控制。適用于釜液的純度要求較之餾出液高的情況。用提餾段塔板溫度控制釜夜流出量，釜液、回流量恒定，餾出液由回流罐液位調(diào)節(jié)，蒸汽量由重沸器液位調(diào)節(jié)。精餾段的控制方案主要有：用精餾段塔板溫度控制餾出液，并保持釜液流量恒定。用精餾段塔板溫度控制回流量，并保持整齊流量恒定。本設(shè)計(jì)中精餾塔對(duì)塔底產(chǎn)品的純度要求較高，故均采用提餾段控制方案。該方案采用以溫度作為衡量質(zhì)量指標(biāo)的間接參數(shù)，以改變?cè)俜衅骷訜崃繛榭刂剖侄危亓鞴抻杏幸何豢刂葡到y(tǒng)，保證回流量恒定。精餾塔自控方案見(jiàn)圖72，73。圖 72 苯酐精餾塔自控方案圖圖 73 順酐精餾塔自控方案圖 換熱器的自控?fù)Q熱器有多種控制方案，分為無(wú)相變的控制方案和有相變的控制方案。載熱體流量控制方案這是一種用載熱體的流量作為操作變量的控制方案。當(dāng)載熱體的流量發(fā)生變化對(duì)物料出口溫度影響較明顯，載熱體入口的壓力平穩(wěn)，且負(fù)荷變化不大時(shí)，常采用單回路控制方案。當(dāng)載熱體入口壓力波動(dòng)較大，可以采用以被控物料溫度為主變量，以載熱體的流量（或壓力）為副變量的串級(jí)控制。當(dāng)載熱體也是一種換熱物料時(shí)，其流量是不允許調(diào)節(jié)的。此時(shí)可用一個(gè)三通分流調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)入換熱器的載熱體流量與旁路流量比例，實(shí)現(xiàn)換熱器出口溫度的控制。被控物料流量控制方案若被控物料的流量不允許控制時(shí)，則可將一小部分物料直接通過(guò)旁路流到換熱器出口與熱物料混合，達(dá)到控制出口溫度的目的。加熱器的溫度控制方案化工過(guò)程中常用蒸汽冷凝來(lái)加熱物料，當(dāng)被加熱物料的出口溫度作為被控變量時(shí)，常采用以下兩種控制方案。（1）蒸汽的流量直接控制方案 當(dāng)蒸汽流量和其他工藝條件比較穩(wěn)定時(shí)，可采用改變?nèi)肟谡羝髁縼?lái)控制被加熱物料的出口溫度。當(dāng)加熱蒸汽壓力有波動(dòng)時(shí)可對(duì)蒸汽總管增設(shè)壓力定值控制系統(tǒng)或者采用溫度與蒸汽壓力的串級(jí)控制方案。（2）換熱器的有效換熱面積控制方案 在傳熱系數(shù)和傳熱溫差基本保持不變的情況改變換熱器的有效面積，也可以達(dá)到控制出口溫度的目的。冷卻器的溫度控制方案（1）用冷卻劑的流量控制 通過(guò)改變流量調(diào)節(jié)物料汽化帶走的熱量從而達(dá)到控制物料溫度的目的。（2）用溫度液位串級(jí)控制 以流量為操縱變量、以被控物料出口溫度作為主變量、以冷卻器的液位做為副變量，進(jìn)行串級(jí)控制，使引起液位變化的一些干擾包含在副回路中，從而提高了控制質(zhì)量。（3）用冷卻劑的汽化壓力控制 在控制冷卻器液位的同時(shí)，再根據(jù)被控物料的溫度，改變液氨的汽化壓力，即調(diào)節(jié)汽化溫度，從而達(dá)到控制的目的。自控方案見(jiàn)圖74。圖 74 換熱器自控方案圖 容器的自控 對(duì)閃蒸罐和塔頂冷凝器主要控制其液位，防止物料溢出。 機(jī)泵的自控該項(xiàng)目所選離心泵的控制主要為流量控制。離心泵的流量控制常見(jiàn)方法有：控制泵的出口閥門(mén)開(kāi)度；控制泵的轉(zhuǎn)速；控制泵的旁路調(diào)節(jié)等。其中，控制泵的出口閥門(mén)開(kāi)度的方案簡(jiǎn)單易行，并且還可以和其他信號(hào)聯(lián)合控制，應(yīng)用最為廣泛。雖然此方案會(huì)有一定機(jī)械能損失，但是對(duì)于連續(xù)性大規(guī)模生產(chǎn)工況條件下，各股流量基本保持恒定值，且較少存在控制閥門(mén)開(kāi)度較小功率損失很大的情況。因此，鑒于該流程得特點(diǎn)，選取控制泵的出口閥門(mén)開(kāi)度方案。機(jī)泵自控方案見(jiàn)圖75。圖 75 機(jī)泵自控方案圖儀表控制的一般要求：壓力測(cè)定：泵的出口至少設(shè)有就地指示壓力表，其位置在泵的出口和第一個(gè)閥門(mén)之間，并且壓力表量程應(yīng)遠(yuǎn)大于關(guān)閉出口閥門(mén)時(shí)的最大壓力。流量測(cè)定和調(diào)節(jié)：工程上泵的出口側(cè)不允許有大的壓力降，并且通常是一泵多用，所以流量調(diào)節(jié)測(cè)定系統(tǒng)設(shè)在出口側(cè)；若機(jī)泵所在管線其他位置有調(diào)節(jié)閥，此時(shí)其出口不再設(shè)置調(diào)節(jié)閥；若工藝只要求測(cè)定流量，則只需設(shè)指示儀表，若要求穩(wěn)定或調(diào)節(jié)流量，則需與其他數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。 壓縮機(jī)的自控壓縮機(jī)按其工作原理分為兩大類：溶劑型和速度型。溶劑型壓縮機(jī)通常有活塞式、螺桿式水環(huán)式；速度型壓縮機(jī)通常有離心式、軸流式。對(duì)于本項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，主要使用的壓縮機(jī)為離心式，故該節(jié)主要講述離心式壓縮機(jī)的控制方案。壓縮機(jī)控制主要包括防喘振控制、吸入壓力控制、出口壓力控制、出口溫度控制。本項(xiàng)目目壓縮機(jī)的防喘振控制采用旁路控制實(shí)現(xiàn)，吸入壓力控制采用改變壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)透平或電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)。此控制方案較為成熟，并且簡(jiǎn)單易行。壓縮機(jī)自控方案見(jiàn)76。圖 76 壓縮機(jī)自控示意圖參考文獻(xiàn)第8章 車(chē)間及設(shè)備布置設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)依據(jù)《石油化工工藝裝置布置設(shè)計(jì)通則》，SH30112000《化工裝置設(shè)備布置設(shè)計(jì)規(guī)定》，HG/T205462009《石油化工管道布置設(shè)計(jì)通則》，SH30122000《石油化工企業(yè)廠區(qū)總平面布置設(shè)計(jì)規(guī)范》，SHT30532002《石油化工企業(yè)工藝裝置管徑選擇導(dǎo)則》，SHT30352007《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，GB 501602008 設(shè)計(jì)范圍在完成初步設(shè)計(jì)工藝流程圖和設(shè)備選型之后，進(jìn)一步工作就是將各工段與設(shè)備按生產(chǎn)流程在空間上進(jìn)行組合、布置，并用管道將各工段和各設(shè)備連接起來(lái)。前者稱車(chē)間布置，后者稱管道布置（配管設(shè)計(jì)）。兩者是分別進(jìn)行的，但有時(shí)要綜合起來(lái)，故統(tǒng)稱布置設(shè)計(jì)。車(chē)間布置分初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)兩個(gè)階段。（1）初步設(shè)計(jì)階段的車(chē)間布置設(shè)計(jì)內(nèi)容及程序根據(jù)帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、設(shè)備一覽表等基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料，以及物料出巡運(yùn)輸、輔助生產(chǎn)和行政生活等要求，結(jié)合有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)定，進(jìn)行車(chē)間布置的初步設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)階段的布置設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)及行政生活等區(qū)域的布局；確定車(chē)間場(chǎng)地及建（構(gòu)）筑物的平面尺寸和立面尺寸；確定工藝設(shè)備的平面布置圖和立面布置圖；確定人流及物流通道；安排管道及電器儀表管線等；編制初步設(shè)計(jì)布置設(shè)計(jì)說(shuō)明。在初步設(shè)計(jì)階段，車(chē)間布置設(shè)計(jì)的主要成果是初步設(shè)計(jì)階段的車(chē)間平面布置圖和立面布置圖。（2）施工圖設(shè)計(jì)階段的車(chē)間布置設(shè)計(jì)內(nèi)容及程序初步設(shè)計(jì)經(jīng)審查通過(guò)后，即可進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。施工圖設(shè)計(jì)階段的車(chē)間布置設(shè)計(jì)師根據(jù)初步設(shè)計(jì)的審查意見(jiàn)，對(duì)初步設(shè)計(jì)進(jìn)行修改、完善和深化，其任務(wù)是確定設(shè)備管口、操作臺(tái)、支架及儀表等的空間位置；確定設(shè)備的安裝方案；確定與設(shè)備安裝有關(guān)的建筑和結(jié)構(gòu)尺寸；確定管道及電器儀表管線的走向等。在施工圖設(shè)計(jì)中，一般先由工藝專業(yè)人員繪出施工圖階段車(chē)間設(shè)備的平面及立面布置圖，然后提交安裝專業(yè)人員完成設(shè)備安裝圖的設(shè)計(jì)。在施工圖設(shè)計(jì)階段，車(chē)間布置設(shè)計(jì)的主要成果是施工圖階段的車(chē)間平面的布置圖和立面布置圖。 車(chē)間平面布置方案車(chē)間布置是設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，既要符合工藝要求，又要經(jīng)濟(jì)實(shí)用，合理布局。車(chē)間布局直接影響到項(xiàng)目建設(shè)的投資，建設(shè)后的生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，設(shè)備維修和安全，以及各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的完成。所以在進(jìn)行車(chē)間布置要做到充分掌握有關(guān)資料，全面權(quán)衡，在布置時(shí)要做到深思熟慮，仔細(xì)推敲，以取得一個(gè)最佳方案。車(chē)間布置設(shè)計(jì)是以工藝為主導(dǎo)，并在其他專業(yè)的密切配合下完成的。因此，在進(jìn)行車(chē)間布置設(shè)計(jì)時(shí)，要集中各方面的意見(jiàn)，最后由工藝人員匯總完成。車(chē)間布置主要是設(shè)備的布置，工藝人員首先確定設(shè)備布置的初步方案，對(duì)廠房建筑的大小、平立面結(jié)構(gòu)、跨度、層次、門(mén)窗、樓梯等以及與生產(chǎn)操作、設(shè)備安裝有關(guān)的平臺(tái)、預(yù)留孔等向土建專業(yè)提出設(shè)計(jì)要求，待廠房設(shè)計(jì)完成后，工藝人員再根據(jù)廠房建筑圖，對(duì)設(shè)備布置進(jìn)行修改和補(bǔ)充，最終的設(shè)備布置圖(施工圖)就作為設(shè)備安裝和管道安裝的依據(jù)。1）平面布置平面布置是根據(jù)生產(chǎn)工藝條件(包括工藝流程、生產(chǎn)特點(diǎn)、生產(chǎn)規(guī)模等)以及建筑本身的可能性與合理性(包括建筑形式、結(jié)構(gòu)方案、施工條件和經(jīng)濟(jì)條件等)來(lái)考慮的。廠房的平面設(shè)計(jì)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，這會(huì)給設(shè)備布置帶來(lái)更多的可變性和靈活性，同時(shí)給建筑的定型化創(chuàng)造有利條件。2）平面形式車(chē)間廠房的平面布置，其外形一般有I型(長(zhǎng)方形)、L型T型和Π型等。長(zhǎng)方形廠房是比較常用的形式，一般適用于中小型車(chē)間。其優(yōu)點(diǎn)是施工方便，設(shè)備布置有較大靈活性，有利于今后的發(fā)展，也有利于采光和通風(fēng)。但有時(shí)由于廠房總長(zhǎng)度較長(zhǎng)，在總圖布置有困難時(shí)，為了適應(yīng)地形的要求或者生產(chǎn)的需要，也有采用L型或T型的，這些形式適用于較復(fù)雜的車(chē)間，此時(shí)應(yīng)充分考慮采光、通風(fēng)、交通和立面等各方面的因素。至于Π型，由于平面形式復(fù)雜，用得較少，除了特殊需要外，一般不予采用。廠房的結(jié)構(gòu)形式是由工藝和建筑設(shè)計(jì)人員密切配合，全面考慮，進(jìn)行多種方案的比較確定的，由于各廠的地形不完全相同，因此廠房的形式也要與之相適應(yīng)。3）本裝置采用露天布置，生產(chǎn)中一般不需要經(jīng)常操作的或可用自動(dòng)化儀表控制的設(shè)備都可布置在室外，如塔、換熱器、原料成品儲(chǔ)罐等。4）設(shè)備露天布置有以下優(yōu)點(diǎn)：可以節(jié)約建筑面積，節(jié)省基建投資；可節(jié)約土地，減少土建施工工程量，加快基建進(jìn)度；有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性的設(shè)備，露天布置可降低廠房耐火等級(jí)，降低廠房造價(jià)；有利于化工生產(chǎn)的防火、防爆、防毒（對(duì)毒性較大或劇毒的化工生產(chǎn)除外）；對(duì)廠房的擴(kuò)建、改建具有