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精餾塔自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(參考版)

2025-06-22 13:04本頁面
  

【正文】 離開學(xué)校完成論文,是一個(gè)終點(diǎn),又是另外一個(gè)起點(diǎn)!喝水不忘挖井人,我將銘記大家對(duì)我的幫助,以后更好的為人民社會(huì)服務(wù)! 最后,衷心感謝于百忙之中評(píng)閱論文的各位老師專家、教授!謝謝!。導(dǎo)師始終認(rèn)真負(fù)責(zé)地給予我深刻而細(xì)致地指導(dǎo),幫助我開拓研究思路,精心帶點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。我要感謝,非常感謝我的導(dǎo)師、老師,他們?yōu)槿穗S和熱情,治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心。借此機(jī)會(huì)我向?qū)煴硎局孕牡母兄x!并從他們身上學(xué)到了如何求知治學(xué)、如何為人處事。內(nèi) 蒙 古 化 工 職 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) ( 論 文 、 專 題 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 ) 用 紙第 32 頁致 謝三年的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束,回顧三年的學(xué)習(xí)生活,感受頗深,收獲豐厚。13. 劉興高 精餾過程的建模、優(yōu)化與控制,北京:科學(xué)出版社,2022。12. 中國石化工程建設(shè)公司。11. 中國石化工程建設(shè)公司。10 ..中國化工勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)。9.. 中國化工勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)。8.. 中國化工勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)。7. 中國化工勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)。6. 中國化工勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)。自控專業(yè)施工圖設(shè)計(jì)內(nèi)容深度規(guī)定(HG/T2050692 ) 。3. 中國化工勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì),過程測量和控制儀表的功能標(biāo)志及圖形符號(hào)(HG/T205052022 ) 。內(nèi) 蒙 古 化 工 職 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) ( 論 文 、 專 題 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 ) 用 紙第 30 頁附 錄內(nèi) 蒙 古 化 工 職 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) ( 論 文 、 專 題 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 ) 用 紙第 31 頁參考文獻(xiàn)1. 陸德民石油化工自動(dòng)控制設(shè)計(jì)手冊(第三版) ,北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2022。 ⑧偏心旋轉(zhuǎn)閥。 ⑦球閥。它足普通單、雙座閥的變型,是在一個(gè)單座閥體內(nèi)裝入一個(gè)圓筒形的套筒,閥芯利用套筒作導(dǎo)向,并在其中自由滑動(dòng)。它是由閥桿的位移帶動(dòng)閥芯,使隔膜做上、下動(dòng)作,改變它與閥體頁面間的流通截面,從而使通過閥的流量發(fā)生變化。它是由閥板在閥體內(nèi)旋轉(zhuǎn)的角度不一樣閥的流通面積)r 一,樣,從而改變通過閥的流量。 ④蝶閥。 ③三通閥。 角形閥。 ②直通雙座閥。 ① 直通單座閥。然而為滿足工藝的需要,出現(xiàn)了許多新型閥門。液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在石油、化工等生產(chǎn)過程中經(jīng)常使用。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)、減速器及位置發(fā)送器三部分組成。其中氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)在石油化工等生產(chǎn)過程中用得最為廣泛。 ①氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。(1)控制閥的特性 如果控制閥按其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)能源來分,可分為氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)三大類。同時(shí),測量方法也在發(fā)展中,新的物位測量儀表層出不窮。不同的儀表適應(yīng)性不同。 2m 以上:一般介質(zhì)——差壓式、雷達(dá)式、矩陣渦流式、磁性液位計(jì); 特殊介質(zhì) ——法蘭差壓式、核輻射式。 ②按工作條件選擇 惡劣——核輻射式; 較差——電容式、矩陣渦流式、射頻導(dǎo)納式; 一般——一般物位計(jì)。 ②測量料位的儀表有:重錘探測式、音叉式、超聲波式、激光式、核輻射式等; 測量界面的儀表有:。根據(jù)被測介質(zhì)的物理性能(溫度、壓力,黏度、顆粒、粉塵) 、化學(xué)性能(易燃、易爆、易腐蝕)和具體的工作條件(敞口、密閉,振動(dòng))及應(yīng)用要求、測量參數(shù)(計(jì)量、控制、檢測和液位、料位、界位)等選擇。隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展,可采用信號(hào)適配技術(shù)修正儀表系統(tǒng)非線性,從而提高儀表精確度和擴(kuò)展流量范圍。大部分流量儀表的非線性誤差不列單獨(dú)指標(biāo),而包含在基本誤差內(nèi)。故希望流量計(jì)的壓力損失愈小愈好。壓力損失小,流體能消耗小,輸運(yùn)流體的動(dòng)力要求小,測量成本低。而泵送能耗和壓損與流體密度、流量成正比因選擇不當(dāng)而產(chǎn)生過大的壓力損失往往影響流程效率。流量儀表的精度等級(jí)是根據(jù)誤差的大小來劃分的,其精度等級(jí)有:o...o.o.1.o、 等。最大流最與最小流量的比值是亦稱流量計(jì)的范圍度。流量儀表的主要技術(shù)參數(shù)如下:①流量范圍:流量范圍指流量計(jì)可測的最大流量與最小流量的范圍。直接式質(zhì)量流量計(jì)利用與質(zhì)量流量直接有關(guān)的原理進(jìn)行測量,目前常用的有量熱式、角動(dòng)量式、振動(dòng)陀螺式、馬格努斯效應(yīng)式和科里奧利力式等質(zhì)量流量計(jì)。因此,質(zhì)量流量計(jì)就得到廣泛的應(yīng)用和重視。 ⑦質(zhì)量流量計(jì) 由于流體的容積受溫度、壓力等參數(shù)的影響,用容積流量表示流量大小時(shí)需給出介質(zhì)的參數(shù)。他也是由側(cè)流速流速來反映流量大小的。為此,產(chǎn)品在不斷改進(jìn)更新,向微機(jī)化發(fā)展。但電導(dǎo)率低的介質(zhì)。其測量精度和靈敏度都比較高。該式流量計(jì)的典型儀表式轉(zhuǎn)子流量計(jì)。浮子靜止的高度可以作為流量大小的量度。 ④變面積式流量計(jì) 放在上大下小的錐形流道中的浮子受到自下而上流動(dòng)的流體的作用力而移動(dòng)。這種利用差壓測量流量的方法歷史悠久,比較成熟,世界各國一般都用在比較重要的場合,約占各種流量測量的方式的 70%.這種表計(jì)量。由于差壓和流量成品方根關(guān)系,顧流量顯示儀表都賠開平方裝置,以使流量刻度線性化。差壓式流量計(jì)的一次裝置為節(jié)流裝置或動(dòng)壓測定裝置() 。二次裝置稱顯示儀表。③差壓式流量計(jì)(變壓將式流量計(jì))差壓式流量計(jì)由一次裝置和二次裝置組成。%~177。2%,但結(jié)構(gòu)簡單,造價(jià)低,國內(nèi)已批量生產(chǎn)。典型的葉輪式流量計(jì)事故水表和渦輪流量計(jì),其結(jié)構(gòu)可以是機(jī)械傳動(dòng)輸出式或電脈沖輸出式。根據(jù)回轉(zhuǎn)體形狀不同,目前生產(chǎn)的產(chǎn)品分:是與測量液體流量的(羅茨流量計(jì)).旋轉(zhuǎn)活塞和刮板式流量計(jì);是與測量氣體流量內(nèi) 蒙 古 化 工 職 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) ( 論 文 、 專 題 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 ) 用 紙第 26 頁。流量越大,質(zhì)量的次數(shù)越多,輸出的頻率越高。 。 應(yīng)用光學(xué)原理的激光視和光電式等。 .(沖擊式)等。 。是流量測量原理中應(yīng)用最多的,;應(yīng)用液體阻力原理的靶式;應(yīng)用動(dòng)力守恒的葉輪式;;應(yīng)用動(dòng)壓原理的皮托管式;均速管式;應(yīng)用分割液體體積原理的容積式;應(yīng)用動(dòng)量原理的可動(dòng);應(yīng)用牛頓第二定律的直接質(zhì)量式等。 可分為總量測量和流量測量,即為總量表(積累流量)和流量計(jì)(瞬時(shí)流量) 。實(shí)踐中有些應(yīng)用場合需要對(duì)變送器的測量范圍遷移,根據(jù)現(xiàn)場安裝位置計(jì)算出測量范圍和遷移量,遷移有正遷移和負(fù)遷移之分。在選型時(shí)要考慮被測介質(zhì)的溫度,如果溫度一般在為 200400℃,要選用高溫型,否則硅油會(huì)產(chǎn)生汽化膨脹,使測量不準(zhǔn)。在選用時(shí)要考慮他的介質(zhì)對(duì)膜盒金屬的腐蝕,一定要選好膜盒材質(zhì),否則使用后很短時(shí)間就會(huì)將外膜片腐蝕壞,法蘭也會(huì)被腐蝕壞內(nèi) 蒙 古 化 工 職 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) ( 論 文 、 專 題 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 ) 用 紙第 25 頁造成設(shè)備和人身事故,所以才值得選擇非常重要。一被測介質(zhì)的性質(zhì)指標(biāo)為準(zhǔn)。變送器有兩限制和四線制之分,兩線制變送器尤多;有智能和非智能之分,智能變送器漸多;有氣動(dòng)和電動(dòng)之分,電動(dòng)變送器居多;另外,按應(yīng)用場合有本安型和隔爆型之分。:檢測儀表的選型控制閥的選型;安全柵的選型;USP 的選型;電源箱的選型;氣源過濾器和減壓閥的選型;儀表柜和操作臺(tái)的選型。內(nèi) 蒙 古 化 工 職 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) ( 論 文 、 專 題 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 ) 用 紙第 24 頁第五章 檢測儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和輔助儀表的選型 如何選擇檢測儀表和調(diào)節(jié)閥,因此,儀表數(shù)據(jù)表是過程自動(dòng)化設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的設(shè)計(jì)文件。nd 的確定取決于設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境狀況。圖 41 潛在故障向功能故障發(fā)展的示意圖針對(duì)以上故障,應(yīng)用 γ射線現(xiàn)場掃描檢測技術(shù)可以診斷和消除故障、優(yōu)化操作條件和延長操作周期等,并且為煉油和化工企業(yè)指導(dǎo)生產(chǎn)提供重要數(shù)據(jù)或科學(xué)依據(jù)。圖 41 為精餾塔故障發(fā)展曲線。組分滯后隨著塔板上液相蓄存量的增加而增加,因而隨塔板數(shù)的增加而增加,也隨著回流比的增加而增加,因?yàn)榛亓鞅鹊脑黾?,意味著塔板上蓄液量的增加?;亓髯兓闆r也是類似的,只是花費(fèi)的時(shí)間更多。這是因?yàn)榛亓髁吭黾訒r(shí),首先要使積存在塔板上的蓄存量增加,然后在這增加的液體靜壓頭的作用下,才使離開塔板的液相速度增加,因此對(duì)回流量變化的響應(yīng)存在著滯后性無論是改變再沸器加熱量引起上升蒸汽變化還是由于回流的變化,均是通過對(duì)每塊塔板上組分之間的平衡施加影響,最終才引起頂部產(chǎn)品或頂部產(chǎn)品組分濃度的變化。由于上升蒸汽只需克服塔板上級(jí)薄覆蓋的液相阻力,而塔內(nèi)汽相蓄存量的變化在塔壓控制一定時(shí)可忽略不計(jì),因此上升蒸汽量的變化幾秒鐘內(nèi)就可以影響到塔頂。同時(shí),物料平衡和能量平衡之間又是相互影響的。影響物料平衡的因素包括進(jìn)料塔和進(jìn)料成分的變化,頂部流出物及底部出料的變化。在確定精餾塔的控制方案時(shí),必須考慮到上述的約束條件,以使精餾塔工作與正常操作區(qū)內(nèi)。對(duì)冷凝器冷卻能力影響最大的是冷卻介質(zhì)的溫度。為精餾過程提供能量的再沸器和冷凝器,也都從在一定限制。當(dāng)差壓過高時(shí),則通過差壓控制系統(tǒng)減小氣體流速。塔內(nèi)氣體的流速過低時(shí),對(duì)于某些師板精餾塔會(huì)產(chǎn)生漏液現(xiàn)象,從而影響操作。其中質(zhì)量指標(biāo)是必要條件,在質(zhì)量指標(biāo)一內(nèi) 蒙 古 化 工 職 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) ( 論 文 、 專 題 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 ) 用 紙第 22 頁定的條件下,應(yīng)使產(chǎn)品的產(chǎn)量盡可能提高一些,同時(shí)能量消耗盡可能低一些。應(yīng)當(dāng)指出,精餾塔的操作情況,必須從整個(gè)經(jīng)濟(jì)效益來衡量。且任何事物總有一定限度的。精餾過程中消耗的能量,主要是再沸器的加熱量和冷凝器的冷卻量消耗;此外,他和附屬設(shè)備及管線也要散失部分能量。產(chǎn)品產(chǎn)量亦即回收率在達(dá)到一定質(zhì)量指標(biāo)要求的前提下,應(yīng)盡可能高,這對(duì)于提高經(jīng)濟(jì)效益顯然是有利的。因此,總的價(jià)值反倒下降了。但絕不是說質(zhì)量越高越好。在精餾塔操作中使產(chǎn)品合格顯然是重要的。質(zhì)量指標(biāo)必須符合規(guī)定的要求。精餾塔的控制目標(biāo)一般從質(zhì)量指標(biāo),產(chǎn)品產(chǎn)量和能量消耗消耗三方面考慮。根據(jù)控制閥作用形式選型的安全原則,控制閥選氣關(guān)式,流量特性閥為全開狀態(tài),可以保證成品冷凝器連續(xù)工作.保證設(shè)備的安全和產(chǎn)品的質(zhì)量,控制回路閥增益為負(fù),測量變送環(huán)節(jié)增益為正,冷凍水進(jìn)行成品冷凝器流量增加時(shí),被控變量成品冷凝器的溫度也隨著降低,所以被控對(duì)象成品冷凝器的增益為負(fù),因此整個(gè)控制回路各增益之積為正,從而推出控制器的增益為負(fù),為反作用。根據(jù)控制閥作用形式選型的安全原則,控制閥選氣關(guān)式,流量特性為等百分比特性,當(dāng)控制閥故障引起信號(hào)中斷時(shí),以保證高沸塔工藝流程的連續(xù)進(jìn)行,保證設(shè)備安全和產(chǎn)品質(zhì)量,閥處于全開狀態(tài),控制閥增益為負(fù),測量變送環(huán)節(jié)增益為正,當(dāng)操縱變量增大即進(jìn)再沸器的熱水流量增大時(shí),被控變量高沸塔塔釜液相溫度隨著升高,因此被控對(duì)象的增益為正,因此整個(gè)控制回路增益之 積為負(fù),從而推出控制器的增益為正,為正作用。根據(jù)控制閥作用形式選型的安全原則,控制閥選氣關(guān)式,流量特性為等百分比特性,當(dāng)控制閥故障引起信號(hào)中斷時(shí),以保證高沸塔工藝流程的連續(xù)進(jìn)行,保證設(shè)備安全和產(chǎn)品質(zhì)量,閥處于全開狀態(tài),控制閥增益為負(fù),測量變送環(huán)節(jié)增益為正,當(dāng)操縱變量增大既進(jìn)高沸塔水流量增大時(shí),被控變量高沸塔塔頂冷凝器溫度也隨著降低,因此被控對(duì)象的增益為負(fù),因此整個(gè)控制回路增益之積為正,從而推出控制器的增益為正,為正作用。根據(jù)控制閥作用形式選型的安全原則,控制閥選氣關(guān)式,流量特性為等百分比特性,當(dāng)控制閥故障引起信號(hào)中斷時(shí),以保證低沸塔工藝流程的連續(xù)進(jìn)行,保證設(shè)備安全和產(chǎn)品質(zhì)量閥處于全開狀態(tài),控制閥增益為負(fù).測量變送環(huán)節(jié)增益為正,當(dāng)操縱變量增大即進(jìn)行在沸騰器的熱水流量增大時(shí),被控變最低沸塔塔釜液相溫度隨著升高,因此被控對(duì)象的增益為正,因此整個(gè)控制回路增益之積為負(fù),從而推出控制器的增益為正,為正作用。根據(jù)控制閥作用內(nèi) 蒙 古 化 工 職 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) ( 論 文 、 專 題 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 ) 用 紙第 20 頁形式選型的安全原則,控制閥選氣關(guān)式,流量特性為等百分比特,當(dāng)控制閥故障引起信號(hào)中斷時(shí),以保證低沸塔工藝流程的連續(xù)進(jìn)行,保證設(shè)備安全和產(chǎn)品質(zhì)量,閥處于全開狀態(tài)控制閥增益為負(fù),測量變送環(huán)節(jié)增益為正,當(dāng)操縱變量增大即進(jìn)低沸塔水流量增大時(shí),被控變量低沸塔塔頂冷凝器溫度也隨著降低,因此被控對(duì)象的增益為負(fù),因此整個(gè)控制回路增益之積為止,從而推出控制器的增益為負(fù),為反作用。3..低沸塔塔頂冷凝器溫度控制回路。 (LIC2502)高沸塔塔釜液位控制回路是以高沸塔為被控對(duì)象 以高沸塔塔釜液位為被控變量,以出高沸塔的 VCM 為操縱變量,以控制閥作為執(zhí)行器來進(jìn)行控制的。根據(jù)制閥作用形式選型 的安全原則.控制閥選氣開式,流量特性為等百分比特性,當(dāng)控制閥故障引起信號(hào)中斷時(shí), 以保證低沸塔工藝流程的連續(xù)進(jìn)行,保證低沸塔里的 VCM 液體不被放空,保證設(shè)備安全和,人身安全。依據(jù)工藝控制要求,確定控制回路精餾工段主要的控制回路有:高、低沸塔塔釜的液位控制;高、低沸塔塔釜溫度的控制高、低沸塔塔頂冷凝器溫度控制、VCM 氣柜高度控制、成品冷凝器出口溫度控制以及低沸塔塔頂壓力控制。因此,為了節(jié)省能量,減少有用功的損失,應(yīng)使調(diào)節(jié)閥前后壓降盡可能減少,這是控制方案選擇中一個(gè)值得注意的問題。在這個(gè)過程中熵將增加,熵的增加意味著消耗了有用功。因此在實(shí)際生產(chǎn)中,采用根據(jù)熱力學(xué)的觀點(diǎn)等選取節(jié)內(nèi) 蒙 古 化 工 職 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) ( 論 文 、 專 題 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 ) 用 紙第 19 頁約能量的方案在精餾塔自動(dòng)控制中,調(diào)節(jié)閥改變流體流量來實(shí)現(xiàn)的。浮動(dòng)壓力操作可以顯著提高精餾生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。壓力的降低可以使塔內(nèi)被分離組分間的揮發(fā)度增加,這樣使單位處理所需的再沸器加熱量下降,節(jié)省能量,提高經(jīng)濟(jì)效益。其做法是讓塔壓浮動(dòng)與冷凝器的約束,而使冷凝器始終接近于滿負(fù)荷操作。在精餾塔的控制中,往往都設(shè)有壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng),來保持塔內(nèi)壓力的恒定。二是由于混合組分的沸點(diǎn)和壓力間存在一定關(guān)系,而塔板的溫度間接反映了物料的成分。塔壓調(diào)節(jié)與浮動(dòng)壓力操作在精餾塔自動(dòng)控制中,
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