--PAGE_BREAK--
продолжение
--PAGE_BREAK--Процесс грануляции диаммонийфосфата зависит от стабильности ведения теплового режима сушки, температуры, плотности и кислотности пульпы, влажности гранул, количества внешнего ретура., давления воздуха на форсунку подачи пульпы. Все параметры должны контролироваться системой управления и поддерживаться в оптимальном для процесса режиме.
6. Очистка отработанных топочных газов В процессе сушки диаммонийфосфата одновременно с испарением влаги в газовую фазу происходит выделение аммиака и фторсодержащих соединений.
Аммиак выделяется в газовую фазу вследствие термораспада диаммонийфосфата до моноаммонийфосфата. Фторсодержащие соединения поступают в газовую фазу вследствие термораспада кремнефтористого аммония содержащегося в ретуре БГС и в сборнике пульпы поз.70А.
(NH4)2HP04 = NH4H2PO4 + NH3;
(NH4)2SiF6 = SiF4 + 2HF + NH3;
С увеличением в БГС температуры продукта увеличивается выделение в газовую фазу аммиака и фторсодержащих соединений, поэтому процесс сушки в БГС ведут с температурой отходящих газов не более 90 °С, а температурой продукта на выходе из БГС не более 85 °С.
Отходящие газы на выходе из аппарата БГС выносят с собою пылевидные частицы диаммонийфосфата.
Перед выбросом отходящих топочных газов в атмосферу проводят их мокрую пыле газоочистку. Для этой цели загрязненные газы хвостовым вентилятором поз. 51/1-2 транспортируются через орошаемый газоход и абсорбер пенный скоростной АПС поз. 48/1,2.
Технологически мокрая очистка отходящих газов осуществляется в 4 последовательные ступени.
В качестве узлов 1-й и 2-й ступеней очистки используется наклонный участок газохода после БГС (уклон 7° в сторону АПС) с тремя кольцевыми диафрагмами, орошаемыми в цикле абсорбентом, подаваемым насосом поз.50/1,2 из циркуляционного бака поз. 49/1,2. В качестве абсорбционной жидкости на этих стадиях используются фосфорная кислота, поступающая с отделения экстракции. На этой стадии улавливается пыль диаммонийфосфата и аммиак.
Абсорбционная жидкость с этой стадии по мере своего насыщения аммиаком и пылью продукта откачивается из бака поз. 49/1,2 насосом поз.50/1,2 в сборник поз.З. Равномерность распределения фосфорной кислоты поступающей для очистки отходящих газов контролируется индукционными расходомерами, установленными на трубопроводах от этих насосов. Регулирование расхода кислоты осуществляется в зависимости от уровня кислоты в сборнике поз. З.
Система управления процессом обеспечивает поступления фосфорной кислоты на первые две ступени очистки пропорционально производительности БГС.
Третья и четвертая ступени очистки газа, предназначаются для улавливания фторсодержащих соединений. Реализуются эти процессы в абсорбере пенном скоростном АПС поз. 48/1,2.
На верхнюю тарелку пенного абсорбера поз. 48 подается вода
насосом поз. 65-1 после очистки отходящих газов выпарного аппарата.
Количество воды контролируется индукционными расходомерами,
установленными на трубопроводе к поз.48-1, 48-2 и регулируется
заслонками на том же трубопроводе. По мере изменения расхода воды к
пенным абсорберам изменяется уровень жидкости поз.66-1.
Нижняя часть абсорбера орошается форсункой, на которую
подается кислота от насоса поз.50-1/2.
Абсорбционная жидкость с наклонного газохода и АПС сливаются в бак поз.49/1,2
Очищенные топочные газы в составе организованного выброса выводятся в атмосферу (Источники № 144, 145).
7. Складирование и отгрузка готового продукта Узел складирования и отгрузки готового продукта включает в себя следующее оборудование: конвейер поз.301, самоходную сбрасывающую тележку поз.302, бункера гранулированного диаммонийфосфата поз.ЗОЗ/ 3-12, ленточные конвейера поз.313/1,2.
Диаммонийфосфат после охладителя гранул поз.60-1/2 поступает на бункерные весы поз.75-1/2. С бункерных весов продукт попадает в бункер поверхностной обрабртки, откуда по наклонному желобу ссыпается на ленточный конвейер поз.301. В бункере поверхностной обработки на поверхность гранул диаммонийфосфата напыляется кондиционер, который препятствует слеживанию продукта на складе и его транспортировки.
Расход кондиционера регулируется производительностью насоса высокого давления пропорционально расходу продукта на склад.
Характеристики основного технологического оборудования. В процессе сушки и грануляции аммофосной пульпы используется следующее технологическое оборудование:
1. Барабаный-гранулятор сушилка поз.44/1 (44/2)
Предназначен для окатки и сушки аммофосной пульпы и выдачи готового продукта на рассев. Диаметр 3200 мм, длина 22000 мм, угол наклона 1,5°.
2. Газо-воздушный калорифер поз.45/1 (45/2)
Предназначен для получения смеси топочных газов с воздухом, производительность – 6 Гкал/час.
3. Вентилятор поз.51/1 (51/2)
Предназначен для отсоса газо-пылевоздушной смеси из барабаного-гранулятора сушилки, Q=100000 м3/час, напор 10,00 кПа, Дж=17 жн, привод от электродвигателя АО/ДА 30-12-36-4, мощность – 320 кВт n=1500 об/мин.
4. Вентилятор ДД – 12 поз.46/1 (46/2)
Предназначен для подачи вторичного воздуха на горение Q=50000-55000 м3/час напор H=3,43 кПа.
5. Абсорбер пенный скоростной поз.49/1 (49/2)
Предназначен для отчистки газов, выходящих из барабаного-гранулятора сушилки от фтора, аммиака и аммофосной пыли мокрым способом последовательно в четыре ступени.
6. Циклон поз.48/1 (48/2)
Предназначен для очистки газов, выходящих из барабаного-гранулятора сушилки от аммофосной пыли (грубая очистка).
7. Приемный бак поз. 70
Предназначен для приема упаренной пульпы и дальнейшей передачи ее в барабанный-гранулятор сушилку, V=16 м3.
8. Насос погружной поз. 71
Предназначен для подачи пульпы из бака поз. 70 в барабанный-гранулятор сушилку и для циркуляции пульпы из бака на выпарной аппарат.
Выбор элементов и контроля технологической операции Выбор схемы автоматизации контроля и управления температуры на выходе БГС. Цель: автоматизировать процесс поддержания температуры на выходе БГС с помощью технологического оборудования и аппаратуры контроля и автоматики.
В недавнее время контроль и управления этой технологической операции поддержания температуры на выходе БГС осуществлялся частично. Контроль температуры велся с помощью морально устаревших приборов КИПиА
Проблема состояла в том, что приборы имели большую погрешность измерений, из-за этого осложнялся контроль за температурой на выходе БГС, что приводило к ухудшению качества продукта. Вследствие этого падала производительность, повышалась себестоимость продукта. Поэтому я предлагаю эту технологическую операцию автоматизировать с помощью блока преобразования сигналов термопар (с блоком питания БП96-24), расходомером типа Метран-335, электромагнитного клапана типа ВН6М-1К, микроконтроллера АТ89С2051.
Структурная схема автоматизации представлена на листе 1 графической части проекта.
Принцип работы схемы автоматизации Температура на выходе барабанной — гранулятор сушилки регулируется подачей топочных газов в голову БГС, которые образуются при сжигании природного газа в газовоздушном калорифере.
Измерение температуры производится термопарой типа ТХК, сигнал поступает на блок преобразования сигнала термопар БПТ-22, где сигнал преобразуется и поступает на вход микроконтроллера АТ89С2051. На вход микроконтроллера также поступает сигнал с расходомера Метран-335, который определяет количество природного газа поступающего в ГВК. Исполнительным устройством данной системы является электромагнитный клапан ВН6М-1К, который регулирует подачу природного газа в ГВК.
Выбор приборов для автоматизации, контроля и управления технологической операцией. Технологическая карта №
Единицы измерения
Диапазон измерений
Условия работы
Инерционность процесса
Параметр
54д
t, C
0-150
Нормальные
Инерционный
Тем-ра на выходе
53а
t, C
0-900
Нормальные
Инерционный
Тем-ра на входе
41а
м3/ч
0-9000
Нормальные
Инерционный
Расход 1-ого воздуха
38а
м3/ч
0-25000
Нормальные
Инерционный
Расход 2-ого воздуха
51а
м3/ч
0-20
Кислотная среда
Инерционный
Расход пульпы
47а
м3/ч
0-900
Взрывобезопасное исполнение
Инерционный
Расход газа
48а
кгс/см2
0-900
Взрывобезопасное исполнение
Инерционный
Давление газа
Для повышения качества продукта автоматизируем контур регулирования связанный с регулированием температуры на выходе БГС, так как именно этот контур является самым важным в получении готового продукта. Автоматизация других приборов не приведет к значительному повышению производительности, поэтому экономически не выгодна.
Описание элементной базы Блок преобразования сигнала термопар БПТ-22 1.1 Блок БПТ-22, предназначен для преобразования сигналов низкого уровня и термо партипа ТХА(K), ТХК(L), ТВР, ТПП(S), ТПР(B) в унифицированный сигнал постоянного тока 0-5 мА,0-20 мА, 4-20 мА. Блок БПТ-22 имеет два идентичных, гальванически не связанных канала преобразования. Блок обеспечивает компенсацию термо Э.Д.С. свободных концов термопары, а также подавление нуля входного сигнала и масштабирование диапазона измерения входного сигнала.
1.2 Оба канала БПТ-22 рассчитаны на подключение одинаковых термопар, имеющих
одинаковую настройку. БПТ-22 может использоваться не только для преобразования сигнала
термопар, но также для усиления напряжения низкого уровня (0÷100) мВ, полученного от
источника Е.
1.3 Преобразователь может быть использован в системах автоматизированного
регулирования и управления технологическими процессами в энергетике, металлургии, в
измерительных системах и измерительно-вычислительных комплексах.
Основные технические характеристики БПТ-22 приведены в табл. 1 и 2.
Таблица 1
Название параметра и размер
Единица измерения
Норма
1 Количество независимых каналов
шт.
2
2 Схема подключения датчика
Двухпроводная
3 Начальное значение входного сигнала
мВ
0; 2; 4; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20; 25; 30; 40.
4 Номинальный диапазон изменения входного сигнала
мВ
1;2;5; 10; 15; 25; 40; 60; 80; 100.
5 Сопротивление нагрузки для выходного сигнала: 0-5мА, не более 0-20мА, не более 4-20мА, не более
Ом
2000 500 500
6 Основная погрешность преобразования входного сигнала, выраженная в процентах от номинального диапазона изменения выходного сигнала не превышает
%
± 0,25 — для блоков с диапазоном изменения входного сигнала ∆U≥ 10 мВ ± [0,25+0,25*(10/∆U-1)] — для блоков с диапазоном изменения входного сигнала ∆U
7 Напряжение питания, от неста-билизированого источника постоянного тока
В
24 ±15%
8 Ток потребления, не более
мА
120
9 Габаритные размеры
мм
125x75x26
10 Степень защиты
IP30
11 Масса, не более
кг
0,2
Таблица 2 -
Тип Датчика
ТПР(B), Е
ТПП(S)
ТВР
ТХА(K)
ТХК(L)
Коэффициент преобразования
0
0,0060
0,0126
0,0404
0,0660
2.2 По стойкости к климатическому воздействию БПТ-22 отвечает исполнению УХЛ категории размещения 4.2 по ГОСТ 15150 — 69, но для работы при температуре от +1 до +40 °С. При внешнем принудительном охлаждении корпуса допускается работа при температуре до+50 °С.
2.3 По стойкости к механическому воздействию БПТ-22 выполнены в вибростойком
исполнении L3, по защите от действия окружающей среды в обычном исполнении по ГОСТ 2997-84.
2.4 Блок БПТ-22 может эксплуатироваться только в закрытых взрывобезопасных помещениях.
2.5 Средний срок эксплуатации не менее 10 лет.
2.6 Средний срок хранения 1 год в условиях по группе 1 ДСТ 20790 — 82.
2.7 Граница допустимого значения дополнительной погрешности преобразования при изменении напряжения питания от номинального значения в границах указанных в таблицы 1 не превышает ±0,1% от диапазона изменения соответствующего сигнала.
2.8 Граница допустимого значения дополнительной погрешности преобразования при изменении температуры окружающей среды на каждые 10 °С в диапазоне от 1 до 50 °С не превышает ±0,2% от диапазона изменения соответствующего сигнала.
2.9 Граница допустимого значения дополнительной погрешности преобразования при действии постоянных магнитных полей или переменных полей сетевой частоты с напряженностью до 400 А/м не превышает ±0,2% от диапазона изменения соответствующего
сигнала.
2.10 Величина пульсации выходного тока не превышает половины границы допустимого
значения основной погрешности.
Принцип работы блока Блок схема преобразователя, приведенная на рисунке 1. Преобразователь состоит из следующих основных функциональных узлов:
Рисунок 1 — Блок-схема преобразователя БПТ-22.
М — мостовая схема;
У — трёх каскадный усилитель;
ОС — цепь отрицательной обратной связи;
В1, В2-источники питания;
ИОН -источник образцового напряжения;
С, Г, Т-стабилизатор, генератор Роера с развязывающим трансформатором;
4.3 С помощью мостовой схемы осуществляется компенсация нулевого начального значения входного сигнала. Мостовая схема блоков, предназначенных для работы с термопарами типов ТХА, ТХК, ТВР, ТПП дополнительно осуществляет автоматическую компенсацию термо Е.Д.С. свободных концов термопары с помощью медного чувствительного элемента Rк, включённого в плечо моста и установленного вблизи места подключения свободных концов термопары ТП в клеммной колодке.
4.4 Выходной сигнал блока суммированый с выходным напряжением мостовой схемы, поступает на входной каскад усилителя канала, являющийся одновременно активным фильтром. На выходе первого каскада включён дополнительный RC — фильтр, который совместно с первым каскадом обеспечивает необходимое подавление поперечной помехи.
4.5 Второй и третий каскад обеспечивают усиление по мощности до унифицированного сигнала постоянного тока. Все каскады усилителя охвачены отрицательной обратной связью по выходному току.
4.6 Источники В1 (В2) обеспечивают напряжения необходимые для питания каскадов усилителя, а также источника образцового напряжения ИОН, который формирует образцовое напряжение для питания мостовой схемы.
4.7 Для обеспечения помехозащищённости и гальванического разделения каналов друг от друга питание каждого канала усилителя осуществляется от отдельной обмотки развязывающего трансформатора Т, являющегося частью схемы генератора Роера Г. Генератор Роера стабилизирован по питанию стабилизатором С.
Микроконтроллер АТ89С2051 • Совместимость с приборами семейства MCS-51™
• Емкость перепрограммируемой Flash памяти: 2 Кбайт, 1000 циклов стирание/ запись
• Диапазон рабочих напряжений от 2,7 В до 6 В
• Полностью статический прибор — диапазон рабочих частот от 0 Гц до 24 МГц
• Двухуровневая блокировка памяти программ
• СОЗУ емкостью 128 байтов
• 15 программируемых линий ввода/вывода
• Два 16-разрядных таймера/счетчика событий
• Шесть источников сигналов прерывания
• Программируемый последовательный канал UART
• Выходы прямого управления СИД
• Встроенный аналоговый компаратор
• Пассивный (idle) и стоповый (power down) режимы
• Промышленный (-40°С...85°С) и коммерческий (0°С...70°С) диапазоны температур
• 20-выводные корпуса PDIP и SOIC
КМОП микроконтроллер АТ89С2051, оснащенный Flash программируемым и стираемым ПЗУ, совместим по системе команд и по выводам со стандартными приборами семейства MCS-51™. Микроконтроллер содержит 2 Кбайта Flash ПЗУ, 128 байтов ОЗУ, 15 линий ввода/вывода, два 16-разрядных таймера/счетчика событий, полнодуплексный последовательный порт (UART), пять векторных двухуровневых прерываний, встроенный прецизионный аналоговый компаратор, встроенные генератор и схему формирования тактовой последовательности. Программирование Flash памяти программ ведется с использованием напряжения 12 В, ее содержимое может быть защищено от несанкционированных записи/считывания. Имеется возможность очистки Flash памяти за одну операцию, возможность считывания встроенного кода идентификации.
продолжение
--PAGE_BREAK--