焦爐的过程设计.docVIP

目 录 第1章 焦炉过程检测与控制系统 1 1.1 焦炉过程检测与控制系统的工程背景及说明 1 1.2 焦炉过程检测与控制系统的CAD流程图 2 第2章 标准节流装置设计及计算程序设计 4 2.1 标准节流装置的简介 4 2.2 标准节流装置的设计 5 2.3 计算程序设计 7 第3章 调节阀选型及计算 8 3.1调节阀的选型 8 3.2调节阀的口径计算 8 第4章 课程设计心得 10 参考文献 11 附录 12 第1章 1.1 焦炉过程检测与控制系统的工程背景及说明 如在焦炭生产过程中，任何过错参数都是非常重要的，针对不同的用途、原料及配比，所要设定的温度、压力等参数的大小有所区别。因此在生产过程中，必须按照生产要求，设计使用过程检测精确的装置和可靠安全使用的控制系统，以生产出合格的产品。一座焦炉有数十乃至上百个炭化室，各室均处于工作状态，按照相应的生产计划循环的进行装煤、平煤、结焦、推焦等过程。因此需要一种方法能自动定时指导监测生产操作的装置与控制系统。 对任一座焦炉而言，其数十个炭化室的物理尺寸是固定的 (约1米左右)，推焦车在轨道上运行，从起始点至某一个炭化室的距离是固定的，因此，得知推焦车与起始点的距离就可以得到炭化室的编号。 推焦车在轨道上往复的运行、推焦或等待。我们在其轮轴上安装联轴器、编码器。因而在推焦车运行时，可得到相应的两路电脉冲，其表示推焦车的运行方向和距离。对上述脉冲进行处理后，可以得到焦车所处的位置。 检测装置由旋转编码器与PLC组成，编码器输出的信号经驱动后送往PLC的高速计数模块，PLC定时读取该模块的计数值，依据弧长不变原理S=RQ (S:距离;R:车轮半径;Q:从始点至当前位置，车轮旋转的弧度数)，PLC可计算出当前位置与起始点之间的距离。并由此距离值计算出推焦车所对应的炭化室号，原理见图1-1。 图1-1 原理图 本焦炉过程检测与控制系统总的加热炉温度控制系统属于阀位控制系统（VPC），具有纯滞小、非线性、节能效果明显等特点，其示意图及方框图如图1-1和图1-2。采用单片机进行温度控制，具有电路设计简单、精度高、控制效果好等优点，对提高生产效率、促进科技进步等方面具有重要的现实意义随着单片机技术的迅速兴起与蓬勃发展，其稳定、安全、高效、经济等优点十分突出，所以其应用也十分广泛。 图1-2焦炉温度控制示意图 图1-3焦炉温度控制方框图 如图所示，该温度控制系统有两个回路。主回路包括温度、温控、及对象即焦炉，受控变量是出口温度，具有良好的动态品质。副回路包括阀位控制器VPC、及对象，受控变量是阀位。其设定值对应较小开度（如1%），控制器采用大比例度和大积分时间，使具有缓慢的控制动作，以保证系统温度时，处于小开度，达到节能的目的。 1.2 焦炉过程检测与控制系统的CAD流程图 如下图所示为煤气储备站中焦炉过程检测与控制系统的CAD流程图。 图1-图 第2章2.1 标准节流装置的简介 在石油化工生产中，流量计的应用非常广泛，而流量计中差压式流量计又占大部分。因而节流装置的选型及其设计是自控工程设计的重要组成部分。1国家标准特点 GB/T2624-1993全称为《流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体测量》。其主要特点： (1)以流出系数代替流量系数；值的计算中的降阶计算由原流量系数计算中的最高阶降至流出系数计算中的最高阶次幂。 (2)提出5种命题以适应自控工程设计中各方面的需要。 (3)提出迭代计算方法，给出计算机计算程序框图。 (4)差压上限不再计算，而要由用户自行选定，要求设计者有更多的经验。 (5)管道粗糙度不再参加计算，而是在计算结果出来后需验证。 所谓“标准节流装置”就是他们的结构、尺寸和技术条件都有统一标准，有关计算步骤和方法都经过系统试验而有统一规定。按统一标准规定进行设计制造的节流装置，不必经过个别标定就可以使用。 在GB/T2624-1993中规定的标准节流装置有以下几种： 标准孔板：角接取压；法兰取压；径距取压（D-D/2）。 标准喷嘴：ISA1932喷嘴；长颈喷嘴。 文丘里管：文丘里喷嘴；经典文丘里管。2.1.2设计计算的原则和依据(1)设计原则 ①测量的精度应尽可能高；②流出系数C稳定；③节流件前后所需直管段长度，就尽可能短；④流体流经节流件的压力损失尽可能小。上述四点要求之间是存在矛盾的，而标准节流装置的设计计算，则主要是根据具体情况统一考虑，妥善解决这些矛盾，找出合理的方案。(2)标准节充装置设计计算的依据 主要依据是工艺生产所提供的流量测量条件、要求和有关数据。具体的原始数据有：①被测流体的名称、状态、组分；②被测流体的流量；最大流量qmax； ③被测流体的工作状态：工作压力P1、工作温度t1、及其变化范围；