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自控工程设计课程设计自控工程设计课程设计名目\l“_TOC_250011“第1章炼油掌握工艺流程图简介 1\l“_TOC_250010“工艺生产过程概要 1\l“_TOC_250009“减压塔的主要工艺参数及干扰因素 2\l“_TOC_250008“减压塔顶部的掌握方案 3\l“_TOC_250007“减压塔顶掌握工艺流程图 5\l“_TOC_250006“第2章标准节流装置的设计计算及关心计算 6\l“_TOC_250005“简介 6\l“_TOC_250004“计算数据 7\l“_TOC_250003“第3章调整阀口径计算 13\l“_TOC_250002“调整阀的选型 13\l“_TOC_250001“调整阀口径计算 13\l“_TOC_250000“计算实例 14参考资料........................................................................自控工程设计课程设计自控工程设计课程设计101章炼油掌握工艺流程图简介工艺生产过程概要减压塔是原油蒸馏装置中的一个重要的设备,从常压塔塔底出来的重油经减压塔依据生产任务的不同可分为润滑油型和燃料型二种,无论是哪一种类型的减压塔,在工艺上侧线产品的质量都是通过侧线温度的掌握来实现的。十多年来产生了很多自校正器,都成功地用于实际过程,但对变时延、变阶次和变参数过程,掌握效果不好。因此研制具有鲁棒性的自校正器成为人们关注的问题。Richalet等提出了大范围推测概念,在此根底上,Clarke等提出了广义推测自校正器,该算法以CARIMA模型为根底,承受了长时段的性能指标,结合辨和自校正机制,具有较强的鲁棒性和模型要求低等特点,并有广泛的适用范围。这个算法可抑制广义最小方差〔需要试凑掌握量的加权系数、极点配置〔对阶的不确定性格外敏感〕等自适应算法中存在的缺点。GPC法可看成是迄今所知的自校正掌握方法中最为接近具有鲁棒性的一种。现有的常规掌握方案通常是承受减压24层气相温度。减二、三、四侧线抽出量掌握相应的抽出层温度。由于减压塔塔顶和各个侧线之间存在关联,因此常规的掌握方案在消灭干扰时,往往由于调整某一侧线要影响另一侧线,从而很难到达较好的掌握品质。本文针对减压塔各侧线之间的单向关联特点,设计了一个侧线温度多变量解耦预测掌握系统,可抑制各侧线之间的耦合作用,从而改善侧线温度的掌握性能。减压塔的抽真空设备常用的是蒸汽喷射器或机械真空泵。蒸汽喷射器的构造而机械真空泵只在一些干式减压蒸馏塔和小炼油厂的减压塔中承受。与一般的精馏塔和原油常压精馏塔相比,减压精馏塔有如下几个特点:依据生产任务不同,减压精馏塔分燃料型与润滑油型两种。润滑油型减压塔以生产润滑油料为主,这些馏分经过进一步加工,制取各种润滑油。燃料型减减压精馏塔的塔板数少,压降小,真空度高,塔径大。为了尽量提高拔出因此,一方面要在塔顶配备强有力的抽真空设备,同时要减小塔板的压力降。减压塔内应承受压降较小的塔板,常用的有舌型塔板、网孔塔板等。使塔的真空度下降,塔底局部结焦,影响塔的正常操作。因此,减压塔底部的直径常常缩小以缩短渣油在塔内的停留时间。减压塔的主要工艺参数及干扰因素塔顶温度为了保证减压塔顶温度肯定,避开油气损失,在塔顶出管线上装有温度调整器,以调整塔顶回流油量。了提高轻油收率,塔顶轻质油出装置管线装有流量调整器。减一线也设有温度调整器,以掌握回流油量。减一线出装置管线上,也装有流量调回流量削减,会使塔顶温度上升,使塔顶产品中重组分含量增加,所以在正常操作时,一般总期望它保持恒定。塔侧线温度塔侧线温度打算着侧线产品的组成。一般在塔中段循环回流量肯定和塔顶温度恒定条件下,它就能维持在肯定范围内变化。要进一步掌握侧线温度,必需调节侧线返回量,也就是转变内回流量。假设侧线馏出量增大,则相应的内回流量就塔顶压力减压精馏塔压力掌握通过肯定掌握手段使精馏塔塔压保持某一低于大气压的压力范围(或称具有肯定真空度)空泵来维持。使用蒸汽喷射泵时,在泵入口管线上吸入一局部空气或惰性气体来掌握真空度;使用电动真空泵时,通常把调整阀安装在真空泵的旁路上;被调量均为塔内真空度。进料温度塔底液位高度打算了塔底油在塔底部的停留时间。停留时间长可使塔底油与过热蒸汽有充分混合的时机,把其中的轻馏分吹上去。因此,塔底油液位要有肯定的高度。但液位过高,就会使重质馏分也被过热蒸汽夹带上去,因而影响了塔的侧线产品,这对靠近塔底的侧线产品质量影响最为严峻;液位过低,会使停留时间太短,轻质馏分被塔底油带走。塔底液位通常通过对塔底采出量的调整加以掌握。除上述主要工艺参数对减压塔的操作有明显的影响外,塔的进料流量、和进料组分也是比较重要的干扰因素。减压塔顶部的掌握方案主要的掌握回路减压塔塔顶温度与塔顶回流流量组成串级调整回路;减压塔上部液位掌握;水封罐内液位掌握;下面分别做一一介绍:塔顶温度回流掌握本设计中用的是出口温度与回流流量的串级掌握系统,系统的方框图如下:1-1塔顶温度回流掌握系统方框图该串级掌握系统的主被控变量是塔顶出口气体的温度,副被控变量是回流管内液体流量,使用串级掌握的目的是掌握住控变量温度稳定。这如前面所述,温度对产品以及产品的纯度有很大的影响,以便于分流局部能够正常进展。在串级掌握系统中干扰可能作用于主回路、副回路也可能同时作用与主副回路。减压塔上部液位掌握本设计中用的是单回路掌握系统,系统的方框图如下:1-2减压塔上部液位掌握系统方框图水封罐液位掌握本设计中用的是单回路掌握系统,系统的方框图如下:1-3水封罐液位掌握系统方框图减压塔顶掌握工艺流程图2简介由于节流装置具有应用历史悠久、稳定性好、构造简洁、安装便利等优点,被广泛应用于发电、石油、化工、纺织、钢铁等工业部门。同时由于使用和安装条件不同,节流装置的分类较细;①按取压方式分类:分为角接取压法、法兰取压法接取压标准孔板(,高压透镜垫孔板主要用于化工厂)(包括八槽喷嘴主要主要用于发电厂,高压透镜垫喷嘴主要用于化工厂)、径距取压长颈喷嘴等;b(均为非标准节流装用于较小管径5㎜㎜板((均为非标准节流装置);另外有耐磨孔板、端头节流装置(孔板、喷嘴等)、双重文丘利管、限流孔板、V型锥、弯管、矩形文丘利管、环型孔板,楔形孔板,音速喷嘴等非标准节流装置。另外我厂还生产双室平衡器、单室平衡器、沉降器、隔离器、集气器等节流装置附件。GB/T2624-931959年由国家推举的苏联27-54规程作为我国的暂行规程。1993年2月装置,在推广承受国际标准上的争论成果、提高测量精度方面,以取得了突破性的进展。整体安装,对于不宜整体安装的,应保证两法兰的平行度、同轴度及与管线的垂直度。b、装管路系统,必需在管路冲冼或扫线后再进展节流件的安装。c、留意节流件的安装方向“→”号应于流束的流淌方向全都。d、节流装置安装在垂直管线上时,取压口的位置可在取压装置的平面上任意选择。计算数据项目符号单位数值项目符号单位数值条件:1被测介质名称减一线油2被测介质温度t55℃3被测介质压力P9.3MPa4管内径D100mm5节流件形式孔板6取压方式角接7工况密度ρ18工况粘度μ12.1329最大流量20.2节流件材料选1Cr18Ni9Ti,其热膨胀系数为0.000016620#钢,关心计算计算流量标尺1因被测介质为液体,应求出质量流量。1q=qm v
×ρ=810×20.2=16362Kg/h计算差压上限22P由q CEm
2D2414其中C=0.6,=0.5,=1,14得P5313.0208Pa1.0,1.6,2.5,4.0,6.0,取P=6000.00Pa。求工况下管道直径 DD 1 t20 20 D=0.1×[1+0.00001116×(55-20)]=0.100039D 管道内径〔20C下实测值〕20 管道材料热膨胀系数Dt被测介质温度求雷诺数4qR med D1 481020.2 =0.1000392.13210327132.35333q 最大质量流量m 工作状态下粘度1A2RedDedD 2P20.100039 26000810=2.1320.100039 260008100.185469367(1)求1C1
=0.6,=12令X A2
=0.3091156111 C 0X2
0.066532949 0.25又 [1求
11X21
]0.25=10.066532949
0.5434407171P 1(0.410.354)1 P 1[0.410.35(0.543440717)1=0.98223563351
60004]1.2769600000C1C 0.5959 0.0312 1C=0.61002402981
2.10.1840 81 1
0.0029
2.51
106/ReD
0.75 A1
X C1 10.15476391 0.0004648607准确度判据
0.257939818 .5E 11 A2=0.0003073670.154763891
0.001986038 1.98610-3没有到达精度要求,连续求解。2X2AX 2 2 C1
0.1547638910.669280328540815
=0.231239264625364求2 [
X22 ]0.25
0.231239264625364
0.4746517451761032 2
10.231239264625364 CC2
20.5959 0.03122.0.1840 82 21000000
0.75 40.00292.
0.09000.2539 2 0.0337 0.2539 32 Red
14 220.66191380431 A X2 2
C2 20.0.1547630.0017034
0.2312396462536176.612964准确度判据E
0.001703429644207 0.011006634902 A 0.1547638912没有到达精度要求,连续求解。进展迭代计算,设定第三个假定值X
,利用快速收敛玄截法公式3X X
X X2 13 2
2 10.23356293270求3X2
0.233562932706505
2 0.25 [3
31X23
]0.2
10.233562932706505 2
0.47690842717C2C 0.5959 0.03122.0.1840 83 3 31000000
0.75 40.00292.5 0.09000.2539 3 0.03370.2539 33 Red
14 330.66256154963 A3
X C2 3 30.154763910.000014072369402准确度判据
E 3
0.000014072369402 .000090927983 A 0.1547638912没有到达精度要求,连续求解。同上法,连续迭代计算:得X 0.38343523814 0.59834686414C 0.60498556754 A X4 2
C0.000000011464 4E 0.00000000024准确度到达要求。计算结果因此得4
0.5983468641C4dD
0.60498556750.100039 0.5983468641=0.059858021d 20 1t
dt2059.85802110.0000166 5520 59.82326368:d 59.82326368 mm20确定最小直管段长度l 26D260.1014 mm1l 7D70.0273mm23章调整阀口径计算调整阀的选型调整阀的选择一般应遵循的原则有如下几点。一.调整阀的构造型式:应能满足介质温度、压力、流淌性、流向、调整范围以及严密性的要求。二.调整阀的流量特性:应能满足系统特性进展合理的补偿。调整阀的流量特Q/Qmax=〔l/Q/QmaxQ开流量Qmax之比;l/L为相对位移,调整阀在某一开度时阀芯位移l与全开位移L之比。选择的总体原则是调整阀的流量特性应与调整对象特性及调整器特性相反,这样可使调整系统的综合特性接近于线性。选择流量特性通常在工艺系统要求下进展,但是还要考虑下述实际状况。1、直线性流量特性适用范围:①差压变化小,几乎恒定;②工艺流程的〔转变开度,阀上差压变化相对较小2常常在小开度下运行。、除了以上两种常用的流量特性之外,还有抛物线特性和快开特性等其他流量特性的调整阀。三.调整阀的口径:应能满足工艺上对流量的要求。Kv值,选取适宜的调整阀口径。调整阀口径计算一、确定使用条件1、介质名称,性质及主要物化参数2、工艺参数〔流量、阀前、后压力、温度等〕3、配管状况(型式、阀前、后直径、系统阻力计算、预估压降比S值等)4、自控对象类型、特点,如主调参数及主要干扰因素等、调整性能要求,如对泄漏量、稳定性等要求。二、初选阀型1、依据使用条件初选阀型,并打算流向及流量特性DN、PN、Kv等三、Kv值计算公式540105Pa下,流过调整阀的每小时立方米。在目前常承受的几种符号中,Cv=1.167C,Kv≈C,Cg表示气体,Cs表示蒸汽的流量系数。Kv值的计算公式有很多种,下面介绍的是一种计算简洁,涉及的物化参数较少的计算公式。计算实例序号项序号项目符号单位数值条件:1被测介质名称减顶油2被测介质温度tQm℃5834最大流量阀前压力axmPa0.936.156阀后压力最小流量P1P2QmimPamm40.577管道内径mm5089工作状态下密度nD工作状态下运动粘度cp8202.132ρ11依据条件可选单座阀
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