一工艺流程说明

李薇王宏编化工原理教研室基础知识概述系统，广义的说是指相关物体组成的集合，可分为过程系统和非过程系统两大类。过程系统也叫工程系统，它具有连续性，是时间的函数，而非过程系统是离散事件的趋势。系统可以是自然的或人工的，真实的或假想的。仿真是对代替真实物体或系统的模型进行实验和研究的一门应用技术科学，按所用模型分为物理仿真和数字仿真两类。物理仿真是以真实物体或系统，按一定比例或规律进行微缩或放大后的物理模型为实验对象，如飞机研制过程中的风洞实验。数字仿真是以真实物体或系统规律为依据，建立数学模型后，在仿真机上进行的研究。与物理仿真相比，数字仿真具有更大的灵活性，能对截然不同的动态特性模型做实验研究，为真实物体或系统的分析和设计提供了十分有效而且经济的手段。过程系统仿真是指过程系统的数字仿真，它要求描述过程系统动态特性的数学模型，能在仿真机上再实现该过程系统的实时特性，以达到在该仿真系统上进行实验研究的目的。过程系统仿真由三个主要部分组成，即过程系统、数学模型和仿真机。这三部分由建模和仿真两个关系联系在一起，如图1－1所示。过程系统数学模型仿真机过程系统数学模型仿真机图1-1过程系统仿真的三个组成部分和两个关系过程系统仿真技术的工业应用大约始于60年代，并于80年代中期随着计算机技术的快速发展和广泛普及取得很大进展。过程系统仿真技术在工业领域中的应用已涉及辅助培训与教育、辅助设计、辅助生产和辅助研究等方面，其社会经济效益日趋显著。采用过程系统仿真技术辅助培训，就是人用仿真机运行数学模型建造的一个与真实系统相似的操作控制系统（如模拟仪表盘、仿DCS操作站等），模拟真实的生产装置，再现真实生产过程（或装置）的实时动态特性，使学员可以得到非常逼真的操作环境，进而取得非常好的操作技能训练效果。近年来，过程系统仿真技术在操作技能培训方面的应用在世界许多国家得到普及。大量统计结果表明，这种仿真培训系统能逼真地模拟工厂开车、停车、正常运行和各种事故状态的现象。它没有危险性，节省培训费用，可以使学员在数周内取得现场2—5年的经验，大大缩短了培训时间。化工仿真培训系统是过程系统仿真应用的一个重要分支，主要用于化工生产装置操作人员的操作方法和操作技能培训，是一种为绝大多数化工企业和职教部门认同的、先进的、高效的现代化培训手段。仿真培训系统学员站的使用方法仿真培训软件的启动自启动仿真培训软件自启动是指学员在学员操作站上自行启动仿真培训软件。不论教师指令台是否加电，是否启动了教师总体监控软件，学员均能在学员操作站上启动仿真培训软件。教师总体监控软件没启动，则学员操作站不受教师指令台授权控制；总体监控软件启动，则受授权控制。运行要求培训单元的仿真培训软件（如离心泵）启动计算机，单击“开启”按钮，弹出上拉菜单，将光标移到“程序”，并在随后弹出的菜单中单击仿真培训系统中的“离心泵”。培训级别选择如果该学员站被授权有培训级别选择权，则进入“培训级别选择”窗口，如图1—2所示。选择要求的培训级别，按“确定”键。工况选择培训级别选择后，如果该学员站被授权的工况选择权多于两个，则进入“工况选择”窗口，如图1-3所示。选择“状态恢复”或“选择工况”。状态恢复即恢复该单元仿真培训软件上次退出时的状态。图1－2图1－2培训级别选择窗口按“确定”键，进入工艺仿真软件，同时仿DCS软件、智能操作指导诊断软件在工艺仿真软件的调度下依次启动。进入仿真培训过程。图1－3工况选择窗口（二）教师指令台启动教师指令台可以启动任何加电的学员操作站上的任何一个单元仿真培训软件。与学员站自启动不同的是：教师指令台在启动的同时指定启动单元、培训级别和培训工况，所以学员进行登录后不经过培训级别选择和工况选择，直接进入仿真培训过程。学员操作站的操作方法进程切换进入仿真培训系统后，在WINDOWS的任务栏中可以见到工艺仿真软件、智能操作指导诊断软件（OGS）和仿DCS软件的图标，如图1-4所示。图1－4窗口任务栏三个软件之间的切换采用WINDOWS的标准任务切换方式，用鼠标左键点任务图标即可在三个任务间切换。在培训中切不可将仿DCS软件和智能操作指导诊断软件退出，否则系统无法正常工作。智能操作指导诊断软件主要功能包括：工艺操作指导和操作诊断评定。操作方法在后面介绍。仿DCS软件是学员进行工艺操作的界面，也是学员的主要操作界面。工艺仿真软件主要是进行工艺数学模型的计算。同时它也是学员操作站上的核心软件，它控制和协调其它软件的运行。用鼠标右键点任务栏中工艺仿真软件的图标即可弹出工艺仿真软件的主菜单，内容如图1-5所示。学员操作站的退出在任务栏中工艺仿真软件的图标上用鼠标右键弹出主菜单，并选中“退出”项，则仿DCS软件、智能操作指导诊断软件、工艺仿真软件依次退出，最终退出仿真培训系统。工艺仿真软件的操作方法状态恢复在任务栏中工艺仿真软件的图标上用鼠标右键弹出主菜单，并选中“状态恢复”项，经确认后恢复系统状态。工况重选图1－5图1－5工艺仿真软件主菜单时标设置在任务栏中工艺仿真软件的图标上用鼠标右键弹出主菜单，并选中“时标设置”项，弹出“时标设置”窗口，如图1-6所示。图1－6时标设置窗口在左下部的组合框中选择一时标或在右上角的对话框输入一时标。按“确定”键，所设时标生效，同时窗口退出。按“取消”键，所设时标无效，同时窗口退出。事故设置在任务栏中工艺仿真软件的图标上用鼠标右键弹出主菜单，并选择“事故设置”项，弹出“事故设置”窗口，如图1-7所示。图1-7事故设置窗口在左侧栏中进行事故设置。空白为不设置事故或取消该事故；亮“√”表示设置该事故；灰“√”表示事故已经处理完毕。在设置类型栏中的下拉菜单中选择要设置的类型。如设置类型为“渐变型”或“波动型”，则同时必需要设置“渐变宽度/波动周期”。如需要还可以设置事故作用时间。按“确定”键后设置生效，同时窗口退出。按“取消”键，则所设置的事故无效，同时窗口退出。按“事故提示”，弹出事故提示窗口。报表记录/打印设置在任务栏中工艺仿真软件的图标上用鼠标右键弹出主菜单，并选中“报表记录/打印设置”项，弹出“报表设置”窗口，如图1-8所示。图1－8报表设置窗口自动记录及打印设置方法：在上部组合框中设置是否自动记录、自动打印报表。标志“√”表示记录（打印），空白表示不记录（打印）。手动记录及打印设置方法：在下部组合框中的文件名对话框输入要记录的报表名称（以TAB为后缀）；按“记录”键，则将当前报表以所输入的文件名存于磁盘中。按“确定”键，设置生效，同时窗口退出。按“取消”键，设置生效，同时窗口退出。快门记录在任务栏中工艺仿真软件的图标上用鼠标右键弹出主菜单，并选择“快门记录”项，弹出“快门记录”窗口，如图1-9所示。选定一快门。在所选定的快门右侧的对话框中键入快门注释。或选择“自定义快门”，同时在右侧对话框中输入快门文件名及快门注释。按“确定”键，设置生效，同时窗口退出。图1－9快门记录窗口按“取消”键，设置生效，同时窗口退出。快门重演在任务栏中工艺仿真软件的图标上用鼠标右键弹出主菜单，并选择“快门重演”项，弹出“快门重演”窗口，如图1-10所示。图1－10快门重演窗口选定一快门。或选择“自定义快门”，同时输入快门文件名按“确定”键，设置生效，同时窗口退出。按“取消”键，设置生效，同时窗口退出。变量监视在任务栏中工艺仿真软件的图标上用鼠标右键弹出主菜单，并选择“变量监视”项，弹出“变量监视”窗口，如图1-11所示。图1－11变量监视窗口变量监视的内容包括：变量名，位号，描述，当前值，上限值，下限值等。报表显示/打印在任务栏中工艺仿真软件的图标上用鼠标右键弹出主菜单，并选择“报表显示”项，弹出“报表显示”窗口，如图1-12所示。窗口打开时显示当前的报表。其他报表文件打开方式：*选择菜单“FILE”中的“打开”项，则弹出WIBDOWS标准文件打开窗口，如该单元已经记录了报表文件（*.TAB），则打开报表文件，如图1-12所示。打开报表文件：*选择菜单“FILE”中的“打印”项，则弹出WINDOWS标准打印设置窗口；*选择合适的打印机（本地打印机或网络打印机），打印即可。*只能打印当前显示的报表。如果要打印其他报表，则需要先将其打开。选择菜单“FILE”中的“退出”项，退出报表显示窗口。图1－12报表显示窗口学员成绩显示在任务栏中工艺仿真软件的图标上用鼠标右键弹出主菜单，并选择“学员成绩显示”项，弹出“平分窗口”，如图1-13所示。图1－13评分窗口按“关闭”键，退出学员成绩显示窗口。状态监视在任务栏中工艺仿真软件的图标上用鼠标右键弹出主菜单，并选择“状态监视面板”项，弹出“状态监视”窗口，如图1-14所示。监视内容：运行工况、通讯状态、运行时标、事故状态、操作成绩、仿真时钟。在运行工况显示窗中用鼠标左键弹出“工况选择”窗口，可以进行工况重选。图1－14状态监视窗口在运行时标显示窗中用鼠标左键弹出“时标设置”窗口，可以进行时标设置。在事故状态显示窗中用鼠标左键弹出“事故设置”窗口，可以运行事故设置。在操作成绩显示窗中用鼠标左键弹出“学员成绩”窗口，可以查看详细成绩。在仿真时钟显示窗中用鼠标左键弹出模拟仿真时钟，如图1-15所示。图1－15模拟仿真时钟窗口程序冻结（或解冻）在任务栏中工艺仿真软件的图标上用鼠标右键弹出主菜单，并选择“程序冻结（或解冻）”项，经确认程序冻结（或解冻），同时菜单项变为“程序冻结（或解冻）”。智能操作指导诊断软件（OGS）的操作软件功能概述智能操作指导、诊断、评测软件（以下简称智能软件）通过对用户的操作过程进行跟踪，在线为用户提供如下功能。操作状态指示对当前操作步骤和操作质量所进行的状态以不同的颜色表示出来。操作步骤状态及提示灰色：表示在进入操作指导软件时，本步已经操作完毕，不知是否操作正确，因此本步不参加平分，本步的应得分从总分中减去。一般在总体监控软件运行一段时间后再进入操作指导软件时才会有灰色。黑色：表示本步还没有开始操作，即还未满足此步的起始条件。兰色：表示本步已满足起始条件，但未满足终止条件，即未操作完。红色：表示本步操作已经结束，但操作不正确的很多或完全不正确（得分小于60%）。黄色：表示本步操作已经结束，但操作有一部分不正确（得分大于60%或小于100%）。绿色：表示本步操作已经结束，且操作完全正确（得分等于100%）。操作质量颜色及提示黑色：表示这条质量指标还没有开始评判。兰色：表示这条质量指标已经开始评判，但没有评判完毕。红色：表示这条质量指标已经评判完毕，并且得0分。黄色：表示这条质量指标已经评判完毕，并且没有得到满分。绿色：表示这条质量指标已经评判完毕，并且得满分。操作方法指导可在线的给出操作步骤的指导说明，对于操作质量可给出关于这条质量指标的目标值、上下允许范围、上下评定范围。操作诊断及诊断结果指示对操作过程进行实时跟踪检查，并根据组态结果对其进行诊断，将操作错误的操作过程或操作动作列举出来，以便用户以后对这些错误操作进行重点培训。操作评定及生成评定结果对操作过程进行实时评定，并给出整个操作过程的综合平分，还可根据需要生成平分文件。二、软件使用说明在运行总体监控软件之后，单击任务栏的“智能操作指导”，即可进入智能操作指导、诊断、评分系统，如图1-16所示。进入此窗口后，智能操作指导将从总体监控软件读取选取的工段、工况等信息以用于下一步工作。图1－16智能操作指导、诊断、评分系统在窗口中根据用户的组态文件及总体监控软件中送过来的数据以不同颜色显示操作步骤、操作质量信息。在刚打开窗口时，程序先对各操作步骤进行检查，判断其是否属于已经完成的操作，如果是则使其变灰。在每一条操作步骤或操作质量的左右各有一个小三角的按钮，左边按钮为操作指导按钮，右边按钮为操作诊断按钮，在操作步骤栏中按左边小按钮时，将弹出相应操作步骤的描述（见图1-17）；在操作质量指标栏中按右边小按钮时，将列出质量指标的允许值及上、下评定范围等（见图1-18）。图1图1－17操作步骤描述图1－18质量指标描述在操作步骤或操作质量栏按右边的小按钮时，将弹出对这一操作步骤（质量指标）的操作诊断和本步（质量质量）得分情况，操作诊断中将对操作步骤（质量指标）的起始条件和终止条件进行评价，并将错误的列出。如果所诊断的步骤还有子步骤，则在诊断窗口中将其所有子过程全部列出，并且将子过程的起始条件和终止条件的错误也全部列出。在主窗口显示的操作步骤中，只有过程才显示出来，步骤可在对应过程的操作诊断窗口中看到（见图1-19）。图1－19操作过程诊断及得分情况主窗口中的操作成绩下实时显示操作步骤及质量的分数，操作步骤总分指的是操作步骤的满分减去进入智能操作指导软件时已操作完毕的过程分数。此分应小于等于100分（见图1-16）。当总体监控软件设定了事故后，在操作成绩后出现事故处理项及所设定的事故名称，事故名称显示为兰色。在事故的左右也各有一个小三角按钮（见图1-20），左边的代表操作指导，单击将弹出事故在wenjian。txt中的描述，右边按钮弹出事故的处理步骤和事故处理中的质量指标。图1－20事故处理菜单“评分信息”下有两个子菜单“保存当前工段”和“保存所有工段”。“保存当前工段”指的是保存当前活动窗口的评分信息。而“保存所有工段”指的是保存所有窗口的评分信息。保存的评分信息存为文件score。dat，放在相应的目录中，既第一工段的评分文件放在data。1目录中。第十工段的评分文件放在data。10目录中。菜单“窗口”是对窗口的操作，可平铺窗口、层叠窗口、在窗口最小化时排列图标，以及从菜单上激活各窗口。在“选项”菜单下可弹出工段按钮工具条，单击各按钮可激活相应的工段窗口。TDC3000的画面体系结构TDC3000系统包括的画面类型TDC3000系统共包括的画面类型有：总貌画面、控制组画面、趋势组画面、小时平均值画面、细目画面、报警灯屏画面、区域报警信息画面、单元报警信息画面、趋势总貌画面、单元趋势画面、流程图画面、操作信息画面。控制组画面、趋势组画面、小时平均值画面每个控制组画面最多由八块仪表构成，每块仪表反应一个点的状态，包括SP、PV、OP值及操作状态（手动、自动、串级或程序控制），对模拟量用棒图动态显示其当前PV、OP值，对开关量用颜色块指示其当前所处的状态，如图1-21。图1－21控制组画面由控制组画面又可派生出趋势组画面及小时平均值画面。图1－22趋势组画面趋势组画面反应的是当前控制组画面中的“可趋势点”的实时或历史趋势，在该画面中可对趋势图进行各种操作。图1－23小时平均值画面小时平均值画面反应的是当前控制组画面中的小时平均值。细目画面细目画面反应每个点的详细的组态信息，不同种类的点包括的细目画面的页数不同。图1－24细目画面趋势总貌画面、单元趋势画面图1－25趋势总貌及单元趋势画面TDC3000系统共有三种类型的趋势画面：趋势总貌、单元趋势、趋势组。其中趋势组画面已在控制组画面中描述过。每个趋势总貌画面最多可由12个趋势图构成，每个趋势图可以包括该区域中的两个点的趋势。每个单元趋势画面最多可由12个趋势图构成，每个趋势图可以包括该单元中的两个点的趋势。单元趋势与趋势总貌画面的显示方式完全相同，见图1－25。报警画面TDC3000系统包括三种类型的报警画面：报警灯屏、单元报警、区域报警。报警灯屏画面的显示内容，见图1－26：*上部显示最新发生的5条最高优先级报警。*中部60个报警灯块，每个报警灯最多可包括10个点，每个报警灯都可定义一个相关画面。*底部显示所有单元的报警状态。图1－26报警灯屏画面单元报警画面的显示内容，见图1－27：*上部显示一条最新最高优先级报警。*中部显示当前单元最新报警信息，每页15条，最多5页。*底部显示所有单元的报警状态。图1－27单元报警画面区域报警画面的显示内容，见图1－28：*显示区域中最新报警信息，每页15条，最多5页。*底部显示所有单元的报警状态。图1－28区域报警画面总貌画面总貌画面由36个小单元构成，每个小单元定义为一个控制组，显示该控制组中各点与设定值的偏离情况及报警状态。由相邻的若干个小单元可组成一个块，每个块可定义一个相关画面，见图1－29。图1－29总貌画面流程图画面图1－30流程图画面流程图画面显示生产过程流程图，包括静态的画面显示及点的动态值、棒图及点的报警状态等信息。各类画面之间的联系TDC3000系统中的各画面可以相互切换，有些是在系统中实现的，有些是通过组态实现的，见图1-31。图中的双箭头表示可通过定义成相关画面相互调用。总貌画面总貌画面操作信息流程图控制组细目画面单元趋势区域趋势报警灯屏图1－31TDC3000画面关联图标准键盘的操作说明调流程图画面*CTRL+1（1、2、3、4、5…）直接显示所调流程图。*CTRL+U，键入此命令后，屏幕显示“ENTERSCHEMNAME”意思是请你在对话框内输入所调流程图名（各单元流程图详见各单元“TDC3000组态结果”中的流程图组态），回车即可调出流程图。调控制组画面*CTRL+Q，键入此命令后，屏幕显示“ENTERGROUPNUMBER”意思是请你在对话框内输入所调控制组号1（1、2、3、4、5…），回车即可调出控制组。调趋势组画面*在控制组画面上，键入CTRL+R，即可调出该控制组内所有点的趋势。*在控制组画面上，选中一点键入CTRL+R，即可调出该控制组内此点的趋势。调小时平均值画面*在控制组画面上，键入CTRL+P，即可调出该控制组的小时平均值画面。调细目画面*CTRL+W，键入次命令后，屏幕显示“ENTERPOINTID”，意思是请你在对话框内输入所调点名（即位号），回车即可调出此点的细目画面。*在流程图画面上，选中一点，然后在此点的操作区中单击点名，即可调出此点细目。调单元趋势画面*CTRL+E，键入此命令后，屏幕显示“ENTERUNITID”意思是请你在对话框内输入所调单元趋势组号01（01、02、03、04、05…），回车即可调出此单元趋势组。调报警灯屏画面*CTRL+J，直接显示报警灯屏画面调单元报警画面*CTRL+Z，键入此命令后，屏幕显示“ENTERUNITID”意思是请你在对话框内输入所调单元报警组号01（01、02、03、04、05…），回车即可调出此单元报警组。调区域报警画面*CTRL+H，直接显示区域报警画面。调总貌画面及区域趋势画面*在报警灯屏画面上，键入CTRL+S，则进入总貌画面，再键入CTRL+S，则进入区域趋势画面。调操作信息画面*CTRL+C，直接显示操作信息画面。第二章单元实训操作实训一离心泵单元工作原理简述在工业生产和国民经济的许多领域,常需对液体进行输送或加压，能完成此类任务的机械设备称为泵，而其中靠离心作用工作的叫离心泵。由于离心泵具有结构简单、性能稳定、检修方便、操作容易和适应性强等特点，在化工生产中应用十分广泛，据统计超过液体输送设备的80%。所以，离心泵的操作是化工生产中最基本的操作。离心泵由吸入管、排出管和离心泵主体组成。离心泵主体分为转动部分和固定部分。转动部分由电机带动旋转，将能量传递给被输送的部分，主要包括叶轮和泵轴。固定部分包括泵壳、导轮、密封装置等部分，叶轮是离心泵中使液体接受外加能量的部件。泵轴的作用是把电动机的能量传递给叶轮。泵壳是通道截面逐渐扩大的蜗壳形体，它将液体限定在一定的空间里，并能将液体大部分动能转化为静压能。导轮是一组与叶轮旋转方向相适应，且固定在泵壳上的叶片。密封装置的作用是防止液体的泄漏或空气体倒吸入泵内。启动灌满了被输送液体的离心泵后，在电机的作用下，泵轴带动叶轮一起旋转，叶轮的叶片推动期间的液体转动，在离心力的作用下，液体被甩向叶轮边缘并获得动能；在导轮的引导下沿流通截面积逐渐扩大的泵壳流向排出管，液体流速逐渐降抵,而静压能增大。排出管的增压液体经管路即可往各目的地。与此同时，叶轮中心处因液体被甩出而形成一定的真空，因贮槽液面上方压强大于叶轮中心处，在压力差的作用下，液体不断地从吸入管进入泵内，以填补被排出液体的位置。因此，只要叶轮不断旋转，液体便不断地被吸入和排出。由此可见，离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转的叶轮。离心泵的操作中有两种现象是应该避免的：气缚和气蚀。“气缚”是指在启动泵前没有灌满被输送液体或在运转过程中渗入了空气，因气体的密度远小于液体，产生的离心力小，无法把空气甩出去，导致叶轮中心所形成的真空度不足以将液体吸入泵内，尽管此时叶轮在不停地旋转，却由于离心泵失去了自吸能力而无法输送液体，这种现象就称为“气缚”。“气蚀”指的是当贮槽液面上的压力一定时，如叶轮中心的压力降低到等于被输送液体当前温度下的饱和蒸气压时，叶轮进口处的液体会出现大量气泡，这些气泡随液体进入高压区后又迅速被压碎而凝结，致使气泡所在空间形成真空，周围液体质点以极大速度冲向气泡中心，造成冲击点上有瞬间局部冲击压力，从而使叶轮等部分很快损坏，同时伴有泵体震动，并发出噪音，泵的流量、扬程和效率明显下降。这种现象就叫“气蚀”。二.工艺流程说明本工艺为单独培训离心泵而设计，其工艺流程如下：来自某一设备约40℃的带压液体经调节阀LV101进入带压罐V101，罐液位由液位控制器LIC101通过调节V101的进料量来控制；罐内压力由PIC101分程控制，PV101A、PV101B分别调节进入V101和出V101的氮气量,从而保持罐压恒定在5.0atm(表)。罐内液体由泵P101A/B抽出,泵出口流量在流量调节器FIC101的控制下输送到其它设备。本工艺流程主要包括以下设备：V101：离心泵前罐P101A：离心泵AP101B：离心泵B（备用泵）补充说明：本单元现场图中现场阀旁边的实心红色圆点代表高点排气和低点排液的指示标志，当完成高点排气和低点排液时实心红色圆点变为绿色。此标志在换热器单元的现场图中也有。三.离心泵单元操作规程1.开车操作规程准备工作(1)盘车(2)核对吸入条件(3)调整填料或机械密封装置罐V101充液、充压(1)向罐V101充液*打开LIC101调节阀，开度约为30%，向V101罐充液;*当LIC101达到50%时,LIC101设定50%,投自动.(2)罐V101充压*待V101罐液位>5%后，缓慢打开分程压力调节阀PV101A向V101罐充压;*当压力升高到时,PIC101设定5.0atm,投自动.启动泵前准备工作(1)灌泵*待V101罐充压充到正常值后，打开P101A泵入口阀VD01，向离心泵充液.观察VD01出口标志变为绿色后，说明灌泵完毕。(2)排气*打开P101A泵后排气阀VD03排放泵内不凝性气体;*观察P101A泵后排空阀VD03的出口,当有液体溢出时,显示标志变为绿色，标志着P101A泵已无不凝性气体，关闭P101A泵后排空阀VD03,启动离心泵的准备工作已经就绪.启动离心泵(1)启动离心泵*然后启动P101A(或B)泵.(2)流体输送*待PI102指示比入口压力大倍后，打开P101A泵出口阀(VD04);*将FIC101调节阀的前阀、后阀打开;*逐渐开大调节阀FIC101的开度，使PI101、PI102趋于正常值;(3)调整操作参数*微调FV101调节阀，在测量值与给定值相对误差5%范围内且较稳定时,FIC101设定到正常值,投自动.2.正常操作规程正常工况操作参数：(1)P101A泵出口压力（PI102）：(2)V101罐液位LIC101： 50.0%(3)V101罐内压力PIC101：(4)泵出口流量FIC101： 20000KG/H负荷调整可任意改变泵、按键的开关状态，手操阀的开度及液位调节阀、流量调节阀、分程压力调节阀的开度，观察其现象。同时可修改如下参数:P101A泵功率正常值:15KW修改范围:10-20FIC101量程正常值:20吨/h修改范围:10-403.停车操作规程(1)V101罐停进料*LIC101置手动,并手动关闭调节阀LV101,停V101罐进料.(2)停泵*待罐V101液位小于10%时，关闭P101A(或B)泵的出口阀(VD04);*停P101A泵;*关闭P101A泵前阀VD01；*FIC101置手动并关闭调节阀FV101及其前、后阀(VB03、VB04)。(3)泵P101A泄液*打开泵P101A泄液阀VD02，观察P101A泵泄液阀VD02的出口,当不再有液体泄出时，显示标志变为红色，关闭P101A泵泄液阀VD02。(4)V101罐泄压、泄液*待罐V101液位小于10%时,打开V101罐泄液阀VD10*待V101罐液位小于5%时，打开PIC101泄压阀*观察V101罐泄液阀VD10的出口，当不再有液体泄出时，显示标志变为红色，待罐V101液体排净后，关闭泄液阀VD10。4.仪表及报警一览表位号说明类型正常值量程上限量程下限工程单位高报低报高高报低低报FIC101离心泵出口流量PID40000.0kg/hLIC101V101液位控制系统PID%PIC101V101压力控制系统PIDatm(G)PI101泵P101A入口压力AIatm(G)PI102泵P101A出口压力AIatm(G)PI103泵P101B入口压力AIatm(G)PI104泵P101B出口压力AIatm(G)TI101进料温度AIDEGC四.事故设置一览表泵坏主要现象:1)P101A泵出口压力急骤下降;2)FIC101流量急骤减小到零;处理方案:按泵的操作步骤切换备用泵P101B泵。阀卡主要现象:1)FIC101流量减小;2)P101A泵出口压力升高;处理方案:打开FIC101的旁路阀(VD09)，调节流量使其达到正常值。泵入口管线堵主要现象:1)P101A泵入口、出口压力急骤下降;2)FIC101流量急骤减小到零;处理方案:按泵的操作步骤切换备用泵P101B泵。泵气蚀主要现象:1)P101A泵入口压力、出口压力上下波动;2)P101A泵出口流量波动(大部分时间达不到正常值)。处理方案:1)不严重的气蚀可通过提高入口压力解决;2)严重的气蚀按泵的操作步骤切换备用泵P101B泵。泵气缚主要现象:1)P101A泵出口压力急骤下降;2)FIC101流量急骤下降。处理方案:按泵的操作步骤停P101A泵，然后排气，最后再按泵的操作开P101A泵。附：思考题1.请简述离心泵的工作原理和结构。2.请举例说出除离心泵以外你所知道的其它类型的泵。3.什么叫气蚀现象?气蚀现象有什么破坏作用?4.发生气蚀现象的原因有那些?如何防止气蚀现象的发生?5.为什么启动前一定要将离心泵灌满被输送液体？6.离心泵在启动和停止运行时泵的出口阀应处于什么状态？为什么？7.泵P101A和泵P101B在进行切换时，应如何调节其出口阀VD04和VD08，为什么要这样做？8.一台离心泵在正常运行一段时间后，流量开始下降，可能会有哪些原因导致？9.离心泵出口压力过高或过低应如何调节？10.离心泵入口压力过高或过低应如何调节？11.若两台性能相同的离心泵串联操作,其输送流量和扬程较单台离心泵相比有什么变化?若两台性能相同的离心泵并联操作,其输送流量和扬程较单台离心泵相比有什么变化?实训二换热器单元一.工作原理简述在化工、能源、动力、冶金、机械、建筑等工业部门中,常常涉及到换热问题。特别是在化工生产过程中的许多过程和单元操作，都需要进行加热或冷却，所以，对化工等行业的人员来说，换热的操作技术培训是很重要的基本单元操作训练.热的传递有：传导、对流和辐射三种基本方式，热传导是无物质宏观位移的传热方式，发生于静止物质内；对流传热是指流体中质点发生相对位移引起的热交换，常伴生有热传导；由热的原因产生电磁波在空间的热传递是辐射传热，它不需要有传递介质。化工生产中所指的换热器，常指间壁式换热器，它利用金属壁将冷、热两种流体间隔开，热流体将热传到壁面的一侧(对流传热)，通过间壁内的热传导，再由间壁的另一侧将热传给冷流体，从而使热物流被冷却，冷物流被加热，满足化工生产中对冷物流或热物流温度的控制要求。本单元选用的是双程列管式换热器，冷物流被加热后有相变化。在对流传热中。传递的热量除与传热推动力(温度差)有关外，还与传热面积和传热系数成正比。传热面积减少时，传热量减少；如果间壁上有气膜或污垢层，都会降低传热系数，减少传热量。所以，开车时要排不凝气；发生管堵或严重结垢时，必须停车检修或清洗。另外,考虑到金属的热胀冷缩特性，尽量减小温差应力和局部过热等问题，开车时应先进冷物料后进热物料；停车时则先停热物料后停冷物料。二.工艺流程说明本单元设计采用管壳式换热器。来自界外的92℃冷物流（沸点℃）由泵P101A/B送至换热器E101的壳程被流经管程的热物流加热至145℃,并有20%被汽化。冷物流流量由流量控制器FIC101控制,正常流量为12000kg/h。来自另一设备的225℃热物流经泵P102A/B送至换热器E101与注经壳程的冷物流进行热交换,热物流出口温度由TIC101控制(177℃)。为保证热物流的流量稳定,TIC101采用分程控制,TV101A和TV101B分别调节流经E101和副线的流量,TIC101输出0%~100%分别对应TV101A开度0%~100%,TV101B开度100~0%。本单元复杂控制方案说明：TIC101的分程控制线：该单元包括以下设备：P101A/B：冷物流进料泵P102A/B：热物流进料泵E101：列管式换热器。三.换热器单元操作规程1.开车操作规程装置的开工状态为换热器处于常温常压下，各调节阀处于手动关闭状态，各手操阀处于关闭状态，可以直接进冷物流。启动冷物流进料泵P101A(1)开换热器壳程排气阀VD03(2)开P101A泵的前阀VB01(3)启动泵P101A(4)当进料压力指示表PI101指示达9.0atm以上,打开P101A泵的出口阀VB03冷物流E101进料(1)打开FIC101的前后阀VB04，VB05,手动逐渐开大调节阀FV101(FIC101);(2)观察壳程排气阀VD03的出口,当有液体溢出时（VD03旁边标志变绿）,标志着壳程已无不凝性气体，关闭壳程排气阀VD03,壳程排气完毕。(3)打开冷物流出口阀（VD04），将其开度置为50%，手动调节FV101，使FIC101其达到12000kg/h，且较稳定时FIC101设定为12000kg/h,投自动。启动热物流入口泵P102A(1)开管程放空阀VD06(2)开P102A泵的前阀VB11(3)启动P102A泵(4)当热物流进料压力表PI102指示大于10atm时,全开P102泵的出口阀VB101.4热物流进料(1)全开TV101A的前后阀VB06,VB07，TV101B的前后阀VB08,VB09。(2)打开调节阀TV101A（默认即开）给E101管程注液，观察E101管程排汽阀VD06的出口,当有液体溢出时(VD06旁边标志变绿)，标志着管程已无不凝性气体,此时关管程排气阀VD06，E101管程排气完毕.(3)打开E101热物流出口阀（VD07），将其开度置为50%，手动调节管程温度控制阀TIC101，使其出口温度在177±2℃，且较稳定,TIC101设定在177℃,投自动。2.正常操作规程正常工况操作参数：*冷物流流量为12000kg/h，出口温度为145℃，气化率20%*热物流流量为10000kg/h，出口温度为177℃2.2备用泵的切换*P101A与P101B之间可任意切换*P102A与P102B之间可任意切换3.停车操作规程停热物流进料泵P102A(1)关闭P102泵的出口阀VB01(2)停P102A泵(3)待PI102指示小于时，关闭P102泵入口阀VB11停热物流进料(1)TIC101置手动(2)关闭TV101A的前、后阀VB06、VB07(3)关闭TV101B的前、后阀VB08、VB09(4)关闭E101热物流出口阀VD07停冷物流进料泵P101A(1)关闭P101泵的出口阀VB03(2)停P101A泵(3)待PI101指示小于时，关闭P101泵入口阀VB01停冷物流进料(1)FIC101置手动;(2)关闭FIC101的前、后阀VB04、VB05(3)关闭E101冷物流出口阀VD04。3.5E101管程泄液(1)打开管程泄液阀VD05,观察管程泄液阀VD05的出口,当不再有液体泄出时，关闭泄液阀VD05。3.6E101壳程泄液(1)打开壳程泄液阀VD02,观察壳程泄液阀VD02的出口,当不再有液体泄出时，关闭泄液阀VD02。4.仪表及报警一览表位号说明类型正常值量程上限量程下限工程单位高报值低报值高高报值低低报值FIC101冷流入口流量控制PID12000200000KG/H170003000190001000TIC101热流入口温度控制PID1773000℃2554528515PI101冷流入口压力显示AI270000atm103151TI101冷流入口温度显示AI922000℃1703019010PI102热流入口压力显示AI500atm123151TI102冷流出口温度显示AI3000℃173191TI103热流入口温度显示AI2254000℃TI104热流出口温度显示AI1293000℃FI101流经换热器流量AI10000200000KG/HFI102未流经换热器流量AI10000200000KG/H四.事故设置一览表阀卡主要现象:1)FIC101流量减小;2)P101泵出口压力升高;3)冷物流出口温度升高。事故处理:关闭FIC101前后阀，打开FIC101的旁路阀(VD01)，调节流量使其达到正常值。泵坏主要现象:1)P101泵出口压力急骤下降;2)FIC101流量急骤减小;3)冷物流出口温度升高，汽化率增大。事故处理:关闭P101A泵，开启P101B泵。泵坏主要现象:1)P102泵出口压力急骤下降;2)冷物流出口温度下降，汽化率降低。事故处理:关闭P102A泵，开启P102B泵。阀卡主要现象:1)热物流经换热器换热后的温度降低;2)冷物流出口温度降低。事故处理:关闭TV101A前后阀，打开TV101A的旁路阀(VD01)，调节流量使其达到正常值。关闭TV101B前后阀，调节旁路阀（VD09）。5.部分管堵主要现象:1)热物流流量减小;2)冷物流出口温度降低，汽化率降低;3)热物流P102泵出口压力略升高。事故处理:停车拆换热器清洗。6.换热器结垢严重主要现象:热物流出口温度高。事故处理:停车拆换热器清洗。附：思考题1.冷态开车是先送冷物料，后送热物料；而停车时又要先关热物料，后关冷物料，为什么？2.开车时不排出不凝气会有什么后果？如何操作才能排净不凝气？3.为什么停车后管程和壳程都要高点排气、低点泄液？4.你认为本系统调节器TIC101的设置合理吗？如何改进？5.影响间壁式换热器传热量的因素有哪些？6.传热有哪几种基本方式，各自的特点是什么？7.工业生产中常见的换热器有哪些类型？实训三液位控制单元一.工作原理简述多级液位控制和原料的比例混合，是化工生产中经常遇到的问题。要到平稳准确的控制，除了按流程中主物料流向逐渐建立液位外，还应准确分析流程，找出主副控制变量，选择合理的自动控制方案，并进行正确的控制操作。本仿真培训单元流程中有1个储罐，2个储槽，通过简单控制回路和分程、串级、比值等复杂控制回路，对其进行液位控制。目的在于掌握多级液位控制和常用的复杂控制系统。二.工艺流程说明：本流程为液位控制系统，通过对三个罐的液位及压力的调节，使学员掌握简单回路及复杂回路的控制及相互关系。缓冲罐V101仅一股来料，8Kg/cm2压力的液体通过调节产供阀FIC101向罐V101充液,此罐压力由调节阀PIC101分程控制,缓冲罐压力高于分程点（）时，PV101B自动打开泄压，压力低于分程点时，PV101B自动关闭，PV101A自动打开给罐充压，使V101压力控制在5Kg/cm2。缓冲罐V101液位调节器LIC101和流量调节阀FIC102串级调节，一般液位正常控制在50%左右，自V101底抽出液体通过泵P101A或P101B(备用泵)打入罐V102,该泵出口压力一般控制在9Kg/cm2，FIC102流量正常控制在20000Kg/hr。罐V102有两股来料，一股为V101通过FIC102与LIC101串级调节后来的流量；另一股为8Kg/cm2压力的液体通过调节阀LIC102进入罐V102,一般V102液位控制在50%左右,V102底液抽出通过调节阀FIC103进入V103,正常工况时FIC103的流量控制在30000kg/hr。罐V103也有两股进料，一股来自于V102的底抽出量，另一股为8kg/cm2压力的液体通过FIC103与FI103比值调节进入V103,比值系数为2:1，V103底液体通过LIC103调节阀输出，正常时罐V103液位控制在50%左右。本单元复杂控制回路说明：FFIC104:为一比值调节器。根据FIC1103的流量，按一定的比例，相适应比例调整FI103的流量。比值调节：工业上为了保持两种或两种以上物料的比例为一定值的调节叫比值调节。对于比值调节系统，首先是要明确那种物料是主物料，而另一种物料按主物料来配比。在本单元中，FIC1425（以C2为主的烃原料）为主物料，而FIC1427（H2）的量是随主物料（C2为主的烃原料）的量的变化而改变。该单元主要包括以下设备： V-101：缓冲罐 V-102：恒压中间罐 V-103：恒压产品罐 P101A：缓冲罐V-101底抽出泵 P101B：缓冲罐V-101底抽出备用泵三、装置的操作规程：1、冷态开车规程：装置的开工状态为V-102和V-103两罐已充压完毕，保压在，缓冲罐V-101压力为常压状态，所有可操作阀均处于关闭状态。1.1缓冲罐V-101充压及液位建立：（1）确认事项：·V-101压力为常压（2）V-101充压及建立液位：·在现场图上,打开V-101进料调节器FIC101的前后手阀V1和V2,开度在100%。·在DCS图上，打开调节阀FIC101,阀位一般在30%左右开度,给缓冲罐V101充液。·待V101见液位后再启动压力调节阀PIC101,阀位先开至20%充压。·待压力达5kg/cm2左右时,PIC101投自动.1.2中间罐V-102液位建立：（1）确认事项：·V-101液位达40%以上·V-101压力达左右（2）V-102建立液位：·在现场图上，打开泵P101A的前手阀V5为100%；·启动泵P101A.当泵出口压力达10kg/cm2时,打开泵P101A的后手阀V7为100%；打开流量调节器FIC102前后手阀V9及V10为100%.打开出口调节阀FIC102,手动调节FV102开度,使泵出口压力控制在左右.·打开液位调节阀LV102至50%开度.·V-101进料流量调整器FIC101投自动，设定值为·操作平稳后调节阀FIC102投入自动控制并与LIC101串级调节V101液位.·V-102液位达50%左右,LIC102投自动，设定值为50%.1.3产品罐V-103建立液位：（1）确认事项：·V-102液位达50%左右（2）V-103建立液位：·在现场图上，打开流量调节器FIC103的前后手阀V13及V14·在DCS图上，打开FIC103及FFIC104,阀位开度均为50%.·当V103液位达50%时,打开液位调节阀LIC103开度为50%.·LIC103调节平稳后投自动，设定值为50%.2、正常操作规程：正常工况下的工艺参数： (1)FIC101投自动，设定值为 (2)PIC101投自动（分程控制），设定值为 (3)LIC101投自动，设定值为50%. (4)FIC102投串级(与LIC101串级) (5)FIC103投自动，设定值为 (6)FFIC104投串级(与FIC103比值控制)，比值系统为常数2.0. (7)LIC102投自动，设定值为50% (8)LIC103投自动，设定值为50% (9)泵P101A(或P101B)出口压力PI101正常值为 (10)V-102外进料流量FI101正常值为V-103产品输出量FI102的流量正常值为3、停车操作规程：3.1正常停车：（1）关进料线:·将调节阀FIC101改为手动操作，关闭FIC101，再关闭现场手阀V1及V2.·将调节阀LIC102改为手动操作，关闭LIC102，使V-102外进料流量FI101为·将调节阀FFIC104改为手动操作，关闭FFIC104.（2）将调节器改手动控制：·将调节器LIC101改手动调节，FIC102解除串级改手动控制.·手动调节FIC102，维持泵P101A出口压力，使V-101液位缓慢降低.·将调节器FIC103改手动调节，维持V-102液位缓慢降低.·将调节器LIC103改手动调节，维持V-103液位缓慢降低.（3）V-101泄压及排放：·罐V101液位下降至10%时,先关出口阀FV102,停泵P101A,再关入口阀V5.·打开排凝阀V4，关FIC102手阀V9及V10.·罐V-101液位降到时,PIC101置手动调节,打开PV101为100%放空.（4）当罐V-102液位为时,关调节阀FIC103及现场前后手阀V13及V14.（5）当罐V-103液位为时,关调节阀LIC103.3.2紧急停车：紧急停车操作规程同正常停车操作规程。4、仪表一览表：位号说明类型正常值量程高限量程低限工程单位高报低报高高报低低报FIC101V-101进料流量PIDKg/hFIC102V-101出料流量PIDKg/hFIC103V-102出料流量PIDKg/hFIC104V-103进料流量PIDKg/hLIC101V-101液位PID%LIC102V-102液位PID%LIC103V-103液位PID%PIC101V-101压力PIDKgf/cm2FI101V-102进料液量AIKg/hFI102V-103出料流量AIKg/hPI101P101A/B出口压AIKgf/cm2四、事故设置一览表：1.泵P101A坏原因：运行泵P101A停.现象：画面泵P101A显示为开,但泵出口压力急剧下降.处理：先关小出口调节阀开度,启动备用泵P101B,调节出口压力,压力达9.0atm(表)时,关泵P101A,完成切换.2.调节阀LIC101阀卡原因：LIC101调节阀卡20%开度不动作.现象：罐V101液位急剧上升,FIC102流量减小.处理：打开付线阀V11,待流量正常后,关调节阀前后手阀.附：思考题：通过本单元，理解什麽是“过程动态平衡”，掌握通过仪表画面了解液位发生变化的原因和如何解决的方法。请问在调节器FIC103和FFIC104组成的比值控制回路中，哪一个是主动量？为什么？并指出这种比值调节属于开环，还是闭环控制回路？本仿真培训单元包括有串级、比值、分程三种复杂调节系统，你能说出它们的特点吗？它们与简单控制系统的差别是什么？在开/停车时，为什么要特别注意维持流经调节阀FV103和FFV104的液体流量比值为2？请简述开/停车的注意事项有哪些？实训四单级压缩机单元工作原理简述对气体进行压缩和输送的设备统称为气体压送机械，与液体的输送设备类似，是对气体做功，以提高气体的压力。气体的输送和压缩设备在化工中十分普遍，主要用于气体输送，产生高压气体和真空。如果以气体压送机械出口气体的压力或压缩比来分类，可大致分为：通风机终压×103Pa(表)，压缩比ε；鼓风机终压×103×103Pa（表），压缩比ε<4;压缩机终压×103Pa（表），压缩比ε>4;真空泵将低于大气压的气体从容器式设备中抽至大气。此时，气体压送机械按作用原理还可分为容积式和速度式两类。容积式气体压送机械是利用往复运动的活塞或旋转的转子在气缸中改变气体体积来工作的。主要有活塞式、隔膜式、罗茨式、液环式等。而速度式气体压送机械，是靠高速旋转的叶轮对气体做功，使气体获得动能，再用扩压器降低其速度，使动能转化为静压能，而提高出口气体的压力。常见的有：离心式、轴流式等。离心式压缩机是化工生产中使用最多的气体压送机械之一，这主要得益与它具有：结构简单、易损件少、体积小、转速高、运行安全平稳、易实现自动化和大型化等优点。但也有以下缺陷：操作适应性较差、有喘振现象、两机并列操作运行困难。离心式压缩机是进行气体压缩的常用设备，它以汽轮机(即蒸汽透平)为动力，蒸汽在汽轮机内膨胀做功驱动压缩机主轴带动叶轮高速旋转；被压缩气体从轴向进入压缩机，在高速旋转叶轮的作用下获得速度能和压力能，再通过扩压器作用，将速度能进一步转化为压力能，以利于气体压力的增加。本仿真培训单元选用甲烷单级透平压缩的典型流程作为仿真对象。在气体压缩机的操作中，有效地防止发生喘振是很重要的。“喘振”是实际流量小于性能曲线所表明的最小流量时，所出现的一种不稳定工作状态。“喘振”开始时，因叶轮轴区压力突然下降，吸入口不能吸气，出口管外较高压力的气体倒流入压缩机，是叶轮轴区的气量又复增大，当气量超过最小流量时，压缩机叶轮又把倒流过来的气体压送出去，致使叶轮轴区气量再次减小到最小流量以下，压力又突然下降，压缩机出口管外压力较高的气体又重新倒流入压缩机，这种现象重复出现，压缩机工作不稳定，就叫做“喘振”。二.艺流程说明本仿真培训系统选用甲烷单级透平压缩的典型流程作为仿真对象。在生产过程中产生的压力为～1.6kg/cm2(绝)，温度为30℃左右的低压甲烷经VD01阀进入甲烷贮罐FA311，罐内压力控制在300mmH2O。甲烷从贮罐FA311出来，进入压缩机GB301，经过压缩机压缩，出口排出压力为4.03kg/cm2(绝)，温度为160℃的中压甲烷，然后经过手动控制阀VD06进入燃料系统。该流程为了防止压缩机发生喘振，设计了由压缩机出口至贮罐FA311的返回管路，即由压缩机出口经过换热器EA305和PV304B阀到贮罐的管线。返回的甲烷经冷却器EA305冷却。另外贮罐FA311有一超压保护控制器PIC303,当FA311中压力超高时，低压甲烷可以经PIC303控制放火炬，使罐中压力降低。压缩机GB301由蒸汽透平GT301同轴驱动，蒸汽透平的供汽为压力15kg/cm2(绝)的来自管网的中压蒸汽，排汽为压力3kg/cm2(绝)的降压蒸汽，进入低压蒸汽管网。流程中共有两套自动控制系统：PIC303为FA311超压保护控制器，当贮罐FA311中压力过高时，自动打开放火炬阀。PRC304为压力分程控制系统，当此调节器输出在50％～100％范围内时，输出信号送给蒸汽透平GT301的调速系统，即PV304A，用来控制中压蒸汽的进汽量，使压缩机的转速在3350转/分至4704转/分之间变化，此时PV304B阀全关。当此调节器输出在0％到50％范围内时，PV304B阀的开度对应在100％至0％范围内变化。透平在起始升速阶段由手动控制器HC311手动控制升速,当轩速大于3450转/分时可由切换开关切换到PIC304控制。名词解释：（1）压缩比压缩机各段出口压力和进口压力的比值。正常压缩比越大，代表着本级压缩机的额定功率越大。（2）喘振当转速一定，压缩机的进料减少到一定的值，造成叶道中气体的速度不均匀和出现倒流，当这种现象扩展到整个叶道，叶道中的气流通不出去，造成压缩机级中压力突然下降，而级后相对较高的压力将气流倒压回级里，级里的压力又恢复正常，叶轮工作也恢复正常，重新将倒流回的气流压出去。此后，级里压力又突然下降，气流又倒回，这种现象重复出现，压缩机工作不稳定，这种现象成为喘振现象。本单元复杂控制回路说明：分程控制：就是由一只调节器的输出信号控制两只或更多的调节阀，每只调节阀在调节器的输出信号的某段范围中工作。应用实例：关于压缩机手动自动切换的说明：压缩机切换开关的作用：当压缩机切换开关指向HC3011时，压缩机转速由HC3011控制；当当压缩机切换开关指向PRC304时，压缩机转速由PRC304控制。PRC304为一分程控制阀，分别控制压缩机转速（主气门开度）和压缩机反喘振线上的流量控制阀。当PRC304逐渐开大时，压缩机转速逐渐上升（主气门开度逐渐加大），压缩机反喘振线上的流量控制阀逐渐关小，最终关成0。（本控制方案属较老的控制方案）该单元包括以下设备：FA311：低压甲烷储罐GT301：蒸汽透平GB301：单级压缩机EA305：压缩机冷却器三.压缩机单元操作规程1.开车操作规程开车前准备工作(1)启动公用工程*按公用工程按钮,公用工程投用。(2)油路开车*按油路按钮。(3)盘车*按盘车按钮开始盘车;*待转速升到200转/分时，停盘车（盘车前先打开PV304B阀）。(4)暖机*按暖机按钮。(5)EA305冷却水投用*打开换热器冷却水阀门VD05，开度为50%。罐FA311充低压甲烷(1)打开PIC303调节阀放火炬，开度为50%。(2)打开FA311入口阀VD11开度为50%、微开VD01。(3)打开PV304B阀，缓慢向系统充压，调整FA311顶部安全阀VD03和VD01，使系统压力维持300~500mmH2O。(4)调节PIC303阀门开度，使压力维持在。透平单级压缩机开车(1)手动升速*缓慢打开透平低压蒸汽出口截止阀VD10，开度递增级差保持在10%以内。*将调速器切换开关切到HC3011方向*手动缓慢打开打开HC3011,开始压缩机升速，开度递增级差保持在10%以内。使透平压缩机转速在250～300转/分。(2)跳闸实验(视具体情况决定此操作的进行)*继续升速至1000转/分;*按动紧急停车按钮进行跳闸实验，实验后压缩机转速XN311迅速下降为零。*手关HC3011，开度为0.0%,关闭蒸汽出口阀VD10，开度为0.0%;*按压缩机复位按钮。(3)重新手动升速*重复步骤(1),缓慢升速至1000转/分;*HC3011开度递增级差保持在10%以内，升转速至3350转/分;*进行机械检查。(4)启动调速系统*将调速器切换开关切到PIC304方向;*缓慢打开PV304A阀（即PIC304阀门开度大于50.0%），若阀开得太快会发生喘振。同时可适当打开出口安全阀旁路阀（VD13）调节出口压力，使PI301压力维持在3.03atm,防止喘振发生．(5)调节操作参数至正常值*当PI301压力指示值为时，一边关出口放火炬旁路阀，一边打开VD06去燃料系统阀，同时相应关闭PIC303放火炬阀。*控制入口压力PIC304在300mmH2O，慢慢升速;*当转速达全速(4480转/分左右)，将PIC304切为自动;*PIC303设定为0.1kg/cm2(表)，投自动;*顶部安全阀VD03缓慢关闭。2.正常操作规程正常工况下工艺参数(1)储罐FA311压力PIC304:295mmH2O.(2)压缩机出口压力PI301:3.03atm,燃料系统入口压力(3)低压甲烷流量(4)中压甲烷进入燃料系统流量(5)压缩机出口中压甲烷温度℃2.2.压缩机防喘振操作(1)启动调速系统后，必须缓慢开启PV304A阀，此过程中可适当打开出口安全阀旁路阀调节出口压力，以防喘振发生。(2)当有甲烷进入燃料系统时，应关闭PIC303阀。(3)当压缩机转速达全速时，应关闭出口安全旁路阀。3.停车操作规程3.1.正常停车过程(1)停调速系统*缓慢打开PV304B阀，降低压缩机转速。*打开PIC303阀排放火炬。*开启出口安全旁路阀VD13，同时关闭去燃料系统阀VD06。(2)手动降速*将HC3011开度置为100.0%*将调速开关切换到HC3011方向。*缓慢关闭HC3011，同时逐渐关小透平蒸汽出口阀VD10。*当压缩机转速降为300～500转/分时，按紧急停车按扭。*关闭透平蒸汽出口阀VD10。(3)停FA311进料*关闭FA311入口阀VD01、VD11。*开启FA311泄料阀VD07，泄液。*关换热器冷却水。3.2.紧急停车(1)按动紧急停车按钮．(2)确认PV304B阀及PIC303置于打开状态．(3)关闭透平蒸汽入口阀及出口阀．(4)甲烷气由PIC303排放火炬．(5)其余同正常停车．4.联锁说明该单元有一联锁联锁源:(1)现场手动紧急停车(紧急停车按钮)(2)压缩机喘振联锁动作:(1)关闭透平主汽阀及蒸汽出口阀(2)全开放空阀PV303(3)全开防喘振线上PV304B阀该联锁有一现场旁路键(BYPASS)。另有一现场复位键(RESET)。注:联锁发生后,在复位前(RESET)，应首先将HC3011置零，将蒸汽出口阀VD10关闭，同时各控制点应置手动,并设成最低值。5.仪表及报警一览表位号说明类型正常值量程上限量程下限工程单位高报低报高高报低低报PIC303放火炬控制系统PIDatmPIC304储罐压力控制系统PIDmmH2OPI301压缩机出口压力AIatmPI302燃料系统入口压力AIATMFI301低压甲烷进料流量AIPPMKG/HFI302燃料系统入口流量AIPPMKG/HFI303低压甲烷入罐流量AIPPMKG/HFI304中压甲烷回流流量AI0.0PPMKG/HTI301低压甲烷入压缩机温度AI℃TI302压缩机出口温度AI℃TI304透平蒸汽入口温度AI℃TI305透平蒸汽出口温度AI℃TI306冷却水入口温度AI℃TI307冷却水出口温度AI10℃XN301压缩机转速AI448045000转/分HX311FA311罐液位AI%四.事故设置一览表1.入口压力过高主要现象：FA311罐中压力上升处理方法：手动适当打开PV303的放火炬阀。2.出口压力过高主要现象：压缩机出口压力上升处理方法：开大去燃料系统阀VD06。3.入口管道破裂主要现象：贮罐FA311中压力下降处理方法：开大FA311入口阀VD01、VD11。4.出口管道破裂：主要现象：压缩机出口压力下降处理方法：紧急停车。5.入口温度过高主要现象：TI301及TI302指示值上升处理方法：紧急停车。附：思考题：什麽是喘振？如何防止喘振？在手动调速状态，为什麽防喘振线上的防喘振阀PV304B全开，可以防止喘振？结合“伯努利”方程，说明压缩机如何做功，进行动能、压力、和温度之间的转换。根据本单元，理解盘车、手动升速、自动升速的概念。离心式压缩机的优点是什么？实训五管式加热炉单元工作原理简述在工业生产中，能对物料进行热加工，并使其发生物理或化学变化的加热设备称为工业炉或窑。一般把用来完成各种物料的加热；熔炼等加工工艺的加热设备叫做炉；而把用于固体物料热分解所用的加热设备，叫做窑，如石灰窑。按热源可分为：燃煤炉、燃油炉、燃气炉和油气混合燃烧炉。按炉温可分为：高温炉(>1000℃)、中文炉（650～1000℃）和低温炉（<650℃）。工业炉的操作使用包括：烘炉操作、开/停车存操作、热工调节和日常维护。其中烘炉的目的是排出炉体及附属设备中砌体的水分，并使砖的转化完全，避免砌体产生开裂和剥落现象。分为三个主要过程：水分排出期、砌体膨胀期和保温期。油气混合燃烧管式加热炉开车时，要先对炉膛进行蒸汽吹扫，并先烧燃料气再烧燃料油。而停车时则正好相反，应先停燃料油，后停燃料气。点燃燃料油火嘴前，要先用蒸汽吹扫干净火嘴上的结焦和集水。本单元选用的是一种油—气混合燃烧管式加热炉，这是石油化工生产中常用的设备之一，其重要结构有：辐射室（炉膛）、对流室、燃烧器、通风系统等。辐射室(炉膛)位于加热炉的下部，是通过火焰或高温烟气进行辐射加热的部分。辐射室是加热炉的主要热交换场所，全炉热负荷的70％～80％是由辐射室担负的，它是全炉最主要的部分。对流室是靠由辐射室出来的烟气与炉管进行对流换热的部分，实际上也有一部分辐射热，但主要是对流传热起作用。燃烧器将燃料油雾化，使空气与燃料气或燃料油雾化气良好混合，充分燃烧并产生热量。燃烧器可分为燃料油燃烧器、燃料气燃烧器和油—气联合燃烧器。通风系统的任务是将燃烧用空气由风门控制引入燃烧器，并将废烟气经挡板调节引出炉子，可分为自然通风方式和强制通风方式。本岗位的加热炉采用自然通风方式，依靠烟囱本身的抽力通风，炉膛是靠炉膛内高温烟气与炉子外冷空气的密度差所形成的压差把空气从外界吸入。安装在烟道内的挡板可以由全关状态开启到全开状态。因本岗位的加热炉采用自然通风方式，所以挡板的作用是用于控制进入加热炉炉膛的空气用量。通过调整挡板和风门的开度能够调整炉膛负压和烟道气中氧气含量。工艺流程说明1、工艺物料系统某烃类化工原料在流量调节器FIC101的控制下先进入加热炉F-101的对流段，经对流的加热升温后，再进入F-101的辐射段，被加热至420℃后，送至下一工序，其炉出口温度由调节器TIC106通过调节燃料气流量或燃料油压力来控制。采暖水在调节器FIC102控制下，经与F-101的烟气换热，回收余热后，返回采暖水系统。2、燃料系统燃料气管网的燃料气在调节器PIC101的控制下进入燃料气罐V-105，燃料气在V-105中脱油脱水后，分两路送入加热炉，一路在PCV01控制下送入常明线；一路在TV106调节阀控制下送入油—气联合燃烧器。来自燃料油罐V-108的燃料油经P101A/B升压后，在PIC109控制压送至燃烧器火咀前，用于维持火咀前的油压，多余燃料油返回V-108。来自管网的雾化蒸汽在PDIC112的控制压与燃料油保持一定压差情况下送入燃料器。来自管网的吹热蒸汽直接进入炉膛底部。本单元复杂控制方案说明：炉出口温度控制TIC106工艺物流炉出口温度，TIC106通过一个切换开关HS101。实现两种控制方案：其一是直接控制燃料气流量，其二是与燃料压力调节器PIC109构成串级控制。当第一种方案时：燃料油的流量固定，不做调节，通过TIC106自动调节燃料气流量控制工艺物流炉出口温度；当第二种方案时：燃料气流量固定，TIC106和燃料压力调节器PIC109构成串级控制回路，控制工艺物流炉出口温度。设备一览：V-105：燃料气分液罐V-108：燃料油贮罐F-101：管式加热炉P-101A：燃料油A泵P-101B：燃料油B泵三、本单元操作规程1.开车操作规程装置的开车状态为氨置换的常温常压氨封状态。1.1开车前的准备(1)公用工程启用（现场图“UTILITY”按钮置“ON”）(2)摘除联锁（现场图“BYPASS”按钮置“ON”）(3)联锁复位（现场图“RESET”按钮置“ON”）1.2点火准备工作（1）全开加热炉的烟道挡板MI102。（2）打开吹扫蒸汽阀D03，吹扫炉膛内的可燃气体（实际约需10分钟）。待可燃气体的含量低于0.5%后，关闭吹扫蒸汽阀D03，将MI102关小至30%。打开并保持风门MI101在一定的开度（30%左右），使炉膛正常通风。1.3燃料气准备（1）手动打开PIC101的调节阀，向V-105充燃料气。（2）控制V-105的压力不超过2atm，在2atm处将PIC101投自动。1.4点火操作（1）当V-105压力大于后，启动点火棒(“IGNITION”按钮置“ON”)，开常明线上的根部阀门D05。（2）确认点火成功（火焰显示）。（2）若点火不成功，需重新进行吹扫和再点火。1.5升温操作（1）确认点火成功后，先进燃料气线上的调节阀的前后阀（B03、B04），再稍开调节阀（<10%）（TV106），再全开根部阀D10，引燃料气入加热炉火咀。（2）用调节阀TV106控制燃料气量，来控制升温速度。（3）当炉膛温度升至100℃时恒温30秒（实际生产恒温1小时）烘炉，当炉膛温度升至180℃时恒温30秒（实际生产恒温1小时）暖炉。1.6引工艺物料当炉膛温度升至180℃后，引工艺物料：（1）先开进料调节阀的前后阀B01、B02，再稍开调节阀FV101（<10%)。引进工艺物料进加热炉。（2）先开采暖水线上调节阀的前后阀B13、B12，再稍开调节阀FV102（<10%)，引采暖水进加热炉。1.7启动燃料油系统待炉膛温度升至200℃左右时，开启燃料油系统：(1)、开雾化蒸汽调节阀的前后阀B15、B14，再微开调节阀PDIC112（<10%）(2)、全开雾化蒸汽的根部阀D09(3)、开燃料油压力调节阀PV109的前后阀B09、B08。（4）、开燃料油返回V-108管线阀D06（5）、启动燃料油泵P101A（6）、微开燃料油调节阀PV109（<10%），建立燃料油循环。（7）、全开燃料油根部阀D12，引燃料油入火咀。（8）、按升温需要逐步开大燃料油调节阀，通过控制燃料油升压（最后到6atm左右）来控制进入火咀的燃料油量，同时控制PDIC112在4atm左右。1.8调整至正常（1）、逐步升温使炉出口温度至正常（420℃）。（2）、在升温过程中，逐步开大工艺物料线的调节阀，使之流量调整至正常。（3）、在升温过程中，逐步采暖水流量调至正常。（4）、在升温过程中，逐步调整风门使烟气氧含量正常。（5）、逐步调节档板开度使炉膛负压正常。（6）、逐步调整其它参数至正常。（7）、将联锁系统投用（“INTERLOCK”按钮置“ON”）。2.正常操作规程2.1正常工况下主要工艺参数的生产指标(1)炉出口温度:TIC106420℃(2)炉膛温度:TI104640℃(3)烟道气温度:TI105210℃(4)烟气氧含量:AR1014%(5)炉膛负压:PI1072O(6)工艺物料量:FIC101(7)采暖水流量:FIC1029584kg/h(8)V-105压力:PIC1012atm(9)燃料油压力:PIC1096atm(10)雾化蒸汽压差:PdIC1124atm2.2TIC106控制方案切换工艺物料的炉出口温度TIC106可以通过燃料气和燃料油两种方式进行控制。两种方式的切换由HS101切换开关来完成。当HS100切入燃料气控制时，TIC106直接控制燃料气调节阀，燃料油由PIC109单回路自行控制；当HS101切入燃料油控制时，TIC106与PIC109结成串级控制，通过燃料油压力控制燃料油燃烧量。3.停车操作规程3.1停车准备摘除联锁系统（现场图上按下“联锁不投用”）3.2降量（1）通过FIC101逐步降低工艺物料进料量至正常的70%。（2）在FIC101降量过程中，逐步通过减少燃料油压力或燃料气流量，来维持炉出口温度TIC106稳定在420℃左右。（3）在FIC101降量过程中，逐步降低采暖水FIC102的流量。（4）在降量过程中，适当调节风门和档板，维持烟气氧含量和炉膛负压。3.3降温及停燃料油系统（1）当FIC101降至正常量的70%后，逐步开大燃料油的V-108返回阀来降低燃料油压力，降温。（2）待V-108返回阀全开后，可逐步关闭燃料油调节阀，再停燃料油泵（P101A/B）。（3）在降低燃料油压力的同时，降低雾化蒸汽流量，最终关闭雾化蒸汽调节阀。（4）在以上降温过程中，可适当降低工艺物料进料量，但不可以使炉出口温度高于420℃。3.4停燃料气及工艺物料（1）待燃料油系统停完后，关闭V-105燃料气入口调节阀（PIC101调节阀），停止向V-105供燃料气。（2）待V-105压力下降至时，关燃料气调节阀TV106。（3）待V-105压力降至时，关长明灯根部阀，灭火。（4）待炉膛温度低于150℃时，关FIC101调节阀停工艺进料，关FIC102调节阀，停采暖水。3.5炉膛吹扫（1）灭火后，开吹扫蒸汽，吹扫炉膛5秒（实际10分钟）。（2）停吹扫蒸汽后，保持风门、档板一定开度，使炉膛正常通风。4.复杂控制系统和联锁系统4.1炉出口温度控制TIC106工艺物流炉出口温度TIC106通过一个切换开关HS101。实现两种控制方案：其一是直接控制燃料气流量，其二是与燃料压力调节器PIC109构成串级控制。4.2炉出口温度联锁：。联锁源：（1）工艺物料进料量过低（FIC101<正常值的50%)（2）雾化蒸汽压力过低（低于7atm）联锁动作:（1）关闭燃料气入炉电磁阀S01（2）关闭燃料油入炉电磁阀S02（3）打开燃料油返回电磁阀S035.仪表一览表位号说明类型正常值量程上限量程下限工程单位高报低报高高报低低报AR101烟气氧含量AI%FIC101工艺物料进料量PIDkg/hFIC102采暖水进料量PIDkg/hLI101V-105液位AI40～%LI115V-108液位AI40～100,0%PIC101V-105压力PIDatm(G)1.0PI107烟膛负压AImmH2OPIC109燃料油压力PIDatm(G)PDIC112雾化蒸汽压差PIDatm(G)TI104炉膛温度AI℃TI105烟气温度AI