Автоматизация известково-обжиговой печи

3. Построение принципиальной схемы контура контроля

Принципиальные электрические схемы в проектах автоматизации служат для изображения взаимной электрической связи аппаратов и устройств, действия которых обеспечивают решение задач автоматического контроля, регулирования, сигнализации и управления технологическим процессом. Эти схемы являются важными проектными материалами, которые используются не только в процессе проектирования, но и в процессе наладки и эксплуатации технологической установки.

В качестве рассмотрения выбран контур контроля температуры в соединительном канале печи. Принципиальная электрическая схема контура приведена в графической части проекта.

Данный контур решает одну из основных задач, относящуюся к тепловому режиму работы печи, а именно поддержание оптимальной температуры в рабочем пространстве печи. На работу данного контура имеют прямое влияние такие параметры, как:

- химический состав известняка ;

- фракция известняка;

- уровень известняка в печи;

- температура известняка;

В свою очередь, рассматриваемый контур влияет на работу других контуров и на работу всего агрегата в целом.

Поэтому, разработке и анализу режимов работы в различных внештатных ситуациях принципиальной электрической схемы контура контроля температуры в соединительном канале печи следует уделить особое внимание.

В контуре используются следующие технические средства автоматизации:

Радиационный пирометр Ardometr преобразует параметр температуры в термо ЭДС. Сигнал с пирометра поступает на линеарезатор, который линеаризирует этот сигнал и преобразует его в токовый (4-20мА). Токовый сигнал с выхода линеарезатора последовательно поступает на показывающий прибор Zeparex 49

и на вход канал АЦП контроллера 37-300.

Питание 220В на приборы подается по линиям М, 12 и заземление РЕ от электросети.

Принципиальная схема приведена в приложении С.

Техника безопасности и охрана труда Общие сведения

Охрана здоровья трудящихся и обеспечение безопасных условий труда являются одной из главных задач Советского государства. В результате проводимых в стране мероприятий по охране труда неуклонно снижается производственный травматизм и профессиональная заболеваемость трудящихся.

Для снижения травматизма важную роль играет укрепление трудовой и производственной дисциплины, строгое выполнение рабочими и служащими правил и норм по технике безопасности, точное соблюдение технологии производства, правильная эксплуатация машин, механизмов и инструментов, бережное отношение к спецодежде и средствам индивидуальной защиты.

Современные предприятия представляют собой сложный комплекс технических систем, нередко с высоким уровнем автоматизации. Осо-бенности технологических процессов и условия безопасности работ разнообразны, в связи с чем на каждом предприятии администрацией совместно с профсоюзной организацией разрабатываются и утверждаются правила внутреннего распорядка и инструкции по обеспечению безопасных условий труда. Отраслевые министерства и ведомства совместно с центральными комитетами профессиональных союзов разрабатывают и утверждают типовые инструкции по охране труда для рабочих основных профессий в данной отрасли.

На работах, связанных с загрязнением одежды, вредными условиями труда, рабочим и служащим выдается бесплатно по установленным нормам специальные одежда и обувь, мыло, различные обезвреживающие средства, а также молоко и лечебно-профилактическое питание.

Рабочие и служащие, занятые на тяжелых работах с вредными или опасными условиями труда, а также связанных с движением транспорта и подъемно-транспортных механизмов, при поступлении на работу проходят предварительный медицинский осмотр для определения пригодности их по состоянию здоровья. По различным отраслям промышленности и по определенным профессиям (электромонтеры, сварщики и др.) установлены сроки периодических медицинских осмотров в целях предупреждения профессиональных заболеваний.

На современных предприятиях не только внутри помещений, где работают станки, машины, требуется внимание, осторожность работающих и строгое соблюдение ими инструкций по безопасности охране труда, но и в равной мере это относится к территории предприятия, обычно насыщенной различными коммуникациями (сжатого воздуха, газов, пара, воды) с внутризаводским транспортом как рельсовым, так и автомобильным.

Для обеспечения безопасных условий на предприятиях утверждена типовая сводная номенклатура мероприятий по охране труда. В соответствии с типовой номенклатурой, обязательной для всех отраслей промышленности, предприятия обязаны проводить мероприятия по предупреждению несчастных случаев, заболеваний на производстве (устройства по защите от вредного действия газов, пыли, различных излучений, вредного шума и вибраций), общему улучшению условий труда (рациональное освещение, устройство надлежащих гардеробов, умывальников, душевых, туалетов, комнат для кормления грудных детей, приема пищи, курения, хранения спецодежды, для отдыха рабочих и т. д.).

Проведение администрацией установленных мероприятий по охране труда контролируется инспекцией по охране труда городских, областных и центральных комитетов профсоюзов, а также общественными инспекторами фабрично-заводских и местных комитетов профсоюза.

После медицинского осмотра поступающие на работу получают до начала работы на предприятии вводный инструктаж. Вводный инструктаж проводится в рабочее время, индивидуально или с группой в виде собеседования. В вводном инструктаже освещаются основные вопросы техники безопасности: правила внутреннего распорядка, поведения на участках с повышенной опасностью, при погрузочно-разгрузочных работах; правила работы на высоте более 5 м и с электроинструментами и механизмами; нормы выдачи и сроков замены спецодежды, рекомендации по пользованию индивидуальными защитными средствами (рукавицы, очки, боты, перчатки); краткая характеристика причин производственного травматизма и меры предохранения от профессиональных заболеваний; оказание первой доврачебной помощи при ожогах, переломах, поражении электрическим током; ответственность за нарушение правил техники безопасности. Проведение вводного инструктажа отмечается в специальном журнале.

Правилам техники безопасности обучают всех рабочих, не окончивших профессионально-технических училищ и других специальных учебных заведений. Обучение начинают с момента поступления на работу. Единая программа обучения рассчитана на 12--18 ч. После окончания обучения проводится проверка знаний комиссией. Результаты проверки знаний заносят в протоколы, на основании которых каждому рабочему выдается удостоверение по технике безопасности.

Некоторые виды работ требуют специального обучения и проверки знаний. К последним относят: работу с пиротехническим инструментом (строительно-монтажные пистолеты и прессы взрывного действия); монтаж соединительных и концевых муфт напряжением выше 1000 В, электро- и газосварку, монтаж аккумуляторов, ртутно-выпрямительных агрегатов, крупных электрических машин и трансформаторов; работу с электрифицированным инструментом.

ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

Воздействие электрического тока на организм человека зависит от многих факторов: напряжения и силы тока, частоты и продолжительности воздействия тока, состояния кожи (сухая, влажная), некоторых болезней сердца, характера прикосновения (кратковременное -- точечное или плотное), от пола, на котором стоит человек (металлический, бетонный, деревянный). Состояние опьянения сильно понижает сопротивление организма электрическому току.

Поражения электрическим током могут произойти как при высоком, так и при низком напряжениях. Статистика показывает, что больше всего несчастных случаев происходит при напряжениях 380 и 220 В, т. е. в таких установках, где чаще всего работают люди, не всегда имеющие достаточную специальную подготовку.

Постоянный ток оказывает менее сильное воздействие, чем перемен-ный ток той же силы. Принято считать, на основании экспериментальных данных, безопасной для человека силу тока: переменного до 10 мА, постоянного до 50 мА. При воздействии более высоких токов происходят непроизвольные судорожные сокращения мышц; человек не может самостоятельно оторвать руку от токоведущей части и, если ему не будет оказана помощь, происходит паралич дыхания и сердца.

Опасно не только непосредственное прикосновение к токоведущим частям. Часто причиной поражения электрическим током является повреждение изоляции токоприемников. В этом случае металлический корпус токоприемника находится в контакте с оголенными токоведущими частями и, следовательно, прикосновение к металлическому корпусу может стать таким же опасным, как и прикосновение к оголенным токоведущим частям.

К персоналу, обслуживающему электроустановки, предъявляют специальные требования. При приеме на работу по эксплуатации электроустановок поступающий обязательно проходит медицинский осмотр, при котором проверяют его здоровье, отсутствие болезней, увечий и дефектов, при наличии которых работа по эксплуатации электроустановок противопоказана.

В процессе работы проводят повторные медицинские осмотры не реже 1 раза в 2 года. Для некоторых установок, связанных с повышенной вредностью (например, эксплуатация ртутных выпрямителей, работы верхолазов на высоте, высокочастотные установки), повторные медицинские осмотры осуществляют 1 раз в 6--12 мес.

После медицинского осмотра поступающий на работу проходит вводный (общий) инструктаж по технике безопасности и проверку в квалификационной комиссии, присваивающей квалификационную группу соответственно его знаниям правил техники безопасности и опыту работы и выдающей удостоверение на право работы в данной электроустановке.

Установлено пять квалификационных групп.

I группа. В эту группу входят лица, связанные с обслуживанием электроустановок, но не прошедшие проверку знаний правил техники безопасности. Они не имеют электротехнических знаний и отчетливых представлений об опасности поражения электрическим током и мерах предосторожности. Работников этой группы инструктируют при допуске к работам. Работают они под непрерывным наблюдением лиц, имеющих квалификационную группу II и выше.

II группа. К ней относят электромонтеров, электрослесарей, крановщиков, электросварщиков, практикантов институтов, техникумов и технических училищ и практиков-электриков. Чтобы получить квалификацию II группы, необходимо иметь стаж работы на данной установке не менее 1 мес. (практикантам стаж «е требуется), определенный минимум электротехнических знаний, отчетливое представление об опасности поражения электрическим током и основных мерах предосторожности при эксплуатации электроустановок.

III группа. К ней относят электромонтеров и электрослесарей, дежурный и оперативный персонал, наладчиков, связистов и практикантов институтов и техникумов, начинающих инженеров и техников. Для получения квалификации III группы работник должен иметь не менее 6 мес. общего стажа работы (окончившие технические и ремесленные училища -- не менее 3 мес., практиканты институтов и техникумов, начинающие инженеры и техники -- не менее 1 мес. стажа по II группе).

Кроме электротехнических знаний и отчетливого представления об опасности поражения электрическим током, мерах предосторожности и оказании первой помощи работники III группы должны знать те разделы Правил технической эксплуатации и безопасности обслуживания (ПТЭБО), которые относятся к их обязанностям, и уметь вести надзор за работами в электроустановках.

IV группа. Для получения IV группы работник должен иметь стаж работы «е менее 1 года (окончившие технические и ремесленные училища--не менее 6 мес., начинающие инженеры и техники -- не менее 2 мес.).

Кроме знаний, необходимых для III группы, для получения IV группы надо знать Правила технической эксплуатации и безопасности обслуживания, уметь свободно разбираться во всех элементах данной электроустановки, а также организовывать безопасное ведение работ в электроустановках.

V группа. Ее присваивают мастерам, техникам и инженерам с законченным *средним или высшим образованием и со стажем работы не менее 6 мес., а также монтерам, мастерам и практикам, занимающим инженерно-технические должности при наличии стажа не менее 5 лет. Для окончивших технические и ремесленные училища достаточен стаж 3 года.

Для получения квалификации V группы работник должен не только иметь знания, необходимые для IV группы, и твердо знать Правила технической эксплуатации и безопасности, но и иметь ясное представление о том, чем вызваны требования каждого пункта правил, уметь организовать безопасное производство комплекса работ и вести надзор за ними при любом напряжении.

Заземление и защитные меры безопасности.

Чтобы защитить людей от поражения электрическим током при случайном прикосновении их к токоведущим частям токоприемников и при повреждении изоляции, корпуса электрооборудования заземляют. Для заземления в первую очередь используют естественные заземлители -- металлоконструкции сооружений, арматуру железо-бетонных конструкций, трубопроводы и другое оборудование, имею-щее надежное соединение с землей.

В Правилах устройства электроустановок перечислены условия, при которых можно использовать естественные заземлители. Рекомендуется применять одно общее заземляющее устройство для заземления электроустановок различных назначений и напряжений.

В тех случаях, когда невозможно выполнить заземление или защитное отключение электроустановки или когда устройство заземления трудно осуществить по технологическим причинам, разрешается обслуживание электроустановки с изолирующих площадок, но должна быть исключена возможность одновременного прикосновения к незаземленным частям электрооборудования и к частям зданий или оборудования, соединенным с землей.

Различают заземляющие устройства:

при больших токах замыкания на землю (электроустановки на-пряжением выше 1000 В при однофазном токе замыкания на землю более 500 А);

при малых токах замыкания на землю (напряжением выше 1000 В при однофазном токе замыкания на землю менее 500 А);

при глухозаземленной нейтрали трансформатора или генератора, присоединенной к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (трансформаторы тока и др.);

при изолированной нейтрали, не присоединенной к заземляюще-му устройству или присоединенной через аппараты, имеющие боль-шое сопротивление или устройства, компенсирующие емкостный ток в сети.

При напряжении электроустановки 220 В и выше переменного и постоянного тока во всех случаях необходимы устройства заземления, причем следует заземлять:

корпуса электрических машин, аппаратов, светильников и др.;

приводы электрических аппаратов;

вторичные обмотки измерительных трансформаторов тока и на-пряжения;

каркасы распределительных устройств, щитов, пультов, щитков и шкафов с электрооборудованием;

опорные кабельные конструкции, корпуса кабельных муфт, ме-таллические оболочки силовых и контрольных кабелей, проводов, стальные трубы электропроводки и другие металлоконструкции, связанные с установкой электрооборудования, в том числе передвижных и переносных электроприемников.

Не требуется заземлять: оборудование, установленное на заземленных металлоконструкциях, причем на опорных поверхностях оставляют зачищенные и незакрашенные места, чтобы обеспечить хороший электрический контакт;

корпуса электроизмерительных приборов и других аппаратов, установленных на щитах, пультах и на стенах камер распределительных устройств;

съемные или открывающиеся части на металлических каркасах щитов, пультов, камерах распределительных устройств и др.

Вместо заземления отдельных электродвигателей и аппаратов на стенках и другом оборудовании можно ограничиться заземлением станины станка при условии, если обеспечен надежный контакт между корпусом электрооборудования и станиной.

В сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В (рис.6 а) при прикосновении к заземленному корпусу, оказавшемуся вследствие пробоя изоляции под напряжением, человек оказывается присоединенным параллельно к цепи замыкания корпуса на землю. Если заземление корпуса выполнено доброкачественно, т. е. имеет малое сопротивление, через это заземление пойдет основная часть тока, а через тело человека пойдет незначительный ток, не представляющий опасности для жизни.

Таким образом, надежное защитное заземление должно иметь определенное сопротивление: не более 4 Ом по ПУЭ для установок напряжением до 1000 В. Если сеть питается от небольших генераторов и трансформаторов мощностью до 100 кВ-А, сопротивление заземляющего устройства допускается до 10 Ом.

В сетях с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В (рис.6, б) в случае пробоя изоляции на корпусе и прикосновения к нему человека опасность поражения электрическим током может быть предотвращена, если корпус электроприемника 2 металлически присоединить к четвертому (нулевому) проводу 5 и таким образом связать его электрически с заземленной нейтралью трансформатора. При этом замыкание рабочей фазы на корпус превращается в короткое замыкание и аварийное место отключается предохранителем или автоматом, что обеспечивает безопасность человека, прикасающегося к корпусу этого токоприемника.

Выводы фаз и нейтрали трансформаторов и генераторов на распределительный щит выполняют обычно шинами, причем проводимость нулевой шины берут не менее 50% проводимости фазной шины. Если эти выводы кабельные, кабели должны быть обязательно четырехжильными. Кабели с алюминиевой оболочкой могут быть трехжильными (алюминиевую оболочку в этом случае используют в качестве четвертой, нулевой жилы).

Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали мощных трансформаторов и генераторов, должно быть не более 4 Ом, а при мощности трансформатора и генератора до 100 кВ*А - не более 10 Ом.

В электроустановках напряжением до 1000В с глухозаземленной нейтралью нельзя заземлять корпуса электрооборудования, если у них нет надежной металлической связи с нейтралью трансформатора через присоединение нулевого провода (или шины). В этих же сетях нельзя использовать свинцовые оболочки кабелей в качестве заземляю-щих проводников.

Как уже отмечалось, в первую очередь используют естественные заземлители: различные трубопроводы, проложенные в земле (кроме содержащих горючие или взрывчатые жидкости и газы, а также покрытые изоляцией для защиты от коррозии), обсадные трубы артезианских скважин, металлоконструкции и арматуру железобетонных сооружений. Правила требуют, чтобы все естественные заземлители были связаны с заземляющими магистралями не менее чем двумя проводниками, присоединенными к заземлителю в разных местах. Размеры стальных заземлителей и заземляющих проводников по ПУЭ должны быть не меньше:

для прямоугольного профиля сечением 24 мм2 при толщине 3 мм в здании и 48 мм2 при минимальной толщине 4 мм в земле и наружных установках;

для угловой стали толщиной полок 2 мм в здании, 2,5 мм в наружных установках и 4 мм в земле;

для стальных газопроводных труб толщиной стенок 1,5 мм в здании, 2,5 мм в наружных установках и 3,5 мм в земле.

Стальные тонкостенные трубы можно использовать в качестве за-земляющих проводников только внутри здания при толщине стенки не менее 1,5 мм.

Эксплуатация заземлений. Защитное заземление -- ответственная часть электроустановки, от которой зависит безопасность людей. За состоянием сети заземления при эксплуатации организуется регулярный надзор. Наружную часть заземляющей проводки осматривают одновременно с текущими и капитальными ремонтами.

На промышленных предприятиях не реже 1 раза в год измеряют сопротивление заземляющих устройств, для чего применяют специальные приборы -- измерители заземления. Ежемесячно проверяют состояние пробивных предохранителей. Эти предохранители устанавливают на стороне низшего напряжения трансформаторов с изолированной нейтралью при вторичном напряжении до 660 В. При повреждении изоляции обмоток трансформатора и переходе высшего напряжения на обмотку низшего в пробивном предохранителе происходит пробой промежутка и соединение сети низшего напряжения с заземлением. В электроустановках напряжением до 1000 В 1 раз в 5 лет должно производиться измерение полного сопротивления петли «фаза -- нуль» для наиболее удаленных электроприемников (не менее 10% от общего количества).

Защитные и предупредительные средства.

Защитные средства предохраняют обслуживающий персонал от поражения электрическим током. Их разделяют на следующие группы: изолирующие защитные средства; переносные указатели (индикаторы) напряжения; временные переносные защитные заземления; предупредительные плакаты.

Изолирующие защитные средства делятся на основные и дополнительные. Основные служат для того, чтобы можно было работать, касаясь ими токоведущих частей, находящихся под напряжением, дополнительные сами по себе не могут обеспечить безопасность, их можно применять лишь с основными изолирующими средствами.

К основным защитным средствам относят изолирующие штанги, которыми выполняют отключения и включения аппаратов, клещи для установки и снятия трубчатых предохранителей и клещи для измерения тока (токоизмерительные). Резиновые перчатки, галоши, боты, резиновые коврики, дорожки и изолирующие подставки относят к дополнительным средствам. Изолированные рукоятки монтерского инструмента, а также диэлектрические перчатки в установках до 1000 В являются основными защитными средствами.

Для выполнения операций с изолирующей штангой рабочий надевает диэлектрические перчатки. В наружных установках он, кроме того, должен стоять на основании из изоляционного материала.

Изолирующие клещи для установки и снятия предохранителей высокого напряжения применяют только в том случае, когда работаю-щий надел диэлектрические перчатки. Клещи для измерения тока в цепях высокого напряжения без отключения цепей используют при напряжении до 10 кВ только при надетых диэлектрических перчатках.

Изолирующие штанги и токоизмерительные клещи запрещено при-менять в открытых установках во время сырой погоды, дождя и снега. Штанги, постоянно находящиеся на месте, подвергают периодическим испытаниям 1 раз в 2 года для установок напряжением выше 1000 В. Измерительные штанги, и клещи испытывают 1 раз в год.

Применяют диэлектрические резиновые перчатки двух видов: для установок напряжением до 1000 В и выше 1000 В. По внешнему виду эти перчатки не отличаются друг от друга, но их защитные свойства различны. Перчатки имеют клеймо с указанием напряжения, для которого они предназначены. Для установок до 1000 В их испытывают напряжением 3,5 кВ, а для установок свыше 1000 В -- напряжением 9 кВ. Перчатки регулярно (1 раз в 6 мес.) подвергают специальным электрическим испытаниям. Кроме того, перед употреблением необходимо внимательно осмотреть, нет ли на них трещин, порезов и проколов. Для этого закручивают каждую перчатку к пальцам. Если имеются дефекты, через поврежденные места выходит воздух. Перчатки 1 раз в 3 месяца дезинфицируют и посыпают тальком. Надевая перчатки, их натягивают на рукава верхней одежды.

Диэлектрические галоши и боты изготовляют из специальных сортов резины светло-серого или бежевого цвета и не лакируют. Галоши и боты хранят в темном сухом помещении при температуре от 5 до 20° С (на расстоянии не менее 1 м от печей и отопительных приборов) и подвергают электрическим испытаниям 1 раз в 6 мес.

Диэлектрические резиновые коврики и дорожки изготовляют для установок напряжением выше 1000 В. Они должны иметь соответствующее клеймо, только при наличии, которого их можно применять в качестве защитных средств. Электрические испытания ковриков и дорожек выполняют 1 раз в 2 года. Помимо испытаний, их 1 раз в Змее, подвергают внешнему осмотру и при обнаружении трещин, пузырей и заусенцев в эксплуатацию не допускают.

Изолирующие подставки состоят из деревянного настила, уста-новленного на фарфоровых опорных изоляторах. Высота подставки от пола до нижней поверхности настила должна быть не менее 100мм. Настил делают из планок хорошо высушенного дерева и окрашивают масляной краской или двойным слоем лака. Зазор между планками должен быть не более 25 мм.

Переносные указатели (индикаторы) напряжения имеют обычно неоновую лампу и изолирующую штангу. Прикоснувшись указателем к токоведущим частям, можно определить, находятся ли они под напряжением. Индикаторы изготовляют высокого (для установок напряжением выше 1000 В) и низкого (для установок напряжением от НО до 500В) напряжения. При пользовании индикатором высокого напряжения обязательно применяют ди-электрические перчатки, а в наружных установках -- дополнительно изолирующее основание.

Временные переносные защитные заземления требуется при ремонтных работах подсоединять к земле, а затем к токоведущим шинам. В местах подсоединения переносных заземлений токоведущие шины необходимо зачищать от краски и смазывать вазелином. Проводники переносных заземлений должны быть медные сечением не менее 25 мм2.

Много несчастных случаев происходит при неправильном пользовании переносным электроинструментом и переносными лампами, поэтому их периодически осматривают и проверяют. В производственных помещениях надо применять переносные инструменты и лампы на напряжение 36 В, а в особо опасных помещениях-- лампы на 12 В. Переносные лампы не должны иметь токоведущих частей, доступных для прикосновения. Штепсельные розетки и вилки для переносных токоприемников в производственных помещениях имеют специальные контакты для присоединения заземляющих проводников.

Предупредительные плакаты предупреждают об опасности приближения к частям, находящимся под напряжением, и запрещают выполнять операции с аппаратами, которыми можно подать напряжение на место работ, а также указывают персоналу места, подготовленные к работе, напоминают о принятых мерах.

Плакаты разделяют на четыре группы: предостерегающие (рис.7а), запрещающие (рис.7,б), разрешающие (рис.7,в) и напоминающие. Кроме того, плакаты бывают постоянные и пере-носные.

Кроме перечисленных применяют защитные средства от действий дуги, продуктов горения и механических повреждений (защитные очки, брезентовые рукавицы, противогазы).

Расчётный лист

Объёмный расход газа, приведенный к нормальному состоянию (20°С 101325Па) QHOM = 4200 м3/ч.

1. Данные для расчета

А - Сужающее устройство

1. Тип - диафрагма

2. Материал сужающего устройства - сталь 12Х18Н9Т

3. Поправочный коэффициент на тепловое расширение Кt = 1,0047

Б - Трубопровод

1. Поправочный коэффициент на тепловое расширение Кt = 1,0047

2. Внутренний диаметр D=700мм

В - Измеряемая среда

Название газа - природно-доменный газ

Расчетные расходы - максимальный Qnp=4000м3/ч Средний Qср= 2300м3/ч

Минимальный Qmm=1500м3/ч

Средняя абсолютная температура Т=290К Среднее абсолютное давление с=110000 Па Расчетная допустимая потеря давления Рпд=5500Па

Плотность сухого газа в нормальном состоянии сн=0,8362 кг/м3

Максимально возможное давление водяного пара при температуре t=25°C

Относительная влажность в долях единицы ц=0,89

Относительная влажность в рабочем состоянии ц=0,95

Коэффициент сжимаемости К=1

Промежуточная величина для определения ж=387

Плотность сухой части газа в рабочем состоянии рс г=0,950кг/м3

Плотность влажного газа в рабочем состоянии с=0,970кг/м3

Показатель адиабаты - 1,355

Динамическая вязкость µ=1,241*105Па/с

Число Рейнольдса Re=304664,2

Среднее число Рейнольдса Reср=201078,37

Лист исходных данных

Общие данные

Среднее барометрическое давление местности Рб=101325Па

Трубопровод

1. Внутренний диметр D20=700мм

2. Материал - сталь 12Х18Н9Т

Измеряемая среда

1. Наименование: газ

2. Часовой расход:

мах Qмmax=3200м3/ч

средний Qмср= 2300м3/ч

мин: Qм мин= 1500м3/ч

3. Средняя температура t=32°С

4. Среднее избыточное давление Ри=5,0*10??мПа

5. Допустимые потери давления Рпд=0,5кПа

Расчёт сужающего устройства

Среднее барометрическое давление местности (100000 - 101325 )Па

Рб=101325Па

Материал сужающего устройства и участков трубопровода, между которыми устанавливается сужающее устройство для воды, газа, пара и горячего воздуха: сталь 12Х18Н9Т.

O трубопровода при 20°С D20 выбираем по допустимой скорости вещества в трубопроводе.

Скорость пара в рабочих условиях V=10м/с. По выбранной скорости находим o трубопровода

Где: Qmax - максимальный расход вещества в рабочих условиях

337,1мм

Найденную величину округляем до стандартного значения D=400мм

Расчетный мах расход Qпр, являющийся верхним пределом измерения дифманометра, выбирают из стандартного ряда (1;1,25;1,6;2;2,5;3,2;4;5;6,3;8) 10?.

В данном случае:

Qпр=4000м3/ч

Средний расход составляет:

Qмср=(1/2-2/3) Qм np

Qм ср=2/3*4000=2666,6 м3/ч

Минимальный расход:

Qм мин.=(1/4-1/3) Qм np

Qм мин=1/4*4000=1000м3/ч

По условию температура пара t=32°С. В интервале температур (0°С - 450°С) коэффициент на тепловое расширение равен:

Kt=1+?t*(t-20),

Где ?t=(1.38-1.74)*10??

Kt=1+1.56*10??*(320-20)=1.00468

Средняя абсолютная температура:

Т=t=273

T=303K

Среднее абсолютное давление:

Ра=Ри+Рб

Где Ри - избыточное давление,

Рб - барометрическое давление.

Ра=5000000+101325=5101325 Па.

Расчетная допустимая потеря давления:

Рпд=Рпд'*(Qм пр/Qmax)?

Где Рпд' - допустимая потеря давления;

Рпд=4500*(4000/3200)=5625Па

Плотность газа в нормальных условиях находим из таблицы

Рн=0.8362кг/м3.

Показатель адиабаты для газа

ч=0.8362-0.0001*t

Где t - температура пара

Ч=0.8227

Динамическую вязкость газа нахожу по таблице:

µ=1.241*10??Па*с. Кг/м3

число Рейнольдса находим по формуле:

Re=0.354*Qм пр/D*µ

Где D - диаметр трубопровода;

Qм пр - максимальный расход;

µ- динамическая вязкость.

Re=0.354*3200/300*1.241*10??=4,2

Среднее число Рейнольдса:

Reср= Re*Qм ср/Qм пр

Где Qм пр- максимальный расход;

Qм ср- средний расход.

Re ср=2,79

Используя полученные данные, приступаю к расчету диафрагмы. Для этого использую следующие зависимости:

1). о =1-(0.41+0.35м?)*

Где ч- показатель адиабаты

м- модуль сужающего устройства.

2). ,

Где: Re - число Рейнольдса для расхода Qм пр.

3) Граничное число Рейнольдса Remm выбирают в зависимости от m:

Для 0.05

для

для 0.59

4) Потеря давления Рп, Па

Рn=(1-1,035m) P

Расчет сужающего устройства заключается в определении его диаметра d при обязательном выполнении следующих условий:

- стандартный максимальный перепад давления должен быть выбран как можно больший, т.к. при этом обеспечивается постоянство коэффициента расхода;

(a=const, если Reср(Remin)гр),

- стандартный максимальный перепад давления должен быть выбран как можно меньший, т.к. с увеличением перепада давления возрастают безвозвратные потери давления; перепад давления следует выбирать из ряда: (1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3;)*10n ;

- то есть, перепад давления нужно выбирать из условий, удовлетворяющих этим требованиям; если потеря давления не лимитирована, стандартный максимальный перепад выбирают таким , чтобы m = 0,2 (при этом длины прямых участков трубопровода до и после сужающего устройства получаются минимальными);

- погрешность расчета не должна превышать + 0.1

Таким образом, результат расчета диаметра сужающего устройства считается окончательным, если

Где Qм - значение массового расхода, полученное в результате расчета по формуле:

.

Если хотя бы одно из ограничений не выполняется, то расчет нужно скорректировать.

Алгоритм расчета

1.подсчитываем дополнительную величину С по формуле:

С=

C=8.3861

2. для m=0.2 определем

3.Проверяю условие (1.17). Так как оно выполняется, задаемся перепадом давления ? Р<

?Р=63000 Па

4. По формуле (1.14) определяем е1=0.99426

5. Вычисляем вспомогательную величину (mб)1:

(mб)=С/ е1* (1.21)

(mб)=0.0336

6. По формуле (1.15) определяем =0.6094.

7. Уточняем значение модуля m:

m=(mб)/б

m=0.055

8. Подсчитываем по формуле потери давления Рп. И сравниваем с допустимыми Рп.д

Рп.=49959 Па

Условие выполняется с выбранным перепадом.

9. Определяем значение е2=0.99443, соответствующего модулю m2

Так как разница между е1 и е2 не превышает0.0005, тогда значение m1 и е1 считаем окончательными.

10. Определяем диаметр сужающего устройства по формуле:

мм

11. По формуле вычисляем расход кг/ч

По формуле вычисляем погрешность вычисления , при этом выполнилось условие

После расчета сужающего устройства находим нижний рабочий участок шкалы дифманометра Qм прmin, на котором :

Qм прmin= .

Вывод

Предложенная схема автоматизации (на самом деле данная схема является упрощённой) применяется на прямоточно-противоточной двух шахтной печи комбината им. Ильича, уже более пяти лет, при этом экономический эффект составляет до 1000000 грн. в год.

Ниже приведены данные отработки параметров обжига извести в течение двух месяцев. Сравнительный анализ технологических параметров полученных в период опытной эксплуатации и базовым вариантом приводится в таблице 2.

Пример расчет параметров процесса:

Расход газа

Период обжига

Время реверсии

Объем воздуха на горение

Объем воздуха на охлаждение

Масса загрузки

Масса выгружаемой извести

507нм/цикл 840 сек

31000нм3/час 18000нм3/час 9,600 кг/цикл 5,452кг/цикл

Суточная производительность; 86400*5,4527(840+ 100)-500т извести в сутки

Расход тепла: 507нмУцикл* 36043кДж/м3 5,452кг/извести в цикл

Избыток воздуха на горение: 31000нмУчас*840сек/3600___________ 507нм3/цикл*36043кДж/м3*1,Н/4200нм3/кДж =3352 кДж/кг извести(800ккал/кг извести) =1,45

Таблица 2.

Подачу известняка на обжиг производят порциями по 4,7т через 780+ЮООсек в каждую шахту одновременно. Анализ полученных данных свидетельствует, что оптимальные теплотехнические параметры работы ГШР печи достигаются при удельном расходе газа в пределах 98,5+100нм'/т извести и коэффициенте соотношения газ-воздух 1,3-И ,5 обеспечивающих температуру- дымовых газов в переходном канале 950+1170°С и 75+120°С на выходе из печи.

Повышение удельного расхода газа свыше 100нм /т извести не улучшает характеристик полученной извести, а уменьшение удельного расхода газа менее 98,5нм /т извести приводит к ухудшению качества продукции.

Список литературы

1. Производство извести в прямоточно-противоточной шахтной печи. Технологическая инструкция ТИ 227-СТ-13-2002. Разработана И. Н. Фентисов, Э. Н. Шебаниц. Мариуполь, ОАО ММК им. Ильича. 2002г.

2. «Печи для производства извести» А.В.Монастырей, А.В.Александров Москва «Металлургия» 1979.

3. Технологическая инструкция 81тайс Олейник А.В. 2002.

Страницы: 1, 2