Контрольная работа по Энергетика на тему функциональной схемы управления энергетическими установками

ПРАКТИКУМ № 3
Разработка функциональной схемы управления технологическими процессами в однокорпусной выпарной установке

Цель работы: закрепление навыков по разработке функциональных схем управления технологическими процессами на примере однокорпусной выпарной установки.

Теоретическая часть
Выпарная установка состоит из подогревателя упариваемого свежего раствора и выпарного аппарата (теплообменного выпарного корпуса) (рис. 9).
Теплоноситель (свежий греющий пар) поступает в межтрубное пространство подогревателя. В выпарной аппарат поступают и нагретый и свежий растворы.
Входными переменными являются температура, плотность (концентрация сухих веществ) расход поступающего раствора. Выходные переменные: плотность упаренного щелока, производительность установки по испаряемой воде, разрежение в аппарате.

Рисунок 1 - Теплотехнологическая схема однокорпусной выпарной установки
Для обеспечения работы выпарной установки по регламенту необходимы САУ и АСК.
Задание
Согласно рассмотренным в Практикуме № 1 примерам построения функциональных схем управления технологическими процессами разработать функциональную схему управления процессами в однокорпусной выпарной установке с включением позиций (поз.) следующих САУ и АСК:
поз.1 – АСК давления теплоносителя,
поз.2 – САУ расходом теплоносителя,
поз.3 – АСК концентрации свежего раствора,
поз.4 – АСК расходом свежего раствора,
поз.5 – САУ плотностью упаренного щелока (по температурной депрессии),
поз.6 – АСК температур свежего раствора, теплоносителя, упаренного раствора и внутри выпарного аппарата,
поз.7 – АСК расходом упаренного раствора,
поз.8 – САУ уровнем в аппарате,
поз.9 – САУ разрежением,
поз.10 – АСК вторичного (сокового) пара,
поз.11 – дистанционное управление расходом свежего раствора.
Плотность упаренного щелока управляется косвенно – по температурной депрессии. Температурная депрессия – это превышение температуры кипения выпариваемого щелока над температурой, выделяющегося из него вторичного (сокового) пара. САУ плотностью (поз.5) выдает задание САУ расходом теплоносителя (поз.2).


ПРАКТИКУМ № 4
Разработка функциональной схемы управления технологическими процессами в сушильном аппарате с кипящим слоем

Цель работы: закрепление навыков по разработке функциональных схем управления технологическими процессами на примере сушильной установки.
Теоретическая часть
Аппарат с кипящим слоем (КС) предназначен для сушки различных материалов (например, для сушки соли) (рис. 1). Аппарат имеет прямоугольное сечение и состоит из топки, газораспределительной решетки, загрузочного устройства со встроенным разбрасывателем и приспособления для разгрузки аппарата. Площадь газораспределительной решетки 3,25 м2.

Рисунок 1 - Теплотехнологическая схема сушильного аппарата с кипящим слоем
В топку под давлением подается природный газ, продукты сгорания которого используются в качестве теплоносителя для сушки материала. В топке поддерживается температура 1400 0С.
В камере смешения топочные газы перемешиваются с подаваемым холодным атмосферным воздухом. В результате образуется теплоноситель с температурой 300–400 °С. Воздух, предварительно очищенный в ячейковых фильтрах, подается турбовоздуходувкой в топку и камеру смешения.
В аппарате с кипящим слоем зоной взаимодействия твердых частиц и газов является псевдоожиженный слой, образующийся на газораспределительной решетке при подаче на нее сверху влажного продукта, а снизу – теплоносителя, создающего эффект псевдоожижения.
Аппарат работает с избыточным давлением в топке и нижней части корпуса, расположенной под газораспределительной решеткой. Величина давления соответствует сумме аэродинамического сопротивления слоя, которое примерно равно массе материала на 1 м2 его поверхности, и сопротивления решетки, зависящего от ее живого сечения и скорости теплоносителя.
В случае использования установки для сушки в производстве поваренной соли на вход в аппарат поступает вакуум–выварочная соль с температурой 35 °С и влажностью 4 %. На выходе из аппарата образуется пищевая поваренная соль с содержанием хлористого натрия по сухому веществу не менее 99,7 %, с температурой 80 °С и влажностью 0,1 %.
Наиболее важным показателем процесса сушки в аппарате с КС является температура слоя. Необходимость стабилизации температуры обусловлена требованием получения продукта с заданным конечным влагосодержанием. Понижение температуры слоя вызывает повышение конечной влажности материала, что в некоторых случаях может ухудшать условия псевдоожижения и приводить аппарат к предаварийному состоянию. Кроме того, при снижении температуры слоя понижается температура отходящих газов, что связано с опасностью конденсации паров в узле пылеулавливания.
Увеличение температуры слоя приводит к снижению КПД аппарата и снижению производительности дымососа.