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电脱盐控制系统.doc

1、目 录 第1章 绘制控制工艺流程图 1 1.1电脱盐控制工艺概述 1 1.2电脱盐控制工艺设计 1 1.3电脱盐工艺、设备的优化调整与升级改造 4 1.4应对原油重质化趋势的新型电脱盐技术及其优势 6 1.5常减压装置电脱盐控制工艺流程图 7 第2章 节流装置的计算方法和计算机辅助设计计算 8 2.1 GB/T2624-93概述 8 2.2计算实例 8 第3章 调节阀口径计算 12 3.1 调节阀的选型 12 3.2调节阀口径计算 12 3.3计算实例 13 第4章 结论与体会 14 参考文献 15 附录 16 第1章 绘制控制工艺流程

2、图 1.1电脱盐控制工艺概述 随着世界各地原油开采限度的不断加深,原油劣质化趋势也十分显著,从不同地质结构和区块开采出来的原油,其比重、粘度、硫和重金属含量都有不同限度的升高,并且油田为了提高采输率也在不断增长注水和各种助剂的加注量,是原油性质更加复杂多变,这就对各地炼油公司在生产运营、工艺控制上产生了极大的影响,一方面就是对原油电脱盐装置的冲击,对原油脱后含盐指标的控制也越来越困难。 从各炼油公司的实际生产过程来看,原油所含盐类对工艺运营过程的影响越来越大,比如:近年来多次出现因盐类水解对设备的严重腐蚀,以及因之而产生的换热器、炉管和其它管线设备的结垢问题,既影响传热过程,又因增长了系

3、统阻力而减少了工艺效率,并且严重时还会由于堵塞管线设备而导致各种非计划停工,大大缩短开工周期,同时还也许会因设备腐蚀而引发各类安全生产事故。此外,盐类还会对催化裂化、加氢、延迟焦化、重整等工艺过程产生极大的危害,比如导致催化剂中毒等等,可以说对炼油生产的负面影响相称致命。所以原油电脱盐装置的运营效果如何,将在相称限度上影响炼油公司的“安、稳、长、满、优”运营。 总之,搞好电脱盐是保证炼油生产装置正常运营的先决条件,目前探讨电脱盐工艺如何采用优化调整措施以应对原油劣质化趋势,更是具有十分重大的指导意义。本文紧密结合炼油生产实际,从电脱盐装置操作参数的调整、工艺结构的优化和新型电脱盐技术的应用三

4、个方面展开了进一步探讨,提出了许多具有实际意义的技术指导思想。   1.2电脱盐控制工艺设计 混合强度的大小是保证电脱盐运营效果的重要指标,理论上压降越大,混合强度即所注入的水分散限度也越好,但是过高的混合强度则容易导致原油的过度乳化,以至于形成稳定的乳化层,特别是在原油性质或注水性质忽然变化的情况下,这样反而会增长破乳脱盐的难度。 从实际生产情况看,在原油重质化的整体背景下,目前中石化各大炼油公司电脱盐前混合压降大部分集中在50~75KPa之间,脱后含盐合格率则保持在93%~98%,基本满足了生产工艺的需要(见中国石化集团公司《2023年炼油生产装置基础数据汇编》)。为应对原油性质劣质

5、化的基本趋势,建议不同的原油电脱盐装置在实践中摸索出适合本装置特点的最佳混合压降控制点,只有找准了这个最佳控制点,才干为保证脱盐效果打下必要的基础。 一般对于重质原油而言,注水量越大,则脱盐效果就应当越好。由于这样可以大大破坏原油中原有乳化液的稳定性,使原油中的盐充足溶解于水中,并使油水乳化液在强弱电场交互作用与破乳剂的双重下影响,破坏掉乳化液的保护膜,使水滴由小变大不断聚合形成较大的水滴,借助于重力与电场作用沉降下来实现油水分离。 保证注水水质是保证注水效果的一个前提条件,在条件许可的情况下特别注意避免选用新鲜水作为注水。平时可选择净化水、凝结水和除盐水回注的形式,在必要时也可以考虑适当

6、补入除盐软化水。使用净化水时由于其中氨氮含量较高,应将其PH值作为一个重要的监控指标,PH值过高极易中和原油中的环烷酸并形成一种性质很强的乳化剂——环烷酸盐,会在脱盐罐中形成更加稳定的乳化层,从而大大减少脱盐效果。从实际情况来看,净化水PH值以≤6.5为宜。 为应对原油劣质化,可以适当选择增长注水比例(目前中石化重要炼油生产公司电脱盐注水一般保持在5%~8%之间),但各公司一方面还是根据自身工艺条件和经济性来考虑这个问题,单纯提高注水量增强电脱盐效果必然有一个瓶颈,并且注水量过大有时候反而会对电脱盐过程产生一定的负面影响。 根据斯托克斯定律,脱盐罐中水滴沉降速度与原油粘度成反比,脱盐效率又

7、与脱水率成正比,因此提高脱盐罐中水滴沉降速度是提高脱盐率的有效手段,原油进罐温度对提高脱盐效率起着积极作用。 斯托克斯(Stokes)定律:注:V为下降水滴沉降速度;ρ为水密度 ;ρo 为油品密度; n为油粘度; G为重力加速度; d为水滴直径; K为常数。 根据原油性质变化选择合适的脱盐温度很重要。温度过低,油水分层困难,严重影响脱盐效率;温度升高可以显著减少原油粘度,有效改善乳化液的破乳效果,提高脱盐率。但是,温度过高则会减小油水比重差,并提高油水之间的互溶度从而减少沉降速度,严重时导致水汽化而影响到电场的稳定性,甚至还会导致脱盐罐压力升高影响到装置的安全运营。此外,部分重质原油所含的

8、MgCl2、CaCl2在高温下也会加速水解,使原油导电率骤然增长,并不利于电脱盐平稳运营。 某厂电脱盐装置实践证明,当脱盐温度从125℃提高到135℃时,脱后含盐平均值从3.7mg/l下降到了3.25mg/l。目前,根据中石化各大炼油公司为应对原油劣质化趋势而采用的脱盐温度、脱盐合格率、脱盐含盐平均值的记录数字来看,脱盐温度一般保持在128℃~145℃之间(见中国石化集团公司《2023年炼油生产装置基础数据汇编》),实践证明该温度控制范围对不同品种的重质原油具有较好的适应性。但也有部分电脱盐装置与此有较大差异,关键是可以根据所加工原油的性质特点以及自身工艺条件选择一个最佳的脱盐温控范围,这相

9、应对原油劣质化趋势和提高脱盐工艺运营水平十分重要。 脱盐温差也是一个值得注意的控制指标。调研发现,很多电脱盐装置受自身工艺条件限制,虽能保证一级脱盐温度,却无法保证二级、三级等后续电脱盐温度,即上下游温差很大,这不利于提高脱盐效果。事实上很多装置因无法进一步提高二、三级脱盐温度,已经形成了一个影响脱盐效果的瓶颈,更无法适应加工重质化原油的需要。总之为了保证脱盐温度,部分装置还需要对原油换热工艺网络进行整体上的优化改造。 在电脱盐装置的运营控制过程中,界面的高低直接影响脱盐罐的送电情况和脱盐污水的含油量,若界面过高,会使油层和水层之间的乳化层上移,导致给脱盐罐送电困难;界面过低则会使罐底切出

10、的脱盐污水的含油量增长而导致过高的加工损失。事实上脱盐罐油水界位可以说是一个比较矛盾的控制指标,为了使原油有足够的停留时间,就需要尽也许地减少该指标,而为了减少脱盐污水含油,又要使油水界位尽也许地提高。假如可以采用适宜的油水界面,不仅可以有效增长原油在脱盐罐中的停留时间,尚有助于水滴的充足聚集,从而有助于减少脱后含盐量。电脱盐罐油水界面的最佳液位取决于乳化液在油层和水层的聚集趋势,其中减少脱盐污水含油量的办法就是提高污水界面。计算表白,在直径为3.2米的电脱盐罐中,把水面从0.9米提高到1.2米,水的停留时间即可增长48%。为此,最佳还要养成定期进行反冲洗的习惯,及时清除罐低的污泥可以有效增长

11、停留时间。 在加工重质原油时,电脱盐装置还应注意对本公司自产“污油”回炼过程的控制,加强对其PH值的监测。实践证明,个别装置曾经由于污油PH值过高而导致原油的过渡乳化,导致脱盐罐乳化层增厚、油水界位不清和电场电流过载等问题,徒然增长了电脱盐操作的难度,也使原油脱后含盐合格率大打折扣。 在脱盐罐电场中,水滴间的聚集力可用此式表达:F = 6KE2r2(r/L)4。 注:F为水滴间的聚集力,单位N; K为原油介电常数,单位N/m; E为电场强度,单位V/cm; r为水滴半径,单位cm; L为水滴间的中心距,单位cm; 提高电场强度可以强化水滴的聚集作用,有助于改善脱盐效果,但是过高

12、的电场强度则会促进水滴的分散。比如,齐鲁炼油厂曾由于加工日益劣质化的高硫高酸胜利原油时,大大减少了脱盐效果,后来通过对变压器抽头的调整改变了强弱电场的强度,在油水界面控制在30%的时候,弱电场强度保持在0.22~0.25 V/cm,起到了提高界面高度和加强弱电场的作用,同时也减少了强电场的负荷,有效地改善了脱盐效果,也提高了该装置对原油性质变化的适应性。 电脱盐油水分离效果一般会随着停留时间的延长而得到提高,但这样做同时也会增长电耗,所以最终选择的停留时间应当适中。从对电脱盐装置的实际运营情况来看,最佳是通过技术改造以实现对原油在电场中停留时间的有效调整,这是适应原油性质变化一个必要的手段。

13、 为适应原油劣质化的趋势,除了对以上工艺参数的优化调整以外,还要做好脱盐罐压力等其它一些操作指标的优化调整,积极做好现场工艺管理,加强巡检和对现场设备维护保养,精心操作并根据原油性质的变化及时增长反冲洗操作频次,不断摸索并把握好各项控制指标与脱盐效果之间的关系。此外,在实际生产操作管理中,要能根据原油含盐、含水性质指标的变化及时调整注水点位置。其中,对于易乳化原油,注水点应选在混合阀前;对于含盐升高的原油,注水点最佳选择在原油泵之后,并且要适当提高注水量。平时要严格监测注水水质,保证其氨氮含量不大于40PPM。 由于目前生产的破乳剂都有一定的选择性,所以加工重质化原油时一定要注意做好破乳剂

14、选型工作。根据原油性质特点和本装置的工艺条件,有针对性地选择脱钙剂等脱金属剂与破乳剂搭配使用,有助于提高脱盐率。 平常操作中,适当提高破乳剂浓度对提高脱盐效率是有利的。例如ZY炼厂通过将破乳剂浓度提高10PPM,使原油脱后含盐平均值下降了约0.58mg/l,但是单纯通过增长破乳剂浓度来提高脱盐效果会带来很大的成本压力。 原油高速电脱盐装置的重要工艺特点一是进料位置不是在水相,而在电极板之间;二是进料管采用特殊喷头代替管式或倒槽式;三是解决能力不取决于油品在电场中的停留时间,而取决于喷头能力;四是采用水平极板并在混合系统中手动或自动调节混合阀。由于高速电脱盐具有解决量大、操作方便、耗电量小等

15、优点,目前很多新建或扩建装置都采用了高速电脱盐工艺。 实践证明,高速电脱盐工艺对原油性质的规定更加严格,对原油重质化的适应能力也并不是很抱负,相比之下它更加适合于加工轻质原油。面对此后的原油性质变化趋势,应慎重考虑高速电脱盐技术。 1.3电脱盐工艺、设备的优化调整与升级改造 为应对原油劣质化的总体趋势,电脱盐系统自身工艺流程也需要作出必要的优化调整,比如原油换热工艺网络的优化、注水工艺的调整、脱盐罐内电场结构布局的优化、反冲洗位置和排水流程的调整、混合阀的升级等等。为从主线上解决问题,规定此后新增的电脱盐装置在设计阶段就充足考虑原油重质化趋势的实情,在电脱盐工艺的设计上作出必要的优化调整

16、 根据上面的论述,原油电脱盐工艺需要进行以下几方面的优化调整: 一是电脱盐工艺流程上要能实现根据装置加工负荷、原油性质变化而在 “并联工艺”与“串联工艺”之间进行自由调整。比如,在负荷较低的情况下,根据本装置实际情况在局部改并联操作为串联操作(如一级两脱盐罐由并联改串联等等),如此可相应改善脱盐效果,并提高装置的操作弹性。 二是常减压装置工艺换热网络要进行整体上的优化调整,目的是保证原油各级电脱盐温度可以达成加工重质原油的规定,这其中还涉及换热工艺需要对各级注水的水温有所保证。 三是注水位置、注破乳剂位置、反冲洗位置的优化调整。实践证明,注水、注破乳剂位置的不同对整个电脱盐装置的脱盐

17、效果、操作稳定性有微妙的影响,电脱盐注水最佳采用逐级回注的模式,同时注意根据原油性质的变化,以及所选用的油溶性或水溶性等不同的破乳剂类型对破乳剂注入位置进行必要的优化调整。此外为了保证电脱盐罐的反冲洗效果,防止因反冲洗引起油水界面的波动,最佳是增长独立的反冲洗系统,并实现用脱盐切水进行反冲洗操作。 四是在原油进电脱盐罐前增设热沉降罐,这样可以有效地将原油中的部分杂质甚至泥沙有效地沉降下来,相称于增长原油的沉降时间,从而减轻了原油性质变化对一级电脱盐罐的直接冲击。此外,还可考虑根据实际情况增设一台脱盐污水沉降罐,增长油水沉降时间以保证水质环保指标,严格控制脱盐污水含油指标不大于150PPM。可

18、积极采用新技术,例如中原炼厂应用石油大学旋流除油技术来控制污水含油指标,产生了很好的工艺效果。 五是在工艺改造与新装置设计过程中做好电脱盐装置的防腐工作,以应对加工劣质原油的需要。受原油劣质化过程中硫含量、酸值指标变化的影响,加上目前开发的脱钙脱金属剂大多为酸性化合物,电脱盐装置在应用脱金属剂时就会出现酸腐蚀与盐腐蚀共存并且互相叠加的危害,因此电脱盐防腐必须引起我们足够的重视,这也是保证电脱盐装置“安稳优”运营的前提。所以在改造与设计中应充足做好设备选材、电气性能、工艺结构上的准备工作。值得一提的是,目前针对电脱盐装置的缓蚀剂防腐技术已经得到成功应用。比如以NC-6高温有机缓蚀剂为主合成的高

19、效缓蚀剂技术,就是针对加工高钙稠油时电脱盐装置的腐蚀问题而开发的具有实效的缓蚀剂技术。 现在的电脱盐装置一般采用交直流电脱盐技术,建议直流电极板可由水平分布改为垂直分布,这样可以获得更大的电场容量以及更加合理的电场梯度,还能使原油在强电场中的停留时间得到适当延长,对破乳与油水分离很有利。部分原油电脱盐装置还可根据自身的脱盐罐结构,对原油分派器、收集器等做出相应改动,适当增长圆弧电极板面积,以增强本装置对重质原油的适应性。 根据加工重质原油时出现的各类问题,电脱盐装置在设备上应做好以下几个方面的工作: 一是对混合阀进行升级,应选用混合效果更好,控制水平更高的混合阀(比如最佳由手动控制改为自

20、动控制,以提高控制效率),要在混合器产品的性价比上做足文章。 二是在电脱盐主体设备许可的条件下,对变压器等电气设施进行必要的更新换型,保证电气部分在加工劣质原油时性能的可靠性,以提高整个电脱盐装置运营的平稳性。此外对电极棒等部件的质量性能指标也要有所保证,特别对于使用时间较长已经严重老化的电极棒要及时更换。 三是对仪表控制系统进行升级改造。比如用射频导纳界位仪代替内浮筒界面变送器,可以显著改善电脱盐罐界位的控制效率。为适应原油重质化的趋势,杜绝油水乳化严重界位不清的影响,也可以考虑采用微差压式界面变送器,从而更好地控制油水界位参数,以保证电脱盐工艺的优质平稳运营。 1.4应对原油重质化趋

21、势的新型电脱盐技术及其优势 由于影响原油电脱盐效果的影响因素很多,目前所进行的电脱盐技术研究也呈现出一种多元化的局面,重要可以总结为以下三个方面的研发:一是研究开发新型的电极板结构,如三层极板、鼠笼极板等;二是研究开发不同的电场方式和破乳方式,如交直流电场、脉冲电场、微波破乳、超声波破乳等;三是研究开发高效广谱的破乳剂技术,涉及在脱盐助剂方面的研发。可以说,新型电脱盐技术的研发进展为应对原油劣质化趋势,解决电脱盐实际生产问题具有重大影响。以下分别介绍相对比较成熟的脉冲电脱盐技术和超声波电脱盐技术。 脉冲电脱盐技术是新一代的原油电脱盐技术,它采用脉冲方波电压,形成高压、脉冲式电场,这完全不同

22、于以往的交流或交直流电脱盐电场。脉冲电脱盐的基本原理是:脉冲电场下,原油中的油水乳化颗粒在瞬间形成的高压电场下被极化,水滴之间的聚结力大大增长,从而电脱盐效果得到显著改善。 脉冲供电系统的特点是:采用微电脑控制的脉冲变压器,可以直接通过电脑操作屏设立电脱盐系统的工作电压、频率等指标,实现恒压控制以及对电场击穿保护的跟踪控制,与传统的全阻抗变压器相比,脉冲式电脱盐技术对原油重质化趋势具有更强的适应性,也解决了电流过载和短路的技术难题。 该技术已在中石化洛阳分公司和胜利石油化工总厂电脱盐装置上得到成功应用。其中,在洛阳石化总厂的应用表白,脱盐电耗减少了68%以上,脱后含盐指标被严格控制在≯3m

23、g/l的范围内,电脱盐合格率显著提高,脱后含水也减少到了0.05%以下,且脱水含油指标<100PPM,脱盐过程中可以不用破乳剂,大大减少了化工原材料成本。在原油重质化的背景下,该技术具有很好的应用前景。 在应对原油劣质化的问题上,现有的原油电脱盐装置不仅破乳剂消耗量大,并且脱盐效果也并不是很抱负,这将给后续炼油生产与加工过程导致相称大的负面影响。超声波—电脱盐组合工艺具有无污染、能耗低、投资少、效果好等技术优点,对原油性质变化也具有更强的适应能力。其理论基础是,通过超声波作用使原油中的水滴粒子产生位移效应,破坏原油油水乳化结构,使微小的水粒高速聚合下沉,达成高效分离油水的工业目的。 国内首

24、个达成工业应用技术条件的超声波—电脱盐组合技术是由中石化齐鲁分公司研究院研发的,并初次在齐鲁石化第一套常减压装置的进行了成功的工业应用。近年来的工业应用结果表白,该技术不仅能显著改善脱盐效果,也能有效节省了破乳剂消耗和电费,大大减少了操作费用与运营成本。 应用超声波-电脱盐组合技术对于大多数厂家而言都是一个可行的工艺技术路线,由于它可以在保持电脱盐装置原流程基本不变的情况下,通过在原油出混合器之后进脱盐罐之前的增设一条同径付线,并在此付线上安装数台超声波发生器就可实现对注水原油发射出顺逆流超声波,使乳化液受到超声波的物理激发效应而强化了破乳效果。 1.5常减压装置电脱盐控制工艺流程图 运

25、用Auto-CAD绘制常减压装置电脱盐控制工艺流程图,如下图1-1所示。 电脱盐系统工艺流程图,图见附录图1。 图1-1 常减压装置电脱盐控制工艺流程图 第2章节流装置的计算方法和计算机辅助设计计算 2.1GB/T2624-93概述 GB/T2624-93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》。1993年2月3日由国家技术监督局批准GB/T2624-93代替GB2624-81,1993年8月1日实行。该标准第一次等效采用ISO5167(1991)与国际接轨,标志着我国现行的标准节流装置,在推广采用国际标准上

26、的研究成果、提高测量精度方面,以取得了突破性的进展。 GB/T2624-93重要特点有: 1.以流出系数C代替流量系数α;C值的计算中的β降阶计算由原流量系数α计算中的最高阶β20降至流出系数C计算中的最高阶β8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,规定设计者有更多的经验。 5.管道粗糙度不再参与计算,而是在计算结果出来后验证。 2.2计算实例 标准节流装置设计计算数据 位号:FI2535 工作介质:软化水 取压方式:法兰取压孔板

27、 操作温度:143℃ 工况密度:926.012Kg/m3 工作压力:0.7MPa 工况粘度:199×10-6 Pa.S 管道内径:80mm 最大流量:30000 kg/h 管道材质:20#钢 节流件材质:1CR18NI9TI 1. 辅助计算 (1)计算流量标尺: 因被测介质为液体,应求出质量流量 所以qm=qv×ρ1=30000/1000×926.012/3600=7.717Kg/s 根据流量标尺取标准流量为10Kg/s (2

28、计算差压上限: 再根据公式计算 其中C=0.6,=1,=0.5,d=×,代10 Kg/s,所有代入得 ΔP=2.8×107 Pa 因国产差变的系列值为1.0,1.6,2.5,4.0,6.0×10n ,取ΔP =6.0×107Pa (3)求工况下管道直径: D=D20 [1+λD(t-20)]=0.13×[1+0.00001338×(143-20)]=0.1302m (4)求雷诺数: ReD===417644.23 (5)求A2 A2= ==0.00154 2. 计算初值 (1)求 设: C0=C∞=0.6060,=1 并令 ==0.03543 又

29、 ==0.188167 (2)求 因被测介质为液体,所以 (3)求 =0.5959+0.0312β12.1—0.1840β18+0.0029β12.5(106/ReD)0.75 故=0.5959+0.0312×(0.188167)2.1—0.1840×(0.188167)8+0.0029×(0.188167)2.5×(106/351.855)0.75=0.6141719 因此 = =0.02147-0.03543×0.6141719×1=-0.0029 (4)精确度判断 所以 =1.88312 3. 进行迭代计算,设定第二个假定值X2 X2==-12.05436

30、 ==0.99829 =1 =0.5959+0.0312—0.1840 +0.0029=1.5695 因此 = =18.941 所以 4. 进行迭代计算,设定第三个假定值,运用快速收敛弦截法公式(n=3起用) =0.033579 =0.1832 =1 =0.613 因此 =0.000886 所以 =0.0413 由于 =0.0413 精确度达成规定。 5. 此题用计算机编程求解时: 工作温度下的管道直径D=0.15 雷诺数 ReD=351.855 不变量 A2=0.02147 matlab程序如下: clear a

31、ll; close all; red=351.855;error1=1;k=3.8;p1=16000;p2=853000;e1=1; a1=0.02147;c1=0.6060; for k=1:1:5000 if error1>=0.0000005 x1=a1/(c1*e1); b1=(x1^2/(1+x1^2))^0.25; e1=1-(0.41+0.35*(1^4))*p1/(k*p2); c1=0.5959+0.0312*(b1^2.1)-0.184*(b1^8)+0.0029*(b1^2.5)*((1000000/red)^0.

32、75); error1=a1-x1*c1*e1; end; end; d=80*b1; 运营结果 d =14.656 b1=0.1832 6. 计算结果 因此得:β==0.1832 C ==0.613 求 得:d = Dβ=0.1504×0.1832=0.027553 (m)= 27.553 (mm) 求 ==27.4813(mm) 第3章 调节阀口径计算 3.1 调节阀的选型 调节阀的阀

33、体种类很多,常用的阀体种类有直通单座、直通双座、角形、隔阂、小流量、三通、偏心旋转、蝶形、套筒式、球形等。在具体选择时,可做如下考虑:    (1) 阀芯形状结构:重要根据所选择的流量特性和不平衡力等因素考虑。    (2) 耐磨损性:当流体介质是具有高浓度磨损性颗粒的悬浮液时,阀的内部材料要坚硬。    (3) 耐腐蚀性:由于介质具有腐蚀性,尽量选择结构简朴阀门。    (4) 介质的温度、压力:当介质的温度、压力高且变化大时,应选用阀芯和阀座的材料受温度、压力变化小的阀门。 (5) 防止闪蒸和空化:闪蒸和空化只产生在液体介质。在实际生产过程中,闪蒸和空化会形成振动和噪声,缩短阀门

34、的使用寿命,因此在选择阀门时应防止阀门产生闪蒸和空化。 对于双作用的气动、液动、电动执行机构,一般都没有复位弹簧。作用力的大小与它的运营方向无关,因此,选择执行机构的关键在于弄清最大的输出力和电机的转动力矩。对于单作用的气动执行机构,输出力与阀门的开度有关,调节阀上的出现的力也将影响运动特性,因此规定在整个调节阀的开度范围建立力平衡。 对执行机构输出力拟定后,根据工艺使用环境规定,选择相应的执行机构。对于现场有防爆规定期,应选用气动执行机构。从节能方面考虑,应尽量选用电动执行机构。若调节精度高,可选择液动执行机构。 调节阀的作用方式只是在选用气动执行机构时才有,其作用方式通过执行机构正反

35、作用和阀门的正反作用组合形成。组合形式有4种即正正(气关型)、正反(气开型)、反正(气开型)、反反(气关型),通过这四种组合形成的调节阀作用方式有气开和气关两种。对于调节阀作用方式的选择,重要从三方面考虑:工艺生产安全;介质的特性;保证产品质量,经济损失最小。 3.2调节阀口径计算 从调节阀的Kv计算到阀的口径拟定,一般需经以下环节: (1) 计算流量的拟定。现有的生产能力、设备负荷及介质的状况,决定计算流量的Qmax和Qmin。 (2) 阀前后压差的拟定。根据已选择的阀流量特性及系统特点选定S(阻力系数),再拟定计算压差。 (3)计算Kv。根据所调节的介质选择合适的计算公式和图表,

36、求得Kvmax和Kvmin。 (4)选用Kv。根据Kvmax,在所选择的产品标准系列中选取>Kvmax且与其最接近的一级C。 (5)调节阀开度验算。一般规定最大计算流量时的开度≯90%,最小计算流量时的开度≮10%。 (6)调节阀实际可调比的验算。一般规定实际可调比≮10。 (7)阀座直径和公称直径的拟定。验证合适后,根据C拟定。 3.3计算实例 调节阀口径计算数据 位号:LIC2307  工作介质:软化水 单座阀: 操作温度:140℃ 工况密度:926.012Kg/m3 阀前压力:0.7MPa      

37、  工况粘度:199×10-6 Pa.S 阀后压力:0.6MPa 最大流量:30000 kg/h 管道内径:80mm 饱和蒸汽压力P=0.016MPa 计算过程: (1)计算 (2)选定口径 值圆整、放大 查产品目录,取=0.25(),选单座阀(JP) 其放大系数为:,知满足m=1.21时,阀最大开度〉90%,所以值应再向上取一挡,即取=0.5(),此时 m值满足规定。 开度验算 开度69.9%可满足规定 (3)结论 选定单座阀,取为选定口径,由于非阻塞流工况,故不作噪音预估及管件形

38、状修正。由于,,可调比满足规定。 第4章 结论与体会 本次课程设计,使我对电脱盐控制过程有了更进一步的理解。增强了自己理论知识的同时也提高了实践能力及使用AutoCAD的能力。这次课程设计同样提高了我的综合运用所学知识的能力。流程图的绘制和计算方法的学习需要有耐心,有些事情看起来很复杂,但问题需要一点一点去解决,分析问题,把问题一个一个划分,划提成小块以后就逐个去解决。再总体解决大的问题。这样做起来不仅有条理也使问题得到了轻松的解决。 自控工程是一门实践性较强的课程,为了学好这门课程,必须在掌握理论知识的同时,加强上机实践。一个人的力量是有限的,要想把课程设计做的更好,就要学会参考一定的

39、资料,吸取别人的经验,让自己和别人的思想有机的结合起来,得出属于你自己的灵感。这次的课程设计让我对于专业课的知识有了更加深刻的结识,原本认为现在学的知识用不上就加以怠慢,等到想用的时候却发现自己的学习本来是那么的不扎实。以后努力学好每门专业课,让自己拥有更多的知识,才干解决更多的问题! 参考文献 [1]廖常初.PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社,2023. [2]许翏.电机与电气控制技术[M].北京:机械工业出版社,2023. [3]肖峰. PLC编程100例[M].北京:中国电力出版社,2023. [4]吴中俊.可编程序控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2023. [5]谢克明.可编程序控制器原理与程序设计[M].北京:电子工业出版社,2023. [6]贾德胜.PLC应用开发实用子程序[M].北京:人民邮电出版社,2023. 附录

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