Бизнес – план проекта

 

 

 

Тогда высота газожидкостного  слоя будет равна:

 

                 

 

Расчет гидравлического  сопротивления ситчатой тарелки

Величина гидравлического  сопротивления Δ барботажных тарелок рассчитываем как сумму трех частных сопротивлений (20):

 

                        Δ                                (4.14)

 

где - сопротивление обусловленное силами поверхностного натяжения жидкости;

- сопротивление  газожидкостного слоя на тарелке.

Сопротивление поверхностного натяжения определяется по уравнению:

 

                                                                            (4.15)

 

где - скорость газа в отверстиях тарелки;

 

                                               (4.16)

 

 

 

Значение коэффициента сопротивления  Е выбираем из таблицы, Е=1.5 для ситчатых тарелок. Полученные значения подставим  в формулу (4.15)

 

 

 

Величиной пренебрегаем (20).

Гидравлическое сопротивление  газожидкостного слоя на тарелке  принимаем равным статическому давлению слоя:

 

                                                                 (4.17)

 

                              

 

Тогда полное гидравлическое сопротивление будет равно:

 

Δ

 

4.4.3 Расчет коэффициента массотдачи

Коэффициент массотдачи определяется по уравнению (20)

- для жидкой фазы

             (4.18)

 

- для газовой фазы

 

            (4.19)

 

где D_x, D_y – коэффициент диффузии.

Подсчитаем коэффициент  диффузии жидкости:

 

                             D_x=                               (4.20)

 

где - мольная масса аммиачной селитры; Т=273+60=333 К – температура аммиачной селитры; =0.023 м³/кмоль - мольный объем аммиачной селитры; В – параметр учитывающий ассоциацию молекул В=1 (20)

 

D_x=           

 

Коэффициент диффузии в газе подсчитаем по уравнению:

 

                    D_x=                                        (4.21)    

 

где =0,198 м³/кмоль- мольный объем аммиаковоздушной смеси;

=35 - мольная масса аммиаковоздушной смеси; Р=0.1 МПа – давление в абсорбере.

 

                    D_x==2.6*10^-6

 

Рассчитаем коэффициент  массотдачи по формулам (4.18) и (4.19):

 

 

 

 

 

 

 

Тогда коэффициент массопередачи  определим по уравнению:

 

                                       k_г.f=                                                     (4.22)

 

k_г.f=

 

 

4.5 Расчет элементов конструкции аппарата.

4.5.1. Определим геометрические параметры аппарата.

По выбранному диаметру D=2.6 м, выбираем по ГОСТ 6533 – 78 эллиптически отбортованную крышку и днище с размерами:

=2.6 м – внутренний  диаметр эллиптической крышки;

=0.650 м – высота  выпуклой части крышки;

=0,06 м – высота  цилиндрической отбортованной крышки;

=2.6087 – вместимость крышки.

Определим длину обечайки по формуле, м:

 

                                                       (5.1)

 

где V – объем обечайки, , определяется по формуле;

 

                                          (5.2)

 

где =34.8 – общий объем аппарата; - объем отбортованной крышки;= 2.6087 .

Тогда по формуле (5.2) получаем;

 

V=34.8-2.6087 -2.6087 =29.6

 

По формуле (5.1) получим:

 

==5.5 м

 

Для аппарата принимаем коэффициент сварного шва φ=1.

Найдем расчетное давлении в аппарате. Так как аппарат  работает под ваккоумом с остаточным давлением в аппарате до 0.5 МПа, то расчетное давление ==0.1 МПа.

 

4.5.2  Расчет цилиндрической обечайки под действием внутреннего давления.

Толщина стенки определяется по формуле, м:

 

                                             (5.7)

 

                                           (5.8)

 

где S – исполнительная толщина стенки, м; С – величина суммарной прибавки, м; - расчетная толщина стенки, м.

 

 

 

С=                                        (5.9)

 

где – прибавка на коррозию, м;

 

                                           (5.10)

 

где =0.1*м/год – величина коррозии в год;

 - время эксплуатации аппарата, т. к. среда в аппарате агрессивная.

 

 

где - прибавка на эрозию, м. ;

- минусовой допуск  на материал, м. Значение минусового  допуска определяется в зависимости от толщины стенки, .

Подставим цифровое значение, получим, м;

 

С==1.8*

 

Подставим полученное значение в формулу (2.7), м;

 

S1.8*=2.8*

 

По сортаменту принимаем  толщину стенки цилиндрической обечайки S=3*.

Допускаемое внутреннее давление , МПа, определяется по формуле;

 

                                        (5.11)

 

 

 

; 0.1 МПа0.143 МПа –условие прочности выполняется.

 

4.5.3. Расчет цилиндрической обечайки под действием наружного давления.

Определим толщину стенки обечайки, м;

 

                    (5.12)

 

где - коэффициент, определяемый в зависимости от

 

                                               (5.13)

 

где Е=2.15*МПа, модуль упругости,

запас устойчивости.

 

 

 

                                                  (5.14)

 

где - расчетная длина обечайки, м, определяется по формуле;

 

                                            (5.14)

 

 

 

 

 

По расчетной номограмме принимаем =0.45.

Полученное значение подставим в формулу (2.12);

 

м

 

По ГОСТ 5681-75 для стали  марки Х18Н10Т с расчетной толщиной стенки 12*м, находим минусовой допуск и определяем величину суммарной прибавки по формуле (2.7);

С=2.2*,

 

S11*2.2*

 

По сортаменту принимаем  толщину стенки обечайки S=14*.

Определим допускаемое наружное давление [р], МПа;

 

                                           (5.15)

 

где -допускаемое давление из условия прочности, МПа;

- допускаемое давление  из условий устойчивости в  пределах упругости, МПа.

                                             (5.16)

 

 

 

                     (5.17)

 

где

 

 

 

 

 

Подставим полученные значения в уравнение (2.15) и проверим выполнение условий, МПа;

 

 

[; 0.1МПа0.7МПа условие устойчивости выполняется.

 

4.5.3. Расчет эллиптически отбортованной крышки под действием внутреннего давления.

Толщина стенки крышки определяется, м;

 

                                            (5.18)

 

где R – радиус кривизны, м. Для эллиптически отбортованной крышки R=D=2.6 м.

По формуле (5.18) определим толщину стенки днища, м;

 

 

 

Найдем минусовой допуск  и определяем величину суммарной  прибавки по формуле (5.7);

С=1.8*

 

S1.8*=2.8*

По сортаменту принимаем  толщину стенки эллиптической крышки принимаем S=3*.

Допускаемое внутреннее  давление , МПа. Определяется по формуле;

=

 

При этом должно выполнятся условие, МПа; ; 0.1

Условие прочности выполняется, следовательно, толщина стенки выбрана  верно S=3*.

 

4.5.4. Расчет эллиптически отбортованной крышки под действием внешнего давления.

За расчетное наружное давление принимаем давление

Определим толщину стенки отбортованного днища S, м, нагруженным давлением;

                             (5.19)

 

где =0.9 –коэффициент приведения радиуса кривизны крышки.

 

 

 

 

Принимаем за расчетное значение S= Находим минусовой допуск и определяем величину суммарной прибавки.

 

С=1.8*

S

 

По сортаменту ГОСТ 5681-75 принимаем  толщину стенки эллиптической крышки S=10*.

Определим допускаемое наружное давление

 

     (2.20)

 

 

 

                                      (5.21)

 

                                                                        (5.22)

 

X=10*

 

 

 

 

 

Подставим полученное значение в уравнение (5.15) и проверим выполнение условий;

 

 

, так как 0.1МПаМПа. Условие выполняется.

 

5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

 

Одним из факторов повышения  производительности труда, эффективности  общественного производства, ускорения  научно-технического прогресса является автоматизация технологических процессов в пищевой и химической промышленности.

Автоматизация предполагает передачу приборам и автоматическим устройствам функций управления и контроля, выполняемых человеком. Улучшение качества выпускаемой продукции, повышение производительности и безопасности использования всех сырьевых ресурсов – главные цели автоматизации.

В настоящее время существует начальная, комплексная и полная автоматизация. Начальная автоматизация представляет собой автоматизацию каждого технологического процесса в пределах цеха или участка отдельно, независимо от других процессов. Такая автоматизация уходит в прошлое. При комплексной автоматизации все технологические процессы в пределах участка автоматизируются как одно целое. Это наиболее распространенный тип автоматизации в промышленности в настоящее время. Полная автоматизация предполагает работу производства как единой автоматически работающей системы. В наше время уже существуют заводы-автоматы, где процесс выработки продукции от начала до конца производят различные машины и механизмы.

В автоматических системах управления человек только следит за состоянием средств автоматизации, но не предпринимает непосредственного участия в процессе управления. Наряду с такими системами существуют и применяются автоматизированные системы управления. В таких системах человек активно участвует в самом процессе управления. Таким образом, автоматизированные системы управления являются человеко-машинными системами, которые преимущественно используют электронно-вычислительные машины (ЭВМ) в качестве технической базы.

 

 

5.1 Выбор параметров  контроля и управления процессом

Перечень  контролируемых и регулируемых параметров

Параметры подлежащие контролю, регулированию и сигнализации	Пределы отклонения параметров		Оптимальные значения параметров	Допустимая погрешность контроля		Условия эксплуатации прибора	Особые требования заказчика	Количество однотипных точек контроля	Примечание
	Возможные с учетом аварийных ситуаций	Допустимые по технологии		Абсолютная	Относительная
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Температура раствора аммиачной селитры на выходе из подогревателя 1, °С	80-110	90-100	95	0,5	0,5	Обычные	-	1	К, Р
Температура раствора аммиачной селитры на выходе из кипятильника 2 (А,В), °С	110-150	115-135	125	0,5	0,4	Обычные	-	1	К, С
Температура раствора аммиачной селитры на выходе из выпарного аппарата 3 (А,В), °С	110-140	115-135	125	0,5	0,4	Обычные	-	1	К, Р
Температура раствора аммиачной селитры в гидрозатворе 6, °С	70-99	80-91	85	0,5	0,6	Обычные	-	1	К
Температура конденсата в гидрозатворе 8, °С	45-65	50-60	55	0,5	0,9	Обычные	-	1	К
Разрежение в выпарном аппарате аммиачной селитры 3 (А,В), мм рт. ст.	-350–(-550)	-400–(-500)	-450	10	2,2	Обычные	-	1	К
Расход раствора аммиачной селитры в кипятильник 2 (А,В) кг/ч	2600-4000	2800-3800	3300	10	0,3	Обычные	-	1	К, Р
Расход раствора аммиачной селитры на входе в гидрозатвор 6, т/ч	3-18	5-15	12,5	0,01	0,08	Обычные	-	1	К
Расход раствора аммиачной селитры после насоса, т/ч	30-46	32-44	38	0,01	0,03	Обычные	-	1	К, Р

 

 

 

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Уровень раствора аммиачной селитры в выпарном аппарате 3 (А,В), %	0-100	6-42	27	0,1	0,4	Обычные	-	1	К, Р, С
Уровень раствора аммиачной селитры в гидрозатворе 6, %	0-100	8-88	48	0,1	0,2	Обычные	-	1	К, Р, С
Уровень технологического конденсата в гидрозатворе 8, %	0-100	12-96	40	0,1	0,25	Обычные	-	1	К, Р, С

 

5.2 Описание функциональной схемы автоматизации

Контроль и  регулирование температуры раствора аммиачной селитры на выходе из подогревателя 1 осуществляется следующим образом. В качестве датчика используется термопреобразователь сопротивления дТС 015-50М.В3.80 (1а), сигнал с которого поступает на микропроцессорный вторичный прибор ТРМ210 (1б), показывающий текущее значение температуры и реализующий ПИД-закон регулирования. С него управляющий сигнал поступает на автоматический запорно-регулирующий односедельный клапан КЗР (1в), установленный на линии подачи пара.

Контроль температуры  раствора аммиачной селитры на выходе из кипятильника 2(А,В) осуществляется следующим образом. В качестве датчика используется термопреобразователь сопротивления дТС 015-50М.В3.80 (2а, 4а), сигнал с которого поступает на микропроцессорный вторичный прибор ТРМ210 (2б, 4б), расположенный на щите и показывающий текущее значение температуры. Осуществляется сигнализация завышения максимально допустимого значения температуры с помощью индикатора, расположенного на лицевой панели вторичного прибора ТРМ210.