Введение 8
1. Технологическая схема участка экстракции и сушки поликапроамида
и обоснование проводимой модернизации 9
1.1. Технологическая схема 9
1.2. Общие свойства поликапроамида и условия его сушки 10
1.3. Конструкция и работа трёхсекционного бункера-водоотделителя и
сушилки 11
1.4. Материальный, тепловой и эксергетический балансы сушилки 13
1.5. Литературный и патентный обзор 17
1.6. Обоснование проводимой модернизации 21
1.7. Задачи проекта 23
2. Технологические расчёты 24
2.1. Расчёт сушилки 24
2.2. Расчёт приёмных бункеров 29
2.3. Расчёт теплообменника 1-ой зоны 31
2.4. Расчёт теплообменника 2-ой зоны 35
3. Гидравлические расчёты 40
3.1. Гидравлическое сопротивление в первом контуре циркуляции
сушильного агента 40
3.2. Гидравлическое сопротивление во втором контуре циркуляции
сушильного агента 44
3.3. Рабочие характеристики циркуляционных контуров 48
4. Механические расчёты 50
4.1. Расчёт опор 50
4.1.1. Опоры сушилки 50
4.1.2. Опоры бункера-водоотделителя 52
4.1.3. Опоры теплообменника 1-ой зоны 54
4.1.4. Опоры теплообменника 2-ой зоны 56
4.2. Расчёт давления на стенки сушилки со стороны слоя крошки 58
4.3. Компенсация тепловых удлинений трубопроводов 61
5. Автоматизация и КИП 66
6. Технология монтажа паропровода 73
7. Безопасность и экологичность 80
7.1. Потенциальные опасности производства 80
7.2. Обеспечение безопасности 82
7.3. Экологичность производства 84
8. Технико-экономическое обоснование 86
8.1. Обоснование годовой производственной мощности 86
8.2. Расчёт капитальных затрат на модернизацию оборудования 87
8.3. Расчёт эксплуатационных затрат 89
Заключение 94
Список литературы 95
Приложения:
1) Аннотация 98
2) Ведомость дипломного проекта 99
3) Программа расчёта на ЭВМ коэффициентов теплопередачи в
теплообменниках 1-ой и 2-ой зон 100
4) Распечатка расчётов на ЭВМ 102
5) Спецификации чертежей 105
Приложение 6 Пример составления материального баланса МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС КОНВЕРСИИ МЕТАНА
Приход
|
Расход
|
№
|
Компоненты
|
кг/ч
|
№
|
Компоненты
|
кг/ч
|
1.
|
Природный газ
|
|
1.
| Водород |
1000
|
1.1.
| Метан |
2666,7
|
2.
|
Оксид углерода
|
4666,6
|
1.2.
|
Углекислый газ
|
149,6
|
3.
|
Водяной пар
|
3000
|
2.
|
Водяной пар
|
6000
|
4.
|
Углекислый газ
|
149,6
|
Итого:
|
8816,3
|
Итого:
|
8816,3
| Приложение 7 Пример составления теплового баланса ТЕПЛОВОЙ (ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ) БАЛАНС КОНВЕРСИИ МЕТАНА Приход |
Расход
|
№
|
Компоненты
|
кДж/ч
|
№
|
Компоненты
|
кДж/ч
|
1.
|
Природный газ
|
|
1.
|
Водород
|
13455000
|
1.1.
|
Метан
|
642587,4
|
2.
|
Оксид углерода
|
4703981,1
|
1.2.
|
Углекислый газ
|
13355,7
|
3.
|
Водяной пар
|
4220983,1
|
2.
|
Водяной пар
|
1165145,3
|
4.
|
Углекислый газ
|
121823,8
|
3.
|
Теплота сгорания топлива
|
55156484,5
|
5.
|
Теплота реакции
|
34366529
|
|
|
|
6.
|
Потери
|
109265,9
|
Итого:
|
56977582,9
|
Итого:
|
56977582,9
|
Приложение 8
АВТОМАТИЗАЦИЯ И КИП
На преддипломной практике необходимо изучить оборудование и технологию производства, определить основные объекты управления, их основные свойства – взрывопожароопасность, ёмкость, устойчивость.
Требуется провести анализ основных технологических параметров с целью выяснения управляемых величин и регулирующих воздействий, возмущающих факторов. Такой анализ удобно проводить формализовано с помощью таблиц с полным перечнем параметров контроля и регулирования по всем объектам технологической схемы (табл. 8.1), а также таблицы 8.2 для каждого из аппаратов с указанием рабочих и предельных значений параметров, их размерностей и требуемого вида автоматизации управления.
Таблица 8.1
Аппарат |
Параметры
|
давление
|
уровень
|
температура
|
рН
|
расход
| Колонна 1 |
+
|
+
|
+
|
|
| Ёмкость 1 |
|
+
|
|
+
|
| Теплообменник 1 |
|
|
+
|
|
+
|
Заполнение таблицы 8.1 осуществляется последовательно от аппарата к аппарату. Например, первым аппаратом по ходу процесса является давление уровень и температура. Названия этих параметров записываются в вертикальных столбцах и соответственно им ставятся знаки "+". Далее по схеме находится ёмкость 1, в которой основными параметрами являются уровень и величина рН. Поскольку столбец для уровня уже имеется, таблица дополняется столбцом для рН и ставится знак "+". Для теплообменника главными параметрами являются температура и расход. Добавляется столбец с названием "расход" и ставится знак "+" в соответствующих столбцах. Так продолжается до тех пор, пока в таблицу не будут внесены данные по последнему аппарату на схеме. В результате получим полный перечень параметров разрабатываемой схемы с распределением их по каждому аппарату.
При заполнении таблицы 8.2 нужно внимательно проанализировать требования технологии и условия эксплуатации, поскольку на основе этой таблицы должна быть составлена наиболее рациональная схема автоматизации управления. Схема должна отражать вопросы безопасности и предусмотреть решения по сигнализации, защите и автоматической блокировке оборудования и автоматическому пожаротушению и т.д. На стадии преддипломной практики по этим вопросам студент должен консультироваться в техническом отделе подразделения предприятия и у руководителя практики.
Таблица 8.2
Аппарат и параметр
|
Величина параметра и размерность
|
Вид автоматизации управления
|
Измерение
|
Регули-рование
|
Регистрация
|
Сигнали-зация
|
Защита
|
Блокировка
| Колонна 1 |
|
|
|
|
|
|
|
Давление
|
3,2 МПа
|
+
|
|
+
|
|
|
|
Уровень
|
0,8 м
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
|
Температура
|
185 ºC
|
+
|
|
+
|
|
|
| Ёмкость 1 |
|
|
|
|
|
|
|
Уровень
|
1,2 м
|
|
+
|
+
|
+
|
|
|
рН
|
7,5
|
+
|
|
+
|
|
|
|
На практике необходимо ознакомиться с местоположением первичных преобразователей, сопряжением их с оборудованием, проводкой импульсных линий, исполнением преобразователей и органов управления (искробезопасное, взрывозащищенное, обычное и т.д.), техническими характеристиками используемого управляющего вычислительного комплекса. Полезно участвовать в несложных операциях по уходу за приборами КИП и А, например, замене диаграммной бумаги или заправке чернилами самопишущего прибора.
Спецификация приборов и средств автоматизации составляется в определённой форме (табл. 8.3), состоящей из следующих граф.
1. Номер позиции. Указывают номера позиции, присвоенные данному прибору и аппаратуре по функциональной схеме. Вспомогательная аппаратура, не показанная на функциональной схеме, может быть добавлена либо в комплекте соответствующего прибора с последующим цифровым индексом, либо в конце спецификации с новым последующим номером позиции.
2. Наименование параметра, среды и место отбора импульса. Указывается наименование измеряемого (или регулируемого) параметра (температура, давление, расход, концентрация), среды (пар, вода, масло, дымовые газы) и место отбора импульса. Запись может иметь следующий вид: "Температура пара перед подогревателем 3" или "Уровень бензина в ёмкости Е-1".
3. Предельное рабочее значение параметра. Указывают предельные рабочие значения параметров, необходимых для выбора шкал приборов, или заданные значения и их допустимые отклонения – для выбора типа регулятора, а также особые свойства среды (вязкость, агрессивность по отношению к каким-либо материалам, взрывоопасность и т.п.), влияющие на выбор соответствующей аппаратуры. Размерности величин параметров в этой графе должны иметь чёткое стандартное написание, например: 240 ºC – для температуры; 32 МПа – для давления; 80 м3/ч – для расхода и т.д.; 150 Ом, 220 В, 2 А и т.п. – для электрических величин.
4. Место установки. Указывают конкретное место установки первичного прибора, регулятора или вспомогательного оборудования, приводят размеры трубопроводов, каналов, а для сужающих устройств расходомеров – действительный внутренний диаметр труб и т.п., указывают также, на каком щите или пульте установлен прибор, уточняют его расположение (например, внутри щита).
5. Наименование и характеристики. Это важнейшая графа спецификации. Она должна быть составлена с полнотой, достаточной для оформления заказа снабженческими или сбытовыми организациями. Если, например, специфицируется термоэлектрический преобразователь, то помимо его типа, отмеченного в графе 6, обязательно записывается материал термоэлектродов, указывается глубина погружения, материал защитного чехла и его форма. Запись в графе 5 может выглядеть примерно так: "Термоэлектрический преобразователь хромель-алюмель, без штуцера, рабочая длина 800 мм, в составном сварном защитном чехле без муфты, с наконечником из стали 1Х18Н9Т".
Так же подробно специфицируются и другие приборы. При этом, если для термопреобразователей сопротивления достаточно указать "Термопреобразователь сопротивления платиновый ТСМ, с неподвижным штуцером, в защитной наружной арматуре из стали 1Х18Н9Т, с максимальной глубиной погружения 200 мм, на условное давление 4 МПа, со средней инерционностью, градуировка гр. 22", то для других приборов указывают подробно такие данные: полное название, способ отсчёта (показывающий, самопишущий и т.п.), размеры корпуса, пределы измерений (с размерностью), основная погрешность и другие специфические данные. Например, для манометра: "Манометр технический обыкновенный с трубчатой пружиной, показывающий, в корпусе диаметром 160 мм, расположение штуцера радиальное, на пределы измерения 25 МПа, класс точности 1.5".
6. Тип, модель указывают по каталогу. Например, для термоэлектрического преобразователя необходимо указать в графе 6 "ТХА – ХШ". Полное наименование в графе 5 контролируется обозначением типа в графе 6, что исключает случайные ошибки.
7, 8. Количество. Так как функциональная схема часто составляется на один агрегат, установку или участок, то сначала необходимо указать в графе 7 число приборов и аппаратуры на один агрегат, а затем в зависимости от числа параллельно работающих агрегатов необходимо указать в графе 8 число строго одинаковых во всём совпадающих приборов на все агрегаты.
9. Указывают завод-изготовитель или его код ОКПУ приборов и аппаратуры.
10. Примечание. Указываются условия поставки или изготовления, например, "Изготовить по специальному заказу" и т.п.
Таблица 8.3
Спецификация на приборы и средства автоматизации
Номер позиции
|
Наименование параметра, среды и место отбора импульса
|
Предельное рабочее значение параметра
|
Место установки
|
Наименование и характеристики
|
Тип, модель
|
Количество
|
Завод-изготовитель
|
Примечание
|
На один агрегат
|
На все агрегаты
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
15 мм 35 мм 15 мм 30 мм 95 мм 30 мм 15 мм 15 мм 25 мм 14 мм
Приложение 9
БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ
Таблица 9.1
Характеристика пожаровзрывоопасных свойств веществ,
применяемых в производстве
Наименование вещества
|
Температура, °С
|
Пределы воспламенения с воздухом
|
вспышки
|
самовоспламенения
|
Температурные, °С
|
Концентрации, % об.
|
нижний
|
верхний
|
нижний
|
верхний
|
Ацетон
|
-18
|
465
|
-20
|
6
|
3,2
|
13
|
На основании данных табл. 9.1 присваивается категория помещений и зданий по пожарной и взрывной опасности. Исходя из огнестойкости строительных конструкций присваивается степень огнестойкости зданий и класс пожарной опасности.
Таблица 9.2
Характеристика токсических свойств веществ,
которые обращаются в производстве
Наименование вещества
|
ПДК, мг/м3
|
Преимущественное агрегатное состояние в условиях производства
|
Класс опасности
|
Особенности действия на организм
|
В воздухе рабочей зоны
|
В воздухе населенных мест
|
|
|
|
|
|
|
Приложение 10
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ОТЗЫВ РУКОВОДИТЕЛЯ
НА ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ (РАБОТУ)
Студента учебной группы
(факультета)
(фамилия, имя и отчество)
Руководитель
(должность, ученая степень и
звание)
(фамилия, инициалы)
Отзыв руководителя составляется в произвольной форме с обязательным освещением следующих основных вопросов:
Соответствие содержания работы дипломному заданию.
Полнота, глубина и обоснованность решения поставленных вопросов.
Степень самостоятельности студента, его инициативность, умение обобщать другие работы (в том числе и иностранные) и делать соответствующие выводы.
Способность к проведению экспериментов, умение делать выводы из проведенных экспериментов (если они предусмотрены заданием).
Степень усвоения, способность и умение использовать знания по общетехническим и специальным дисциплинам в самостоятельной работе;
грамотность изложения пояснительной записки и качество чертежей.
Вопросы, особо выделяющие работу студента.
Недостатки работы.
Возможности и место практического использования проекта или его отдельных частей (факультативно).
Общий вывод о подготовленности и способности дипломанта к самостоятельной работе, дисциплинированности, умении организовать свой труд.
Другие вопросы по усмотрению руководителя.
Приложение 11
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
РЕЦЕНЗИЯ
на дипломный проект (работу)
Студента учебной группы
(факультета)
(фамилия, имя и отчество)
Рецензент
(должность, ученая степень и
звание)
(фамилия, инициалы)
рецензия составляется в произвольной форме с освещением следующих основных вопросов:
Соответствие содержания работы дипломному заданию.
Соответствие задания и содержания дипломного проекта основной цели - проверке знаний и степени подготовленности студента по своей специальности.
Полнота, глубина и обоснованность решения поставленных вопросов.
Грамотность изложения технических вопросов, стиль пояснительной записки, качество чертежей.
актуальность тематики, положительные стороны и недостатки работы, использование новейших достижений науки и техники.
Использование ЭВМ в ходе дипломного проектирования.
возможности и место практического использования проекта или его отдельных частей (факультативно).
предполагаемая оценка проекта.
другие вопросы по усмотрению рецензента.
Приложение 12
Пример обозначения чертежа
КФБН 63.01.03.005
    
|
