过程控制工程课程设计任务书--脱丙烷塔控制系统设计.doc

目录 目录 1 2008级电气08-3 2 过程控制工程课程设计任务书 2 一、摘要 7 二、基本控制方案的设计与分析 9 三、节流装置计算: 11 参考文献 17 附件 18 2008级电气08-3 过程控制工程课程设计任务书 设计题目： 《脱丙烷塔控制系统设计》 设计目的： 掌握控制系统的基本构成、原理及设计的方法和步骤。 掌握控制方案的设计、仪表选型的方法及管道流程图、仪表接线图、仪表安装等图的绘制方法。 掌握节流装置和调节阀的计算。 了解信号报警及联锁系统的设计和顺序控制系统的设计。 通过理论联系实际，掌握必须的工程知识，加强对学生实践动手能力和独立完成工程设计任务能力的培养。 设计所需数据： 主要工艺流程和环境特征概况 脱丙烷塔的主要任务是切割C3和C4混合馏分，塔顶轻关键组分是丙烷，塔釜重关键是组分丁二烯。主要工艺流程如图1所示：第一脱乙烷塔塔釜来的釜液和第二蒸出塔的釜液混合后进入脱丙烷塔，进料为气液混合状态，液化率为0.28。进料温度为32℃，塔顶温度为8.9℃，塔釜温度为72℃。塔内操作压力为0.75MPa(绝压)。采用的回流比约为1.13。冷凝器由0℃丙烯蒸发制冷,再沸器加热用的0.15 MPa(绝压)减压蒸汽由来自裂解炉的0.6 MPa(绝压)低压蒸汽与冷凝水混合制得的。和其他精馏塔一样，脱丙烷塔也是一个高阶对象，具有对象通道多、内在机理复杂、变量间相互关联、动态响应慢、控制要求高等特点。脱丙烷塔的自动控制应满足质量指标、物料指标、能量平衡及约束条件等要求。 脱丙烷塔所处的环境为甲级防爆区域,工艺介质为多种烃类混合物,沸点低、易挥发、易燃、易爆，生产装置处于露天，低压、低温。主导风向由西向东。 2、仪表选型说明 所选仪表应具有本质安全防爆性能等特点，电动Ⅲ型仪表在安全性、可靠性等方面已能满足要求。电动仪表信号传送快且距离远，易与计算机配合使用，除控制阀外，最好全部选用电动Ⅲ型仪表。采用安全栅，可构成本质安全防爆系统。 3、再沸器加热蒸汽流量检测系统环室式标准孔板计算数据： （1）被测流体：饱和水蒸汽 （2）流量：Mmax=1350kg/h; Mcom=900kg/h; Mmin=450kg/h （3）工作压力：p1=0.15MPa（绝压）; 工作温度：t1=110℃  （4）密度：ρs=0.8528kg/m3;粘度η=25×10-6Pa·s （5）允许的压力损失：应尽量小 （6）管道内径：D20=200mm （7）管道材质：20#钢，新无缝管 4、蒸汽流量控制阀口径计算数据： （1）流体：饱和水蒸汽 （2）正常流量条件下： 阀前绝压：1=140kPa 阀后绝压：2=105kPa 阀前温度：t1=110℃ 管道内径：D1= D2=200mm 正常流量：M=900kg/h 密度：=0.8528kg/m3 （3）稳态最大流量：Mmax=1350kg/h 一、摘要 应用自动控制原理，控制仪表、检测技术以及工艺过程控制技术进行脱丙烷塔控制系统设计。为了满足脱丙烷塔的质量指标、物料指标、能量平衡及约束等要求。设计包括提馏段的温度与蒸汽流量的串级控制；塔顶压力为被控变量，气态丙烯与去尾气过线组分程控制控制；进料流量的简单均匀控制；回流罐的液位与回流管的回流量组成串级均匀控制；回流量的定值控制；塔釜的液位与塔釜流出流量的串级控制；以及进料、回流、塔顶、塔釜的温度检测，塔压检测，进料、塔顶采出，不凝气体排除、回流量的流量检测等。 关键字：脱丙烷塔 指标 控制 检测 Abstract Application to be automatic control principle, control instrument, detection technology and process control technology to take off propane tower control system design. In order to meet the quality of the tower to take off propane index, index, energy balance and material request restraint and so on. Design to include mention fractions of temperature and steam flow for the cascade control; Column top pressure as controlled variables, gaseous propylene and to exhaust line process control control components; Feeding t