Описание фунциональной схемы автоматизации

Функциональная схема (лист 4) разработана на основании анализа карт метрологического обеспечения №1 и №2. Сгущенная смесь, предназначенная для сушки, из ёмкости I, где подогревается до температуры (40-50) °С, насосом III подается в сушильную установку IV. Воздух вентилятором VII направляется в газовый калорифер VIII, где нагревается до температуры (190-200) °С и подаётся в сушильную установку. Процесс сушки проводится при температуре отходящего воздуха (70-80) °С, так что порошок удаляется из камеры с несколько повышенным содержанием влаги. В нагретом, слегка влажном состоянии частицы образуют более крупные агломераты с пористой структурой.

Окончательная сушка происходит во внутреннем псевдоожиженном слое. Воздух для слоев получают путем смешивания воздуха из помещения и воздуха, нагретого до температуры 200 °С в газовом теплогенераторе. Попадая на перфорированное днище, сухой продукт продувается горячим воздухом температурой (70-80) °С. В результате такой продувки, укрепляются получившиеся агломераты. Далее в первой секции псевдоожиженного слоя порошок просушивается при помощи продувки через слой воздуха с температурой 100 °С. Порошок охлаждается во второй секции псевдоожиженного слоя до 20 °С путём продувки воздуха, охлажденного в охладителе XII до (6-8) °С ледяной водой.

Израсходованный сушильный воздух и мелкие фракции выходят из сушильной установки IV через канал в центре встроенного псевдоожиженного слоя. Воздух и мелкие фракции разделяются в циклонах IX. Мелкие фракции сухого продукта направляются в сушильную установку, в зону распыления и к внутреннему отверстию псевдоожиженного слоя. Воздух из циклона IX направляется на дальнейшую очистку в мокрый пылеуловитель, а затем выбрасывается в атмосферу. Установка запускается на горячей воде, подаваемой из ёмкости II. При достижении заданного уровня продукта в ёмкости I и температурных режимов процесса сушки производится автоматическое переключение установки на режим сушки молока. При переключении клапаны (2-5) с дистанционным управлением закрывают поступление воды и открывают поступление в установку сгущённого молока.

Автоматическая синхронизация производительности сушильной и вакуум-выпарной установки достигается изменением температуры горячего воздуха, поступающего в сушильную камеру, в зависимости от отклонения производительности установок.

В емкостях I и II для сигнализации и блокирования подачи сгущенной смеси (воды) при достижении верхнего уровня используется кондуктометри-ческий сигнализатор уровня САЗ-М7.Е (1-2; 3-2) с датчиками (1-1; 3-1). Когда уровень смеси достигнет электродов датчиков (1-1; 3-1), срабатывает сигнализация уровней (1-2; 3-2) и промежуточные электропневматические преобразователи (1-3; 3-3) закрывают клапан (1-5) на подаче сгущенной смеси и клапан (3-5) на подаче воды. В емкостях I и II для сигнализации и блокирования подачи смеси на сушильную установку при достижении нижнего уровня используется кондуктометрический сигнализатор уровня САЗ-М7.Е (2-2) с датчиком (2-1). Когда уровень смеси достигнет электродов датчика (2-1), срабатывает сигнализация уровня (2-2) и промежуточный электропневматический преобразователь (2-3) закрывает клапан (2-5) на подаче сгущенного продукта (и воды) на установку.

На трубопроводе подачи продукта установлен расходомер (6-2) ПМ-2/50 для контроля расхода продукта.

Давление газа, поступающего в калорифер VIII после регулятора на данном газопроводе, контролируется пружинным манометром марки МП-П2 (9-1). Газовый теплогенератор прямого нагрева воздуха создан на базе серийных горелок типа ПИВ с подачей на горение переменного (регулируемого) избытка воздуха. В калорифере использованы 4 горелки WEISHAUPT типа G 7/1-D (Германия), каждая эквивалентной мощностью 540 кВт. Три горелки работают в стационарном режиме, а одна является регулируемой для изменения температуры воздуха. Общая мощность 0,95 МВт.

Весь высокотемпературный процесс сгорания газа осуществляется внутри горелок. Подогрев сушильного агента (воздуха) происходит путём теплообмена через стенки теплообменника теплом продуктов сгорания газа. В колорифере применяется автоматика фирмы WEISHAUPT, позволяющая регулировать подачу газа на горение, исходя из заданной температуры сушильного агента в автоматическом режиме. Розжиг горелки также производится в автоматическом режиме.

Температура смеси в ёмкости контролируется и регулируется регулятором температуры ПР3.31 (4-2) при отклонении параметра от заданного значения термопреобразователь сопротивления ТСПУ-202 (4-1) подает сигнал на регулятор температуры ПР3.31 (4-2), который, в свою очередь, через преобразователь управляет перемещением клапана исполнительного механизма ПИМП-120 (4-5) на трубопроводе подачи горячей воды в рубашку ёмкости.

Температура входящего воздуха в сушильную установку контролируется измерителем-регулятором температуры ТРМ-202 (7-2), при отклонении параметра от заданного значения термопреобразователь сопротивления ТСПУ-202 (7-1) подает сигнал на измеритель-регулятор температуры ТРМ-202 (7-2), который управляет перемещением клапана исполнительного механизма ПИМП-120 (7-5) на трубопроводе подачи газа в калорифер. Заданная температура отходящего воздуха поддерживается постоянной путем изменения количества продукта, подаваемого насосом III на распыли распылительный диск. Изменение температуры воспринимается термометром сопротивления ТСП-175 (10-1), работающим в комплекте с измерителем-регулятором температуры ТРМ-202 (10-2). Последний воздействует на тиристорный привод EI 8001 (10-4), изменяющий число оборотов вала насоса III.

Измерение числа оборотов распылительного диска производится тахометром ТХР-1 (11-2). Разряжение в сушилке контролируется электроконтактным манометром ЭКМ (12-1). Температура воздуха внутри сушильной башни контролируется измерителем температуры 2ТРМО (29-2), работающего в комплекте с термометром сопротивления ТСП-175 (29-1), при отклонении температуры срабатывает световая сигнализация.

При отклонении температуры входящего воздуха во встроенный и внешний псевдоожиженный слой от заданного значения, термопреобразователи сопротивления ТСП-175 (16-1) подают сигнал на измеритель-регулятор температуры ТРМ-202 (16-2), которые, управляют перемещением клапанов исполнительных механизмов ПИМП-120 (16-4) на трубопроводе подачи горячего воздуха из калорифера.

Заданная температура охлажденного воздуха поддерживается путем изменения количества ледяной воды с помощью регулирующего клапана ПИМП-120 (17-4), установленного на трубопроводе подачи холодной воды. При отклонении температуры охлаждающего воздуха от заданной подается сигнал от термометра сопротивления ТСП-175 (17-1) к электронному мосту (17-2) типа КСМ-ЗП.

Давление холодной воды, поступающей в охладитель XI для воздуха, контролируется пружинными манометрами марки МП4-М (8-1). Температура готового продукта, выходящего из сушильной установки контролируется измерителем температуры 2ТРМО (15-2) работающего в комплекте с термометром сопротивления ТСП-175 (15-1), при отклонении температуры срабатывает световая сигнализация.

Уровень продукта в бункере контролируется ёмкостным сигнализатором уровня РПУ-1065(18-2).

Работа электродвигателей насоса подачи продукта III, распылительного диска, мешалок емкости I и вентиляторов VI осуществляется с помощью кнопок включения ПКС-122 (1-6;2-6;3-6;4-6;5-1;7-6;10-6;13-1; с 19-1по 28-1), магнитного пускателя ПМЕ-222 (5-3;13-3; с 19-2по 28-2) и сигнализируется лампами (HL1-HL25).

Вывод: при автоматизации увеличивается производительность труда, повышается производительность технологического оборудования, обеспечивается выработка продуктов заданного качества и возможность внедрения новых высокоинтенсивных процессов, повышаются технико-экономические показатели производства.

3.3 Метрологическое обеспечение технологического процесса

Таблица 3.1 - Сведения о параметрах автоматизированного оборудования или технологического процесса.(метрологическая карта № 1)

№ п/п

Наименование автоматизируемого оборудования

Наименование технологиче- ского параметрара

Номинальное значение параметра

Единица измерения

Требование к точности измерения

Промежуточная емкость Я1-ОСВ-5

Насос П8-ОНВ-1

Произвоизводи-тельность

0,7-1,5

м^3/ч

±1%

1,5

Газовый теплогенератор ТГ-0,98-200

Окончание таблицы 3.1

Распылительная сушилка Niro-Atomizer

5

Инстантайзер

Охладитель воздуха

Таблица 3.2 — Сведения о технических средствах (метрологическая карта №2)   № п/п

Наименование автоматизируе­мого оборудо­вания

Наименование технологического параметра

Вид системы автоматизации

Наименование, тип средств автоматизации

1Погрешность (класс точности) средств измерения и регулированияСведения об условиях эксплуатации

Промежуточная ёмкость

Насос

Производитель-ность

Дистанционное управление

Магнитный пускатель ПМЕ-222, кнопочная станция ПКС-122

-

Пыле-влаго- защищён

Продолжение таблицы 3.2

	Распылительная сушилка Niro-Atomizer
	Инстантайзер	Окончание таблицы 3.2
6 Газовый теплогенератор	Охладитель воздуха	4 ОРГАНИЗАЦИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ ЭНЕРГИИ 4.1 Холодоснабжение   4.1.1 Холодоснабжение на предприятии   На предприятии ООО СХП «Устюгмолоко» имеется своя компрессорная, которая предназначена для обеспечения технологических нужд производства, а также выработки холода для холодильных камер. На предприятии используются две системы охлаждения: ледяной воды и рассола. На системе ледяной воды (Т=(0 - 2) ^0С) стоят 2 аммиачные установки РБ-200. Одна находится в рабочем, а другая в резервном состоянии, которые работают на панельный испаритель ИП-120, насосы для перекачивания воды и для охлаждения компрессора. По ледяной воде на заводе работают две системы по 8 часов. На рассольной системе стоит 2 аммиачные установки ИКТ 110-7-2 (рабочая и резервная). Рассол (Т = (-24)^0С) используется для охлаждения холодильных камер. Температура камеры для масла (-12 ^0С), камеры для ЦМП-(2 - 6 ^0С). Все трубы до камер изолированы пенопластом, миниватой. Батареи охлаждения в камере масла состоят из водогозопроводных труб, в одной камере есть калорифер (вентилятор и система труб), в камере готовой ЦМП – система рассольная и два конденсатора. Зимой в маслокамере используется естественное охлаждение. Система рассола на охлаждение камер работает круглосуточно с небольшими перерывами в сутки- 4 раза по часу, отрабатывает 18-20 часов и вырабатывает 110ккал/ч. Ледяная вода используется на охлаждение пластинчатых охладительных установок, маслообразователя, резервуаров, емкостей. Компрессорная имеет следующее технологическое оборудование.   Таблица 4.1 - Технологическое оборудование   Наименование	Кол-во, шт.
Холодильная аммиачная установка РБ-200Год Ввода в эксплуатацию
Компрессорная установка МКТ-110
Компрессор АД-55
Градирня АКТ-100
Конденсатор
Насос К 99/33

Компрессорная установка МКТ-110 состоит из конденсатора, испарителя, маслоотделителя и системы автоматизации машин и агрегатов.

Конденсатор предназначен для конденсации (сжижения) паров аммиака нагнетаемых компрессором. Представляет собой цилиндрический горизонтальный кожухотрубный теплообменный аппарат со стальными трубками, развальцованными в трубных решетках, приваренных к корпусу. С торцов корпус закрыт водяными крышками. Пары аммиака поступают в межтрубное пространство конденсатора сверху и конденсируются, отдавая своё тепло воде, циркулирующей по трубам. Сконденсировавшийся аммиак стекает в сборник жидкого аммиака и выходит из конденсатора. Для аварийного удаления аммиака предусмотрен специальный штуцер. Внутреннее пространство теплообменных трубок и внутренние полости крышек образуют водяную полость конденсатора. В крышках имеются перегородки, обеспечивающие 8 ходов по воде.

На корпусе имеется вентиль для подсоединения манометра, устанавливаемого в щите приборов, и указатель уровня жидкого аммиака.

Для измерения температуры воды на выходе и входе конденсатора имеются термометрические гильзы для установки термометров. Верхней части корпуса имеется вентиль для спуска воздуха из межтрубного пространства. На одной из крышек сверху установлен кран для спуска воздуха из водяной полости, снизу, на той же крышке имеется кран для слива волы. Дополнительно, для слива воды, на другой крышке имеется резьбовая пробка. Предохранительный клапан, установленный на корпусе и имеет ниппельный штуцер для подсоединения трубы, предназначенной для отвода за пределы рабочего помещения паров аммиака при срабатывании предохранительного клапана. К корпусу конденсатора приварены специальные опоры, на которые устанавливаются компрессоры, электродвигатель, маслоотделитель и щит приборов.

Испаритель предназначен для охлаждения хладоносителя за счёт теплообмена с аммиаком. Он представляет собой цилиндрический горизонтальный кожухотрубный теплообменный аппарат со стальными трубками, развальцованных в трубных решетках, приваренных к корпусу, на котором установлены две съемные крышки. Жидкий аммиак, поступающий в межтрубное пространство испарителя, кипит за счёт тепла, отводимого от хладоносителя, циркулирующего по трубкам, и отсасывается компрессором через сухопарник.

Внутреннее пространство теплообменных трубок и внутренние полости крышек образуют полость хладоносителя. В крышках имеются перегородки, которые обеспечивают 8 ходов по хладоносителю. На одной из крышек сверху установлен кран для спуска воздуха из полости хладоносителя. Снизу на той же имеется кран для слива хладоносителя. На второй крышке для той же цели имеется резьбовая пробка. На выходном штуцере правой крышки имеется резьбовая бобышка для установки датчика температуры системы регулирования производительности. В нижней части корпуса имеется маслосборник, к которому приварены два штуцера, предназначенных для удаления масла и аммиака.

На испарителе имеется два штуцера, для присоединения блока датчика регулятора уровня холодильного агента.

Сверху на корпусе установлен предохранительный клапан, имеющий ниппельный штуцер для подсоединения трубы, предназначенного для отвода за пределы рабочего помещения паров аммиака при срабатывании предохранительного клапана.

Маслоотделитель предназначен для отделения частиц масла, унесённых парами аммиака из цилиндров компрессора, и возврата масла в картер компрессора.

Первоначально отделение масла происходит вследствие действия центробежных сил, отбрасывающих частицы масла на стенку корпуса при вращательном движении потока аммиака вокруг специального оборотника, благодаря наличию на нем приваренной винтовой полосы. Дальнейшее отделение масла достигается за счёт резкого падения скорости и изменения направления потока паров аммиака в маслоотделителе.

Система автоматизации машин и агрегатов предусматривает

а) контроль рабочего состояния оборудования, автоматическую защиту и

сигнализацию от аварийных параметров работы;

б) автоматическое питание испарителя холодильной машины холодильным агентом;

в) автоматическое регулирование холодопроизводительности при работе в заданном режиме.

Холодильная аммиачная установка РБ-200 предназначена для охлаждения рассола или иной жидкости с такими же свойствами в замкнутом контуре. Рассол служит в качестве хладоносителя. Она состоит из компрессорного агрегата НФ 811 с маслоотделителем, кожухотрубного конденсатора, кожухотрубного испарителя, автоматического деаэратора, маслосборника, панели с манометрами и шкафа управления.

При испарении хладагента в испарителе отводится тепло от протекающей соланки (раствор охлаждается). Пары хладагента всасываются из испарителя компрессором, из нагнетательного трубопровода из которого затем поступает в конденсатор. В трубной системе конденсатора, через который протекает охладительная вода, пары конденсируются и собираются в нижней части.

Из конденсатора жидкий хладагент через поплавковый вентиль высокого давления поступает в часть низкого давления оборудования, т.е. в испарители. Поплавковый вентиль высокого давления регулирует подачу жидкого хладагента в испарители в зависимости от уровня хладогента в конденсаторе.

Для удаления воздуха из холодильного контура установка оснащена автоматическим деаэратором.

Техническая характеристика основного холодильного оборудования:

Установка аммиачная РБ-200

Холодопроизводительность при работе на Р 717 (аммиак) 229кВт

Номинальные температуры -15 ⁰С; +35 ⁰С

Расходы электроэнергии 56,5 кВт

Частота вращения 960 об/мин

Испаритель кожухотрубный горизонтальный

Температура испарения max -5 ⁰C

min -25 ⁰C

Давление испарения max 0,26 МПа

min 0,05 МПа

Площадь поверхности охлаждения 70 м

Давление max 1,3 МПа

Температура max +50 ⁰C

min -50 ⁰C

Конденсатор горизонтальный кожухотрубный предназначен для охлаждения и конденсации паров хладагента.

Температура конденсации max 37 ⁰C

Давление конденсации min 1,38 МПа

Температура охлаждающей воды 27 ⁰С

Площадь охлаждения 63 м

Давление max 1,8 МПа

min 0,6 МПа

Температура max +50 ⁰C

min +1 ⁰C

4.1.2 Проверочный расчёт холодильной камеры

Таблица 4.2 - Исходные данные для расчёта

Наименование продукта	Выраб. в сутки, Кп, кг/сут.	Прод. хранен,Пх, сут.	Температура хранения,^°С.	Уклад. масса, Ум, кгм^2.	Площадь, необход. хранения, F, м^2.
Масло “Крестьянское”			0…-5		9,2
Масло “Вологодское”			0…-5		7,4
Спред “Витаминный”			0…-5		5,1
Итого:					21,7
Пахта питьевая			2…6		5,2
Напиток “Сладкий”			5,5
Пахта “Диетическая”			6,8
Итого:					17,5

Определяем укладочную массу:

Ум = Мн^. Кр /fм, кг/м²,

где Мн – масса нетто одного места, кг;

Кр – количество рядов по высоте, Кр=5;

fм - площадь, занимаемая одним местом с учетом каналов для циркуляции воздуха, м².

Количество рядов по высоте берем с учетом удобства загрузки и разгрузки холодильной камеры с учетом прочности тары, Кр=5. Ширина канала для циркуляции воздуха между штабелями коробок примем 100 мм.

Для масла площадь, занимаемая одним местом, определяется:

fм = а^.(в + 100),

где а – ширина тары, мм;

в – длина тары, мм;

fм = 300^.(400+100) = 150000 мм² = 0,15 м²

Ум = = 667 кг/м²;

Площадь холодильной камеры определяется по формуле:

F = м²,

где Кп - максимальное количество продукта, поступающего в камеру в сутки, кг;

Пх - продолжительность хранения, сутки.

Кn – коэффициент полезного использования площади пола, для малых камер Кn = 0,6;

Площадь, необходимая для хранения масла:

F₁ = 21,7 м²;

На заводе имеется камера для хранения масла, площадь которой равна 54 м², следовательно, для хранения вышеперечисленных продуктов ее достаточно.

Площадь, необходимая для хранения напитков из пахты:

F₂ = 17,5 м²;

Камера для хранения цельномолочной продукции, имеющиеся на заводе, имеют площади 72 м² и 60 м². Этих камер достаточно.

Дата добавления: 2015-08-13