Автоматический контроль расхода жидкости и газа

Дисциплина: Автоматизация, Техника
Тип работы: Материал
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 6 страниц
В избранное:

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Восточно-Казахстанский государственный технический университет

им. Д. Серикбаева

Факультет информационных технологий и энергетики

Кафедра «Приборостроение и автоматизация технологических процессов»

«Радиотехника, электроника и телекоммуникация»

Самостоятельная работа

по дисциплине « Основы автоматики»

Выполнила:Айдарова Е. А.

гр. 14-РТКз-3

Проверила:

Байтемирова Г. Ж.

Усть-Каменогорск

2015

Автоматический контроль расхода жидкости и газа

Расход жидкости, газа (а. gas, liquid flow rate; н. Durchflußmenge, anstehende Casmenge; ф. debit du liquide, du gaz; и. соnsumo de liquido, de gas; gasto de liquido, de gas) - количество жидкости (газа), протекающее в единицу времени через сечение, перпендикулярное линиям тока. При измерении объёма протекающей жидкости (газа) определяют расход объёмный (Роб), при измерении массы - расход массовый (Рм) . Для установившегося потока Po6 равен произведению средней по сечению скорости потока на площадь поперечного сечения; Рм - произведению плотности вещества на Роб. Единицей расхода является м3/с (объёмного) или кг/с (массового) . В нефтегазопромысловом деле расход жидкости (газа) измеряют в м3/сутки, т/сутки. Измерение расхода жидкости (газа) производят расходомером.

Расходом вещества обычно называют количество вещества (массы или объема), проходящее через определенное сечение канала (трубопровода) в единицу времени, а приборы или компоненты приборов, определяющие расход вещества в единицу времени, называют расходомерами. Расходомер может быть снабжен счетчиком (интегратором), показывающим массу или объем вещества, прошедшего через прибор за какой-либо промежуток времени.

Единицы измерения расхода могут быть объемные - м3/ч, м3/мин, л/мин, и т. д. и массовые - кг/ч, т/ч, и т. д. В зависимости от принципа действия, наиболее часто применяемые в промышленности приборы для измерения расхода вещества, можно разделять на следующие группы: постоянного и переменного перепада давления, тахометрические, электромагнитные, ультразвуковые и различные конструкции специальных.

Принцип действия турбинных счетчиков основан на измерении числа оборотов крыльчатки (турбинки), которая вращается со скоростью, пропорциональной расходу жидкости, протекающей в трубопроводе. Счетчики обычно именуются по роду контролируемой жидкости (например, водомеры) . По конструктивному исполнению их подразделяют на две основные группы: крыльчатые (с тангенциальным подводом потока), в которых ось вращения крыльчатки перпендикулярна направлению движения воды, и турбинные (с аксиальным подводом потока), у которых ось вращения параллельна направлению движения потока воды. Первые применяются для измерения малых, вторые - больших расходов.

Представлена принципиальная схема подачи обогащенного кислородом дутья и регулируемого по расходу природного газа к воздушным фурмам доменной печи, где: 1 трубопровод обогащенного кислородом дутья; 2 - трубопровод природного газа; 3 воздуходувная машина; 4 воздухонагреватель; 5 кольцевой воздухопровод горячего дутья; 6 кольцевой коллектор природного газа; 7 комплекс технических средств измерения; 9 и 8 канал измерения расхода обогащенного кислородом дутья с измерительной диафрагмой; 11 и 10 - канал измерения содержания кислорода в дутье с датчиком; 13 и 12 канал измерения температуры горячего дутья с термопарой; 15 и 14 канал измерения расхода природного газа с измерительной диафрагмой; 16 комплекс технических средств управления; 17 задатчик; 18 измерительный и электронный блоки регулятора; 19 усилитель мощности и 20 исполнительный механизм; 21 - регулирующий орган; 22 первый умножитель; 23 второй умножитель; 24 - задатчик теоретической температуры горения топлива в фурменной зоне и 25 - устройство вычисления коэффициентов.

Система регулирования содержит воздуходувную машину 3, из которой воздух и кислород поступают по трубопроводу 1 обогащенного кислородом дутья в воздухонагреватель 4, где нагреваются до температуры горячего дутья 13, измеряемой термопарой 12 и входящей в комплекс технических средств измерения 7. В этот комплекс 7 входит также канал измерения расхода холодного дутья 9 с помощью диафрагмы 8 и канал измерения содержания кислорода в холодном дутье 11 с использованием датчика 10. Измерительные диафрагма 8 и датчик 10 расположены на трубопроводе холодного дутья 1. При этом нагретые воздух и кислород распределяются через кольцевой воздухопровод 5 по воздушным фурмам и поступают в доменную печь, а природный газ по трубопроводу 2 поступает в кольцевой коллектор 6 и вдувается через воздушные фурмы в доменную печь. На трубопроводе 2 природного газа расположена измерительная диафрагма 14, входящая в комплекс технических средств 7 по каналу измерения расхода природного газа 15, а также на трубопроводе 2 расположен регулирующий орган 21, связанный с валом исполнительного механизма 20 комплекс технических средств управления 16 расходом природного газа. Комплекс технических средств управления 16 включает в себя последовательно соединенные по входам и выходам задатчик расхода природного газа 17, измерительный и электронный блоки регулятора 18, усилитель мощности 19 и исполнительный механизм 20, изменяющий расход природного газа с помощью регулирующего дросселя 21 трубопровода 2 природного газа. На входы измерительного блока регулятора 18 поступают сигналы с выхода комплекса технических средств 7 по каналу 15 измерения расхода природного газа, а также соответственно с выходом первого 22 и второго 23 умножителей. При этом второй умножитель 23 входами соединен: по первому входу с первым входом первого умножителя 22 и с выходом комплекса технических средств 7 по каналу 9 измерения расхода холодного дутья, а по второму вход с выходом комплекса технических средств 7 по каналу 11 измерения содержания кислорода в холодном дутье и по третьему входу с первым выходом устройства вычисления коэффициентов 25, вторым выходом подключенного к второму входу первого умножителя 22. Первый и второй входы устройства вычисления коэффициентов 25 подсоединены соответственно к выходу задатчика 24 теоретической температуры горения топлива в фурменной зоне и к выходу комплекса технических средств 7 по каналу 13 измерения температуры горячего дутья.

В качестве преобразователей в составе комплекса технических средств 7 по каналу 9 измерения расхода холодного дутья и по каналу 15 измерения расхода природного газа могут быть использованы преобразователи измерительные "Сапфир 22 ДИ", а по каналу 13 измерения температуры горячего дутья - преобразователь измерительный типа Ш 78 и по каналу 11 измерения содержания кислорода в холодном дутье анализатор кислорода обогащенного дутья типа АКОД-1. Комплекс технических средств управления 16 расходом природного газа выполнен на базе контроллера логического микропроцессорного типа "Ломиконт Л-112, в том числе измерительный блок регулятора модуль РГ-12; задатчик 17 расхода природного газа например, задатчик типа ЗУ 22; усилителя мощности 19 например, пускатель бесконтактный реверсный типа ПБР-2М; исполнительного механизма 20 например, механизм исполнительный электрический однооборотный типа МЭО-40/10-0, 25-87.

В качестве первого 22 и второго 23 умножителей и устройства вычисления коэффициентов 25 может быть также использован контроллер логический микропроцессорный типа "Ломиконт Л-112" алгоритм умножения-деления УД (031) и сумматор СУМ (030) .

Блок 24 выполнен, например, на базе задатчика типа ЗУ 22.

Известно, что для нормального ведения доменной плавки оптимальный расход природного газа связан с параметрами следующими функциональными зависимостями:

где Qпг расход природного газа; Gд расход холодного дутья; η коэффициент соотношения расходов природного газа и холодного дутья; tТ теоретическая температура горения топлива в фурменной зоне доменной печи; Tд температура горячего дутья; O2 содержание кислорода в дутье; v влажность в холодном дутье.

Применяя известное выражение показателя теоретической температуры горения топлива в фурменной зоне и используя применяемые в практике ведения доменной плавки размерности величин, входящих в систему уравнений (1), а также приняв, что влажность холодного дутья v0, 01, система (1) формулизируется в следующую зависимость:

Qпг=(к1·%O2-к2) ·Gд, тыс. ·м3/ч,

где к1=f(tT) ; (2)

к2=f(tT, Tд) (4) (3)

Окончательное уравнение регулирования оптимального расхода природного газа с учетом выражения (2) и удобства в техническом решении при конструировании предлагаемого устройства имеет следующий вид:

к1·%O2·Gд-к2·Gд±Qзапгд-Qпг = 0 (5)

где Qpfпгl заданный расход природного газа, тыс. ·м3/ч;

tpтfl заданная теоретическая температура горения топлива в фурменной зоне доменной печи, тыс. ·чoC.

Для условий при эксплуатации доменных печей N 5 (A) и N 6 (B) Новолипецкого комбината представим следующие размерности и шкалы измерительных приборов, входящих в выражение формул 5, 6 и 7 переменных величин:

Qпг расход природного газа, который принимаем за 100%

A: 0. 63 тыс. ·м3/ч (0. 100%) ;

... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.