Проектирование производства по получению карбинола (метанола)

[15] (5.39)

где Q - количество передаваемой теплоты, Вт;

К - коэффициент теплопередачи, Вт / (м2·К);

- средняя разность температур холодного и горячего теплоносителей, 0С.

Определяем расход тепла, передаваемого от циркуляционного газа к воздуху

где - массовый расход циркуляционного газа, кг/с;

- теплоёмкость циркуляционного газа, кДж/(кг·К);

- начальная и конечная температуры циркуляционного газа, 0С

Q= 141,730·2,416·(120-40)=27393,57 кВт

Тогда м2

Так как циркуляционный газ перед аппаратами воздушного охлаждения делится на

два потока, то поверхность теплообмена соответственно будет равна 7305 м2.

По ГОСТ 14246-79 выбираем аппарат воздушного охлаждения зигзагообразного

типа с диаметром труб 25Х2 мм, длиной труб 6000 мм, числом ходов 1 и площадью

поверхности теплообмена 1875 м2.

4.3.3. Расчёт и подбор ёмкостей

Расход конденсата (карбинола - сырца) после сепаратора составляет 15000 кг/с по таблице.

Требуемый объём ёмкости определяется по формуле

(5.40)

где - расход конденсата, кг/с;

- время заполнения ёмкости, ч; =0,5ч

- плотность карбинола - сырца, кг/м3

= 831 кг/м3 [20]

- коэффициент заполнения, принимаем = 0,8 в соответствии с требованиями Госгортехнадзора;

м3

По ГОСТ 9317-84 выбираем ёмкость горизонтальную цилиндрическую с двумя эллиптическими отбортированными днищами, сварную [18].

Основные размеры сборника:

- вместимость 12,5 м3;

- внутренний диаметр 2000 мм;

- длина цилиндрической части 3200 мм;

- общая длина аппарата 4280 мм.

4.3.4. Подбор насосно - компрессорного оборудования

Для компримирования свежего синтез - газа выбираем центробежный, четырёхступенчатый компрессор марки К-160-131-1 с приводом от электродвигателя типа СТДП-6300-2УХЛ4:

- объёмная подача 70812 м3/ч;

- избыточное давление всаса 0,69 МПа;

- избыточное давление нагнетания 4,41 МПа;

- масса 72 т.

Для циркуляции газа выбираем центробежный одноступенчатый компрессор марки К-270-14-7 с приводом от электродвигателя типа СТМН-400-В:

- объёмная подача 600000 м3/ч;

- избыточное давление всаса 4,8 МПа;

- избыточное давление нагнетания 5,3 МПа;

- масса 46,2 т.

5. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

5.1. Основные исходные данные

Производство карбинола является производством с непрерывным технологическим процессом при трехсменном режиме работы. Нагрузка по сменам равномерная.

Так как производство карбинола является пожаро- и взрывоопасным, то электрооборудование должно применяться во взрывозащищенном исполнении [12].

По степени надежности и бесперебойности электроснабжения основное оборудование относится к первой категории, гак как перерыв в электроснабжении этого оборудования может привести к опасности для жизни людей и значительному материальному ущербу, связанному с повреждением оборудования и длительному расстройству сложного технологического процесса.

Часть электрооборудования входит в особую группу по надежности электроснабжения. Это маслонасосы компрессоров, электроприводы задвижек, аварийное освещение. Это оборудование необходимо для безаварийной остановки производства в случае выхода из строя как основного, так и резервного источников питания.

Проектом предусмотрено рабочее, ремонтное и аварийное освещение. По надежности электроснабжения осветительные установки относятся к первой категории.

5.2. Определение потребителей электроэнергии и их мощности

Основными потребителями электроэнергии являются компрессоры, насосы и вентиляторы.

Единичная мощность потребителей определялась по каталогам и справочникам, согласно которым выбиралось технологическое оборудование [12]

Перечень основного оборудования с указанием его особенностей приведен в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Основные данные оборудования

5.3. Выбор рода тока и напряжения питания

Все электроустановки в производстве карбинола питаются переменным трехфазным током.

Для силовых потребителей применяется 6000В и 380В. Для светильников рабочего освещения применяется напряжение 220, для ремонтного освещения 36В и 12В, для аварийного освещения применяется переменный ток напряжением 220В с автоматическим переключением на постоянный ток напряжением 220В [12].

Питание подогревателей предусматривается от индукционных регуляторов ИР-118/60. Напряжение, подаваемое на подогреватели, может регулироваться от 0 до 220В, при этом сами индукционные регуляторы запитываются напряжением 6000В.

5.4. Выбор типа электродвигателей и других силовых потребителей

Так как производство карбинола является пожаро- и взрывоопасным, то электрооборудование выбираем во взрывозащищенном исполнении [l2].

Поскольку машины и механизмы не требуют регулирования скорости, то можно применять синхронные и асинхронные двигатели.

При мощности больше 300кВт целесообразно применять синхронные электродвигатели, так как при большой мощности синхронные электродвигатели имеют ряд преимуществ по сравнению с асинхронными, например больший КПД а главное применение синхронных электродвигателей позволяет повысить коэффициент мощности в питающей сети. Поэтому для компрессоров выбираем синхронные электродвигатели, а для насосов и вентиляторов применяем асинхронные электродвигатели [12].

Электрическую нагрузку на питающую сеть от силового электрооборудования рассчитываем следующим образом. Зная номинальную мощность каждого приемника электроэнергии Рн и количество однотипных приемников n, определяем установленную

мощность группы однородных приёмников Руст

Руст=Рн• n (5.1)

Затем определяются расчетные значения активной Рр, реактивной Qp и полной Sp мощностей

Рр=Кс · Руст (5.2)

Qр = Рр •tg? (5.3)

Sp= (5.4)

Где Кс-коэффициент спроса, определяемый по отраслевым каталогам.

Расчетное значение tg? определяется с помощью следующего выражения

Таблица 5.2

Основные технологические данные силовых потребителей

Продолжение таблицы 5.2

5.5. Расчет установленной мощности освещения

Для освещения используются лампы DPL-250, мощностью 250Вт и ЛБ-40, мощностью 40Вт. Электрическую нагрузку от осветительных приборов рассчитываем по формулам предыдущего раздела. Результаты сводим в таблицу 5.3.

Таблица 5.3

Основные технические данные электроосвещения

5.6. Определение электрической нагрузки

Электрическую нагрузку на питающую сеть от всего электрооборудования определяем на основании данных разделов 5.4. и 5.5. Результаты расчетов сводим в таблицу 5.4.

Таблица 5.4

Сводные данные по токоприемникам

5.7. Выбор схемы передачи и распределения электроэнергии

Все электрооборудование получает питание от цеховой трансформаторной подстанции, которая состоит из следующих помещений. РУ-бкВт, двухтрансформаторная КТП, помещения щитов постоянного тока, щитов телемеханики [13].

Сборные щиты 6000В состоит из двух секций, каждая из которых питается от своего ввода. От этих секций запитываются высоковольтные двигатели компрессоров, индукционные регуляторы ИР-118/60 и трансформаторы КТП [13].

Каждый трансформатор КТП через автоматический выключатель питает свою секцию сборных шин низкого напряжения 0,4кВ. На секционном автомате предусмотрено устройство автоматического включения резерва (АВР), поэтому в случае отключения одного из трансформаторов его секция через этот секционный автомат подключается к другому трансформатору. В нормальном режиме секционный автомат отключен.

Вводной автомат при неисправности трансформатора отключается. Понижающие трансформаторы имеют на стороне 0,4кВ глухозаземленную нейтраль.

Электроприемники на напряжение 0,4кВ запитываются от щитов станций управления, которые получают питание от сборных шин низкого напряжения КТП.

Мощность каждого трансформатора КТП должна составлять не менее 70% от полной расчетной мощности всех приемников, запитываемых от шин низкого напряжения этих двух трансформаторов

Stp=0,7 •Sp=0,7 ·1212,4=848,7 кВА (5.6)

Выбираем ближайший по мощности трансформатор ТМ-1000/6-10 мощностью 1000кВА.

Поскольку имеются приемники первой и особой группы, то для обеспечения необходимой надежности электроснабжения помимо двух независимых линий электроснабжения имеется третий независимый источник [13].

Силовые и контрольные сети во взрывоопасных помещениях предусматриваются бронированным кабелем с медными жилами, прокладываемым открыто на лотках.

Электрическая схема одного из щитов станции управления предусмотрена на рисунке 5.1.

Рис. 5.1. Электрическая схема щита станции управления

6. АНАЛИТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА

Таблица 6.1

Продолжение таблицы 6.1

7. Контрольно - измерительные приборы и средства автоматизации

Автоматизация технологического процесса является высшей ступенью в сложном технологическом процессе управления производством.

Автоматизация производства открывает неограниченные возможности для повышения производительности труда, более быстрых темпов развития производства, улучшения качества выпускаемой продукции, создания условий для оптимального использования всех ресурсов производства.

Особенно большое внимание вопросам автоматизации уделяется в химической промышленности. Это объясняется сложностью и большой скоростью протекания технологических процессов, высокой их чувствительностью к нарушению режима, вредностью условий труда, взрыво- и пожаробезопасностью перерабатываемых веществ [35].

7.1. Описание схемы автоматизации

Схема синтеза карбинола оснащена контрольно - измерительными приборами, средствами автоматизации и сигнализации, обеспечивающими безопасное ведение технологического процесса. Контроль осуществляется из центрального пункта управления

Предусмотрены следующие основные узлы автоматического регулирования:

- давления свежего синтез - газа, поступающего на очистку поз 200

- давление газовой смеси идущей на синтез карбинола поз 204

- давление продукционного газа идущего из колонны синтеза поз 208

Предусмотрен контроль:

- уровня сконденсировавшейся влаги из свежего синтез - газа поз 401

- концентрации водорода в циркулирующем газе, идущим на синтез поз 501

- концентрации окиси углерода в циркулирующем газе поз 500

- расхода газа основного хода идущего на синтез карбинола поз 300-1

- расход газа холодного байпаса поз 301-1

- температуры в слоях катализатора (верхнего, среднего, нижнего) реактора синтеза поз 104-(1,2,3,4)

- температуры стенок реактора синтеза поз 104-(1,2,3,4)

- температуры продукционного газа выходящего из рекуперационного теплообменника поз 105-1

- температура продукционного газа выходящего из холодильников воздушного охлаждения поз 106-1

- уровня карбинола в сепараторе поз 405

7.2. Описание САР температуры подачей синтез - газа холодного байпаса

На трубопроводе подачи свежего синтез - газа холодного байпаса, в колонне синтеза карбинола РК устанавливаются термопары хромель - алюмелевые из жаростойкого кабеля ТХА-0515710-50 (поз 100-1). Температура в слоях катализатора регулируется автоматическим потенциометром с регулирующим устройством, искробезопасной схемой КСП 3ПИ модель 1803Д (поз 100-2) в комплекте с пневматической панелью управления П122 (поз 100-3). Потенциометр снабжён регулирующим устройством, на котором устанавливается сравнительное значение заданных параметров, в результате чего отрабатывается сигнал рассогласования, который через панель дистанционного управления (поз 100-3) поступает на регулирующий клапан (поз 100), который измеряет подачу синтез - газа холодного байпаса.

7.3. Спецификация на приборы и средства автоматизации

Таблица 7.1

Спецификация на приборы и средства автоматизации

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5