过程控制课程设计---脱丙烷塔控制系统设计

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1、 成绩：成绩： 过程控制工程过程控制工程 课程设计报告课程设计报告 题目：脱丙烷塔控制系统设计题目：脱丙烷塔控制系统设计 学学 院：院： 计算机与电子信息学院计算机与电子信息学院 班班 级：级： 自动化自动化 0909- -2 2 班班 起止日期：起止日期：2012 年年 12 月月 31 日日2013 年年 01 月月 4 日日 1 目目 录录 一、 设计任务书设计任务书 2 二、二、 设计说明书设计说明书 5 1、 摘要 2、 基本控制方案的设计与分析 3、 节流装置的计算 4、 蒸汽流量控制阀口径的计算 三、三、 参考文献参考文献 11 四、四、 附图附图 15 2 一、一、 设计题目：

2、设计题目： 脱丙烷塔控制系统设计 二、二、 设计目的：设计目的： 1、掌握控制系统的基本构成、原理及设计的方法和步骤。 2、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。 3、掌握节流装置和调节阀的计算。 4、了解信号报警及联锁系统的设计和顺序控制系统的设计。 5、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。 三、三、 设计设计所需数据：所需数据： 1 1、主要工艺流程和环境特征概况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

3、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

4、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 2、仪表选型说明、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 用电动型仪表。采用安全栅，可构成本质安全防爆系统。 3 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：、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=900k

5、g/h; Mmin=450kg/h （3）工作压力：p1=0.15MPa（绝压）; 工作温度：t1=110 3 （4）密度：s=0.8528kg/m3;粘度=2510-6Pas （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：P1=140kPa 阀后绝压：P2=105kPa 阀前温度：t1=110 管道内径：D1= D2=200mm 正常流量：MS=900kg/h 密度：S=0.8528kg/m3 （3）稳态最大流量：Mmax=1350kg/h （4）选型：气动单座调节阀，等百分比固有流量特性，流开向型。 型号：ZMAP-1.6K 4 四四、主要设计任务、主要设计任务 1、 确定基本控制方案， 要带有信号报警系统 （设置 3 个液位报警上、 下限： 塔釜液位： 30%-90%， 冷凝器液位：20%-80%，回流罐液位：30%-80%） ，并按规范绘制带控制点的工艺流程图。 2、对至少一个回路（再沸器加热蒸汽流量控制系统）进行仪表选型。 3、对至少一个回路（再沸器加热蒸汽流量控制系统）的节流装置和调节阀进行计算。 4、分析所用到的复杂控制系统并绘制复杂控制系统的接线图。 5、设计布置控制室并绘制控制室平面布置图。 6、绘制再沸器加热蒸