Автоматизация сушильного барабана

  При подъемно-лопастной  системе условия теплообмена  благоприятнее, чем при пересыпании  материала и изолированных ячейках  промежуточной системы.

  С другой стороны, при подъемно-лопастной  системе только меньшая часть  материала в данный момент свободно ссыпается с лопастей, а большая  часть находится в завале (в  слое на корпусе барабана), и поэтому  применение распределительной и  промежуточной систем оказывается  более эффективным.  
 

  При распределительной  системе материал с каждым оборотом барабана свободно ссыпается несколько  раз и перелопачивается. При этом материал относительно равномерно распределяется по всему поперечному сечению  барабана.

  Иногда  при сушке налипающих или сыпучих  материалов эти две системы комбинируют. В одном барабане — с горячего конца устанавливают подъемно-лопастную, а далее распределительную или  промежуточную систему.

  

  Работа  сушильной установки, включающей в  себя сушильный барабан, протекает  следующим образом. Поступающий  со склада сырой материал грейферным краном погружают в бункер сушильного барабана или, в случае значительной крупности кусков, предварительно в  дробилку. Из бункера в сушильный  барабан материал подается транспортером  и дозируется при помощи весового дозатора или питателя.

  Процесс сушки весьма инерционен. Инерционность сушки можно характеризовать постоянной времени процесса, равной времени, в течение которого избыточное влагосодержание сушимого материала уменьшается на 63%. Запаздывание  температуры по каналу теплоносителя составляет от долей минуты до 2-3 минут, тогда как постоянная времени объекта изменяется десятками минут.

        

  Рисунок 1.2  - кривые, характеризующие сушку (а) и температуру (б) 

  W_H , W_K , W_P – соответственно начальная, конечная и равновесная влажности материала; T, t – время; T_C , T_B – температура сухого и увлажненного материала

  Ход процесса сушки описывается кривой сушки (рис.1.2а), характеризующей изменение  средней влажности W материала во времени и температурной кривой сушки (рис. б); описывающей изменение температуры материала в ходе сушки. На этих кривых можно выделить периоды: начального прогрева (1); постоянной скорости сушки (2) и падающей скорости сушки (3). Процесс характеризуется также длительностью сушки t_c – интервалом времени, необходимого для понижения влагосодержания материала с начального значения W_Н и до конечного W_К; обычно  W_К > W_р , где W_р – равновесное влагосодержание. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  

3. Обоснование выбранной аппаратуры

  

  При разработке проекта необходимо учитывать технические, экономические, производственные и  другие факторы. Выбор средств автоматизации  следует вести таким образом, чтобы наиболее полно обеспечивать выполнение всех целей. Выбранные средства должны обеспечить работу и точность контроля, и соблюдение режимных величин, быстродействие и связь с другими  системами. При выборе следует стремиться к применению однотипных технических  средств, предпочтительно автоматизированных, что даёт значительные эксплуатационные преимущества. Все выбранные средства должны удовлетворять требования пожарной и электробезопасности, а так же условиям охраны окружающей среды, которые являются определяющими при выборе технических средств.

  Диафрагма ДКС 10-200 фирмы ООО «КБ Энерготехсервис» - диафрагма камерная, устанавливаемая во фланцах трубопровода. Диафрагмы для расходомеров предназначены для создания перепада давления при измерении расхода жидкостей газов или пара по методу переменного перепада давления.

  Датчики давления – Метран 100 ДД фирмы ООО «Метран» предназначен для измерения перепада давления в паропроводе. Имеют трехмембранную конструкцию преобразователя разности давлений, из которых одна мембрана измерительная защищена с двух сторон разделительными коррозионностойкими мембранами. Оригинальная конструкция преобразователя давления обеспечивает по сравнению с аналогичными датчиками: высокую коррозионную стойкость к агрессивным средам; повышенную стойкость выходного сигнала к изменению температуры окружающей среды и статическому избыточному давлению рабочей среды; стойкость к вибрациям; высокую долговременную надежность и стабильность характеристик; возможность настройки на любой верхний предел измерений.

  Пускатель ПБР-2М фирмы «Техноприборсервис». Он предназначен для бесконтактного управления электрическими исполнительными механизмами, в приводе которых используются однофазные электродвигатели.

  Механизм  МЭО 250/63-0.25Н фирмы ОАО «МЗТА». Механизмы исполнительные электрические  однооборотные МЭО предназначены  для перемещения регулирующих органов  трубопроводной арматуры. Они преобразуют  входной импульсный электрический  сигнал во вращательное перемещение  выходного вала, пропорциональное длительности входного импульса. Механизмы МЭО  позволяют управлять практически  любой запорной и запорно-регулирующей арматурой неполноповоротного принципа действия: шаровыми и пробковыми кранами, клапанами, шиберами, поворотными дисковыми  затворами, заслонками. Механизмы устанавливаются  рядом с запорной арматурой и  связываются с ней при помощи тяг и рычагов.

  Заслонка  ПРЗ-200 фирмы ООО «Газовик». Заслонка ПРЗ растопочной горелки по газу открывается при розжиге совместно с воздушным шибером горелки, они связаны механическим сочленением. 
 
 
 
 

  2 АВТОМАТИЗАЦИЯ  ОБЪЕКТА

  2.1 Описание схемы автоматизации.

  Функциональная  схема систем автоматизации технологических  процессов является основным техническим  документом, определяющим структуру  и характер систем автоматизации  технологических процессов, а также  оснащения их приборами и средствами автоматизации. На функциональной схеме  дано упрощенное изображение агрегатов, подлежащих автоматизации, а также  приборов, средств автоматизации  и управления, изображаемых условными  обозначениями по действующим стандартам, и линии связи между ними. В  данном проекте автоматизации сушильного барабана разработаны следующие  системы автоматического регулирования  и контроля:

- Автоматическое регулирование системы «топливо-воздух».

- Система автоматического контроля и регулирования температуры в сушильном барабане.

- Система автоматического регулирования подачи сырья.

- Система регулирования избыточного давления.

- Контроль и автоматизация температуры подшипников.

- Контроль и сигнализация уровня.

- Система контроля  и сигнализации по факелу.

  Система автоматического  регулирования соотношения  «топливо-воздух»

  Измерение расхода газа и воздуха производится методом переменного перепада. Перепад  давления на диафрагме ДБС 16-200-А (поз. 1-2) и диафрагме ДКС 10-200-А/Г-1 (поз.1-1) измеряется преобразователем  Метран - 100ДД (поз. 1-3; 1-4). Сигнал с преобразователя поступает на вторичный прибор ДИСК-250 М (поз.1-6; 1-7) и на регулятор РС 29.0.12 (поз. 1-5).

   В  регуляторе РС 29.0.12 происходит суммирование  двух поступающих  сигналов, а  затем сравнение их с заданным  значением. Если регулируемый  параметр отклоняется от заданного  значения, то на входе электронного  блока регулятора появляется  сигнал рассогласования. При этом  на выходе регулятора вырабатывается  импульсный сигнал 24 В, который подается на пускатель бесконтактный ПБР-2М (поз. 1-9). Пускатель ПБР-2М управляет исполнительным механизмом МЭО 250 (поз. 1-10), который с помощью запорного устройства (поз. 1-11), изменяет подачу воздуха к топке котла. 

  Система автоматического  регулирования и  контроля температуры  в сушильном барабане

   Температура в сушильном барабане измеряется термопреобразователем ТХАУ Метран-271 (поз.2-1), влагомер ВНСК (поз. 2-2) измеряет процент влажности. Сигналы с этих приборов поступают на регистрирующие приборы ДИСК 250М ( поз.2-3,2-5) и регуляторы РС 29 (поз. 2-4, 2-6). При отклонении значения от заданного, регулятор пошлет сигнал на пускатель ПБР-2М (поз. 2-8), который через исполнительный механизм МЭО-250 (поз. 2-9) изменит положение запорного устройства (поз. 2-10).

  Система автоматического  регулирования подачи сырья

  Сигнал  с конвейерных весов МЕТРА М8400 (поз. 3-1) подается на регистрирующий прибор ДИСК-250М (поз. 3-2) и регулятор РС 29 (поз.3-3). На выходе регулятора образуется сигнал 24В, который подается на пускатель ПБР-2М (поз. 3-4). Пускатель управляет исполнительным механизмом МЭО 250, который изменяет подачу сырья.

  Система автоматического  регулирования избыточного  давления

  Сигнал  с преобразователя Метран 100ДИ (поз. 4-1) поступает на регулятор РС 29 (поз. 4-2) и блок ручного управления БРУ 42 (поз. 4-3). При изменении сигнала от заданного значения, на выходе регулятора образуется сигнал 24В, который подается на пускатель ПБР-2М (поз.4-4), который через исполнительный механизм МЭО-250 (поз. 4-5) управляет запорным устройством.

  Система включения/выключения тарельчатого питания

  Магнитный силовой пускатель ПМЕ-200 (поз. 5-1) управляется кнопкой XB4BA42 (поз.5-2).

  Система включения/выключения двигателя конвейера

  Магнитный силовой пускатель ПМЕ-200 (поз. 6-1), соединенный с двигателем конвейера, управляется кнопкой XB4BA42 (поз.6-2).

  

  Система включения/выключения двигателя барабана

        Магнитный силовой пускатель  ПМЕ-200 (поз. 7-1), соединенный с двигателем барабана, управляется кнопкой XB4BA42 (поз.7-2).

  Система включения/выключения двигателя конвейера

  Магнитный силовой пускатель ПМЕ-200 (поз. 8-1), соединенный с двигателем конвейера, управляется кнопкой XB4BA42 (поз.8-2). 
 

  Система включения/выключения двигателя дымососа

  Магнитный силовой пускатель ПМЕ-200 (поз. 9-1), соединенный с двигателем дымососа, управляется кнопкой XB4BA42 (поз.9-2).

  Система контроля и сигнализации температуры подшипников

  

  Температура подшипников измеряется термопреобразователем ТХАУ Метран-271 (поз. 10-1,10-2,10-3) и поступает на регистрирующий прибор ДИСК 250М (поз. 10-4).

  Система автоматического контроля и сигнализации уровня

  Контроль  и сигнализация уровня производится сигнализатором уровня ИКС-2Н (поз. 11-1).

  Система контроля и сигнализации по факелу

  Система  автоматической защиты  и  контроля  включает  в  себя: фотодатчики  ФДЧ 1-1 (поз. 12-1), сигнализатор пламени  ЛУЧ-1АМ (поз.12-2). В случае отклонения одного из параметров от нормы, включается световая и звуковая (поз. НА1) сигнализации. В этот же момент через реле давления РД-23 (поз. 12-3,12-6) отсечной клапан ПКН 200 (поз.12-7) отсекает поступление топлива. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  2.2 Компоновка  и коммутация щита, план контрольного  помещения 

  Щиты  и пульты систем автоматизации технологических  процессов предназначены для  размещения на них приборов и средств  контроля и управления технологическими процессами, контрольно-измерительных  приборов, автоматических регуляторов, защиты и сигнализации. Щиты изготавливают  специальные заводы электромонтажных изделий, которые имеют полный пакет  конструкторской комплектации для  их производства.

  

  Компоновкой называется общий вид щита и размещенные  на нем приборы и средства автоматизации. Компоновка аппаратуры должна обеспечить удобство пользования ими. Приборы  в щите располагаются в той  последовательности, в которой оператор считывает показание и производит управление. Кроме того, при компоновке следует обращать внимание на этику  внешнего вида щита. Средства автоматизации  и аппаратуры управления скомпонованы функциональными группами в порядке  хода технологического процесса. Общий  вид щита выполнен в масштабе 1:10. Схема коммутации щита представляет собой обратную сторону передней стенки щита с точным расположением  на ней аппаратуры с упрощенным изображением проводки. В щиты и пульты разрешается  ввод электрического тока напряжением, не превышающим 400В. Питающие провода, кабели и импульсные трубки рекомендуется  подводить непосредственно к  вводному выключателю щита. Индивидуальные цепи питания средств автоматизации  схем управления, сигнализации и т.д. рекомендуется подводить от вводного выключателя к соответствующим  выключателям и предохранителям. Разводка индивидуальных цепей питания должна выполняться согласно принятым решениям в принципиальной схеме. Компенсационные  провода или кабели, поставленные комплексно с отдельными видами приборов и средств автоматизации, присоединяются непосредственно к их зажимам. Концы  проводов, подключенные к приборам, аппаратам и сборкам зажимов, должны иметь маркировку, соответствующую  монтажным схемам щита.