1、化工物料丙丙烯酸烯酸的输送与控制完成小组第五小组小组成员及任务安排：朱丽（资料查找）叶晶晶（整理讨论结果）金岩（画流程图）吴郴（制作ppt）工作任务工作任务丙烯酸的简介丙烯酸的输送方法选用管路并布置输送机械并安装丙烯酸输送操作丙烯酸的简介 结构式：结构式：它是最简单的不饱和羧酸，由一个乙烯基和一个羧基组成。分子式：C3H4O2 分子量：72.06 物化性质物化性质：无色液体，有刺激性气味。熔点13.5，沸点141（101.3kPa），48.5（2.0kPa），相对密度1.051（20/20），丙烯酸是具有刺激性、酸性较强，有严重腐蚀性，易聚合的不饱和单体。通常加甲氧基氢醌或氢醌作阻聚剂。溶于水
2、、乙醇和乙醚。与氧化剂能发生强烈反应，遇热、光、水分，过氧化物及铁质易自聚而引起爆炸，遇高热可发生聚合反应放出热量，引起容器的破裂和爆炸事故。主要用途：主要用途：用于树脂制造、合成橡胶乳液制造等领域 返返 回回液体输送方法 操作原理适用情况主要设备动力输送借助于输送机械直接施加于流体动能或静压能来输送流体。输送量较大的物料的物料输送；连续生产物料的输送。泵压力输送用压缩空气或氮气等惰性气体在被输送液体的液面上加压，将液体压送到目标设备。腐蚀性、小批量物料的输送；后道工序加压操作的物料输送；工艺过程中不允许被污染的物料输送。空压机贮 罐真空抽料在物料受槽中抽真空，将被输送物料吸入受槽。腐蚀性、小
3、批量物料的输送；工艺过程中不允许被污染的物料输送。真空泵结论采用动力输送的方法理由该公司生产的丙烯酸甲苯生产量大，需要连续输送丙烯酸进行大批量连续生产返返 回回化工常用管子类型及适用场合化工常用管子类型及适用场合1、钢管输送压力较低的水、暖气、压缩空气等；也可以用来输送压强较高、温度较高的物料输送2、铸铁管通常用作于埋在地下的给水总管、煤气管和污水管，也可以用来输送碱液和浓硫酸等腐蚀性介质3、有色金属管做某些特殊性能的换热器，也可以作为机械设备的润滑或油压系统以及某些仪表管路等4、非金属管用作下水道管材或输送腐蚀性流体确定管材（根据被输送液体的性质）结论：采用不锈钢管理由：丙烯酸的性质：丙烯酸
4、是具有刺激性、酸性较强，有腐蚀性，易聚合的不饱和单体。与氧化剂能发生强烈反应，遇热、光、水分，过氧化物及铁质易自聚而引起爆炸，遇高热可发生聚合反应放出热量，引起容器的破裂和爆炸事故。不锈钢管的优点：不锈钢管质地均匀，强度高，广泛应用于压强较高，温度较高的物料输送。不锈钢管的一些物性数据齐全，能为后面的计算提供有利条件。因此，采用不锈钢管。初估管径初估管径1、确定计算公式：d截面处的管内径，mGs截面处的质量流量，kg/sU截面处的流速，m/s截面处的流体密度，kg/m3 Vs 流体的体积流量，m3/s查物性数据：=1.051g/cm3Gh=1841.36 kg/h2、确定流速：根据课本中表1-
5、12 某些流体在管路中的常用流速范围中可查得，水及低粘度流体（1001000kpa）的流速范围在1.53m/s之间。为计算方便，可假定流速为3m/s。3、计算管径：=(4*1841.36)/(3.14*3*3.6*1.051*106)1/2=0.014muGuVsSd44uGuVsSd444、根据管子规格选管：公称直径DN(铸铁管，水煤气管等);外径*壁厚 无缝钢管等一些管子的壁厚变化较大通过计算数据得出管子型号为DN15，得内径为13mm5、配置管件的种类与数量说明：放空管：1个；转子流量计：1个；闸阀：1个；球阀：1个；截止阀：3个；压力表：2个；温度表：1个；标准弯头：1个；标准三通管：
6、4个6、画出带控制点的流程图：返返 回回项目液体输送机械类型特点适用情况一、选用输送机械类型动力式启动方法，流量调节方法多样，维修简便流量均匀并具有恒定性范围可大可小适合场合多样，流量压大，相应范围大黏度不太高容积式（正位移式）不灌泵，全开出口阀，旁路或改变冲程与往复频率来调节流量维修麻烦，流量为脉动恒定，范围小效率高不含杂质的高黏度液体，小流量高压头，腐蚀性用隔膜泵往复式、旋转式全开出口阀，旁路调节流量维修较麻烦，流量上均匀，恒定，小范围效率高高糊状高黏度高压头，小流量流体作用式维修简便流量均匀，可随管路特性而变，范围小效率高腐蚀性液体结论动力式输送丙烯酸依据丙烯酸是大量连续生产，且黏度不太
7、高，采用动力式可以方便调节输送的流量类型名称系列代号特点适用情况二、选用离心泵清水泵IS、D、ShIS型特点：结构可靠，振动小，噪音大，节能输送清水或黏度与水相近，无腐蚀及无固体颗粒的液体耐腐蚀泵F、IH耐腐蚀，耐磨损，机械密封装置，检修方便，不需拆卸管线具有腐蚀性的液体；（IH型）腐蚀性的或不允许被污染的介质油泵Y密封要求严格，抗汽蚀能好，采用中心支承方式，轴封、轴承装置装有冷却水夹套在炼油和石油化工等装置中应用广泛液下泵（潜夜泵)节省空间，改善操作环境，但机械效率高用于输送化工生产中比较贵重的，具有腐蚀性的料液磁力泵完全密封；传递动力时有过载保护作用；一般输送不含固体颗粒的介质；效率低，维
8、修检修工作量小输送100以下，1.6MPa以下，不含固体颗粒的介质屏蔽泵泵壳与电动机连为一体；利用被输送液体来润滑及冷却；泵轴与电动机轴合为一根；运行时流量高于最小连续流量（避免滑动轴承的损坏）输送一些对泄露有严格要求的有毒有害的液体结论采用耐腐蚀泵依据依据丙烯酸的酸性和腐蚀性的性质得到 离心泵的性能参数：流量Q 离心泵的流量是指离心泵在单位时间内排送到管路系统的液体体积，常用单位为L/s或m3/h.丙烯酸的流量Gh=1841.36Kg/h Vh=1.752 m3/h 扬程:离心泵的扬程又称压头，它是指离心泵对单位质量的液体所能提供的有效机械能量，单位为J/N.效率:通常用泵的效率来反映设备能
9、量损失的大小。轴功率=有效功率/泵效率 轴功率：指泵所需的功率。三、查物性相关数据计算流量：由题意得：Gh=1841.36kg/h Vh=1.752m3/h四、计算扬程：1、画工艺流程图Gs11222m2、列伯努利方程式及已知条件：或式中 zg单位质量流体所具有的位能，J/kg z-单位重量流体所具有的位能，称为位压头，m p/-单位质量流体所具有的静压能，J/kg p/(*g)-单位重量流体所具有的静压能，称为静压头，m u2/2-单位质量流体所具有的动能，J/kg u2/2g-单位重量流体所具有的动能，称为动压头，m We输送机械外加给单位质量流体的能量，J/kg He-输送机械外加给单位
10、重量流体的能量，也叫外加压头，m Ef单位质量流体损失的能量，J/kg hf-单位重量流体损失的能量，也叫损失压头，m图中取贮罐的液面为图中取贮罐的液面为1-1截面，取预热器的最高面为截面，取预热器的最高面为2-2截面，并以截面，并以 1-1截面截面为基准水平面。为基准水平面。fgugpegugphzHz2221222211fupeupEgzwgz22212222113、计算流动阻力hf（m）计算流速：d=13mm Vs=0.00487m3/s =3.6684m/s计算Re：由化学工程师手册p44查找得到液体粘度公式 其中指液体的粘度（pas），As、Bs是液体粘度方程系数，As=733.02
11、 Bs=307.15 T=293k，将数据代入公式计算得出丙烯酸的黏度为0.0013pas得：Re=315230因为Re4000，属于湍流区，所以由表可查得管道的绝对粗糙度查管路的粗糙度并计算相对粗糙度：查课本中表1-14取新的无缝钢管的绝对粗糙度为0.2/mm，则得到 =0.2/13=0.0154通过莫迪图查取摩擦系数：=0.046查取管件、阀件的局部阻力系数：由课本中表1-15管件与阀门的阻力系数可查得以下数据：转子流量计：2.5；闸阀：0.17；截止阀：6.4；标准弯头：0.75；标准三通管：1.5;设备进口：1；设备出口：0.524dVSVsusdud3/)/(lgsssBATAspa
12、计算流动阻力：=2.5+0.17+6.4*3+0.75+4*1.5+1+0.5=30.12计算得到 =57.122m4、代入伯努利方程计算所需泵扬程HZ1=0 z2=2 p1=0 p2=0（表压）u1=0 u2=3.6684 He=?Hf=57.122由伯努利方程式计算得出：He=59.81m五、选用泵的型号：根据工艺要求的流量Vh=1.752m3/h，扬程H=57.0624m选用型号为40F-65的离心泵，其中40表示吸入口直径40mm,F指泵的型号是耐腐蚀泵，65表示最大扬程为63m。主要参数：流量（m3/h）：7.20；扬程(m)：65；转速(r/min)：2960；汽蚀余量(m)：4.
13、3；泵效率：24%；轴功率(kw)：5.92；配带功率（kw)：7.50吸入泵口径(mm)：40；排出泵口径(mm)：25六、核算电机型号：Ne=WGs=HegGs=286.03w所以轴功率为：N=Ne/=1191.79w小于所配电机的7.5kw，所以合用。gudlgudllhhhef2222局直七、计算安装高度：公式：p0槽面压力，pa Ps泵入口处的压力，pah泵的汽蚀余量，m Hf,0-1液体在吸入管路的压头损失，m由化学工程师手册p44查找得到Antoine饱和蒸汽压方程式 Ps指饱和蒸汽压（Mps），Av、Bv、Cv是方程系数，经计算得出ps=350.853pa由题意及附录表可知P0
14、=101.3kpa hf,0-1=2 计算得到Hg,max=3.5八、离心泵的安装原则：合理地确定泵的安装高度考虑到吸入管路的锈蚀、气候的变化等因素，为安全起见，离心泵的实际吸上高度Hg通常应比允许吸上高度低0.51米。所以得到泵的安装高度范围是（2.5-3）m。九、管子与管件的连接方式：在法兰连接，焊接，承插连接和活管接（螺纹连接）中，主要是法兰连接和承插连接10,0fgppHhHgs)/(/lgvvvasCTBAMpp返回返回一、丙烯酸输送操作规程、动力输送操作、动力输送的操作流程1、开车前准备 、检查电源是否处于正常状态、检查1#高位槽液位不高于10cm、检查1#低位槽液位不低于20cm
15、、离心泵的点动和盘泵、检查所有阀门 a 1#低位槽放空阀开 b 其他阀门关2、开车、开1#低位槽出口阀、开离心泵的进口阀、启动2#泵、开转子流量计计后阀、开1#高位槽进口阀、开2#离心泵的出口阀、开转子流量计计前阀3、正常操作、缓缓调节转子流量计，调节并维持流量为1.7m3/h、使1#高位槽的液位维持在20cm、将数据填入操作数据表中4、停车、关转自流量计计前阀、停2#泵电机、关1#低位槽出口阀、关其他阀门、带控制点的操作流程图项目单位数据低位槽初始液位cm17低位槽终点液位cm6高位槽初始液位cm6高位槽终点液位cm20出口压力表读数MPa0.195流量计读数dm3/s1700、离心泵操作的
16、数据记录、旋涡泵操作、旋涡泵的操作流程1、开车前准备、检查电源是否处于正常状态、检查1#高位槽液位不高于10cm、检查1#低位槽液位不低于20cm、离心泵的点动和盘泵、检查所有阀门 a 1#低位槽放空阀开 b 其他阀门关2、开车、开1#低位槽出口阀、开漩涡泵的进口阀、开旋涡泵的出口阀、开旋涡泵的旁路阀、启动泵、开转子流量计计后阀、开1#高位槽进口阀、开转子流量计计前阀 3、正常操作、缓缓调节转子流量计、调节旁路阀 、调节并维持流量为1.7m3/h 、使1#高位槽的液位维持在20cm、将数据填入操作数据表中4、停车、全开泵的旁路阀、关转子流量计计前阀、停电机、关其他阀门、带控制点的操作流程图项目
17、单位数据低位槽初始液位cm20低位槽终点液位cm12高位槽初始液位cm3高位槽终点液位cm21出口压力表读数MPa0.12流量计读数dm3/s1700、旋涡泵操作的数据记录、离心泵并联的操作、离心泵并联的操作流程1、开车前的准备、检查电源是否处于正常状态、检查1#高位槽液位不高于10cm、检查1#低位槽液位不低于20cm、离心泵的点动或盘动、检查所有阀门 a 1#低位槽放空阀开 b 其他阀门关2、开车开1#低位槽出口阀、开转子流量计后阀、开1#高位槽进口阀、开2#离心泵的进口阀、开3#离心泵的进口阀、启动2#泵、启动3#泵、开2#离心泵的出口阀、开3#离心泵的出口阀、开转子流量计的前阀3、正常
18、操作、缓缓调节转子流量计，并调节流量至最大、使1#高位槽的液位维持在20cm、将数据填入操作数据表中4、停车、关转子流量计的前阀、关2#、3#离心泵的出口阀、停2#、3#泵电机、关1#低位槽出口阀、关其他阀、带控制点的操作流程图项目单位数据低位槽初始液位cm22.5低位槽终点液位cm8高位槽初始液位cm3.5高位槽终点液位cm202号泵出口压力表读数MPa0.163号泵出口压力表读数MPa0.178流量计读数dm3/s1700、离心泵并联操作的数据记录、离心泵串联的操作、离心泵串联的操作流程1、开车前准备开车前的准备、检查电源是否处于正常状态、检查1#高位槽液位不高于10cm、检查1#低位槽液
19、位不低于20cm、离心泵的点动或盘动、检查所有阀门 a 1#低位槽放空阀开 b 其他阀门关2、开车、开1#低位槽出口阀、2#离心泵的进口阀、开转子流量计后阀、开1#高位槽进口阀、启动2#泵、开2#离心泵的进口阀、开3#离心泵的进口阀、启动3#泵、开3#离心泵的出口阀、开转子流量计前阀3、正常操作、缓缓调节转子流量计，调节并维持流量为1.2、使1#高位槽液位维持在20cm、将数据填入表格中4、停车、关转子流量计前阀、关2#、3#离心泵的出口阀、停电机、关1#低位槽出口阀、关其他阀、带控制点的操作流程图项目单位数据低位槽初始液位cm21低位槽终点液位cm13高位槽初始液位cm5高位槽终点液位cm2
20、22号泵出口压力表读数MPa0.1953号泵出口压力表读数MPa0.285流量计读数dm3/s1700、离心泵串联操作的数据记录二、离心泵常见不正常现象、因其原因、排除方法故障现象产生故障的原因排除方法启动后不出水启动前泵内灌水不足、吸入管或仪表漏气、吸入管侵入深度不够、底阀漏水停车重新灌水、检查不严密处消除漏气现象、降低吸入管、修理或更换底阀运转过程中输水量少转速降低、叶轮阻塞、密封环磨损、吸入空气、排出道路阻力增加检查电压是否太低、检查并清洗叶轮、更换密封环、检查吸入管路，压紧或更换填料、检查所有阀门及管路中阻塞之路轴功率过大泵轴弯曲、轴承磨损或损坏、平衡环与平衡盘磨损过大，使叶轮盖板与中
21、段磨损、叶轮前盖板与密封环、泵体相磨、填料压的过紧、泵内吸进杂物矫直泵轴，更换轴承、修理或更换平衡盘、调整叶轮螺母及轴承压盖、调整填料压盖、拆卸清洗、适当关闭出口阀振动过大，声音不正常叶轮磨损或阻塞，造成叶轮不平衡、轴泵弯曲，泵内旋转部件与静止部件有严重摩擦、两联轴器不同心、发生气蚀现象地脚螺栓松动清洗叶轮并进行平衡校正、矫正或更换泵轴，检查摩擦原因并消除、找正两联轴器的同心度，消除产生气蚀的原因、拧紧地脚螺栓轴承过热轴承损坏、轴承安装不正确或间隙不恰当、轴承润滑不良（油质不好、油量不足）、泵轴弯曲或联轴器没找正更换轴承、检查并进行修理、更换润滑油、矫正或更换泵轴，找正联轴器三、流体输送过程中
22、的常用仪表、控制仪表的使用方法，了解控制回路与控制规律等，进行流量自动控制操作1、自动化控制系统的基本组成控制器执行器控制对象检测变送器设定值x偏差e输出p操纵变量q扰动f被控变量y测量值z2、自动控制系统图（简单）：3、常用自动控制规律及其意义；.双位控制 其动作规律是：当测量值大于或小于测定值时，控制器的输出为最大（或最小）即控制器的输出要么最大，要么最小。相应的执行机构也就只有两个极限位置要么全开，要么全关。意义：双位控制系统结构简单，成本低，容易实现，但控制质量较差，大多应用于允许被控制变量上下波动的场合。.比例（P）控制 规律：如果控制系统能使执行机构的行程变化与被控制变量偏差的大小
23、成一定比例关系的话，就可能使贮槽的物料流入量等于流出量，从而使液位能稳定在某一值上，即系统在连续控制下达到平衡状态。意义：单纯的比例控制适用于扰动不大、滞后性较小、负荷变化小、要求不高、允许有一定余差存在的场合。.比例积分（PI）控制 规律：只要有偏差产生，控制器立即产生控制作用。在积分控制过程中，当偏差被积分控制作用消除后，其输出并非也随之消失，而是可以稳定在任意值上。有了输出的这种控制作用，才能维持被控制变量的稳定。意义：比例积分控制器是目前应用最广泛的一种控制器，多用于工业上液位、压力、流量等控制系统。.比例微分（PD）控制 其即根据偏差的大小来改变阀门的开度（比例作用），又根据偏差变化
24、的速度大小来预计将要出现的情况，提前进行过量控制，“防患于未然”。意义：微分控制作用的特点是：动作迅速，具有超前调节功能，可有效改善被控对象有较大时间滞后的控制品质。3、常见执行器的类型与构造；所谓“执行器”，就是用来执行控制器下达命令的机构，就是自动调节阀。.气动调节阀 气动调节阀由执行机构和调节机构两部分组成。其中执行机构根据控制信号的大小产生相应的推力，推动调节机构动作。调节机构直接与被控制介质接触，以控制介质的流量。.电动调节阀 电动调节阀也是由执行机构和调节机构两部分组成。执行机构就是普通的阀门；调节机构为电机与阀杆相连接，调节机构接受来自控制器的420mA DC直流电流，并将其转换
25、成相应的角位移或直线位移，去操纵调节阀的开度，改变控制量，使被控变量符合要求。.液动调节阀 液动执行器主要是利用液压推动执行机构。它具有推力大、适合负荷较大的优点，但因其辅助设备庞大且笨重，生产中很少使用。4、DDZIII仪表的构造与功能DDZIII型电动控制器采用直流24V集中统一供电，并配有蓄电池作为备用电源，以备停电之急需。在III型仪表中广泛采用了线性集成运算放大器，使仪表的元件减少、线路简化、体积减小、可靠性和稳定性提高。在信号传输方面，III型仪表采用了国际标准信号制：现场传出信号为420mA DC，控制室联络信号为15V DC。这种电流传送-电压接收的并联制信号传输方式，使每块仪表都有可靠接地，便于同计算机、巡回检测装置等配套使用。它的4mA零点有利于识别断电、断线故障，且为两线制传输创造了条件。此外，III型仪表在结构上更为合理，功能也更加完善。
