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反应釜系统DCS控制系统设计(3)
按照加热/冷却方式,可分为电加热、热水加热、导热油循环加热、远红外加热、外(内)盘管加热等,夹套冷却和釜内盘管冷却等。加热方式的选择主要跟化学反应所需的加热/冷却温度,以及所需热量大小有关。
根据釜体材质可分为碳钢反应釜、不锈钢反应釜及搪玻璃反应釜(搪瓷反应釜)、钢衬反应釜。
反应釜由釜体、釜盖、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、支承等组成。搅拌装置在高径比较大时,可用多层搅拌桨叶,也可根据用户的要求任意选配。釜壁外设置夹套,或在器内设置换热面,也可通过外循环进行换热。支承座有支承式或耳式支座等。转速超过160转以上宜使用齿轮减速机.开孔数量、规格或其它要求可根据用户要求设计、制作。
(1) 通常在常压或低压条件下采用填料密封,一般使用压力小于2公斤。
(2) 在一般中等压力或抽真空情况会采用机械密封,一般压力为负压或4公斤。
(3) 在高压或介质挥发性高得情况下会采用磁力密封,一般压力超过14公斤以上。除了磁力密封均采用水降温外,其他密封形式在超过120度以上会增加冷却水套。
2.2 反应釜的使用注意
反应釜是一种反应设备,在操作的时候一定要注意,否则会因为很多原因造成损坏,导致生产被迫停止。反应釜的操作要注意很多方面。
首先,一定要严格的按照规章制度去操作反应釜。
其次,在操作前,应仔细检查有无异状,在正常运行中,不得打开上盖和触及板上之接线端子,以免触电;严禁带压操作;用氮气试压的过程中,仔细观察压力表的变化,达到试压压力,立即关闭氮气阀门开关;升温速度不宜太快,加压亦应缓慢进行,尤其是搅拌速度,只允许缓慢升速。
最后,釜体加热到较高温度时,不要和釜体接触,以免烫伤;实验完应该先降温。不得速冷,以防过大的温差压力造成损坏。同时要及时的拔掉电源。
同时反应釜使用后要注意去保养,这样高压釜才能有更好的使用寿命。
2.3 控制回路
2.3.1 加热控制回路
由12根加热棒组成,平均分成四组。加热棒的加热量由PLC调整晶闸管的导通角实现控制。晶闸管采用调压工作方式,根据PLC送过来的信号调整输出电压,进而调整加热棒的加热功率,控制油浴温度,为反应釜内部提供恒定温度的热源。4组加热棒可分时工作,当温度达到不同值的时候启动或停止各组加热棒。
2.3.2 冷却水控制回路
该回路主要有电动调节阀、流量检测仪表、动力泵和温度变送器组成。电动调节阀接受PLC的4一20mA的标准电流信号,通过调整冷却水的流量来控制反应釜内部的反应温度,动力泵实现冷却水的循环。本文设计了常规PID控制器,通过控制冷却水的流量,使釜内温度按间歇过程的工艺流程运行。
2.3.3 反应釜内部压力控制回路
通常情况下,间歇反应釜处于与外界只有热交换的状态,但当反应釜内部压力过大超过设定范围的时候,要对压力进行调节.压力控制回路主要包括调节阀、缓冲罐和压力计,当压力过高的情况下,PLC发出控制信号,打开调节阀,使压力回到正常范围。除了以上这些控制回路以外,还包括加料控制回路和搅拌器控制回路等部分,其中搅拌器的控制是通过变频器来调节电动机的转速,进而调节搅拌器的转速来达到控制目的。变频器的控制信号由PLC给出,也可以通过变频器上的手动调节按钮手动调节转速。
2.4 常见的工业过程控制系统及装置
1969年出现的PLC和1975年出现的DCS在工业生产与监督控制过程中是两类影响最为深远的计算机控制系统。PLC是取代了继电器之类的器件,实现了开关量的联锁控制、程序控制;DCS的问世取代了显示仪、调节器之类的仪表,实现了模拟量的指示、记录和PID回路调节等功能。80年代末期随着计算机技术、通信技术、集成电路技术、智能传感器技术的发展而出现的现场总线控制系统(FCS)改变了原有控制系统的结构,是控制系统由封闭向开放走出了重要的一步。90年代中期,以PC为基础的控制系统(PC-BasedControlsystem)出现,被很多人认为将是工业自动化领域最具有发展潜力的新技术。进入21世纪,随着网络技术的飞速发展,网络控制系统(Networked Control system)成为一些控制学者研究的热门方向之一,并有望在不远的将来应用于工业现场。
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