Общая задача управления технологическим процессом формируется обычно как задача максимизации некоторого критерия при выполнении ограничений на технологические параметры, установленные регламентом. Решение такой задачи очень трудоемко, а иногда практически невозможно ввиду большого числа факторов, влияющих на ход процесса. Поэтому весь процесс разбивают на отдельные участки.
В данном разделе дипломного проекта рассматривается участок синтеза нитрозных газов в контактном аппарате производства азотной кислоты. Автоматизации подлежит следующий участок технологической схемы.
Аммиак после подогрева в теплообменнике Т1 (за счет конденсации водяного пара) смешивается с подогретым в теплообменнике Т2 воздухом (за счет тепла нитрозных газов) и поступает в контактный аппарат. После реакции на платиновом катализаторе, образуется компонент целевого продукта – оксид азота.
Из контактного аппарата нитрозные газы проходят котел-утилизатор, где отдают часть теплоты на образование водяного пара, а затем через окислитель О направляются в теплообменник для подогревания воздуха, направляющегося в контактный аппарат.
В качестве объекта управления процессом конверсии аммиака принята установка, состоящая из контактного аппарата, двух подогревателей, смесителя, окислителя и котла-утилизатора.
Показателем эффективности процесса является концентрация оксида азота в нижней части контактного аппарата, а целью управления - достижение определенного значения этой концентрации.
Основными возмущениями для рассматриваемого процесса является изменение нагрузки контактного аппарата, изменение пропорции между подачей аммиака и воздуха в смеситель, а также изменение температуры исходных реагентов.
Так как концентрация оксида азота зависит от отношений расходов аммиака и воздуха, поступающих в смеситель, то целесообразно поддерживать отношение этих расходов постоянным путем стабилизации обоих расходов. Регулирование производительности аппарата выполняется регулированием расхода аммиака, поэтому стабилизация отношения количества аммиака и воздуха в смеситель выполняется регулированием расхода воздуха. Качество нитрозных газов регулируется отношением воздух-аммиак в смеситель.
Так как процесс конверсии аммиака является экзотермическим, и протекает при температуре 910 °С, то для использования выделившейся энергии нитрозные газы проходят последовательно котел-утилизатор и теплообменник Т2.
Теплообменник Т2 служит для утилизации тепла нитрозных газов за счет подогрева воздуха перед подачей в смеситель. Регулирование температуры воздуха выполняется расходом воды в котел-утилизатор КУ. Увеличение расхода воды снижает температуру нитрозных газов, покидающих котел-утилизатор. Снижение температуры нитрозных газов перед теплообменником Т2 снижает температуру воздуха на выходе из Т2 (на входе в смеситель С).
Температура аммиака зависит от температуры пара, подаваемого в подогреватель Т1, от расхода аммиака и от расхода греющего пара. Необходимо температуру аммиака на выходе из подогревателя Т1 поддерживать в заданных пределах за счет регулирования греющего агента в теплообменнике Т1.
Дополнительно выполняется контроль температуры пара до и после пароперегревателя, установленного в контактном аппарате. Для безопасности эксплуатации аппарата ведется контроль давления в аппарате и сигнализация при превышении допустимого предела. Также контролируется температура на катализаторных сетках.
Чтобы получить готовую работу, необходимо оформить заказ. После оплаты работа будет отправление по электронной почте.