Курсовая работа: Автоматизация процесса получения сернистого ангидрида при производстве серной кислоты
же объект не обеспечивает выполнение условий нормальной работы, то для нейтрализации влияния возмущений на него оказывается управляющее воздействие (изменение с помощью исполнительного устройства), таким образом, в процессе управления на объект наносятся управляющие воздействия, которые компенсируют возмущения и обеспечивают поддержание нормального режима его работы.
Управление может быть ручным или автоматическим. Ручное или автоматическое воздействия на химико – технологический объект через через исполнительное устройство осуществляет оператор, наблюдающий за ходом процесса или автоматический регулятор. Оператор следит за отклонениями режима работы объекта от требуемого и, в зависимости от этого отклонения воздействует на исполнительное устройство таким образом, чтобы процесс удовлетворял заданным условиям. При автоматическом управлении, воздействие на объект осуществляется специальным автоматическим устройством в замкнутом контуре; такое соединение элементов образует автоматическую систему управления. Частным случаем управления является регулирование. Регулированием называется поддержание выходных величин объекта вблизи требуемых постоянных или переменных значений с целью обеспечения нормального режима его работы посредством подачи на объект управляющих воздействий.
Учитывая достоинства и недостатки рассмотренных систем автоматического регулирования и свойства объекта (большёе запаздывание, входные возмущающие воздействия разнообразны и не значительны по отдельности) выбирается система автоматического регулирования по заданию. Управляющим воздействием будет изменение расхода серы подаваемой на окисление в печь обжига серы. Возмущающими воздействиями для данного объекта является:
- атмосферное давление;
- влажность окружающего возраста;
- влажность серы;
- фракции комовой серы неоднородны;
- нестабильность частоты вращения редуктора ленточного транспортёра.
3.1.Обзор и выбор методов измерения температуры сернистого ангидрида.
В устройствах для измерения температуры обычно используют изменение какого - либо физического свойства тела, однозначно зависящего от его температуры и легко поддающегося измерению. К числу свойств, положенных в основу работы прибора для измерения температуры, относятся объемное расширение тел, изменение давления вещества в замкнутом объеме, возникновение термоэлектродвижущей силы, изменение электрического сопротивления проводников и полупроводников, интенсивность излучения нагретых тел и др.
При измерении температуры используют две шкалы: термодинамическую, основанную на втором законе термодинамики и международную практическую (МПТШ - 68).
В термодинамической шкале температуру обозначают символом Т и выражают в Кельвинах (К). Единицей измерения температуры (t) в международной практической шкале служит градус (С), 1С = 1К.
Количественно температура в термодинамической и международной практической шкалах взято отношением:
Т(К)=t(C)+273,15
Температуру измеряют с помощью термометров. В зависимости от физических свойств, на которых основано действие приборов для измерения
температуры различают: манометрические термометры, термометры расширения, термоэлектрические термометры, термометры сопротивления и пирометры излучения.
Термометры расширения построены на принципе изменения объема жидкости (жидкостных) или линейных размеров твёрдых тел при изменении температуры.
Действие жидкостных термометров основано на различии коэффициентов теплового расширения термометрического вещества (ртуть или спирт) и оболочки, в которой оно находится (термометрическое стекло или кварц). Такие термометры применяются для местных измерений в пределах от – 190 до 600 С. Их основные достоинства – простота и высокая точность измерения, недостатки – невозможность ремонта, отсутствие автоматической записи и передачи показаний на расстояние.
Работа биметаллических термометров основана на различии коэффициентов теплового расширения твёрдых тел, из которых выполнены чувствительные элементы (Пластина или спиральная лента, состоящая из двух слоёв разнородных металлов).Пределы измерения таких термометров от -150 до +700 С. Они используются в качестве измерительных преобразователей автоматических систем регулирования.
Действия манометрических термометров основано на изменении давления жидкости (жидкостные), парожидкостные смеси (конденсационные), или газа (газовые), находящиеся в замкнутом объеме, при изменении температуры. Они состоят из чувствительного элемента (термобаллон), соединительного капилляра и вторичного прибора – манометра. Класс точности манометрических термометров 1,0 – 2,5. Они используются для дистанционного (до 60 м) измерение температур в пределах от – 160 до +600 С. К достоинствам относится простота конструкции, обслуживания, возможность дистанционного измерения и автоматической записи показаний, к недостаткам – невысокая точность
измерений, небольшое расстояние дистанционной передачи показаний.
Термоэлектрические манометры состоят из электрического преобразователя (термопары) действие которого основано на использовании зависимости термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) термопары от температуры рабочего спая, если температура свободного спая постоянна, и вторичного прибора. При увеличении разности температур между рабочим и свободным спаями термопары величина ТЭДС возрастает. Наибольшее распространение получили следующие типы термоэлектрических преобразователей.
Таблица термоэлектрических преобразователей и их характеристики
| Тип преобразователя | Пределы измерений | |
| Платинородий – платина | ТПР | 300 – 1600 С |
| Платинородий – платина | ТПП | 0 – 1300 С |
| Хромель – алюм. | ТХА | - 50 - +1100 С |
| Хромель – капелевые | ТХК | -50 - + 600 С |
| Вольфрам – рений – вольфрамрениевые | ТВР | До 1800 С |
| - // - при кратковременном применении | До 2500 С |
Для измерения ТЭДС в качестве вторичных приборов обычно применяют потенциометры или милливольтметры. В комплексе с ними термоэлектрические термометры позволяют измерять и регистрировать температуру с высокой точностью и передавать информацию на расстояние.
Термометры сопротивления состоят из термопреобразователя сопротивления, действие которого основано на использовании зависимости электрического сопротивления проводников или полупроводников от температуры и вторичного прибора. Изготавливаются металлические и полупроводниковые термометры сопротивления (термисторы).
Таблица термометров сопротивления и их характеристики.
| Градуировка | Предел измерений |
| ТСП гр.20 | 0 – 650 |
| ТСП гр.21 и гр.22 | - 220 - + 500 |
| ТСМ гр.23 и гр.24 | - 50 - + 180 |
В качестве вторичных приборов в комплексе с термометрами сопротивления обычно применяют мосты и логометры.
Полупроводниковые термометры сопротивления изготавливаются из окислов различных металлов с добавками и используются для измерения температур в пределах от – 90 до + 180 С. В отличие от металлических термопар в этих в этих термопарах происходит экспотенциальное уменьшение сопротивления при увеличении температуры, благодаря чему они обладают высокой чувствительностью. Однако их градуировка индивидуальна. Их используют в качестве чувствительных элементов различных автоматических устройств.
Действие пирометров излучения основано на измерении интенсивности излучения нагретых тел при изменении температуры. К ним относятся: оптические пирометры (предел измерений от 700 до 6000 С); пирометры полного излучения (от 100 до 2500 С); пирометры спектрального излучения (цветовые) – от 1400 до 2800 С.