1.装置设计制造特点
1.1装置具有实训、考核、实验、研究功能,具有工厂情景化、操作实际化、控制网络化(就地智能仪表及工控组态平台监控、DCS)、故障模拟真实化特点。
1.2框架采用工业用钢制喷塑框架。设备主体采用国标304不锈钢材料制作,整套装置美观协调、坚固结实耐用。
1.3装置满足职业技术类院校化工机械专业、化工及相关专业的实训教学,能满足化工工艺专业中级工、高级工、技师的教学要求。
1.4装置能进行装置开车准备、开车、正常操作、停车、设备维护等方面的技能操作训练、工艺指标控制操作技能训练。
1.5装置可采用DCS控制系统,并能进行工控组态,同时也能进行手动操作控制。
1.6装置故障设定真实:通过DCS隐蔽发出故障干扰信号,能使正常运行的装置出现真实异常现象,培养学生发现、分析、排除工业生产过程故障的技能。
1.7实验体系为无机盐-水溶液或NaOH-水溶液体系,可循环使用,运行环保安全,符合减排要求。
1.8装置为工程化布局,带操作平台、斜梯,充分反映工业蒸发装置布局特点。
1.9装置设备材质、电气仪表、管道阀门选用工业级国标、知名品牌产品;装置组态软件选用著名知名品牌昆仑通泰产品;DCS选用著名知名品牌中控产品;电脑选用著名知名品牌联想产品。
1.10装置提供化工专业技能实训仿真软件,有专家评分系统,可对学生操作过程进行监控评分,便于教师考察培训效果。
1.11装置总体采用不锈钢抛光焊接管路连接,与螺纹连接相比外观更加美观;部分重要管路采用不锈钢法兰阀门连接,使实训操作更具有工厂现场感。
2.装置培训功能
2.1完整体现典型蒸发分离过程,装置满足化工工艺类、化工机械类和过程控制类专业学生认识实习和实训操作要求。
2.2考查加热温度、进料浓度、进料量等对蒸发分离过程的影响。
2.3能进行化工典型设备的安装检修及结构设计实训,能进行化工典型设备的平面、立面布置及相关绘图实训。
2.4采用DCS控制系统,配备标准工业柜机,可进行DCS组态与控制实验,具有系统信号联锁保护功能,当出现工艺设备超压、超温等异常状态时,系统可及时报警并自动安全停车,
对温度、压力、流量等参数进行监控。
2.5掌握蒸发器、冷凝器、分离器、泵等典型设备的控制原理与方案,主要机动设备的开、停就地控制外,还可由DCS操作、控制并显示运行状态,主要工艺参数具有就地指示功能。
2.6考查典型蒸发分离过程的运行,考查系统中物料及能量的平衡问题;考查各主要因素的改变对生产系统的影响,能安全、长周期运行,满足连续操作要求.
2.7实现多种技能的培训
2.7.1.膜蒸发岗位技能:加热温度测控操作;进料浓度及进料量测控操作;
2.7.2质量控制岗位技能:蒸发浓缩液取样及成分分析操作;浓缩液浓度控制;
2.7.3化工仪表岗位技能:计量泵、转子流量计、变频器、差压变送器、热电阻、无纸记录仪、声光报警器、调压模块及各类就地弹簧指针表等的使用;单回路、串级控制和比值控制等控制方案的实施;
2.7.4就地及远程控制岗位技能:现场控制台仪表与微机通讯,实时数据采集及过程监控;总控室控制台DCS与现场控制台通讯,各操作工段切换、远程监控、流程组态的上传下载等。
3.蒸发实训流程简介(附工艺流程示意图)
3.1常压蒸发流程:
原料罐V1001内的NaOH水溶液由进料泵P1001进入预热器E1002的壳程,被管程的高温导热油预热后,进入蒸发器F1001的管程,受热沸腾迅速汽化,蒸汽在管内高速上升,带动溶液沿壁面成膜状上升并继续蒸发。到达分离器V1002内的气液混合物,在分离器内分离,产品由分离器底部排除到产品罐;二次蒸汽从顶部导出到冷凝器E1003的管程,被壳程的冷却水冷凝后,到达汽水分离器V1004,再次分离不凝气体后,液体收集到冷凝液罐V1005。
3.2真空蒸发流程:
本装置配置了真空流程,主物料流程如常压蒸发流程。在原料罐V1001、产品罐V1003、汽水分离器V1004、冷凝液罐V1005均设置抽真空阀,被抽出的系统物料气体经真空总管进入真空缓冲罐V1006,然后由真空泵P1003抽出放空。
3.3导热油流程:
油罐V1007内的导热油经油泵P1002到达加热器E1001被加热到一定的温度后,进入蒸发器F1001的壳程,给原料提供热源后到达预热器E1002的管程,对原料进行预热,回流到油罐V1007,进行循环。
4.蒸发实训装置功能要点
项目 |
技能培训内容 |
开 车 准 备 |
1、流程图的识读; 2、熟悉现场装置及主要设备、仪表、阀门的位号、功能、工作原理和使用方法; 3、按照要求制定操作方案; 4、公用工程的引入(水、电)并确保正常; 5、蒸发原料的准备(原料的配制以及浓度的测定); 6、检查流程中各管线、阀门是否处于正常开车状态; 7、设备上电,检查各仪表状态是否正常;动设备试车。 |
开 车 |
1、按正确的开车步骤开车; 2、根据指令调节进料流量;加热蒸汽压力等到指定值。 |
正 常 操 作 |
1、能改变进料流量、加热蒸汽压力等参数到指定值; 2、观察正常操作时升膜蒸发器的操作状况,并指出可能影响其正常操作的因素; 3、能按正常操作调节蒸发过程的操作状况; 4、按照要求巡查各温度、压力、流量、液位值并做好记录;能及时判断各指标是否正常; 5、按照要求巡查动设备的运行状况,确认并做好记录; 6、能测定传热系数、表观气速。 |
停车 |
1、按正常的停车步骤停车; 2、检查停车后各设备、阀门、储罐液位的状态,确认后做好记录。 |
设 备 维 护 |
1、离心泵的开、停、正常操作及日常维护; 2、升膜蒸发器的构造、工作原理、正常操作及维护; 3、分离器的构造、工作原理、正常操作及维护; 4、主要阀门的位置、类型、构造、工作原理、正常操作及维护; 5、温度、流量、液位、电导率、压力传感器的测量原理;温度、压力、液位、电导率显示仪表及温度控制仪表的正常使用。 |
控制仪表 |
1、温度、流量、压力传感器的测量原理;温度、压力显示仪表及流量控制仪表的正常使用。 2、控制执行装置变频器、调压器的正常使用。 3、了解蒸发器控制时需要检测及控制的参数、检测位置、检测传感器及控制方法。 |
监控软件 |
上位组态监控平台软件的熟悉、了解及使用,提供软件安装调试并带安装介质。 |
DCS中控系统应用 |
DCS集散控制系统操作技能培训。 |
5.蒸发实训装置主要技术参数
设备主体:3700×2000×3900mm,整机采用钢制喷塑防腐框架 ,带两层操作平台,一层平面方便操作、检修、巡查,二层有安全斜梯通上并有护栏、防滑板,配套现场控制台{含工业真彩液晶MultiF C3000可编程多回路控制器(要求有3路程序控制、4路PID控制、8路模拟量输入、具有记录显示功能精度:0.5%FS)、嵌入式微机位、报警器及开关位、二次仪表及显示位)},并内含DCS接入口。 |
工艺设备系统 |
项目 |
名 称 |
规格型号 |
数量 |
工艺 设备 系统 |
原料罐 |
不锈钢(牌号SUS304,下同),Φ400×800mm,V=92L |
1 |
分离器 |
不锈钢,Φ250×480mm,V=13L |
1 |
产品罐 |
不锈钢,Φ300×460mm,V=21L, |
|
汽水分离器 |
不锈钢,Φ100×200mm,V=1.5L |
1 |
冷凝液罐 |
不锈钢,Φ350×780mm,V=65L |
1 |
油罐 |
不锈钢,Φ400×850mm,V=65L |
1 |
加热器 |
不锈钢,Φ350×570mm,加热功率P=24kW |
1 |
预热器 |
不锈钢,Φ200×800mm,F=0.26m2 |
1 |
蒸发器 |
不锈钢,Φ273×2100mm,F=1.1m2 |
1 |
冷凝器 |
Φ200×780mm,F=0.26m2 |
1 |
真空缓冲罐 |
Φ300×680mm,V=45L, |
1 |
原料液泵 |
不锈钢,磁力泵(流量30L/h), |
1 |
真空泵 |
旋片式真空泵 |
1 |
导热油泵 |
油泵 |
1 |
仪控检测系统 |
仪控检测系统 |
变量 |
检测机构 |
显示控制执行仪表 |
数量 |
备注 |
温度 |
双金属温度计 精度:2.5%FS |
就地 |
3 |
|
铂电阻 精度:B级 |
工业MultiF C3000可编程多回路控制器 精度:0.5%FS |
5 |
|
铂电阻 精度:B级 |
1 |
调压模块×1 |
压力 |
压力变送器, 精度:1.0%FS |
2 |
|
压力表 精度:2.5%FS |
就地 |
2 |
|
流量 |
玻璃转子流量计 |
就地 |
1 |
|
涡轮流量计 精度:1.5%FS |
工业MultiF C3000可编程多回路控制器 精度:0.5%FS |
1 |
|
液位 |
差压变送器 精度:0.5%FS |
2 |
|
玻璃管液位计 |
就地 |
3 |
|
故障点 |
|
DCS控制 |
2 |
电磁阀 |
声光报警系统 |
闪光报警器 |
AI-302M,8路 |
1 |
|
通讯监控系统 |
通讯监控系统 |
MCGS工业组态软件一套(附64点软件狗及说明书),在线监控软件一套。 |
智能仪表系统 |
智能仪表系统 |
标准电器控制柜:长×宽×深:1600×600×1400mm,内安装漏电保护空气开关、电流型漏电保护器充分考虑人身安全保护;同时每一组强电输出都有旋钮开关控制,保证设备安全,操作控制便捷;装有分相指示灯,开关电源等。 |
仿真软件系统 |
仿真软件系统 |
化工专业技能实训仿真软件V1.0一套,真实再现装置操作过程,作为学生实际操作前的模拟练习使用;软件内嵌专家评分系统,可对学生操作过程进行监控,并给予评分,便于教师考察培训效果。 |
|
|
|
|
|
|
|
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6.蒸发DCS控制站I/O点数
DCS控制站I/O点数 |
序号 |
信号类型 |
实际I/O点数 |
1 |
模拟量输入AI(4~20mA) |
11点 |
2 |
模拟量输出AO(4~20mA) |
1点 |
3 |
开关量输出(DO) |
2点 |
7.蒸发实训装置实景参考照片