Проект реконструкции сокоочистительного отделения ООО ”Сахар Золотухино

 

8 Автоматизация технологического процесса

 

 

Свеклосахарное производство должно обеспечиваться автоматизированной системой управления основными технологическими процессами завода (АСУТП) и комплексной автоматизацией вспомогательных технологических процессов, которая позволяет улучшить ряд технико-экономических показателей предприятия за счет ведения технологического процесса в рациональном режиме, ритмичности производства и решения организационно-экономических задач производственной деятельности.

На современном сахарном заводе предусматривается комбинированная  структура управления технологическими процессами, в которой имеются  местные оперативные пункты управления и центральный пункт управления (ЦПУ). ЦПУ является основным местом работы сменного инженера и оборудуется диспетчерским щитом с мнемосхемой, на котором размещаются приборы контроля и сигнализации отклонения от норм основных параметров производства, а также приборы управления производительностью завода и ведущим материальным потоком.

Средства автоматизации  выполняют функции автоматического  контроля, регулирования и сигнализации, обеспечивают информационные связи между агрегатами и участками, локальную автоматизацию технологических процессов.

Информационно-управляющий  комплекс АСУТП выполняет функции  общей координации и оптимизации  всего технологического процесса, а  также решение некоторых организационных и технико-экономических задач производственной деятельности.

Центральный пункт управления оборудуется необходимыми видами связи  с местными операторскими пунктами и основными службами завода.

Надежное и качественное функционирование средств автоматизации  обеспечивает метрологическая служба завода.

Задачей автоматизации является обеспечение качественной и эффективной работы станции умягчения сока II сатурации путем регулирования основных параметров технологического процесса.

В данном случае алгоритм управления станцией умягчения позволяет:

• стабилизировать поток сока по колоннам станции умягчения
• оптимизировать подачу сока на выпарную установку
• производить изменения технологического режима при изменении качества свеклы.

Для реализации выше указанного алгоритма система автоматизации  станции умягчения включает в  себя датчики уровня, расходомеры, запорно-регулирующую арматура, пневмоэлектро- и электропреобразователи.

Структурная схема автоматизации  станции умягчения сока II сатурации показана на листе 9.

Автоматическое управление осуществляется следующими контурами  регулирования:

- регулирование подачи  сока в напорный сборник происходит  следующим образом: с датчика  расхода сигнал подается на  пропорциональный регулятор, который  управляет регулирующим клапаном, установленным на трубопроводе подачи сока в напорный сборник.

- регулирование уровня  сока в сборник умягченного  сока для промывки происходит следующим образом: с датчика уровня сигнал подается на пропорциональный регулятор, который управляет регулирующим клапаном, установленным на трубопроводе подачи умягченного сока в сборник для промывки.

- регулирование подачи  сока в колонну регенерации  происходит следующим образом:  с датчика расхода сигнал подается  на пропорциональный регулятор,  который управляет регулирующим  клапаном, установленным на трубопроводе подачи сока в колонну регенерации.

- регулирование подачи  сока в колонну промывки происходит  следующим образом: с датчика  уровня сигнал подается на  пропорциональный регулятор, который управляет регулирующим клапаном, установленным на трубопроводе между колоннами регенерации и промывки.

- регулирование концентрации  подачи 40% NaOH в сборник промоя происходит следующим образом: с плотномера, установленного в сборнике 40% NaOH, сигнал подается на пропорциональный регулятор, который управляет регулирующим клапаном, установленным трубопроводе подачи NaOH .

Вышеперечисленные контура  регулирования не обеспечивают полной автоматизации процесса умягчения, то есть для эффективной и безопасной работы станции умягчения необходимо дополнительное ручное регулирование, примером может служить поддержание уровня в сборнике сока перед умягчением.

Для обеспечения управления и контроля работы контуров автоматического управления, в схему автоматизации станции умягчения включены следующие измерительные приборы:

- датчик уровня FS8351M-PVDF;

- расходомер ультразвуковой IFM Electronic;

- плотномер ВИП-2М.

Поплавковый датчик уровня FS8351M-PVDF.

Поплавковые датчики уровня являются самым простым и недорогим решением для детектирования предельного уровня жидкостей. Техническая характеристика датчика представлена в таблице 10. Вместе с тем, они являются надежным решением и, при правильном выборе, могут использоваться для сигнализации уровня разных жидких сред от агрессивных жидкостей, до обычной воды. Для правильного выбора поплавкового сигнализатора уровня следует учитывать особенности измеряемой жидкости и параметры окружающей среды, ведь температурный режим, пена, завихрения (от работающего миксера) и т.д. могут стать проблемой для одних поплавковых датчиков и не оказывать влияние на другой тип поплавковых датчиков уровня. В вертикальных поплавковых сигнализаторах уровня поплавок с магнитом перемещается по штанге, а геркон находится внутри штанги. В этом случае датчик уровня монтируется в верхнюю крышку или в дно емкости. При достижении жидкостью уровня датчика, поплавок поднимается по штанге, магнит воздействует на геркон и цепь замыкается.

Таблица 10 – Технические характеристики поплавкового датчика уровня FS8351M-PVDF

Тип	сигнализатор уровня
Принцип действия	поплавковый, геркон
Температура измеряемой среды	-30.. 150 °C
Комутируемый ток	1.5 А
Напряжение	200 В DC, 300 В АС
Время срабатывания	0.8 мс
Материал корпуса	PVDF
Монтаж	вертикальный, резьба M8

 

Плотномер ВИП-2М

Плотномер предназначен для  быстрого измерения плотности жидкостей: нефтепродуктов, алкогольных напитков, растворов солей, кислот, щелочей (кроме эмульсий и суспензий).

Таблица 11 – Техническая характеристика Плотномер ВИП-2М

Диапазон измерения плотности, г/см3	0,0012...1,5000
Основная абсолютная погрешность  измерения, не более, г/см3	±0.0003
Вязкость образца, не более, мПа·с	300
Диапазон рабочих температур, оС	+10...+35
Объём образца, не более, см3	1.5
Временная нестабильность, г/см3·ч	±0.0002
Электропитание, В/Гц	220/50
Количество разрядов индикации  измеряемой плотности	5
Масса, кг	3
Габаритные размеры, мм	205 · 200 · 80
Погрешность измерения, обусловленная  временной нестабильностью показаний, не более, (г/см3) час	±0,0002

 

Работа плотномера основана на измерении периода колебаний  трубки, заполненной исследуемой  жидкостью, и последующего вычисления значения ее плотности с использованием результатов предварительной калибровки по двум веществам известной плотности (воздух, вода). В приборе осуществляется автоматическое преобразование полученных результатов в концентрацию, удельный вес или другие связанные с плотностью показатели.

Ультразвуковые расходомеры IFM Electronic.

Ультразвуковые расходомеры работают по принципу измерения времени прохождения сигнала. Техническая характеристика ультразвукового расходомера представлена в таблице 12. Принцип измерения основан на том, что звуковой импульс, идущий в том же направлении, что и поток жидкости, имеет скорость распространения равную скорости звука плюс скорость течения жидкости. А звуковой импульс, идущий в направлении противоположном скорости течения жидкости, имеет скорость, меньшую, на значение скорости потока жидкости. Ультразвуковые датчики в расходомере испускают/принимают акустические сигналы в направлении потока и против потока жидкости. Разница во времени прохождения пропорциональна средней скорости потока, в блоке электроники обрабатывается и преобразуется в выходной сигнал.

Таблица 12 – Техническая характеристика расходомера IFM Electronic

Принцип действия	электромагнитный
Присоединение в систему	G3/4-G1
Расход	0..110 л/мин
Температура измеряемой среды	-10..80 °C
Время реакции	0,25 с
Точность	3,2%
Настройка диапазона измерения	программирующие кнопки
Материал, контактирующий со средой	нержавеющая сталь 1.4404;PPR (Hostalen); витон; PES (Ultrason 2010); Centellen 200

 

В ультразвуковых расходомерах IFM имеется датчик температуры, который позволяет также контролировать величину температуры измеряемой среды.

 

9 Безопасность  и экологичность технологического  процесса

 

Анализ опасных и вредных  факторов производственных факторов в 

сокоочистительном отделении  и характеристика действия их на

организм человека

 

 

Технологическая схема и  аппаратура сокоочистительного отделения  должны обеспечивать получение очищенного сока с повышенной доброкачественностью и эффектом очистки около 40%, с минимальной цветностью, термостабильностью и высокими фильтрационно-седимитанционными свойствами. Очистка сока состоит из дефекации (предварительной и основной) – обработки сока известковым молоком; сатурации (I и II) – обработки углекислым газом.

Аппаратурное оформление отделения очистки сока характеризуется  наличием опасных и вредных производственных факторов.

1. Группа физических факторов:

• падение человека с лестниц, зданий и других строительных конструкций;
• повышенная температура воздуха рабочей зоны;
• повышенная влажность воздуха рабочей зоны;
• повышенная температура поверхностей оборудования и материалов;
• повышенный уровень шума на рабочем месте;
• повышенный уровень вибрации;
• опасный уровень напряжения в сети.

2. Группа химических факторов:

• воздействие вредных веществ: общетоксические, раздражающие.

Падение человека является источником травматизма различной  степени тяжести: повреждение внутренних органов, переломы костей, сотрясение мозга, удушье, ожоги, отравления. Падение может произойти с лестниц, площадок, междуэтажных перекрытий в отстойники, сборники соков.

Причинами электротравм являются:

• прикосновение к токоведущим частям электросети и электрооборудования, находящегося под напряжением (приводы насосных установок, мешалок);
• прикосновение к металлическим предметам, случайно оказавшимся под напряжением.

По степени опасности  поражения электрическим током  помещение дефекосатурационного отделения относится к помещениям с повышенной опасностью, характеризуемым наличием условий:

1. сырости;
2. высокой температуры;
3. возможности прикосновения человека к металлическим корпусам электрооборудования.

Значение тока 0,5 – 5 мА не опасны для жизни; при токах 8 – 80 мА возникает опасность тяжелых  поражений; при токе более 100 мА появляется фибрилляция сердца, паралич дыхания и заканчивается летальным исходом.

Повышенной температурой воздуха в рабочей зоне, вызванной  значительными теплоизбытками, в сокоочистительном отделении характеризуются подогреватели промежуточных продуктов (соков).

Повышенная относительная  влажность в рабочей зоне наблюдается  на участках фильтр-прессов. Помещение  сокоочистительного отделения является влажным. Фактические и нормативные значения показателей микроклимата приведены в таблице 13.