Уважаемая комиссия и члены кафедры! Вашему вниманию представлена дипломная работа бакалавра (доклад???) на тему: «Интеграция тепловых процессов и автоматизация участка концентрирования нитрата аммония в производстве азотных удобрений».
Во всем мире, и в частности в Украине азотные удобрения имеют важное хозяйственное и народное значение. А их производство является трудоёмким, и требует больших затрат энергии в виде газа.
Неотъемлемой частью технологического производства азотных удобрений является концентрирование нитрата аммония при помощи выпаривания.
Классическая схема выпаривания (показывается второй слайд) является энергоёмкой, с непрерывным режимом работы и с большими затратами энергии в виде газа.
Поэтому необходимо принять меры по энергосбережению и автоматизации этого процесса. (с помощью рекуперации?)
Для этого мы провели расчет классической схемы выпаривания с исходными данными: (показывается третий слайд) при помощи трехкорпусной выпарной установки. И получили на выходе такие данные тепловых потоков: (показывается 4 слайд).
По этим данным мы провели пинч-анализ (показывается 5 слайд). Для этого мы представили технологические потоки на температурно-энтальпийной плоскости в виде диаграммы, где красным цветом указана горячая составная кривая, а синим - холодная. Мы видим, что энергия, требуемая для для нагрева исходного раствора — равна ???кДж, а энергия, необходимая для охлаждения холодных потоков равна - ???кДж. Расположим эти кривые так, чтобы чтобы достичь наименьшее значени разности температур между холодными и горячими составными кривыми (дельта Т мин). (показывается слайд 6). При сдвигании кривых, мы поняли что имеем дело с пороговой задачей. Несмотря на то, что в пороговых задачах при дельта Т мин меньше дельта Т порог. отсутствует компромиссное решение между стоимостью оборудования в некоторых случаях мы можем использовать для проэктирования таких задач методы, разработанные для «пинчевых» задач. В этом случае при увеличении дельта Т мин. , общая приведенная стоимость оборудования будет уменьшатся, вплоть до принятия значения дельта Т порог. Поэтому мы принимаем значение дельта Т минимальное= дельта Т пороговое = 25 градусов. И далее решаем уже стандартную «пинчевую» задачу.
Решив, мы видим, что можем рекуперировать ???кДж тепла, и при этом остается нагреть всего 790 кДж тепла. Построим «сеточную диаграмму» (показывается слайд 7), На которой расположим теплообменники, использую правила ЦэПэ. Так как у нас всего один холодный поток, а горячих три, то мы, соблюдая правила, разделяем нагреваемый поток на 3 составляющих. Располагаем теплообменники на этой диаграмме и считаем тепловую нагрузку каждого. Для первого она равна - ???кДж, для второго - ???кДж, для третьего - ???кДж. Ставим одну горячую утилиту с тепловой нагрузкой — 790 кДж.
Получаем новую технологическую схему выпаривания: (показываем слайд 8). На ней расположены пластинчатые теплообменники между потоками горячего концентрата и холодным потоком исходного раствора нитрата аммония. Площадь поверхности теплообменников посчитана с помощью программы CAS200. И является соответственно для первого рекуперативного теплообменника - ???м квадратных, для второго - ??? метров квадратных, и для третьего - ??? метра квадратных.
Проведем автоматизацию полученной технологической схемы выпарки. (показываем слайд 9). Система автоматизации предназначена для поддержки оптимальных параметров работы оборудования в процессе концентрирования нитрата аммония. Это позволяет увеличить срок работы оборудования и уменьшить затраты энергоносителей. Рассмотрим функции спроектированной системы:
- контроль расхода греющего пара
- контроль температуры
- сигнализация состояния электродвигателей
- дистанционное управление включением электродвигателей, насосов и вентиляторов
- автоматическое управление расхода вещества на теплообменниках
Система автоматизации строится на базе агрегатных средств АКЕЗР. Для измерения давления используем измерительный преобразователь САПФИР-22ДИ. Для измерения температур в процессе выпаривания используем термоэлектрический преобразователь сопротивления с медным чувствительным элементом ТСМ-0879. Для измерения расхода ипользуется датчик -диафрагма камерная ДК-6. Как вторичный прибор — используется универсальный прибор «ДИСК-250», который позволяет работать с сигналами тока, напряжения или сопротивления. Для регулировки подачи исходного раствора в выпарной аппарат используется электрический исполнительный механизм МЭО с заслонкойД100. Кроме этих контуров регулирования и контроля в данной работе используется дистанционное управление электродвигателями.
Вот тут надо сказать что то про БЖД (показываем слайд 11)
и мы видим, что хоть нитрат амония — достаточно вредное вещество, но спроектированная система является безопасной для жизнедеятельности и здоровья человека, и соответсвует всем существующим нормам.
Так как главной задачей работы стояло сократить расходы теплоносителей, проведем экономический анализ разработанного проекта. (показываем слайд12)
При внедрении проекта предприятие несет капитальные затраты (или инвестиции), связанные с разработкой проекта, а также с приобретением и установкой необходимого оборудования, средств програмного обеспечения и тп. При использовании инноваций предприятие получает определенный эффект в виде прироста прибыли. Посчитав экономический эфффект и получив такие результаты:
Витрати на проектування, Зп, грн. |
38000 |
Загальна вартість обладнання, Зоб, грн. |
255700 |
Загальна сума капітальних витрат, К, грн. |
293700 |
Загальна сума річних витрат з експлуатації, Зекс, грн. |
82383 |
Річна економія, ∆S, грн. |
1925275,7 |
Річний приріст балансового прибутку, Прб , грн. |
1842892,7 |
Річний приріст чистого прибутку, Прч, грн. |
1382169,525 |
Термін окупності, Ток, років. |
0,22 |
Коефіцієнт ефективності капітальних вкладень, Е, грн./грн. |
4,7 |
— мы пришли к выводу, что внедрение разработанной схемы пинч-интеграции является экономически выгодной для предприятия , производящего азотные удобрения, и мы рекомендуем использовать данную схему при производстве аммиачной селитры.
Вывод: (показываем слайд 13) Мы провели пинч интеграцию тепловых процессов, в части выпаривания, в производстве азотных удобрений, и выполнили, все поставленные задачи и цели, в итоге получили работоспособную. экономически выгодную схему выпаривания нитрата аммония.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.