卧式结晶罐控制方式.doc

卧式结晶罐控制方式比对方式一：一、控制方式阐述：采用冷、热给水母管恒压供水系统，设有冷水进水罐、热水进水罐、冷水回水罐、热水回水罐分别储存进出卧式结晶罐的冷热水，通过调配每个结晶罐进入冷热水的量来调节冷却水温度，回水通过温度探头分选，根据温度范围分别进入冷热水回水罐。（详见图纸）二、设备投资分析：由于两种控制方式中主要设备相同，所以为方便比较，该项分析不包括结晶罐、冰机等系统性投资。1、管材、罐体投资：1）储罐：本方案共需制作用于储存冷热水的储罐4个。按照容积 立方米，罐体材料按照 材质，罐体厚度 mm，罐体尺寸 计算。四个罐体费用总结为 元，罐体土建基础费用为 元，合计 元。2）管材：由于采用母管集中供水，为减少分个回路流量变化对系统的影响，冷热供水母管要求管径相对要粗，并且需要设置进冷水、进热水、出冷水、出热水四根母管，按照管径采用 ，材质采用 ，长度按照 米计算，管道材料合计为 元。（请姚主任填写兰色部分）2、电气及转动设备投资投资：1）系统共需要水泵4台，电机功率为45KW，设备投资为80000元左右。（未考虑水泵备用，在生产中，考虑到结晶水控制的重要性，为减少由于水泵故障对整套系统的影响，建议水泵设备一运一备，这样投资将会增加一倍，为16万元）2）电缆采用VV3*50mm2+1*35mm2型号，长度约240米。电缆投资费用约36000元；控制缆采用KVVP4*1.5mm2型号，长度约为800米，控制缆投资费用约为4800元；控制回路投资费用约20000元。合计约为60800元，(一运一备设计为12万元）3）冷热水由于均采用变频控制，变频器每台投资20000元，合计80000元。电气系统合计投资约：单台设备运行22万元，一运一备36万元。3、仪表控制方式及投资仪表自控方面，每套结晶罐的温度控制遵从能量守恒定律，即出口处混合水的总能量Q等于进结晶罐冷水的能量Q1与进结晶罐热水能量Q2的和，即Q=Q1+Q2，而根据公式Q=CMT得出，CMT=C1M1T1+C2M2T2，其中由于换热介质相同，所有比热容C、C1、C2可取相等值，于是得出公式MT=M1T1+M2T2,同时由于采用冷热水混合换热，可得出M=M1+M2，带入上述公式可以得出，若设定冷水加入质量为定值M1，则加入热水的质量流量M2=M1(T-T1)/(T2-T),所以在控制的程序编写上和运行控制上可以采用固定冷水加入质量M1，在程序上设定一个混合后的目标控制温度T0，若控制正常T0应该等于混合后的实际温度T，对热水控制阀的流量目标控制值M0的设定（M0=M2）可以通过公式M2=M1(T-T1)/(T2-T)自动带入设定，这样就可以实现通过单控热水（或冷水）的量来实现对温度的控制，（T0的温度控制即可通过微机画面手动输入，也可根据预先编写的降温曲线自动带入）此外，在实际生产中为消除由于换热热损失等因素造成的温度偏离，可以通过对该设定值进行系数修订来更加贴合实际温度值。1）每套结晶罐配调节阀两台，口径DN32 ，按照采用国产阀门配套进口定位器的经济投资计算，每台费用在0.9万元左右，合计投资为1.8万元。2）每套结晶罐配开关阀两台，口径DN32。按照采用国产阀门，进口电磁阀的经济投资计算，每台费用在0.4万元左右，合计投资为 0.8万元。3）每套结晶罐配流量计两台，口径为DN32，按照采用横河涡街流量计计算，每台设备投资约1.3万元，合计约2.6万元。4）每套结晶罐配温度仪表两套。按照采用A精度等级PT100热电阻计算，合计投资为400元。5）控制系统测点费用，按照每个模拟量测点200元，开关量测点50元左右计算，该系统涉及DCS控制点费用约88000元。6）仪表电缆费用按照采用KVVP4*1.0电缆，每米7.5元计算，共计约250000元。7）此外，为便于控制液位，四个水储罐按照设计有液位计计算，四台液位计投资约2.4万元。恒压供水系统压力变送器两台，合计投资约1.2万元。按照44套结晶罐计算，结晶罐控制部分仪表设备及附属耗材的总投资约：267.96万元4、换热设备投资该套装置共需换热器1台，按照 平方米换热面积，不锈钢304材质计算，共需费用 万元。此外，若考虑回水换热在升温时采用冷凝水加入降温时采用循环水冷却，两种水质不同，可能造成对冷凝水水质的影响的因素，可以安装两套换热器（详见图纸），这样投资也相应增加一倍，约为 万元。5、其它耗材其他手动阀门、弯头管件等耗材费用约 元。三、运行成本及能耗分析：1、电 四台电机的功率为180KW，按照实际运行时90KW计算，每度电按照0.63元计算，每天的运行成本中电的成本约为1360.8元。四、维护成本分析：1、本套设备共计有泵子及电机四套，（一运一备为8台），泵子的维护成本约为每年 元。五、总结1、费用列表序号项目费用备注1管材、罐体投资2电气及转动设备投资投资36万 3仪表投资267.96万4换热设备投资5耗材6合计2、优缺点分析：按照采用44台卧式结晶罐计算，采用本方案的总投资约为 元，维护成本每年 元。本方案的优点在于可以充分利用各个阶段的热能，整体能耗和后续维护成本略低。缺点在于每套系统单独调节水温和流量，对调节系统的控制精度要求高、虽然母管有恒压供水设计，各个系统在调节时还是会短时造成一定的扰动影响，设备初期投资较大，尚未有已运行的经验模式验证实际控制效果。方式二：一、控制方式阐述：每套卧式结晶罐采用独立的冷却水系统，冰机水通过换热器与独立冷却水系统的水进行换热，控制水温按照结晶曲线稳定降温，此外为减少结晶罐初期进料时物料与罐内原冷却水的温差过大容易挂壁的问题，每个周期进料前先通过热水换热控制温差（详见图纸）二、设备投资分析：由于两种控制方式中主要设备相同，所以为方便比较，该项分析不包括结晶罐、冰机等系统性投资。1、管材、罐体投资：1）储罐：本方案中由于采用冰机水和冷凝水分别换热，可以采用冰机水和冷凝水本身的储罐和泵子，不再单独设置储罐。故该方案中此项投资可以不计。2）管材：此方案中只需设置冰机水母管和冷凝水母管，按照管径采用 ，材质采用 ，长度按照 米计算，管道材料合计为 元。合计约 元。2、电气及转动设备投资投资：1）系统共需要管道泵44台，电机功率为 2.2 KW，设备投资为 88000元左右。2）电缆采用VV3*2.5mm2+1*1.5mm2型号，长度约3080米，电缆投资费用约30800元；控制缆采用KVVP4*1.5mm2型号，长度约为8000米，控制缆投资费用约为48000元；控制回路投资费用约90000元。合计电气总投资：25.68万元3、仪表投资1）每套结晶罐配调节阀1台，（独立冷却时系统不采用流量控制方法）口径DN32，按照采用国产阀门配套进口定位器的经济投资计算，每台费用在0.9万元左右，合计投资为1.8万元。2）每套结晶罐配开关阀两台，口径DN32。按照采用国产阀门，进口电磁阀的经济投资计算，每台费用在0.4万元左右，合计投资为 0.8万元。3）每套结晶罐配温度仪表3套。按照采用A精度等级PT100热电阻计算，合计投资为600元。5）控制系统测点费用，按照每个模拟量测点200元左右，每个开关量测点50元左右计算，该系统涉及DCS控制点费用约80000元。6）仪表电缆费用按照采用KVVP4*1.0电缆，每米7.5元计算，共计约230000元。按照44套结晶罐计算，结晶罐控制部分仪表设备及附属耗材的总投资约：148.04万元4、换热设备投资该套装置每台需换热器1 台，按照10平方米换热面积，不锈钢304材质计算，单台费用1.2万元。按照44套计算，换热器总费用为52.8万元5、其它耗材其他手动阀门、弯头管件等耗材费用约 元。三、运行成本及能耗分析：1、电 44台电机的功率为96.8K