酒精生产过程中蒸煮流程

目录第1章酒精生产过程中蒸煮流程简介111酒精生产及蒸煮工艺112CAD流程图3第2章控制系统方案设计421工艺过程分析422蒸馏流程分析5第3章控制系统仪表选型731检测元件选型732执行元件9第4章课程设计心得18参考文献19附录20第1章酒精生产过程中蒸煮流程简介11酒精生产及蒸煮工艺用淀粉质原料生产酒精的工厂，多数采用连续蒸煮工艺，只有少部分小型酒精厂和白酒厂，还采用间歇蒸煮工艺，下面分别加以介绍。（1）间歇蒸煮法间歇蒸煮法常用的蒸煮设备是立式锥形蒸煮锅，其外形和结构简单。1间歇蒸煮工艺流程目前我国酒精厂间歇蒸煮的方法基本上有两种，一种是加压间歇蒸煮，一种是添加细菌淀粉酶液化后低压或常压间歇蒸煮、加压间歇蒸煮是原料经人工或运输机械送到蒸煮车间，经除杂后进入拌料罐，加温水拌料，并维持一定时间，然后送入蒸煮锅中，通入直接蒸汽将醪液加热到预定蒸煮压力，维持一定的蒸煮时间，蒸煮时间结束后，进行吹醪。操作工艺流程如下温水蒸汽原料除杂粉碎拌料泵蒸煮成熟蒸煮醪送入糖化锅（1）加水蒸煮整粒原粒时，水温要求在8090，尤其是蒸煮含有淀粉酶的甘薯干，更不能用低温水。蒸煮粉状原料时，水温不宜过高，一般要求在5055。原料加水比因原料不同和粉碎度不同而不同，一般为粉状原料为134至140；薯干为130至140；谷物原料为128至130。（2）投料蒸煮整粒原料时，投完粒即加盖进汽，或者在投料过程中同时通入少量蒸汽，起搅拌作用。蒸煮粉状原料时，可先在拌料桶内将粉料加水调成粉浆后在送入蒸煮罐；或向罐内直接投料，边投料，边通入压缩空气搅拌，以防结块，影响蒸煮质量。投料时间因罐的容量大小和投料方法不同而有差异，通常在1520MIN。（3）升温（生压投料毕，即关闭加料盖，通入蒸汽，同时打开排气阀，驱除罐内冷空气，以防罐内冷空气存在而产生“冷压”，影响压力表所指示的数值，不能反反映罐内的真实温度，造成原料蒸煮不透。正确排出“冷压”的方法是通入蒸汽加热时，打开排气阀，直到排出的气体发白（水蒸气），并保持23MIN，而后再关闭排气阀，升温时间一般4050MIN。（4）蒸煮（定压）料液升到规定压力后，保持此压力维持一定的时间。使原料达到彻底糊化的操作，工厂常称之为定压。定压后，通入锅内的蒸汽已经很少，锅内热力分布不均匀，易造成下部原料局部受热而焦化，上部原料受热不足而蒸煮不透。另外，料液翻动不好，原料与罐壁及其相互之间撞击摩擦轻缓，则导致原料的植物组织和淀粉粒不易破裂。为了使原料受热均匀和彻底糊化，采用循环汽的办法来搅拌罐内的料液。一般每隔1015MIN循环换汽一次，每次维持35MIN，直至蒸煮完毕为止。循环换气后使罐内达到原规定压力。循环换汽和稳压操作，是保证蒸煮醪液质量的两个重要条件。（5）吹醪蒸煮完毕的醪液，利用蒸煮罐内的压力从蒸煮锅排出，并送入糖化锅内。吹醪时间视蒸煮罐容量的大小而定，不得少于1015MIN。此法蒸汽耗量较多，但蒸煮醪液质量较好，故广泛应用于酒精生产中。2加淀粉酶低压或常压间歇蒸煮法此法是先加细菌淀粉酶液化后，在进行加压蒸煮。方法是先粉碎原料，按照规定的加水比放到混合池拌匀，调整温度至5060，加入细菌淀粉酶，搅拌均匀，细菌淀粉酶的用量为510G/G原料，加石灰水调整PH6971，送入蒸煮锅，通入压缩空气进行搅拌，并通蒸汽升温至8893，保持1H，取样化验（碘反应呈红色），达到标准的液化程度，继续升温至115130，保持05H，经灭酶后即可吹醪送至糖化锅。这样，蒸煮压力可以降低，蒸煮时间也可以缩短。采用原料不同，淀粉酶的用量不同。例如薯类粉状原料，淀粉酶用量可少些，谷类原料和野生植物原料，淀粉酶用量则要适当加大些。最好先将淀粉酶加水浸渍051H后，再用。（2）连续蒸煮法淀粉质原料的连续蒸煮，是一项重大技术革新。根据蒸煮设备的类型，可分为罐式连续蒸煮、柱式连续蒸煮和管道式连续蒸煮3种方法。1罐（锅）式连续蒸煮最初是将酒精工厂原有的间歇式蒸煮罐经改装后几个罐串联起来，并增加一个预煮锅和一个汽液分离器而投入酒精生产的。原料经斗式提升机1运送到贮料斗2，再经锤式粉碎机3粉碎后，进入粉料贮斗4中，由此经螺旋输送器5，边加水边进料与搅拌桶6中，在搅拌状态下，通入二次蒸汽，加热至预定的预煮温度，并维持一段时间（预煮时间），为了确保连续蒸煮，生产常设两个预煮搅拌桶。之后泵入蒸煮锅组中进行蒸煮，通常预煮醪从锅底进入锅内，与对面锅底喷入的加热蒸汽混合，并加热到蒸煮温度。蒸煮醪从蒸煮锅8中流出，依次进入各蒸煮锅中。从最后一蒸煮锅中出来的蒸煮醪以切线方向进入汽液分离器9中，产生的二次蒸汽从气液分离器顶部导出，用于预煮醪升温之用，蒸煮成熟醪从底部引出送入糖化车间。（3）蒸煮新工艺因传统的酒精生产均需要经过130150的高温蒸煮，能耗药占整个酒精生产总能耗的30。因此，10多年来，有不少研究者首先从节约蒸煮工序的能耗着手进行了试验，其中比较成功并以被工业生产采用的石低温蒸煮法和无蒸煮法的酒精发酵技术。1低温蒸煮法采用高于淀粉糊化温度，但不高于100，另加淀粉酶作为液化剂是低温蒸煮工艺的特点。根据醪液加温的高低，该工艺主要分为下列两种形式（1）9095糊化液工艺。这种方法是德国和美国合作开发的简称LBW工艺，整粒玉米先用离心方法分离的热酒糟清夜在9095下浸渍，使玉米吸水软化，并完成玉米糊化作用，再用均质机加耐高温淀粉酶进行二次湿磨。可节约蒸汽85以上。采用此工艺处理甘薯原料较少。（28085糊化液工艺。对薯类原料而言。该工艺的流程如下甘薯干粉碎拌碎加淀粉酶加温至8085糊化液化冷却至62加酸调节PH46糖化（30MIN冷却至2728。上述蒸煮新工艺，在节能方面尤其独特的优势，但至今为止，国内外真正在工艺生产上采用的还不多，原因是发酵时间长，糖化酶用量大，污染危险性较大等。但从发展趋势看，蒸煮新工艺还是很有前途的。12CAD流程图图11酒精生产过程中蒸煮工艺流程图第2章控制系统方案设计本设计流程是利用在精馏塔中将乙醇从塔釜混合物中分离出来。精馏是将液体混合物部分气化，利用其中各组分相对挥发度的不同，通过液相和气相间的质量传递来实现对混合物的分离。本装置中将由于乙醇的沸点较低，易挥发，故采用加热精馏，经气化的乙醇蒸汽经冷凝，可得到较高纯度的乙醇。原料经进料管由精馏塔进料板处流入塔内，开始精馏操作；当釜中的料液建立起适当液位时，再沸器进行加热，使之部分气化返回塔内。气相沿塔上升直至塔顶，由塔顶冷凝器将其进行全部或部分冷凝。将塔顶蒸汽凝液部分作为塔顶产品取出，称为馏出物。另一部分凝液作为回流返回塔顶。回流液从塔顶沿塔流下，在下降过程中与来自塔顶的上升蒸汽多次逆向接触和分离。当流至塔底时，被再沸器加热部分气化，其气相返回塔内作为气相回流，而其液相则作为塔底产品采出。21工艺过程分析精馏塔的操作是从物料平衡，热量平衡，相平衡及精馏塔的性能等几个方面考虑的，通过控制系统建立并调节塔的操作条件，使精馏塔满足分离要求。精馏塔操作控制的典型参数中，有六个流量参数进料量，塔顶和塔釜产品流量，冷凝量，蒸发量和回流量。此外，还有压力，塔釜液位，回流罐液位，塔顶产品组成和塔釜产品组成等参数。压力和液位控制是为了建立稳定操作条件。液位恒定阻止了液位积累，压力恒定阻止了气体积累。对于一个连续系统，若不组织积累就不可能取得稳定操作，也就不可能稳定。压力是精馏塔操作的主要控制参数，压力除影响气体积累外，还影响冷凝，蒸发，温度，组成，相对挥发度等塔内发生的几乎所有过程。产品组成控制可以直接使用产品组成测定值，也可以采用代表产品组成的物性，如密度，蒸汽压，最常用的是采用灵敏点温度。1压力控制精馏塔对压力的平衡要求很严格。一旦压力大幅度波动，塔釜液位，回流液位紧跟着波动，进而影响物料平衡，热量平衡，相平衡三大平衡，从而使整个操作系统处于不平稳状态，影响到产品质量及产量。例如从提高产品质量来说，压力越高，沸点越接近，气液两相越难分离，显然降低压力可以提高产品质量。但降低操作压力是以增加冷却介质的用量或降低冷却介质温度为前提的，因此降低操作压力是有限的。由此可见，压力控制对精馏塔的操控有主导作用。一般情况下，冷却介质，加热介质的温度，压力，流量都会影响到压力的平稳，因此可以根据控制要求选择其中之一作为操纵变量来控制精馏塔的操作压力。2液位控制（1）塔釜液位控制塔釜液位既不能空也不能满，塔釜液位满，容易淹住返塔口，造成热虹吸效果差，影响重沸器换热效果。塔釜液位空，易造成重沸器内液位液化气蒸干，蒸干后，再有液化气下到重沸器，马上急剧气化，冲塔造成整个塔的操作全部混乱。塔釜液化气主要受塔釜产品产出量，塔压力，塔釜温度等影响，可根据造成塔釜液位变化的原因进行调节。一般塔釜液位用塔釜产品产出量进行控制。（2）回流罐液位控制回流罐液位既不能满也不能空。回流罐空，造成回流泵抽空停泵，则全塔停工。回流罐满，造成塔内气相介质无法冷却使得塔内压力急剧上升，易造成安全阀起跳或全塔操作混乱。影响回流罐液位的因素有塔顶产品产出量，压力，釜温，顶温，回流量等。一般回流罐液位用釜温或塔顶产品产出量控制。3流量控制精馏塔操作控制中有六个流量参数进料量，塔顶和塔釜产品流量，冷凝量，蒸发量和回流量。而流量的波动又会影响压力的平稳，所以精馏塔的流量控制是必不可少的。但是，并不是说所有的流量都要控制，不同的控制方案选择的控制流量参数也不同，精馏塔的控制一般包括物料平衡控制方案和热量平衡控制方案，可以根据所选择的控制方案来选择需要控制的流量参数。4温度控制温度控制是最常用的产品组成控制手段。温度控制的前提是控制温度能正确反应其组成的变化。若温度控制不能与组成很好关联，或对组成变化反应不灵敏，则温度控制将失去作用，因此，一般采用提馏段灵敏板温度作为主要参数，以实现对塔的间接分离质量控制。22蒸馏流程分析蒸馏流程的确定应根据成品质量的要求与发酵成熟醪的组成。在保证产品质量的前提下要尽可能地节省设备投资与生产费用，并要求管道布置简单，工作操作方便。1单塔式蒸馏用一个塔从发酵成熟醪中分离获得酒精成品，称为单塔蒸馏。它适用于对成品质量与浓度要求不高的工厂。2两塔蒸馏若利用单塔蒸馏制造浓度很高的酒精，则塔需要很多层塔板，于是塔身很高，相应的厂房建筑也要很高。另外这样的单塔蒸馏酒糟很稀，用作饲料诸多不便。为了降低塔身高度和提高成品浓度，把单塔分做两个塔，分别安装，这就是两塔流程。粗馏塔的作用是将乙醇从成熟醪中分离出来，并排除酒糟。精馏塔的作用是浓缩乙醇和排除大部分杂质。两塔流程又有气相进塔和液相进塔两种型式，气相进塔系粗馏塔发生的酒汽直接进入精馏塔，这种方式生产费用较低，为淀粉质原料厂所采用。液相进塔则系粗馏塔发生的酒汽先冷凝戍液体，然后进入精馏塔，这种方式由于多一次排醛机会，成品质量较好，适用于糖蜜酒精厂。（1）气相进塔的两塔流程成熟醪用泵自醪池进入预热器，与精馏塔来的酒精蒸汽进行热交换，成熟醪被加热至40左右，由醪塔顶部进入醪塔，而醪塔底部用直接蒸汽加热，使塔底温度为L05108，塔顶温度为9295，塔顶约50容量的酒精蒸汽直接进入精馏塔，被蒸尽酒精的成熟醪称酒糟，由塔底部排糟器自动排出。精馏塔底同样亦用直接蒸汽加热，使塔底温度为105107，塔中部温度为92左右，醪塔来的粗酒精经提浓精馏后，酒精蒸汽由塔顶进入醪液预热器，未冷凝下的酒汽再进入第一、第二冷凝器，冷凝液全部回流入塔，部分还未冷凝的气体则进入第三冷凝器，该冷凝液里含的杂质较多，不再回流入塔，作为工业酒精出售。没有冷凝的为CO2气体和低沸点杂质，由排醛管排至大气中。成品酒精在塔顶回流管以下，即塔板上液相取出，经成品冷却器，检酒器，其质量达到药用要求后送入酒库。蒸尽乙醇的废水称余馏水，经排出管排至塔外。杂醇油的分离，自塔内取出的粗杂醇油经冷却器再加水稀释经乳化器，含酒精10容量以下时，粗杂醇油便分层，油浮在上面，送至储存罐中，下层的淡酒流至醪池中。杂醇油由储存罐利用位差经过盐析罐，以提高浓度。（2）液相进塔的两塔流程气相进塔的优点是节省加热蒸汽、冷却水。但成熟醪含杂质较多时成品质量难保证。由于两塔直接相通，相互影响较大，要求操作技术也较高。由于糖蜜发酵醪含杂质较多，所以一般都不采用气相进塔方式。液相进塔的工艺过程是成熟醪经预热器之后进入组馏塔，在塔内被加热，酒精蒸发，在冷凝器冷凝成液体后，或直接流入精溜塔或回流到粗馏塔再由粗馏塔顶层塔板液相取料至精馏塔。液相进塔时，进料塔板上汽液两相平衡，浓度较气相进料时高，因此液相进塔时的进料位置要比气相进料时高23层，否则塔底容易跑酒。3三塔蒸馏两塔流程无论是汽相过塔还是液相过塔，只能得到医药酒精。要获得精馏酒精采用上述仅有浓缩设备的工艺流程是很难达到目的。三塔流程就是针对这缺点而改进的。三塔流程包括三个塔，一是粗韶塔，二是排醛塔又称分馏塔，它安装在粗馏塔与精馏塔之间，它的作用是排除醛脂类头级杂质。三是精馏塔，它除有浓缩酒精提高浓度作用外，还继续排除杂质，使能获得精馏酒精。三塔流程由于粗馏塔蒸馏出的粗酒精进入排醛塔，以及排醛塔的脱醛酒进入精馏塔的形式不同又可分为三类（1）直接式粗酒精由粗馏塔进入排醛塔以及脱醛酒进入精馏塔都是气体状态。（2）半直接式粗酒精由粗馏塔进入排醛塔是气体，而脱醛酒进入精馏塔是液体状态。（3）间接式粗酒精进入排醛塔以及脱醛酒进入精馏塔都是液体。第3章控制系统仪表选型31检测元件选型精馏塔也用蒸汽直接加热,将粗酒精进一步蒸浓、排除杂质,得到进一步纯化。脱尽酒精的废水,由精馏塔底部排出。而纯化后的酒精从精馏塔顶出来,依次进入预热器、13冷凝器。其冷凝液全部回流到精馏塔,然后进入4冷凝器之后,冷凝液一般作为工业酒精取出。低沸点杂质则由排醛管排掉。食用酒精是在精馏塔顶的回流管以下的附近区域液相取出,经冷却、计量后送入酒精成品贮罐。2酒精生产中自控仪表设备的使用现状以及特点目前,国内中小型酒精生产企业的自动化仪表设备与装置处于基地式仪表设备、DDZ,电动单元组合仪表、各种组装式仪表、数字式智能仪表和DCS分散控制、计算机控制系统并存的阶段。酒精生产过程的自动控制在应用简单的PID单回路调节、比值调节、串级调节等传统控制调节手段的基础上,其他先进的控制调节如前馈调节、极值优化控制手段也随着DCS分散控制仪表、计算机控制系统的出现开始成功地应用。并取得了可喜的成绩。与酒精生产过程相适应的自动化仪表与装置具有以下几个特点和要求。在传统的淀粉质为原料的酒精生产工艺流程中,各生产工序相对独立,工艺指标参数的控制要求相对来讲不是很高。因此,采用独立的大型中央控制室和复杂的自动检测和控制装置的厂家仍然很少,在粉碎、蒸煮、糖化、酒母、发酵、二氧化碳、蒸馏等生产工序就地设置控制室或就地仪表控制盘、柜。主要控制对象是蒸煮、糖化机组,发酵罐群,蒸馏设备机组等重要的酒精生产设备。控制变量以温度、压力、液位和流量为主,控制系统以单回路调节、比值调节和串级调节为主,并辅以手动操作。酒精易燃、易爆。醪料粘性大,流动性也差,在高温下很容易结疤,结块,容易造成液位、压力等仪表检测管道的堵塞。同时,酒精生产过程也存在腐蚀性。这些特点都要求选用的自控仪表能适应酒精生产过程中的特殊流体介质的特有的性质既然生产环境。酒精生产连续性很强,各生产工序虽然相对独立,但也相互影响。由于酒精生产周期较长,受原料供应和销售季节的影响较大,因此,酒精生产装置一般每年进行一次生产设备大检修之外,均需满负荷进行生产。这些特点,要求自控仪表有较高的可靠性。中小型酒精生产企业的仪表技术力量相对来说比较薄弱。其经济效益普遍不太理想。因此,在满足酒精生产过程中的工艺计量检测参数的控制指标的前提下,应尽可能采用价格低廉、可靠性高、具有防腐蚀和防爆性能、自动控制系统构成简单、容易投运、安装检修和维护方便的自动化仪表与装置。以便与企业的经济能力和技术力量相适应。酒精生产自控设计方案的制定目前,我国酒精装置规模从年产几千吨几万吨甚至十几万吨的都有。很显然,不同规模的酒精装置的自控仪表装备水平不应该也没有必要是样的。大型酒精装置要求自动化装备水平高,检测与控制项目齐全,而中小型酒精装置则更注重经济实用。如果过多地增加计量检测与控制项目,不仅达不到节能降耗的目的,反而增加投资,加重了仪表检修及维护工作量。综合考虑以酒精装置总投资的1015用于自动化仪表与装置较为适宜。但不管投资多少,酒精生产自控设计必须使自控系统满足以下技术指标和要求。根据酒精生产工艺参数的控制要求,自动化仪表与装置的检测与控制精度应满足以下几个指标温度参数1压力参数1相对误差流量参数1相对误差。能对酒精生产过程的温度、压力、液位及流量等工艺参数进行自动检测,并对其中的重要工艺参数进行自动控制和记录。当被调节参数以及重要的工艺检测参数超过工艺控制指标允许变化范围时,应能及时发出声光报警信号,以提醒岗位操作人员及时采取措施处理故障。当自动控制系统的仪表发生故障时,应能方便地以人工手动控制代替。自控系统应安全可靠、经济实用、容易投运、便于操作、检修及维护。根据以上几个技术指标既然要求,国内中小型酒精装置自控设计应以经济实用为主。为此,建议采用国产自动化仪表与装置的方案。自动检测和控制仪表以DDZ型电动单元组合仪表和数字显示记录仪表为主构成酒精生产过程自动检测与控制系统。酒精工艺检测与控制参数的选择工艺检测与控制参数的选择不仅要充分考虑酒精生产工艺流程本身的特点,以满足酒精装置安全生产、工艺指标参数检测与控制、原料以及能源消耗考核的需要,而且要结合本企业生产实际情况,对不同的工艺检测与控制参数,区别对待,灵活增加或减少,使检测与控制参数的设置既经济又合理。根据生产实践经验表明,酒精生产过程应设置以下主要工艺检测与控制参数。粉碎工段将淀粉质原料如薯干、玉米等粉碎成粉料,加一定量水后进行预煮。其工艺检测参数主要有淀粉原料计量,水计量,各抖料罐预煮温度和液位控制压缩空气压力报警及联锁控制料水比值控制。蒸煮工段将淀粉充分液化和糊化,其主要工艺检测参数有蒸汽压力、套管加热器温度、1蒸煮锅温度检测及串级控制、各蒸煮锅压力和温度。糖化工段将醪料中的淀粉水解成葡萄糖等可发酵性糖,其主要工艺检测点有各糖化罐和中间贮罐的温度及液位,冷却排管温度检测与控制。酒母工段制备酒母糖化醪,主要工艺检测点有各酒母罐温度及液位。发酵工段制备发酵成熟醪,主要工艺检测参数有各发酵罐的温度及液位。二氧化碳工段回收二氧化碳,主要工艺检测参数有二氧化碳气柜压力、贮罐压力、充装压力检测及报警。蒸馏工段将发酵成熟醪中的酒精分离、提浓、排去杂质,制得酒精产品。其主要工艺参数检测与控制点有醪塔的上、下部的温度及压力精馏塔的脱水段和提馏段的上、下部的温度及压力预热器和各冷凝器的温度进醪料的温度和流量蒸汽压力和流量成品酒精计量水压和流量醪塔顶温度PID调节或串级调节冷3温度PID调节精馏塔中灵敏塔板温度PID调节汽包压力PID调节。5酒精生产自控仪表的选型就地温度仪表选用双金属温度计。由于酒精生产过程中,温度测量范围一般不会超过200,因此,选择铂热电阻温度计作为检测元件比较合适。考虑到酒精生产过程的醪料粘性较大,高温下容易结疤,检测元件的连接方式最好采用法兰式连接方式。这样,检修时拆装温度计就比较方便。温度仪表采用数字式温度显示仪表和小型数字显示记录仪表。温度需要自动控制的,可选用输出为010MA或420MA的DDZ型温度变送器或小型体化的温度变送器。压力测量一般情况下可选用普通压力表对醪料输送泵等震动比较大的场合,可选用耐震压力表对蒸煮锅等设备的压力测量,由于蒸煮醪粘性较大,高温下易结疤会引起堵塞,可选用膜片式或隔膜式压力表和差动远传压力表显示仪表则选用数字显示压力仪表。仪表和小型数字显示记录仪压力需自动控制的,可选用DDZ型压力变送器或小型压力变送器。醪料罐等液位检测可采用DDZ型法兰式液位变送器,显示仪表采用数字显示仪表即可,一般不需要记录仪。水计量一般采用水表即可。组成料水比值自动控制的水流量测量,则应选用输出为010MA或420MA的涡轮流量计。蒸汽计量中小型企业选用分流旋翼式蒸汽流量计即可,当然,也可采用差压式流量、涡街流量计等流量仪表。酒精成品计量选用涡轮流量计较好,建议不用转子流量计。粉料计量用冲板流量计较好。但是,一般情况下,小型企业仪表检修人员少,技术力量薄弱,可以不使用冲板流量计,改用衡器对原料进行计量。醪料流量的测量选用电磁流量计非常合适,它可以垂直安装在进醪的醪料管上。酒精生产过程的自动控制系统,以单回路的简单调节系统为主,调节仪表选用DDZ型电动单元调节仪表就能满足需要。气动薄膜调节阀具有防爆、结构简单、容易维护等特点,广泛地应用于酒精生产过程。一般情况下,选用直通单座阀或双座调节阀,有时也可根据实际情况选用角形阀。其附件则采用电气阀门定位器,可改善调节品质。值得注意的是,仪表选用时,应该注意仪表之间的传输信号是否致。建议采用420MA的信号制。总之,酒精自控仪表的设计与选型,既要经济,又要合理既要满足酒精生产需要,又要考虑本企业仪表检修维护人员的技术力量与之相适应。尽量做到仪表品种规格少、互换性和通用性强,以方便使用、安装、检修及维护。为了做好引进技术工作,用户除了要做好有关技术理论的准备以外,还要通过技术交流、合同谈判将先进控制或优化控制系统的以下几个问题澄清。系统的硬件配置、软件功能及组成、与DCS连接和通讯的要求；系统硬件的可靠性、软件的成熟性、使用的经验和业绩、投运效果、效益指标最好有用户的投运报告；系统对化艺、工艺系统、仪表专业等的工程设计的技术要求；系统对安装、调试、投运、维护等方面的技术要求；系统投运后的考核方法及考核指标。随着科学技术的发展,先进控制与优化控制技术的实用性、优越性、可靠性将越来越高,其投运操作、维护管理将会越来越容易、方便,成本价格也将会越来越便宜,从而也就会逐步得到推广使用,这是合成氨过程控制技术发展的趋势。当前,应该利用引进合成氨专利技术这个机会,积极慎重地引进先进控制或优化控制技术,并用好它,这也是为促进技术发展作努力。32执行元件321调节阀选型调节阀又称控制阀，是执行器的主要类型，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变流体流量。调节阀一般由执行机构和阀门组成。如果按其所配执行机构使用的动力，调节阀可以分为气动、电动、液动三种，即以压缩空气为动力源的气动调节阀，以电为动力源的电动调节阀，以液体介质如油等压力为动力的电液动调节阀，另外，按其功能和特性分，还有电磁阀、电子式、智能式、现场总线型调节阀等。调节阀的产品类型很多，结构也多种多样，而且还在不断更新和变化。一般来说阀是通用的，既可以与气动执行机构匹配，也可以与电动执行机构或其它执行机构匹配。1、从使用功能上选阀需注意的问题1调节功能2泄漏量与切断压差3防堵4耐蚀5耐压与耐温6重量与外观2、综合经济效果确定阀型1高可靠性。2使用寿命长。3维护方便，备品备件有来源。4产品价格适宜，性能价格较好。3、调节阀型式的优选次序根据上述观点，特提供调节阀的优选次序全功能超轻型调节阀蝶阀套筒阀单座阀双座阀偏心旋转阀球阀角形阀三通阀隔膜阀。在这些调节阀中，我们认为应该尽量不选用隔膜阀，其理由是隔膜是一个极不可靠的零件，使其隔膜阀也成为了可靠性差的产品。322调节阀口径计算从调节阀的KV计算到阀的口径确定，一般需经以下步骤计算流量的确定。现有的生产能力、设备负荷及介质的状况，决定计算流量的QMAX和QMIN。阀前后压差的确定。根据已选择的阀流量特性及系统特点选定S阻力系数，再确定计算压差。计算KV。根据所调节的介质选择合适的计算公式和图表，求得KVMAX和KVMIN选用KV。根据KVMAX,在所选择的产品标准系列中选取KVMAX且与其最接近的一级C调节阀开度验算。一般要求最大计算流量时的开度90，最小计算流量时的开度10。调节阀实际可调比的验算。一般要求实际可调比10。阀座直径和公称直径的确定。验证合适后，根据C确定。调节阀口径计算的主要内容有流量系数KV值计算及口径选定等。符号KV是国际制单位的流量系数。它定义为温度5至40的水，在105PA压降下，流过调节阀的每小时立方米数。下表为调节阀计算的原始数据。表31调节阀口径计算数据序号项目符号单位数值12345678910已知条件被测介质名称最大流量QMAX被测介质温度阀前压力阀后压力节流件形式取压方式工作状态下密度工作状态下粘度管道内径QTP1P211D20M3/HKPAKPAKG/M3CPMM溶解淀粉糊5070175165孔板角接5101300计算过程1计算VK9121PQ2选定口径KV值圆整、放大查调节阀产品目录，选直线型双座阀（VN）表32调节阀产品目录（局部）公称通径DNMM6580100125150200250300阀座直径DNMM6580100125150200250300直线7612519530548476010001600额定流量系数KV等百分691101762754406909001300额定行程MM4060100允许压差MPA公称压力执行器型号ZHA/B34ZHA/B34ZHA/B56可调比R30根据产品目录圆整KV，取KV125（DN80MM）,其放大系数为109125M此时阀最大开度，703LG1RLL此时，开度已超过90，所以值应再向上取一挡，即取195（DN100MM），VKVK放大系数为72195M开度验算，即开度84，满足要求8403LG1RLL3结论选定直线型双座阀，取为DN100MM选定口径，可调比R30，因为非阻塞流工况，故不作噪音预估及管件形状修正，即满足要求。323标准节流装置设计概述GB/T262493全称为流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体测量。1993年2月3日由国家技术监督局批准GB/T262493代替GB262481，1993年8月1日实施。该标准第一次等效采用ISO5167（1991）与国际接轨，标志着我国现行的标准节流装置，在推广采用国际标准上的研究成果、提高测量精度方面，以取得了突破性的进展。GB/T262493主要特点有1以流出系数C代替流量系数；C值的计算中的降阶计算由原流量系数计算中的最高阶20降至流出系数C计算中的最高阶8次幂。2提出5种命题以适应自控工程设计中各方面的需要。3提出迭代计算方法，给出计算机计算程序框图。4差压上限不再计算，而要由用户自行选定，要求设计者有更多的经验。5管道粗糙度不再参加计算，而是在计算结果出来后验证。在GB/T262493中规定的标准节流装置有以下几种标准孔板角接取压；法兰取压；径距取压（DD/2）。标准喷嘴ISA1932喷嘴；长颈喷嘴。文丘里管文丘里喷嘴；经典文丘里管324原始数据根据GB/T262493对节流装置进行设计，并针对给定原始数据进行计算。设置节流元件为孔板，取压方式为角接取压，孔板材料选择青铜D00000175MM/。原始数据如下表表33标准节流装置设计计算原始数据序号项目符号单位数值123456789已知条件被测介质名称工作温度最大流量QMAX正常流量最小流量QMIN工况密度工作压力工况粘度管道直径TQMAXQQMINPDM3/HM3/HM3/HKG/M3MPACPMM溶解淀粉糊704962338716546655221100使用迭代计算方法进行计算，其实质是利用具有快速收敛的弦截法，实现近似计算。3211时当NNNXX计算出X、，直到|N|值小于某个规定值（即）时，说明计算102AEN达到规定的精确度，完成计算。325标准节流装置计算按照如下所示的示意图，对相关参数及进行计算，并得到相应结果。D20,P,QMP,T,E,DDD201DT20RED令AZREDC06061GM4设XNAZ/C当N1,2时1X12/1X12025DA2XNCC06061XMXM1E1XM1XM2/M1M2计算XN、，直到|N|即102AENDD21NXD200TD图31节流装置计算流程图根据已知原始参数，确定参数QM,P,P,T,D20最终确定D和D201、辅助计算计算质量流量H32501KG/4965QVM由于流量标尺为1；125；16；2；25；32；4；5；63；8；10NN为正负整数或零取40000KG/H，即为111KG/S根据公式计算差压PDCQM2411其中C06,1,05,DD20，QM代111KG/S计算得P63530PA因国产差压变送器的系列值为10，16，25，40，6010N，取P1000000PA1MPA根据公式求工况下管道直径04125001381022TDD求解雷诺数6792834414DQRMED求解A20154635020146798PDED2、计算初值令C060611得到256830605487CAX21所以497601833025681X1250250求C1610294）/6079281（7083830497611495/097525750251821DRE因此可得0704682568306102945481CXA121精确度判断170324621AE3、进行迭代计算，计算第二个假定值X2960541376107458CAX12256049722X250252由于21，则7306295）/6079281（5425604972109741/13059C75870258221DRE有406124513796038CXA2因此2392AE4、设定第三个假定值X3，利用快速收敛弦截法公式（N3时使用）580241070468476051253923407605137961223X498270580241X2502033由于317206953）/6079281（4849827014901/1059C7525750625383213DRE580241304CXA23此时精度已经达到要求。0523AE5、此题用计算机编程求解时工作温度下的管道直径D010004014雷诺数66079728EDR不变量0154874412A把精确度判断定为51010计算结果列于下表。表34节流元件计算表N123X025556833330255451379602554525158049760418830497497255604974982842C060629944610606