化工仿真实训报告Word文件下载.docx

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FIC6.0kg/sFI6.0kg/s

PI10.15MPaPI20.44MPa

LIC50.0%H29.4m

M62.6%N2.76kW

离心泵停车操作

①首先关闭离心泵出口阀V3。

②将LIC置手动，将输出逐步降为零。

③关PK1（停电机）。

④关离心泵进口阀V2。

⑤开离心泵低点排液阀V7及高点排气阀V5，直到蓝色点消失，说明泵体中的水排干。

最

后关V7。

测取离心泵特性曲线

①离心泵开车达到正常工况后，FIC处于自动状态。

首先将FIC的给定值逐步提高到9kg/s。

当贮水槽入口流量FI与离心泵出口流量FIC达到动态平衡时，记录此时的流量（F）、扬程（H）、功率（N）和效率（M）。

②然后按照每次1kg/s（或0.5kg/s）的流量降低FIC的给定值。

每降低一次，等待系统动态平衡后记录一次数据，直到FIC的给定值降为零。

③将记录的数据描绘出H-F、N-F和-F三条曲线。

完成后与“G2”画面（详见图3-3）的标准曲线对照,应当完全一致。

事故设置及排除

1．离心泵入口阀门堵塞（F2）

事故现象：

离心泵输送流量降为零。

离心泵功率降低。

流量超下限报警。

排除方法：

首先关闭出口阀V3，再开旁路备用阀V2B，最后开V3阀恢复正常运转。

合格标准：

根据事故现象能迅速作出合理判断。

能及时关泵并打开阀门V2B，没有出

现贮水槽液位超上限报警，并且操作步骤的顺序正确为合格。

2．电机故障（F3）

电机突然停转。

离心泵流量、功率、扬程和出口压力均降为零。

贮

水槽液位上升。

立即启动备用泵。

步骤是首先关闭离心泵出口阀V3，再开备用电机开关

PK2，最后开泵出口阀V3。

判断准确。

开备用泵的操作步骤正确，没有出现贮水槽液位超上限

报警，为合格。

3．离心泵“气缚”故障（F4）

离心泵几乎送不出流量，检测数据波动，流量下限报警。

及时关闭出口阀V3。

关电机开关PK1。

打开高点排气阀V5，直至蓝色点出现后，

关阀门V5。

然后按开车规程开车。

能及时停泵，打开阀门V5排气，并使离

心泵恢复正常运转为合格。

4．离心泵叶轮松脱（F5）

离心泵流量、扬程和出口压力降为零，功率下降，贮水槽液位上升。

与电机故障相同，启动备用泵。

判断正确。

合格标准与电机故障相同。

5．FIC流量调节器故障（F6）

FIC输出值大范围波动，导致各检测量波动。

迅速将FIC调节器切换为手动，通过手动调整使过程恢复正常。

手动调整平稳，并且较快达到正常工况。

3、思考题

1、离心泵的汽蚀现象如何形成？

对离心泵有何损害？

如何避免？

试分析本离心泵形成汽蚀的条件？

答：

液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡。

把这种产生气泡的现象称为汽蚀。

汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破灭。

这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。

泵在运转中，若其过流部分的局部区域（通常是叶轮叶片进口稍后的某处）因为某种原因，抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，产生大量蒸汽，形成气泡，当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。

在气泡凝结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面，冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁厚击穿。

在水泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是水泵中的汽蚀过程。

水泵产生汽蚀后除了对过流部件会产生破坏作用以外，还会产生噪声和振动，并导致泵的性能下降，严重时会使泵中液体中断，不能正常工作。

防止发生汽蚀的措施：

减小几何吸上高度hg（或增加几何倒灌高度）；

减小吸入损失hc，为此可以设法增加管径，尽量减小管路长度，弯头和附件等；

防止长时间在大流量下运行；

在同样转速和流量下，采用双吸泵，因减小进口流速、泵不易发生汽蚀；

泵发生汽蚀时，应把流量调小或降速运行；

泵吸水池的情况对泵汽蚀有重要影响；

对于在苛刻条件下运行的泵，为避免汽蚀破坏，可使用耐汽蚀材料。

2、何为离心泵气缚现象？

如何克服？

气缚 

：

离心泵启动时，若泵内存有空气，由于空气密度很小，旋转后产生的离心力小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以吸入液体，这样虽启动离心泵也不能完成输送任务，这种现象称为气缚。

在启动前向壳内灌满液体。

做好壳体的密封工作，灌水的阀门和莲蓬头不能漏水密封性要好。

3、为什么离心泵开车前必须充液、排气？

否则会出现什么后果？

通常在排气时，泵内的气体如在入口或泵的流道内，哪怕只有微量气体，都将影响泵的运行，造成泵的气蚀。

而气体在泵的出口，不会造成泵的气蚀。

泵气蚀将影响泵的运行性能，降低泵的流量和扬程。

泵内的少量存气经流体静止过程，逐渐上浮到出口，此时启泵就不会气蚀。

泵的最小气蚀余量和该泵运行工况的装置气蚀余量接近，所以泵内少有气体都将造成泵的气蚀，要想避免此种情况，在泵现状无法改变的情况下，要格外注意泵的开停和切换操作，并严密关注泵的入口压头和介质组分，避免泵的气蚀条件产生。

2、热交换器

1、工作原理

本热交换器为双程列管式结构，起冷却作用，管程走冷却水（冷流）。

含量30％的磷酸钾溶液走壳程（热流）。

工艺要求：

流量为18441kg/h的冷却水，从20℃上升到30.8℃,将65℃流量为8849kg/h的磷酸钾溶液冷却到32℃。

管程压力0.3MPa，壳程压力0.5MPa。

流程图画面“G1”中：

阀门V4是高点排气阀。

阀门V3和V7是低点排液阀。

P2A为冷却水泵。

P2B为冷却水备用泵。

阀门V5和V6分别为泵P2A和P2B的出口阀。

P1A为磷酸钾溶液泵。

P1B为磷酸钾溶液备用泵。

阀门V1和V2分别为泵P1A和P1B的出口阀。

FIC-1是磷酸钾溶液的流量定值控制。

采用ＰＩＤ单回路调节。

TIC-1是磷酸钾溶液壳程出口温度控制，控制手段为管程冷却水的用量（间接关系）。

开车操作法

①开车前设备检验。

冷却器试压，特别要检验壳程和管程是否有内漏现象，各阀门、管路、泵是否好用，大检修后盲板是否拆除，法兰连接处是否耐压不漏，是否完成吹扫等项工作（本项内容不包括在仿真软件中）。

②检查各开关、手动阀门是否处于关闭状态。

各调节器应处于手动且输出为零。

③开冷却水泵P2A开关。

④开泵P2A的出口阀V5。

⑤调节器TIC-1置手动状态，逐渐开启冷却水调节阀至50%开度。

⑥开磷酸钾溶液泵P1A开关。

⑦开泵P1A的出口阀V1。

⑧调节器FIC-1置手动状态，逐渐开启磷酸钾溶液调节阀至10%。

⑨壳程高点排气。

开阀V4，直到V4阀出口显示蓝色色点，指示排气完成，关V4阀。

⑩手动调整冷却水量。

当壳程出口温度手动调节至320.5℃且稳定不变后打自动。

缓慢提升负荷。

逐渐手动将磷酸钾溶液的流量增加至8800kg/h左右投自动。

开车达正常工况的设计值见工艺说明。

停车操作法

①将调节器FIC-1打手动，关闭调节阀。

②关泵P1A及出口阀V1。

③将调节器TIC-1打手动，关闭调节阀。

④关泵P2A及出口阀V5。

⑤开低点排液阀V3及V7，等待蓝色色点消失。

排液完成。

停车完成。

１．换热效率下降（F2）

事故现象：

事故初期壳程出口温度上升，冷却水出口温度上升。

由于自控作用将冷却水

流量开大，使壳程出口温度和冷却水出口温度回落。

处理方法：

开高点放气阀V4。

等气排净后，恢复正常。

２．P1A泵坏（F3）

热流流量和冷却水流量同时下降至零。

温度下降报警。

启用备用泵P1B，按开车步骤重新开车。

３．P2A泵坏（F4）

事故现象:

冷却水流量下降至零。

热流出口温度上升报警。

开备用泵P2B，然后开泵出口阀V6。

关泵P2A及出口阀V5。

４．冷却器内漏（F5）

冷却水出口温度上升，导致冷却水流量增加。

开排气阀V4试验无效。

停车。

５．TIC-1调节器工作不正常（F6）

事故现象：

TIC-1的测量值指示达上限，输出达100%。

热流出口温度下降，无法自控。

将TIC-1打手动。

通过现场温度指示，手动调整到正常。

1、当外壳和列管的温差较大时，常用的几种方法对热交换器进行热补偿？

在管壳式换热器内,由于管内外流体温度不同,壳体和管束的温度也不同。

如两者温差很大,换热器内部将出现很大的热应力,可能使管子弯曲,断裂或从管板上松脱。

因此,当管束和壳体温度差超过50℃时,应采取适当的温差补偿措施,消除或减小热应力。

目前广泛使用的有固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器。

2、热交换器开车前为什么必须进行高点排气？

通常换热器壳侧的介质比空气密度大，在高位设计排气口！

可以排除可以换热器内部的空气！

1）可以不要工作介质带空气，2）换热器内部有空气不造成噪音！

3、本热交换器运行时发生内漏如何判断？

答排空后便于你的冷热侧介质都一样，只是温度压力不同且又是串联，很难用温度和压力的变化来判断是否内漏。

除非根据每段换热器的出口温度和你清洗前的记录数据对照，若有较大的出入可估计那段的换热器可能有内漏的现象。

用拆开每段换热器的你一端接口，分段试压的方式来确认维修等操作.

3、透平与往复压缩

本压缩系统由蒸汽透平驱动的往复式压缩机组成，此外还包括了复水系统和润滑油系统的主要操作。

本系统将两种典型的动设备集成在一起，可以同时训练两种动设备的操作。

采用自产蒸汽驱动蒸汽透平取代电动机，是国际流行的节能方法。

如流程图5-1所示，本系统为某化工装置的气体循环压缩部分。

被压缩气体经入口阀V16、V15由化工装置进入吸入管线，阀V13为凝液排放阀。

吸入气体一路经过阀V14进入气缸C1，另一路进气缸C2。

两路气体经压缩后排出汇合入同一条排气管线返回化工装置。

这条管线上装有安全阀和紧急排放火炬的手动阀V18。

阀门V17是排气管线与吸入管线的旁路阀。

阀V19、V20是排气截止阀，阀V21为排气管线的凝液排放阀。

L1、L3、L2、L4为负荷余隙阀，可以手动调整压缩机输出负荷。

F03是飞轮机构，用于稳定往复压缩机的转动。

盘车操作是通过转动飞轮来实现的。

G02是齿轮减速箱。

T01是蒸汽透平。

高压蒸汽经主阀V9、V11和调速器RIC进入透平。

蒸汽管线上设阀V10作为排水阀。

为了提高热机效率，必须通过复水系统使蒸汽透平排出的乏汽温度和压力尽可能低。

复水系统的流程是：

乏汽通过阀V12进入表面冷凝器E1降温，同时由两级喷射式真空泵VP1和VP2维持真空。

E1的冷却水阀门为V5。

乏汽被冷凝，冷凝水及时由泵P1排走。

第一级真空泵VP1后设有第二级冷却器E2，冷却水阀门为V6。

喷射式真空泵的简要原理是：

当高压蒸汽通过文丘里管时，由于文丘里管喉部管径缩小，流速（速度头）加大，静压（压力头）减小，因此产生抽吸作用。

喷射式真空泵的高压供汽管线上设蒸汽总截止阀V1，端头排凝阀V2。

高压蒸汽通过阀门V3和V4分别进入两台喷射式真空泵。

T1是润滑油箱，P2是齿轮油泵。

润滑油经P2泵通过油冷器E3及过滤器F1，然后分别输入压缩机系统各轴瓦，最终返回油箱T1构成润滑油循环回路。

油箱T1顶部设有通大气的管线，以防回油不畅。

油冷器E3的冷却水阀门为V23。

部分润滑油经手操阀V22走旁路。

2、操作步骤

1．冷态开车步骤

（1）开复水系统

①全开表面冷凝器E1的冷却水阀V5。

②全开冷凝器E2冷却水阀V6。

③全开喷射式真空泵主蒸汽阀V1。

④开蒸汽管路排水阀V2至冷凝水排完后（待蓝色点消失）关闭。

⑤全开一级真空泵蒸汽阀V3。

⑥全开二级真空泵蒸汽阀V4。

⑦开表面冷凝器E1的循环排水泵开关P01。

等待系统的真空度PI-2达到-600mmHg以下可进行开车操作。

由于系统真空度需要一定的时间才能达到，这一段等待时间可以同时进行其他有关开车前的操作，如排水、排气、开润滑油系统、盘车等。

（2）开润滑油系统及透平密封蒸汽系统

①开润滑油冷却水阀V23。

②将冷却器E3的旁路阀V22开度至50%左右。

当油温较高时，可适当关小V22，油温

将有所下降。

③开齿轮油泵P02，使油压PI-1达到0.25MPa以上为正常。

④开密封蒸汽阀V7,开度约60%。

⑤全开密封蒸汽管路排水阀V8，等冷凝水排放完了（待蓝色点消失），将V8关至

5%-10%的开度。

⑥调整V7，使密封蒸汽压力PI-4维持0.01MPa左右。

（3）开透平机及往复压缩机系统

①检查输出负荷余隙阀L1、L2、L3、L4是否都处于全开状态。

②开盘车开关PAN。

③全开压缩机吸入阀V16和考克V15。

④开凝液排放阀V13，当管路中残余的液体排放完成后（蓝色点消失），关闭V13。

⑤全开V14支路阀，检查旁路阀V17是否关闭。

⑥检查放火炬阀V18是否关闭。

⑦全开压缩机排气管线阀V19和考克V20。

⑧开压缩机排气管线排凝液阀V21，直到排放完了（蓝色点消失），全关V21。

再次

确认压缩机吸入、排出各管线的每一个阀门是否处于正常状态。

⑨将跳闸栓挂好，即开跳闸栓TZA继电器联锁按钮（当透平机超速时会自动跳闸，切断主蒸汽）。

⑩全开主蒸汽阀V9，全开排水阀V10，等管线中的冷凝水排完后（蓝色点消失），

关V10。

全开透平乏汽出口阀V12。

缓慢打开透平机高压蒸汽入口阀V11，压缩机启动。

观察透平机转速升到1000

r/min以上。

关盘车开关PAN。

调整调速系统RIC，注意调速过程有一定的惯性，使透平机转速逐渐上升到

3500r/min左右，并稳定在此转速下。

逐渐全关负荷余隙阀L1、L2，使排出流量（打气量）上升至300Nm3/h以上。

逐渐全关负荷余隙阀L3、L4，微调转速及阀V19，使排出流量达到600Nm3/h左

右。

同时使排气压力达到0.48MPa以上。

待以上工况稳定后，开车操作即告完成。

此时应该注意油温、油压及透平机轴瓦温度是否有异常现象。

2.停车步骤

①全关透平机主蒸汽阀V9、V11，使转速降至零。

②全关透平乏汽出口阀V12。

③全开负荷余隙阀L1、L2、L3、L4。

④将跳闸栓TZA解列。

⑤关闭吸入阀V16、V15、V14。

⑥关阀V19、V20。

⑦关密封蒸汽阀V7和排水阀V8。

⑧关油泵开关P02。

⑨关E3冷却水阀V23。

⑩关复水系统真空泵蒸汽阀V4、V3，然后关V1。

⑾关E2冷却水阀V6。

⑿关E1冷却水阀V5。

⒀停E1循环排水泵开关P01。

3．紧急停车

当出现润滑油压下降至0.2MPa以下、或透平机某个轴瓦超温或超速等紧急故障时，应使压缩机紧急停车。

步骤如下：

①迅速“打闸”，即将跳闸栓TZA迅速解列，切断透平主蒸汽；

②关闭透平机主蒸汽阀V9、V11；

③关闭透平机乏汽出口阀V12，然后进行正常停车的各项操作。

四、事故设置及排除

1.润滑油温上升（F2）

TI-3的指示上升，超过45℃。

事故原因：

油冷却器冷却水量偏小或V22分流过大。

关小阀V22减少分流。

2．油压下降（F3）

PI1下降，低于0.2MPa,经过一段时间润滑油温TI-3上升超限。

过滤器F1堵塞或油泵故障。

紧急打闸停车（跳闸栓解列）。

3．一号轴瓦超温（F4）

TI-1大于70℃。

一号轴瓦供油管路堵或油压下降。

紧急打闸停车。

4．二号轴瓦超温（F5）

TI-2大于70℃。

二号轴瓦供油管路堵或油压下降。

5．超速（F6）

透平转速超过4000r/min。

透平机轴瓦温度上升、功率上升、打气量

上升、输出压力上升。

事故原因：

主蒸汽流量上升。

本压缩机跳闸转速设定在4500r/min。

注意在跳闸前应及时发现转速

上升的趋势，适当手调RIC，可使转速回复到3500r/min。

3.思考题

1、蒸汽透平由哪些主要部件和附属设备组成？

蒸汽透平是指一种将蒸汽的热能直接转换成转动的机械能的原动机。

蒸汽透平驱动给水泵工作系统供热系统的锅炉在正常运行中，必须对其给水进行除氧除氧用汽均取自汽轮机排汽或蒸汽平衡管网，这样会使大量高压蒸汽通过节流装置转化为低压蒸气，造成了极大浪费，降低了综合热效率“根据热功联产节能技术的原理，利用小功率单级背压式汽轮机取代给水泵用的电机，减少炼厂用电，降低综合能耗”。

2、蒸汽透平用什么方法调速？

根据调速器的控制不同而结构也不同。

调速器分为电液调节；

油压调节；

机械式调节

3、为什么往复压缩机的吸入和排气管上均设置了油水排放阀门？

各段油水应定时排放，如不及时排放，不但影响各段压力的波动，而且油污带入气缸中，还会使气缸中润滑油的作用减弱，甚至遭受破坏。

同时还能损坏气缸、阀片。

如油水带入铜洗塔则影响或破坏铜液成分。

如油水带入合成塔，会影响合成触媒的活性寿命。

因此，必须定期排放各段油水。

4、机组开车前为什么必须先将油路运行正常？

经常检查注油器的贮油量和滴油孔的滴油情况，并保持其规定的滴油量。

当滴油速度减慢或停止而调节无效时，应及时处理或清洗滤网或更换备用注油器。

如发现油管烫手并有气体斜冲过来，则表示注油单向阀损坏，则应及时清洗或调换。

有时注油器电机跳闸或其它故障，短时间内人工手摇注油，保证机械运转正常，并积极抢修电机或其它故障，使其恢复正常。

5、为什么往复压缩机排气温度较高？

答原因：

（1）口滤网堵或进气压力低、出口压力高等，造成本级压缩比大，

（2）温度高或气缸冷却不够，

（3）露，重点为排气阀（进口带卸荷器的卸载叉不合适会影响进气阀），

（4）环磨损严重，做功能力不足，

措施：

1``、提高系统进气压力、核查出口压力是否偏高，

2``前冷却器换热检查、气缸冷却夹套清洗检查，

3``进、排气阀泄露情况，听声音或用红外温度检测仪检查温度可判断那个气阀泄露，泄露气阀检查是气阀本身漏还是卸载叉（仅限进气阀）问题，

4``活塞环。

4、间歇反应

间歇反应过程在精细化工、制药、催化剂制备、染料中间体等行业应用广泛。

本间歇反应的物料特性差异大；

多硫化钠需要通过反应制备；

反应属放热过程，由于二硫化碳的饱和蒸汽压随温度上升而迅猛上升，冷却操作不当会发生剧烈爆炸；

反应过程中有主副反应的竞争，必须设法抑制副反应，然而主反应的活化能较高，又期望较高的反应温度。

如此多种因素交织在一起，使本间歇反应具有典型代表意义。

在叙述工艺过程之前必须说明，选择某公司有机厂的硫化促进剂间歇反应岗位为参照，目的在于使本仿真培训软件更具有工业背景，但并不拘泥于该流程的全部真实情况。

为了使软件通用性更强，对某些细节作了适当的变通处理和简化。

有机厂缩合反应的产物是橡胶硫化促进剂DM的中间产品。

它本身也是一种硫化促进剂，称为M，但活性不如DM。

DM是各种橡胶制品的硫化促进剂，它能大大加快橡胶硫化的速度。

硫化作用能使橡胶的高分子结构变成网状，从而使橡胶的抗拉断力、抗氧化性、耐磨性等加强。

它和促进剂D合用适用于棕色橡胶的硫化，与促进剂M合用适用于浅色橡胶硫化。

本间歇反应岗位包括了备料工序和缩合工序。

基本原料为四种：

硫化钠（Na2S）、硫磺（S）、邻硝基氯苯（C6H4ClNO2）及二硫化碳（CS2）。

备料工序包括多硫化钠制备与沉淀，二硫化碳计量，邻氯苯计量。

1．多硫化钠制备反应

此反应是将硫磺（S）、硫化钠（Na2S）和水混合，以蒸汽加热、搅拌，在常压开口容器中反应，得到多硫化钠溶液。

反应时有副反应发生,此副反应在加热接近沸腾时才会有显著的反应速度。

因此，多硫化钠制备温度不得超过85℃。

多硫化钠的含硫量以指数n表示。

实验表明，硫指数较高时，促进剂的缩合反应产率提高。

但当n增加至4时，产率趋于定值。

此外，当硫指数过高时，缩合反应