化工设备拆装和操作实训装置.docx
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化工设备拆装和操作实训装置
一、流体输送管路拆装实训装置CZ-LB
1.实训目的
管路拆装装置是由管道、管件、阀门、水箱、水泵及测量仪表等组成。
在实际生产中，只有把这些组成部分合理、正确的组装在一起才能保证装置的正常运行；并且，在将部件拆分时也有许多需要注意的方面，如如何合理使用工具、如何将部件编号、合理放置等。
管路拆装作为化工专业类学生实践实训的重要科目，本方案的实施载体是一套化工系统中最基础和最常用的经典水流体输送系统，实训过程中考察学生对该化工流程和管道系统的识图、搭建、开车、试运行和检修等过程，从而使学生认知化工系统的安装与运行。
2.装置培训功能
Ø主要用途：
可实现管道流动阻力、管件识辨、离心泵特性、泵拆装、流量计安装和四大化工参量的安装、检测、显示等实训。
Ø管路拆装装置是由管道、管件、阀门、水箱、泵及测量仪表等组成。
在实际生产中，只有把这些组成部分合理、正确的组装在一起才能保证装置的正常运行；并且，在将部件拆分时也有许多需要注意的方面，如如何合理使用工具、如何将部件编号、合理放置等。
Ø管路拆装作为化工专业类学生实践实训的重要科目，本装置载体是一套化工系统中最基础和最常用的经典水流体输送系统，实训过程中考察学生对该化工流程和管道系统的识图、搭建、开车、试运行和检修等过程，从而使学生认知化工系统的安装与运行。
3.装置特点
✓强调树立工程概念，特别是大化工观点的认知，强化手动操作技能训练，各动手单元如管子拆装、管件更换、基本检测器的接线、仪表参数整定；设置的故障检修点诊断等。
✓学生全面分析系统、辨别正误和迅速决策等能力，在实践中结合了识图能力、出具规范清单、安全操作等各项理论功底的考察；
✓配套流体输送机械、化工仪表和机械制图等多门课程的教学实践，如管道流动阻力、管件识辨、离心泵特性、流量计安装和四大化工参量的安装、检测、显示。
4.装置参考图片
二、流体输送操作实训装置UTS—LB
1.装置设计制造特点
1.1、整体装置具有实训、考核、实验、研究功能，具有工厂情景化、操作实际化、控制
网络化、故障模拟真实化特点。
1.2、装置设备采用全不锈钢材料制作，坚固耐用。
1.3、装置满足化工工艺专业高级工、技师、高级技师培训大纲的教学要求。
1.4、装置体现工厂情景化，贴近工厂实际，突出重点；同时满足了高级工、技师培训和鉴定要求。
1.5、装置能进行开车准备、开车、正常操作、停车、设备维护等方面的技能操作训练、工艺指标控制操作技能训练。
1.6、装置采用C3000工业过程控制系统，并能进行工控组态，同时也能进行手动操作控制。
仪表精度高、配置合理。
1.7、装置可具有真实设定故障的功能：
通过计算机隐蔽发出故障干扰信号，能使正常运行的装置出现真实异常现象，培训学生发现、分析、排除工业生产过程故障的技能。
1.8、装置总体采用不锈钢抛光焊接管路连接，与螺纹连接相比外观更加美观。
2.装置培训功能
本装置设计导入工业泵组、罐区设计概念，着重流体输送过程中的压力、流量、液位控制，采用不同流体输送设备和输送形式，并引入工业流体输送过程常见安全保护装置，模拟工艺生产系统，设置流量比值调节系统，训练学生实际化工生产的操作能力。
实现液相输送和气相输送中动力设备输送、高位槽位式输送，真空输送等多种输送形式，通过装置可以完成离心泵的各个实验以及管路阻力的各个实验，锻炼学生判断和排除故障的能力。
2.1液体输送岗位技能：
离心泵的开停车及流量调节；离心泵的气缚、气蚀；离心泵的串、并联；离心泵故障联锁；并引入了法兰盲板管理理念，更加贴近实际操作。
2.2气体输送岗位技能：
空压机的开停车，压力缓冲罐的调节；真空泵的开停车；真空度调节方法。
2.3设备特性岗位技能：
离心泵特性曲线；管路特性曲线；直管阻力测定；阀门局部阻力测定；
2.4现场工控岗位技能：
离心泵的变频调节、电动阀开度调节和手闸阀调节；贮罐液位高低报警，液位调节控制；液封调节；
2.5化工仪表岗位技能：
电磁流量计、孔板流量计、电动调节阀、差压变送器、光电传感器、热电阻、压力变送器、功率表、无纸记录仪、声光报警器及各类就地弹簧指针表等的使用；单回路、串级控制和比值控制等控制方案的实施；
2.6就地及远程控制岗位技能：
现场操作报表的制作、记录，现场控制台仪表与微机通讯，实时数据采集及过程监控；总控室控制台DCS与现场控制台通讯，各操作工段切换、远程监控、流程组态的上传下载等。
3.流程简介（附工艺流程示意图）
原料水槽料液经原料泵（1#离心泵，2#离心泵）打入高位槽后，通过调节阀控制高位水槽处于正常液位。
高位槽内料液经阀门调节进入吸收塔上部，与气相充分接触后，从吸收塔底部出来的液相送回低位水槽储罐。
空气经过空气压缩机压缩、缓冲罐后，从吸收塔下部进入与液相充分接触后，从吸收塔顶部放空。
在真空泵真空作用下，料液从原料低位水槽抽至吸收塔上部，从吸收塔底部出来回到低位水槽储罐。
4.流体输送操作实训装置功能要点
项目
基本理论及专业课程的实验教学
教学目的
1、掌握离心泵的性能曲线测定方法；掌握离心泵的开停车及流量调节方法。
2、掌握阻力测定（光滑管、粗糙管）及管路特性测定方法。
3、熟悉不同的输送方式：
泵输送、真空抽送、高位自流等；掌握流量、压力、液位的调节方法；了解几种常用流量计（孔板流量计、电磁流量计、玻璃转子流量计）的构造、工作原理和主要特点。
4、了解各种阀门的结构以及适用场合。
5、了解旋片真空泵的结构及流量调节方法。
6、了解离心泵的气蚀、气缚等多种不正常现象的产生原因及消除方法。
操作实训
操作实训内容
开车准备
1、工艺流程图的识读与表述；
2、熟悉现场装置及主要设备、仪表、阀门的位号、功能、工作原理和使用方法；
3、按照要求制定操作方案；
4、检查流程中各设备、管线、阀门是否处于正常开车状态；
5、引入公用工程（水、电、汽）并确保正常；
6、装置上电，检查各仪表状态是否正常；动设备试车。
开车
1、按正确的开车步骤开车，熟悉离心泵的操作；
2、正确选择流程，进行指定的实验内容。
正常操作
1、测定离心泵的性能曲线。
2、阻力测定（光滑管、粗糙管、局部）及管路特性测定。
3、进行流体的输送：
泵输送、真空抽送、高位自流等不同流体输送方式，进行流量、压力、液位的控制。
4、使用各种阀门进行流量、液位调节。
5、旋片真空泵的开停车及流量调节
6、对实验过程中产生的离心泵气蚀、气缚等多种不正常现象进行判断消除。
停车
1、按正常的停车步骤停车；
2、检查停车后各设备、阀门的状态，确认后做好记录。
设备维护
1、离心泵的开、停、正常操作及日常维护；
2、各种流量计的构造、工作原理、正常操作及维护；
3、主要阀门的位置、类型、构造、工作原理、正常操作及维护；
4、温度、流量、压力传感器的测量原理；温度、压力显示仪表及流量控制仪表正常使用。
可实现自动化功能
1、自动测定离心泵的性能曲线
2、上位贮罐液位的自动控制
3、自动测定光滑管的阻力系数；测定粗糙管的阻力系数
4、离心泵流量、压力的自动调节
监控软件
1、上位组态监控平台软件的熟悉、了解及使用
5.流体输送操作实训装置实景参考照片
三、化工总控工培训与竞赛装置（精馏）UTS-JL-2J
1.装置设计制造特色
1）整体要求：
装置具有实训、考核、实验、研究功能，具有工厂情景化、操作实际化、控制网络化（DCS）、故障模拟真实化特点。
2）框架采用碳钢材质、设备主体采用不锈钢材料制作，坚固耐用。
3）装置应满足化工工艺专业高级工、技师、高级技师培训大纲的教学要求。
4）装置能进行装置开车准备、开车、正常操作、停车、设备维护等方面的技能操作训练、工艺指标控制操作技能训练。
5）装置采用DCS控制系统，并能进行工控组态，同时也能进行手动操作控制。
仪表精度要高、配置要合理。
6）装置故障设定真实：
通过计算机隐蔽发出故障干扰信号，能使正常运行的装置出现真实异常现象，培养学员发现、分析、排除工业生产过程故障的技能。
7）实验体系为乙醇-水体系，塔顶乙醇组分不低于92%。
8）提供产品实物照片、操作规程说明书、实训教师手册、学生手册及其它相关资料和易损配件。
9）装置总体采用不锈钢抛光焊接管路连接，与螺纹连接相比外观更加美观。
2.装置功能
1）主要用途:
（1）能在全回流稳定状态时测定全塔效率性能和连续进料时部分回流操作；
（2）能完成回流量调节，冷凝系统水量及塔温调节，进料预热系统调节；
（3）能进行机泵、电加热设备、容器、塔器等设备操作；
（4）能分别进行单塔连续常压精馏和连续真空精馏操作，制得产品，可对学生进行实训操作考核；
2）实现多种技能的培训：
（1）间歇精馏岗位技能：
再沸器温控操作；塔釜液位测控操作；采出液浓度与产量联调操作；
（2）连续精馏岗位技能：
全回流全塔性能测定；连续进料下部分回流操作；回流比调节；冷凝系统水量及水温调节；进料预热系统调节；塔视镜及分配罐状况控制；
（3）精馏现场工控岗位技能：
再沸器温控操作；塔釜液位测控操作；采出液浓度与产量联调操作；冷凝系统水量及水温调节；进料预热系统调节；塔视镜及分配罐状况控制；
（4）质量控制岗位技能：
全塔温度、浓度分布检测；全塔、各液相检测点取样分析操作；塔流体力学性能及筛板塔气液鼓泡接触控制；
（5）化工仪表岗位技能：
齿轮泵、离心泵、微调转子流量计、差压变送器、热电阻、无纸记录仪、声光报警器、调压模块及各类就地弹簧指针表等的使用；单回路、串级控制和比值控制等控制方案的实施；
（6）就地及远程控制岗位技能：
现场操作报表的制作、记录，现场控制台仪表与微机通讯，实时数据采集及过程监控；总控室控制台DCS与现场控制台通讯，各操作工段切换、远程监控、流程组态的上传下载等。
3）满足以下技术要求及主要参数：
（1）总体动态运行控制功能：
能实现常压和真空不同状态下的动态运行。
现场控制台仪表控制同时与微机通讯，基于MCGS工控软件平台的实时数据采集及过程监控；DCS工程师站与现场控制台连接，实现单回路、串级控制、比值控制和PID控制等形式，可实现手动控制和自动控制方式的切换、远程监控、流程组态的上传下载实时报警记录。
（2）智能仪表显示功能：
多通道输入输出可完成组态、控制、通讯和实时数据及趋势显示和控制等功能。
（3）执行机构及管路阀门：
各种工业级别管道阀门，通过Pt100温度传感器、压力变送器、远传液位计、可控硅调压模块等智能传感器完成压力和电加热管等执行器及电控单元的反馈控制。
（4）故障设置功能：
用软件和硬件相结合的方式实现故障设置，可轻松实现精馏操作的故障模拟。
（5）智能计量检测：
包含微调转子流量计、远传液位计、声光报警器及各类就地弹簧指针表等仪表；
（6）装置为工厂化布局：
带操作平台、斜梯，反映工业精馏布局特点；含DCS系统标准工业柜；
（7）设备主体结构恢弘大气：
规格：
长×宽×高：
4800×2500×4200mm。
材质：
设备、管道为不锈钢，
框架：
整体采用高温烤漆钢制。
带双层操作平台，一层平台方便操作、检修、巡查和操作，二层有安全斜梯通上并有护栏、花纹防滑钢板。
配套：
现场控制台（含嵌入式微机位、报警器及开关位、二次仪表）并内含DCS和仪表控制转换接入口。
3.装置特点
（1）完整体现典型精馏分离过程，满足化工工艺类、化工机械类和过程控制类专业学生认识实习和实训操作要求。
（2）考查温度、进料位置、进料组成、回流比等对精馏分离过程的影响；测定全回流和不同回流比条件下，精馏塔的理论塔板数。
（3）能进行化工典型设备的安装检修及结构设计实训，能进行化工经典设备的平面、立面布置及相关绘图实训。
（4）采用DCS控制系统，配备标准工业柜机，可进行DCS组态与控制实验，具有系统信号连锁保护功能，当出现工艺设备超压、超温等异常状态时，系统可及时报警并自动安全停车，对温度、压力、流量等参数进行控制。
（5）掌握换热器、精馏塔、泵等典型设备的控制原理与方案，主要机动设备的开、停就地控制外，还可由DCS操作、控制并显示运行状态，主要工艺参数具有就地指示功能。
（6）考查典型精馏分离过程组成系统的运行，考查系统中压力、物料及能量的平衡问题。
（7）考查各主要因素的改变对生产系统的影响，能安全、长周期运行，满足连续操作要求。
（8）装置具有系统自动评分功能。
4.流程简介
装置采用乙醇-水体系。
系统配有真空泵。
1）常压精馏流程：
原料储槽内的乙醇水溶液经进料泵输送至原料液加热器，经预热后，进入精馏塔中部，气相由塔顶馏出，经塔顶列管冷凝器管程换热后进入回流罐。
一部分作为回流液从塔顶流入塔内，另一部分作为产品馏出，进入产品贮罐。
液相由塔底进入塔釜，由再沸器加热汽化继续馏出乙醇组分。
残液经塔底换热器冷却后排入残液槽。
2）真空精馏流程：
启动真空泵，使系统真空度达到实验规定的指标，使可进行真空精馏操作。
原料储槽内的乙醇水溶液经进料泵输送至原料液加热器，经预热后，进入精馏塔中部，气相由塔顶馏出，经塔顶列管冷凝器管程换热后进入回流罐。
一部分作为回流液从塔顶流入塔内，另一部分作为产品馏出，进入产品贮罐。
液相由塔底进入塔釜，由再沸器加热汽化继续馏出乙醇组分。
残液经塔底换热器冷却后排入残液槽。
真空精馏操作时应根据系统真空度，及时控制真空泵的负荷。
精馏工艺流程示意图
5.装置配置及主要技术参数
设备主体：
长×宽×高4800×2500×4200mm，整机整体采用喷塑框架结构，带两层操作平台，一层平面方便操作、检修、巡查，二层有安全斜梯通上并有护栏、防滑板，配套现场控制台（含工业真彩液晶MultiFC3000可编程多回路控制器、嵌入式微机位、报警器及开关位、二次仪表及显示位）并内含DCS接入口
工艺设备系统
项目
名称
规格型号
数量
工艺
设备
系统
塔底产品槽
不锈钢（牌号SUS304，下同），φ529×1160mm,V=200L
1
塔顶产品槽
不锈钢，φ377×900mm，V=90L
1
原料槽
不锈钢，φ630×1200mm，V=340L
1
真空缓冲罐
不锈钢，φ400×800mm，V=90L
1
冷凝液槽
不锈钢，φ200×450mm，V=16L
1
原料液加热器
不锈钢，φ426×640mm，V=46L,P=9kW
1
塔顶冷凝器
不锈钢，φ370×1100mm，F=1.5+0.7m2
1
再沸器
不锈钢，φ528×1100mm，P=21kW
1
塔底换热器
不锈钢，φ260×750mm，F=1.0m2
1
精馏塔
主体不锈钢DN200；共14块塔板，
1
产品换热器
不锈钢，φ108×860mm，F=0.1m2
1
回流泵
齿轮泵
1
原料液泵
离心泵
1
产品泵
齿轮泵
1
真空泵
不锈钢旋片真空泵
1
仪控检测系统
仪控检测系统
检测参量
检测机构
显示控制仪表及型号
检测机构数量
执行机构
温度
双金属温度计
精度：
1.5%FS
就地显示
9
无
铂电阻，精度：
B级
工业MultiFC3000可编程多回路控制器
精度：
0.5%FS
6
无
铂电阻，精度：
B级
3
调压模块×3
变频器×1
压力
压力表
精度1.5%FS
就地显示
2
无
压力变送器，精度0.5%FS
工业MultiFC3000可编程多回路控制器精度：
0.5%FS
2
无
流量
玻璃转子流量计
就地显示
5
无
水表
就地显示
1
无
液位
液位计
就地显示
5
无
远传集中显示，差压变送器，精度1.5%FS
工业MultiFC3000可编程多回路控制器精度：
0.5%FS
2
无
故障点
DCS控制
2
电磁阀
其他
闪光报警器
8路
1
无
分析系统（学校可根据需要自配或代购）
分析
系统
气相色谱分析仪、酒精比重计。
智能仪表系统
智能仪表系统
标准电器控制柜：
长×宽×深：
1600×600×1400mm，内安装漏电保护空气开关、电流型漏电保护器充分考虑人身安全保护；同时每一组强电输出都有旋钮开关控制，保证设备安全，操作控制便捷；装有分相指示灯，开关电源等。
6.DCS控制站I/O点数
DCS控制站I/O点数
序号
信号类型
实际I/O点数
1
模拟量输入AI（4～20mA）
13点
2
模拟量输出AO（4～20mA）
3点
3
开关量输出（DO）
2点
7.精馏操作实训单元功能
项目
基本理论及专业课程的实验教学
实验教学
1、了解板式精馏塔的结构，熟悉筛板式连续精馏塔的工作原理、基本结构及物料流程。
2、通过高硼硅玻璃观察塔板上气─液传质过程全貌，学会和掌握测定筛板式精馏塔的全塔效率和单板效率。
3、可以完成全回流和部分回流各种条件下精馏操作实验。
4、掌握精馏塔的操作方法。
5、了解精馏塔控制时需要检测及控制的参数、检测位置、检测传感器及控制方法。
6、学习掌握精馏塔智能仪表控制系统软硬件控制知识。
实训功能
操作实训内容
开车准备
1、工艺流程图的识读与表述。
2、熟悉现场装置及主要设备、仪表、阀门的位号、功能、工作原理和使用方法。
3、按照要求制定操作方案。
4、检查流程中各设备、管线、阀门是否处于正常开车状态。
5、引入公用工程（水、电、汽）并确保正常。
6、装置上电，检查各仪表状态是否正常；动设备试车。
开车
1、按正确的开车步骤开车，调节精馏塔达到平衡点。
正常操作
1、能改变进料流量、塔釜温度到指定值并重新建立正常操作
2、按照要求巡查温度、压力、流量并做好记录，能及时判断各指标否正常。
3、按照要求巡查动设备（水泵）的运行状况，确认并做好记录。
4、观察正常操作时精馏塔的操作状况，并指出可能影响其正常操作的因素。
5、能按正常操作调节进料流量及塔釜温度。
6、能测定精馏塔的全塔效率。
停车
1、按正常的停车步骤停车。
2、检查停车后各设备、阀门、储液罐的状态，确认后做好记录。
事故处理
1、会观察、分析因溢泛引起的系统操作异常并恢复至正常操作状态。
2、通过玻璃视盅观察塔板上气─液传质过程全貌、分析精馏塔系统操作异常并恢复至正常操作状态。
3、可观察塔板气液接触状况。
4、会观察、分析因进料温度变化引起的系统工况变化。
5、会观察、分析因回流量变化引起的系统工况变化。
6、会观察、分析因进料浓度变化引起的系统工况变化。
7、会观察、分析因进料位置变化引起的系统工况变化。
设备维护
1、设备的开、停、正常操作及日常维护。
2、精馏塔的构造、工作原理、正常操作及维护。
3、主要阀门的位置、类型、构造、工作原理、正常操作及维护。
控制仪表
1、温度、流量、压力传感器的测量原理；温度、压力显示仪表及流量控制仪表的正常使用。
2、控制执行装置变频器、调压器的正常使用。
3、了解精馏塔控制时需要检测及控制的参数、检测位置、检测传感器及控制方法。
监控软件
1、上位组态监控平台软件的熟悉、了解及使用，提供软件安装调试并带安装介质。
DCS中控系统应用
DCS集散控制系统操作技能培训。
8.化工总控工培训与竞赛装置（精馏）实景参考照片
升级会员 