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一、实习内容本学期的化工仿真实习主要完成了以下六个单元操作的练习。1、离心泵单元：将来自系统外的物料经过阀门送入带压液体储罐，罐内压力由控制器分程控制调节，液位可由液位控制器调节进料量而维持在50%，物料再由泵送至系统外，出口流量可由控制器控制。2、换热器单元：将来自系统外的冷物料经阀进入本单元，由泵，再经调节器FIC101控制流量送入换热器壳程并加热，经阀出系统。热物料由阀进入本单元，经泵，由温度调节器分程控制主副线调节阀使冷物料出口温度稳定，过主线调节阀的热物料经换热器管程后与副线来的热物料混合后由阀出本单元。3、液位控制系统单元：本流程有三个储液容器，除原料缓冲罐V101是带压容器，且只有一股来料外，中间储槽V102和产品储槽V103均有两股来料，且为常压储槽。来自系统外一定压力的原料液，控制流量后进入V101，压力由控制器分程控制冲压阀和泄压阀，液位由液位调节器和流量调节器串级控制。V101中液体由泵抽出，经阀送入V102。V102的另一股来料由系统外经阀门控制，V102中的液体靠液位差从其底部流入V103，V103的另一股来料来自系统外，流量由调节器构成比值控制回路。4、管式加热炉单元：本流程将某可燃性物料经炉膛通过燃料气和燃料油混合燃烧加热至要求温度后送去其他设备。工艺物料首先进入加热炉加热，流量压力可控，采暖水在控制器控制下与加热的烟气换热，回收余热后回采暖水系统。燃料气经压力调节器进入燃料气分液管，分离液体后其中一路经长明线点火燃烧，另一路在点火成功后，控制流量进入加热炉燃烧。当炉膛温度达200℃后，控制雾化蒸汽流量，将燃料油雾化后送入炉膛火嘴燃烧。为保证加热炉内燃油燃气的正常燃烧，应注意调节烟道挡板和风门的适当开度，维持正常炉膛负压和烟道内氧气含量。5、精馏塔单元：本单元是一种加压精馏操作，原料液为脱丙烷塔塔釜的混合液，分离后馏出液为高纯度C4产品，残液主要是C5以上组分。首先原料液经流量调节器进料，塔顶蒸汽经全凝器冷凝后进入回流罐，回流罐中液体由泵抽出，一部分作为回流液控制流量回塔，另一部分作为产品。回流罐液位由串级回路控制。塔釜液体一部分经再沸器回塔，另一部分作为产品采出，液位由串级回路控制。再沸器用低压蒸汽加热。6、吸收解吸单元：本单元选用C6油分离提纯混合富气中的C4组分，流程分吸收解吸两部分。吸收系统：原料气由吸收塔底部进入，与自上而下的贫油逆向接触，富油从塔釜排出，经换热器预热后进入解吸塔。串级控制回路调节塔釜富油采出量来实现对吸收塔塔釜液位的控制。未被吸收的气体由塔顶排出，经冷凝器冷却后进入尾气分离罐回收冷凝液，被冷凝下来的组分与塔釜富油一起进入解吸塔，不凝气被控制排入放空总管。贫油经泵打入吸收塔，在吸收解吸系统中循环。解吸系统：富油预热后进入解吸塔，解吸分离出的气体出塔顶，冷凝后进入回流罐，由泵抽出，一部分回流至解吸塔顶部，另一部分作为产品采出。解吸塔釜的C6油在控制器控制下，经换热器，冷却器返回储罐循环使用。由于塔顶C4产品中会含有部分C6油，及其他原因会造成C6油损失，所以随生产进行，要定期向罐内补充新鲜C6油。二、课后习题离心泵单元1、简述离心泵的工作原理和结构答：离心泵的工作原理是依靠高速旋转的叶轮使叶片间的液体在惯性离心力的作用下自叶轮中心被甩向外周并获得能量，直接表现为静压能的提高。当液体自叶轮中心甩向外周的同时，叶轮中心形成低压区，在储槽液面与叶轮中心总势能差的作用下，致使液体被吸进叶轮中心。依靠叶轮的不断运转，液体便连续的吸入和排出。离心泵的主要部件包括供能和转能两部分。主要有叶轮（关键部件）、泵壳、导轮、轴封装置等。2、什么叫汽蚀现象？汽蚀现象有什么破坏作用？答：当叶轮入口附近压力等于或小于输送温度下液体的饱和蒸汽压时，液体将在此处汽化或者溶解在液体中的气体析出并形成气泡。含气体的液体进入叶轮高压区后，气泡在高压作用下急剧缩小而破灭，气泡的消失产生局部真空，周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，造成冲击和振动。在巨大冲击力反复作用下，使叶片表面材质疲劳，从开始点蚀到形成裂缝，导致叶轮或泵壳破坏的现象为汽蚀。汽蚀现象会使泵体产生震动与噪音，泵的性能下降，泵壳及叶轮受到冲蚀。3、在什么情况下会发生汽蚀现象？如何防止汽蚀现象发生？答：当离心泵的压头较正常值降低3%以上时，（即安装高度过高或叶轮转速过快时）预示着汽蚀现象可能发生。防止：改变叶轮的进口几何形状，采用双吸式叶轮；采用较低的叶轮入口速度，加大叶轮入口直径；适当增大叶片入口边宽度，也可以使叶轮入口相对速度减少；采用抗汽蚀材料制造叶轮；提高装置有限汽蚀余量，如增大吸入罐液面上的压力，合理确定几何安装高度；减少吸入管路阻力损失，降低液面的汽化压力。4、为什么启动前一定要将离心泵灌满被输送液体？答：如果没有在启动前灌满被输送液体，由于空气密度小，叶轮旋转后产生的离心力小，叶轮中心不足以形成吸入储槽内液体的低压，因而虽启动离心泵也不能输送液体，发生气缚现象。换热器单元1、冷态开车是先送冷物料，后送热物料；而停车时又要先关热物料，后关冷物料，为什么？答：开车的顺序可以使机器不会因为物料过热而加速腐蚀；停车时的顺序是为了防止倒吸发生。2、为什么停车后管程和壳程都要泄液？这两部分的泄液有顺序吗？答：不泄液的话留在机器里面会腐蚀仪器的。先泄掉管程再泄掉壳程。如果先泄掉壳程的话，在泄掉管程时又会有液体流到壳程里。3、传热有哪几种基本方式？各自的特点是什么？答：①热传导：热从物体的高温部分沿着物体传到低温部分；②热辐射：靠液体或气体的流动实现传递的方式；③热对流：高温物体直接向外发射热4、影响间壁式换热器传热量的因素有哪些？答：壁厚、材料、介质、粘度、管径等。液位控制系统单元1、本仿真培训单元包括串级、比值、分程三种复杂控制系统，说出它们的特点，它们与简单控制系统的差别是什么？答：串级控制系统——如果系统中不止采用一个控制器，而且控制器间相互串联，一个控制器的输出作为另一个控制器的给定值，这样的系统称为串级控制系统。串级控制系统的特点：①能迅速地克服进入副回路的扰动；②改善主控制器的被控对象特征；③有利于克服副回路内执行机构等的非线性。比值控制系统——在工业生产过程中，实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统，称为比值控制系统。比值控制系统可分为：开环比值控制系统，单闭环比值控制系统，双闭环比值控制系统，变比值控制系统，串级和比值控制组合的系统等。分程控制回路——一台控制器的输出可以同时控制两只甚至两只以上的控制阀，控制器的输出信号被分割成若干个信号的范围段，而由每一段信号去控制一只控制阀。简单控制系统——单回路控制回路又称单回路反馈控制。由于在所有反馈控制中，单回路反馈控制是最基本、结构做简单的一种，因此，它又被称之为简单控制。单回路反馈控制由四个基本环节组成，即被控对象（简称对象）或被控过程（简称过程）、测量变送装置、控制器和控制阀。管式加热炉单元1、烟道气出口氧气含量为什么要保持在一定范围？过高或过低意味什么？答：通过控制烟道气出口氧气含量范围，来保持燃料与空气量的正确比例，从而达到最小的热损失和最大的热效率。如果氧含量太高，就会相应加热多余的空气，大量的热量随烟气被排出，使能耗增加，燃烧效率降低；反之氧含量太低，则燃料不完全燃烧，热量损失上升。2、加热过程中风门和烟道挡板的开度大小对炉膛负压和烟道气出口氧气含量有什么影响？答：风门开度大大量空气入炉使炉膛负压减小，热效率低，烟道气出口氧气含量增加；烟道挡板开度大使炉膛负压增大，造成空气大量漏入炉内，热效率低，烟道气出口氧气含量增加。因而，在实际操作中，加热炉的风门和烟道挡板要密切配合调节，保证一定的抽力，控制一定过剩空气系数，提高热效率，延长加热炉管的使用寿命。3、本流程中三个电磁阀的作用是什么？在开/停车时应如何操作？答：三个电磁阀为三个联锁阀S01、S02、S03，为保证安全正常运行。在开/停车时应先摘除连锁，才能进行操作。精馏塔单元1、什么叫蒸馏？蒸馏和精馏有何不同？它们在化工生产中的作用是什么？答：蒸馏是分离液体混合物最常用，最早实现工业化的典型单元操作。它是通过加热液体混合物造成气液两相体系，利用混合物中各组分挥发度的差异而实现组分的分离与提纯的操作过程。精馏是利用混合液中组分挥发度的差异，实现组分高纯度分离的多级蒸馏操作，同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。蒸馏和精馏的根本区别是精馏具有回流。蒸馏按其操作方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏等。简单蒸馏和平衡蒸馏适用于易分离物系或分离要求不高的场合；精馏适用于难分离物系或对分离要求较高的场合；特殊精馏适用于普通精馏难以分离或无法分离的物系。2、精馏的主要设备有哪些？答：精馏主要利用板式塔，填料塔。其中主要设备有精馏塔、塔顶冷凝器、塔底再沸器、原料预热器、回流罐、回流泵等。3、列出塔顶温度和压力、塔釜液位和温度的影响因素。答：塔顶温度压力——进料量，进料热状况参数，回流比，塔顶产品采出量塔釜液位和温度——塔釜产品采出量，加热蒸汽量4、控制塔顶压力有几种方法？哪种最好？答：可以通过调节PC101和PC102；可以用调节塔釜加热蒸汽量的方法；调节原料液流量的方法。第一种好。吸收解吸单元1、试从操作原理和本单元操作特点分析一下吸收段流程压力比解吸段压力高的原因。答：压力大的时候，溶解度大，有利于吸收。压力小，溶解度小，利于解吸。2、从全流程能量合理利用角度分析换热器E-103和E-102的顺序和原因。答：应该先从E-102到E-103，应为E-102里面的流体温度较低些，这样走完E-102可以直接去E-103，省的在用新的原来还需额外的加热。3、若发现富油无法进入解吸塔，会有哪些原因？应如何调整。答：①可能是应开的阀门没全开，这种情况仔细检查通道阀门，打开需要打开的阀门；②吸收塔压力太低，此时通过调节PIC103，FV103以及V1阀门增大吸收塔的压力；③管道堵塞。此时需及时清除堵塞物即可。三、心得体会通过本学期对化工仿真实习这门专业课的学习，深切体会到课本原理内容的学习与实际操作之间的区别与联系。首先，原理的学习与实际操作到底是不同的。之前在学习化工原理课程时，重要的在于对每个单元操作原理的理解，以及对所涉及到的计算公式，公式中每个量的理解，对设计型和操作型问题的相关计算等；但是在仿真实习中，却更加侧重操作的工艺流程，诸如阀门的开关问题、开度问题、顺序问题、甚至是应急处理等这些更加接近实际操作的方面。当然，课本原理内容的学习与仿真实习操作之间也有着密不可分的联系。对一个单元的过程控制，既要有之前学过的原理知识做铺垫，也要辅以灵活正确的实际操作。之前在学习原理部分知识时觉得还不算很难，但我们在实验过程中常会出现手忙脚乱忘记开关阀门，忘记调节阀门开度等问题，最终造成“危险”的结果，所幸只是仿真模拟，但也反映出我们还是不能很好地将所学基础知识与实际操作相联系；遇到“意外”情况不够镇静，不能很快反应与做相应的补救措施；另外可能也是由于经验不足，很多时候调控不到位，完全是靠之后的“补救”措施解决，使得整个系统不能很快地稳定，甚至“大起大落”，这些在未来的实际操作中都将会是严重的问题。总而言之，对这次的仿真实习还是感到受益匪浅的。