Automatyka

Funkcje zaworów w układzie kolumny destylacyjnej z wyparką

Laboratorium problemowe, IV rok AGH

Rys.1. Kolumna destylacyjna – strona przednia.

Rys.2. Układ chłodzenia – strona tylna.

Rys.3. Układ chłodzenia – ściana.

1.

Zawory regulacyjne o dużej precyzji nastaw.

CV1

Reguluje przepływ cieczy wyczerpanej

Rys.1

CV2

Decyduje o ilości surowca jaka jest dostarczana do układu

Rys.1

CV3

Decyduje o ilości destylatu jaka jest odbierana z układu

Rys.1

CV4

Decyduje o ilości destylatu jaka jest dostarczana z powrotem na kolumnę

Rys.1

CV5

Reguluje przepływ wody przez dolne wymienniki ciepła

Rys.2

CV6

Reguluje przepływ wody przez skraplacze

Rys.2

CV7

Reguluje przepływ wody przez zbiornik destylatu

Rys.2

CV8

Decyduje o ilości gorącej wody jaka jest odbierana z układu chłodzenia

Rys.3

CV9

Decyduje o ilości zimnej wody jaka jest dostarczana do zbiornika wody

Rys.3

2.

Zawory typu ZAMKNIJ/OTWÓRZ (0/1).

D1

Dostarcza parę z wyparki do kolumny

Rys.1

D2

Dostarcza parę z wyparki do bocznika

Rys.1

D3

Dostarcza ciecz wyczerpaną z wyparki do zwykłego wymiennika ciepła

Rys.1

D4

Dostarcza ciecz wyczerpaną z wyparki do wymiennika ciepła, który może pracować w konfiguracji odzysku ciepła

Rys.1

D5

Dostarcza ciecz wyczerpaną z wyparki do zwykłego wymiennika ciepła

Rys.1

D6

Dostarcza surowiec bezpośrednio do układu

Rys.1

D7

Dostarcza/odbiera wodę do/z wymiennika ciepła, który może pracować w konfiguracji odzysku ciepła

Rys.1

D8

Odbiera wodę ze skraplacza, który może pracować w konfiguracji odzysku ciepła

Rys.1

D9

Dostarcza parę do skraplacza, który może pracować w konfiguracji odzysku ciepła

Rys.1

D11

Dostarcza gorącą wodę do zbiornika wody

Rys.3

D12

Dostarcza gorącą wodę do sieci wodociągowej

Rys.3

D13

Dostarcza zimną wodę z sieci wodociągowej do układu chłodzenia

Rys.3

D14

Dostarcza zimną wodę z sieci wodociągowej do zbiornika wody

Rys.3

D15

Dostarcza wodę ze zbiornika wody do układu chłodzenia

Rys.3

D22

Dostarcza zimną wodę do chłodzenia zbiornika destylatu

Rys.1

D23

Odbiera ciepłą wodę ze zbiornika destylatu

Rys.1

GD1

Dostarcza/odbiera wodę do/ze zwykłego wymiennika ciepła

Rys.1

GD2

Dostarcza/odbiera wodę do/ze zwykłego wymiennika ciepła

Rys.1

GD3

Dostarcza parę do zwykłego skraplacza

Rys.1

GD4

Odbiera gorącą wodę ze zwykłego skraplacza

Rys.1

GD5

Dostarcza zimną wodę do zwykłego skraplacza

Rys.1

Z1

Odbiera gorącą wodę z wymienników ciepła do układu chłodzenia

Rys.2

Z2

Dostarcza zimną wodę do wymienników ciepła

Rys.2

Z3

Dostarcza zimną wodę do wymienników ciepła

Rys.2

Z4

Odbiera gorącą wodę z wymienników ciepła do układu chłodzenia

Rys.2

Z5

Odprowadza gorącą wodę z układu na zewnątrz (kanalizacja)

Rys.2

Z6

Dostarcza gorącą wodę do chłodnicy

Rys.2

Z7

Dostarcza wodę z sieci wodociągowej do układu chłodzenia

Rys.2

Z8

Dostarcza wodę do skraplacza, który może pracować w konfiguracji odzysku ciepła

Rys.1

Z9

Dostarcza wodę do wymiennika ciepła, który może pracować w konfiguracji odzysku ciepła

Rys.1

3.

Zawory bocznikujące.

Zawory B1, B2, B3 znajdują się na Rys.1. Zawór B4 na Rys.3. Wszystkie bocznikują pompy P1-P4.

4.

Zawory trójdrożne.

Wszystkie znajdują się na Rys.1. Ich rola zostanie omówiona na przykładzie szczegółowej analizy poszczególnych stanów pracy w układzie.

D6

D7

Z9

T5

T6

T3

T4

D3

D4

GD1

GD2

Opis

Dozwolone ?

O

O

O

┤

├

#

┤

Z

O

#

#

Surowiec nie jest wstępnie podgrzewany w wymienniku ciepła, wymiennik chłodzi ciecz wyczerpaną

Tak

O

Z

Z

┤

├

#

┤

Z

O

#

#

Surowiec nie jest wstępnie podgrzewany w wymienniku ciepła, wymiennik nie chłodzi cieczy wyczerpanej

Tak

O

O

Z

┤

├

#

#

#

#

#

#

Zawory dostarczające/odbierające wodę do/z wymienników ciepła muszą pracować w tym samym położeniu

Nie

O

Z

O

┤

├

#

#

#

#

#

#

Zawory dostarczające/odbierające wodę do/z wymienników ciepła muszą pracować w tym samym położeniu

Nie

#

O

O

┤

┴ ┤ ┬

#

#

#

#

#

#

Surowiec dostaje się do układu chłodzenia

Nie

#

O

O

┴ ├ ┬

├

#

#

#

#

#

#

Surowiec dostaje się do układu chłodzenia

Nie

Z

Z

Z

┴

┴

#

┤

#

O

#

#

Surowiec jest wstępnie podgrzewany w wymienniku przez gorącą ciecz wyczerpaną z wyparki

Tak

#

#

#

#

#

┴ ┤ ┬

┴

#

O

#

#

Zawory blokują przepływ. Ciecz wyczerpana nie ma odprowadzenia

Nie

Z

O

O

┤

├

├

┴

O

O

O

O

Ciecz wyczerpana jest chłodzona w wymienniku, a następnie przekazywana na kolejne w celu dalszego schłodzenia

Tak

Z

O

O

┤

├

├

┴

O

O

Z

Z

Ciecz wyczerpana jest chłodzona w wymienniku, a następnie przekazywana na kolejny gdzie nie jest chłodzona

Tak

D1

D2

T2

D8

Z8

T7

T8

T9

D9

GD3

GD4

GD5

Opis

Dozwolone ?

Z

Z

#

Z

Z

#

#

#

Z

Z

Z

Z

Zawory blokują przepływ pary z wyparki

Nie

O

Z

┴ ┬

Z

Z

#

#

#

Z

Z

Z

Z

Cała para z wyparki jest podawana na kolumnę, a z kolumny na skraplacze

Tak

O

Z

┤ ├

Z

Z

#

#

#

Z

Z

Z

Z

Cała para z wyparki jest podawana na kolumnę, a z kolumny nie jest odbierana

Nie

O

#

┴

Z

Z

#

#

#

Z

Z

Z

Z

Cała para z wyparki jest podawana na kolumnę, a z kolumny na skraplacze

Tak

O

O

┬

Z

Z

#

#

#

Z

Z

Z

Z

Cała para z wyparki jest podawana na kolumnę, a część na bocznik

Tak

Z

O

├

Z

Z

#

#

#

Z

Z

Z

Z

Cała para z wyparki podawana jest bezpośrednio na skraplacze – model jednokrotnego odparowania

Tak

Z

O

┴ ┬

Z

Z

#

#

#

Z

Z

Z

Z

Cała para z wyparki podawana jest bezpośrednio na skraplacze oraz na górną półkę kolumny

Tak

Z

O

├

Z

Z

#

#

#

Z

Z

Z

Z

Cała para z wyparki podawana jest na górną półkę kolumny – destylat nie jest odbierany

Nie

#

#

#

O

O

┤

├

┴ ┬

O

#

#

#

Para dostaje się na pierwszy skraplacz i jest skraplana

Tak

#

#

#

Z

Z

┤

├

┴ ┬

O

#

#

#

Para dostaje się na pierwszy skraplacz i nie jest skraplana

Nie

#

#

#

O

O

┴ ├ ┬

├

#

O

#

#

#

Surowiec dostaje się do układu chłodzenia

Nie

#

#

#

O

O

┤

├

┴ ├

O

#

#

#

Surowiec dostaje się do układu chłodzenia

Nie

#

#

#

O

O

┤

├

┬

O

#

#

#

Skraplacz pracuje poprawnie, surowiec nie dostaje się do układu chłodzenia

Tak

Legenda: Z – zamknięty, O – otwarty, # - pozycja dowolna, ┤├ ┴ ┬ - pozycje zaworów trójdrożnych