反应釜系统单元操作实训指导书.doc
《反应釜系统单元操作实训指导书.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《反应釜系统单元操作实训指导书.doc（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
典型过程装备成套技术综合实训系统——操作指导书
间歇式反应釜系统单元实训系统
实训操作指导书
杭州言实科技有限公司
2010.10
目录
第一部分反应釜综合实训系统
一、前言
职业教育的根本是培养有较强实际动手能力和职业精神的技能型人才，而实训设备是培养这种能力的关键环节。
传统的实验设备更多是验证实验原理，缺乏对学生实际动手能力的培养，更无法实现生产现场的模拟，故障的发现，分析，处理能力等综合素质的培养。
为了实现职业技术人才的培养，必须建立现代化的实训基地，具有现代工厂情景的实训设备。
本间隙反应釜单元操作实训装置把化工技术、自动化技术、网络通讯技术、数据处理等最新的成果揉合在了一起，实现了工厂模拟现场化、故障模拟、故障报警、网络采集、网络控制等培训任务。
按照“工学结合、校企合作”的人才培养模式，以典型的化工生产过程为载体，以液——液传质分离任务为导向，以岗位操作技能为目标，真正做到学中做、做中学，形成“教、学、做、训、考”一体化的教学模式。
以任务驱动、项目导向、学做合一的教学方法构建课程体系，开发设计间隙反应釜操作技能训练装置。
本间隙反应釜实训装置具有以下特点：
课程体系模块化；实训内容任务化；技能操作岗位化；安全操作规范化；考核方案标准化；职业素养文明化。
二、实训目的
1）了解反应釜各部件的作用、了解反应釜的结构和特点、了解反应釜的工作流程；
2）掌握反应釜的基本操作、调节方法、了解影响反应的主要影响因素；
3）掌握反应釜常见异常现象及处理方法；
4）掌握反应釜的操作；
5）能正确使用设备、仪表，及时进行设备、仪器、仪表的维护与保养；
6）学会做好开车前的准备工作；
7）正常开车，按要求操作调节到指定数值；
8）能及时掌握设备的运行情况，随时发现、正确判断、及时处理各种异常现象，特殊情况能进行紧急停车操作；
9）能掌握现代信息技术管理能力，应用计算机对现场数据进行采集、监控；
10）正确填写生产记录，及时分析各种数据；
11）正常停车；
12）了解掌握工业现场生产安全知识。
三、实训原理
一个典型的化工生产过程大致由三个组成部分，即原料的预处理、化学反应和产物的分离，其中化学反应是化工生产过程的核心，而用来进行化学反应的化学反应器，则是化工生产装置中的关键设备。
石油化工、有机化工、精细化工、高分子化工等行业的生产涉及的化学产品种类繁多，而每一种产品都有各自的反应过程及反应设备。
化学反应器的分类方法很多，按结构原理可分为管式反应器、釜式反应器、塔式反应器、固定床式反应器、流化床式反应器等；按操作方式可分为间隙式、连续式和半连续式。
对化工生产而言，能对化学反应器进行熟练操作具有重要意义。
反间歇反应在助剂、制药、染料等行业的生产过程中很常见。
釜式反应器也称为槽式反应器或锅炉反应器，在化工生产中具有较大的灵活性，能进行多品种的生产，它既实用于间歇操作过程，又和单釜或多釜串联用于连续操作过程。
釜式反应器具有适用温度和压力范围宽，操作弹性大，连续操作时温度、浓度易控制，产品质量均一等特点。
四、反应釜实训装置介绍
（一）装置介绍
反应釜广泛应用于带压反应，就压力来分有低压反应釜、中压反应釜和高压反应釜。
本实验系统采用反应釜为30L工业标准中试反应釜，结构紧凑。
釜体与釜盖间采用开放式发兰连接结构，可打开釜盖。
实训装置分为反应釜实训对象，现场电力控制柜，上位机监控计算机，监控数据采集软件等几部分。
反应釜实训对象原料罐、3路进料系统、高位混合罐、中和反应釜、精馏反应釜、一级冷凝器、二级冷凝器、产品冷凝器、冷却水系统、产品罐、现场显示变送仪表等组成。
（二）工艺流程
杭州言实科技有限公司TEL：
0571-86904592第4页共20页
图1反应釜实训流程图
典型流程工业生产过程自动化控制综合实训系统——操作指导书
（三）反应釜对象配置单
序号
符号
名称
1
V101
中和釜成品罐
2
V102
1#原料罐
3
V103
反应釜成品罐
4
V104
2#原料罐
5
V105
3#原料罐
6
V106
导热油储罐/事故泵
7
V107
原料罐
（1）高位槽
8
V108
原料罐
（2）高位槽
9
V109
水箱
10
D101
反应釜
11
D102
中和釜
12
E101
反应釜出料口冷凝器
13
E102
中和釜出料口冷凝器
14
E103
中和釜竖式一级冷凝器
15
E104
中和釜竖式二级冷凝器
16
E105
反应釜内胆冷却盘管
18
T101
中和釜填料塔节
19
P101
1#原料液泵
20
P102
2#原料液泵
21
P103
3#原料液泵
22
P104
1#冷凝水泵
23
P105
2#冷凝水泵
24
P106
导热油泵
25
P107
中和釜搅拌电机
26
P108
反应釜搅拌电机
27
VA101
铜球阀
28
VA102
法兰高温球阀
29
VA103
铜球阀
30
VA104
放空阀
31
VA105
法兰高温球阀
32
VA106
闸阀
33
VA107
闸阀
34
VA108
闸阀
35
VA109
法兰高温球阀
36
VA110
放空阀
37
VA111
法兰高温球阀
38
VA112
法兰高温球阀
39
VA113
法兰高温球阀
40
VA114
法兰高温球阀
41
VA115
法兰高温球阀
42
VA116
法兰高温球阀
43
VA117
法兰高温球阀
44
VA118
电动调节阀
45
VA201
铜球阀
46
VA202
法兰高温球阀
47
VA203
铜球阀
48
VA204
放空阀
49
VA205
法兰高温球阀
50
VA206
闸阀
51
VA207
闸阀
52
VA208
闸阀
53
VA209
法兰高温球阀
54
VA210
放空阀
55
VA211
法兰高温球阀
56
VA212
法兰高温球阀
57
VA213
法兰高温球阀
58
VA214
法兰高温球阀
59
VA215
法兰高温球阀
60
VA216
法兰高温球阀
61
VA217
电动调节阀
62
VA301
法兰高温球阀
63
VA302
法兰高温球阀
64
VA303
铜球阀
65
VA304
放空阀
66
VA305
法兰高温球阀
67
VA306
法兰高温球阀
68
VA307
法兰截止阀
69
VA308
法兰高温球阀
70
VA309
法兰截止阀
71
VA310
法兰高温球阀
72
VA311
法兰高温球阀
73
VA312
法兰高温球阀
74
VA313
法兰高温球阀
75
VA314
法兰截止阀
76
VA315
法兰高温球阀
77
VA316
活接铜球阀
78
VA317
放空阀
79
VA318
活接铜球阀
80
VA319
放空阀
81
VA320
法兰高温球阀
82
VA321
法兰高温球阀
83
VA322
法兰高温球阀
84
VA323
法兰高温球阀
85
VA324
活接铜球阀
86
VA325
法兰球阀
87
VA326
电动调节阀
88
VA327
电磁阀
89
VA401
法兰高温球阀
90
VA402
法兰高温球阀
91
VA403
法兰高温球阀
92
VA404
放空阀
93
VA405
法兰高温球阀
94
VA406
法兰高温球阀
95
VA407
法兰高温球阀
96
VA408
放空阀
97
VA409
加料斗
98
VA410
法兰高温球阀
99
VA411
法兰高温球阀
100
VA412
法兰高温球阀
101
VA413
法兰高温球阀
102
VA414
法兰高温球阀
103
VA415
排污阀
104
VA416
法兰高温球阀
105
VA417
电动调节阀
106
VA418
放空阀
107
VA501
闸阀
108
VA502
铜球阀
109
VA503
活接铜球阀
110
VA504
活接铜球阀
111
VA505
放空阀
112
VA506
活接铜球阀
113
VA507
活接铜球阀
114
VA508
活接铜球阀
115
VA509
活接铜球阀
116
VA510
放空阀
117
VA511
活接铜球阀
118
VA512
活接铜球阀
119
VA513
放空阀
120
VA514
闸阀
121
VA515
闸阀
122
VA516
铜球阀
123
VA517
闸阀
124
VA601
丝口高温球阀
125
VA602
法兰高温球阀
126
VA603
法兰高温球阀
127
VA604
法兰高温球阀
128
VA605
丝口高温球阀
129
VA606
丝口高温球阀
130
VA701
不锈钢针形阀
131
VA702
不锈钢针形阀
132
VA703
不锈钢针形阀
133
VA704
不锈钢针形阀
134
VA705
法兰截止阀
135
VA706
法兰截止阀
136
VA707
不锈钢针形阀
137
VA708
不锈钢针形阀
138
VA709
不锈钢针形阀
139
VA710
法兰截止阀
140
VA711
法兰截止阀
141
VA712
电磁阀
142
VA801
活接铜球阀
143
VA802
活接铜球阀
144
VA803
活接铜球阀
145
VA804
活接铜球阀
146
VA805
活接铜球阀
147
VA806
活接铜球阀
148
VA807
活接铜球阀
（四）装置仪表及控制系统一览表
序号
位号
仪表用途
仪表位置
规格
执行器
1
LI101
反应釜1#原料罐液位
现场
法兰液位计,500
2
LI102
反应釜2#原料罐液位
现场
法兰液位计,500
3
LI103
3#原料罐液位
现场
法兰液位计,350
4
LI105
中和釜成品罐液位
现场
法兰液位计,200
5
LI106
反应釜成品罐液位
现场
法兰液位计,200
6
LI107
原料罐
（1）高位槽
现场
法兰液位计,450
7
LI108
原料罐
（2）高位槽
现场
法兰液位计,450
8
TI101
中和搅拌釜内胆温度
现场
热电阻,铜-康铜
9
TI102
中和搅拌釜夹套温度
现场
热电阻,PT100,WPZ-270
10
TIC101
中和搅拌釜温度显示
集中
热电阻+智能仪表
11
TI201
反应釜内胆温度
现场
热电阻,铜-康铜
12
TIC201
反应釜温度显示
集中
热电阻+智能仪表
13
TI202
反应釜夹套温度
现场
热电阻,PT100,WPZ-270
14
MI101
中和搅拌釜电机
现场
减速电机，BLDO-17
15
MIC101
中和搅拌釜电机显示
集中
电机+智能仪表
16
MI201
反应釜电机
现场
减速电机，BLDO-17
17
MIC201
反应釜电机显示
集中
电机+智能仪表
18
FI101
1#泵进料流量显示
现场
涡轮流量计
19
FI102
2#泵进料流量显示
现场
涡轮流量计
20
FI103
3#泵进料流量显示
现场
玻璃转子流量计LZB-6,4-40L/H
21
PI101
中和搅拌釜压力显示
现场
电接点压力表,0-0.6MPa
22
PI201
反应釜压力显示
现场
电接点压力表,0-0.6MPa
23
PI102
原料罐
（1）高位槽液位变送
现场
压力传感器,0-10KPa
24
PI202
原料罐
（2）高位槽液位变送
现场
压力传感器,0-10KPa
（五）设备能耗一览表
序号
设备名称
供电电压
额定功率
1
进料泵1
三相380V
0.37KW
2
进料泵2
三相380V
0.37KW
3
进料泵3
三相380V
0.37KW
4
冷凝泵1
三相380V
0.37KW
5
冷凝泵2
三相380V
0.37KW
6
1#釜搅拌电机
三相380V
0.75KW
7
2#釜搅拌电机
三相380V
0.75KW
8
导热油泵
三相380V
1.5KW
9
1#釜加热管功率
星型220V
6KW
10
2#釜加热管功率
星型220V
6KW
11
大循环导热油加热管功率
星型220V
12KW
总计
30KW
五、实训步骤（肥皂的制作）
（一）开机准备
1）检查公用工程水电是否处于正常供应状态（水压、水位是否正常、电压、指示灯是否正常）；
2）检查原料罐V102、原料罐V103、原料罐V104物料液位多少，若没达到2/3的位置，打开相应罐体加料漏斗阀门，第一次做实验家自来水，打开自来水阀门，往原料罐加入原料，直至罐体2/3处时关闭自来水阀门，关闭加料漏斗阀门；
3）检查总电源的电压情况是否良好，不存在欠压缺相状态。
（二）正常开机
1、开启电源
1）在现场控制柜上，开启总电源空气开关，此时总电源指示灯亮，三相电源指示电压均为为380V，若出现电压欠压或缺相等现象应及时按序检查电压表接线是否接触不良，总电源插座是否插好，电源接线与现场控制柜电源接线端子是否良好固定连接；
2）开启仪表电源转换开关，此时仪表电源指示灯亮，且现场各仪表及电动调节阀处于通电显示状态。
2、开启计算机及控制柜电源，启动监控软件
1）打开现场控制柜空气开关，接通控制系统和计算机电源，启动计算机；
2）在桌面上点击“反应釜干燥实训软件”，进入MCGS组态环境，如图4所示：
图4MCGS组态软件组态环境
3）点击菜单“文件\进入运行环境”或按“F5”进入运行环境，如图5所示，输入班级、姓名、学号后，按“确认”，进入图6，点击“反应釜实训系统”进入实训软件界面，如图7所示，监控软件就启动起来了。
图5监控软件登陆界面图4监控软件实训项目选择界面
图7反应釜单元操作实训软件界面
4）图7中，PV表示实际测量值、SV表示设定值、OP控制设置”将打开控制界面，如图8所示，可对控制的PID参数进行设置，一般不设置。
图81#釜夹套温度控制窗口
图中，PV代表测量值，SV代表设定值，OP代表控制输出值,P、I、D分别为PID控制参数的P、I、D参数。
点击“自动”按钮可切换控制方式为手动
3、原料1和原料2混合操作
1）打开原料罐1的自来水进口阀门，给1#原料罐加入自来水到液位计的2/3位置。
在上位机控制中由于1#、2#高位槽、反应釜、中和釜液位上靠位差控制液位是正作用控制，所以在控制设置时应注意液位设定值应在液位最大值，此时电磁阀均处于闭合状态，只有当设定值小于实际液位时电磁阀才处于开启状态。
2）检查进料1：
1#高位罐回路各阀门的开关状态：
打开阀VA101、VA102、VA104、VA105、VA107、VA108、VA109、VA110，VA111、VA113、VA114、VA116、VA312、VA313、VA314、VA315；关闭阀VA106、VA112、VA216、VA311、VA310。
3）在现场电力控制柜中按下“1#进料泵电源”启动按钮，启动1#进料泵，通过调节阀VA105，调节流量大小，一般调节到200l/h的流量，往1#高位槽里加入原料1。
当原料1到高位混合罐的55cm处时，按下“1#进料泵电源”停止按钮，停止1#进料泵；
4）打开原料罐2的自来水进口阀门，给2#原料罐加入自来水到液位计的2/3位置。
5）检查进料2：
2#高位罐回路各阀门的开关状态：
打开阀VA201、VA202、VA204、VA205、VA207、VA208、VA209、VA210，VA211、VA213、VA214、VA216、；关闭阀VA106、VA112、VA216。
6）在现场电力控制柜中按下“2#进料泵电源”启动按钮，启动1#进料泵，通过调节阀VA205，调节流量大小，一般调节到200l/h的流量，往2#高位槽里加入原料2。
当原料1到高位混合罐的55cm处时，按下“2#进料泵电源”停止按钮，停止2#进料泵；
4、往反应釜R101里加入清水
1）在上位机设定1#高位罐液位为“原液位-20cm”，让清水原料自重下进入反应釜R101中，高位罐每下降10cm为10L，20cm为20L；
5、往反应釜R102里加入清水
1）在上位机设定2#高位罐液位为“35cm”，让清水原料自重下进入反应釜R101中，高位罐每下降10cm为10L，20cm为20L；
6、开启釜加热
1）检查导釜里导热油的高度，导热油液位为膨胀槽管道视镜可视的最低的位置，关闭阀VA416、VA406；
2）1#釜加热操作：
在现场电力控制柜上启动“1#釜加热电源”启动按钮，对1#釜夹套内导热油进行加热，在上位机双釜控制界面中的“1#釜内胆温度手自动控制”标签上，设置内胆温度设定为90℃。
注意：
若需加热更高的温度，每次提高的温度不超过5℃，且加热时间不少于20分钟。
每提高5℃，加热20分钟，这样逐渐逐渐的加热，直到需要的温度，若温度跨度过大，若导热油中含有部分水分容易造成加热釜内压力过大，喷油事故；
主控
副控控
加热管
夹套温度
内胆温度
设定值
干扰
干扰
-
-
+
温度传感器
温度传感器
图9导热油温度控制结构图
7、1#釜搅拌电机的开启
1）在现场电力控制柜上按下“1#搅拌电机电源”启动按钮，启动1#搅拌电机，将现场电力控制柜上的“1#釜电机变频器手自动控制”转换开关，将控制方式设为“自动”，在上位机双釜控制界面中设定搅拌电机转速为20r.p.m（或需要设定的转速）；
8、精馏釜内胆温度冷却控制
1）若2#釜内温度过高，则需开启冷凝泵对1#釜内胆物料进行冷却；
2）检查各阀门：
打开阀门VA514、VA516；调整阀门VA515开度为一半；
3）在现场电力控制柜上按下“1#冷凝水泵电源”启动按钮，启动1#冷凝泵，将控制方式设为“自动”。
通过在上位机中设定冷凝水流量设定值可以调节冷凝水的流量；
2、卸料
1）当物料反应好后，停止加热。
2）检查阀门：
关闭阀VA129、VA130、VA126、VA118、VA131，打开阀VA127、VA128、VA117、VA116、VA115、VA511、VA503；
3）在现场电力控制柜上，在打开相关阀门后按下“2#冷凝水泵电源”启动按钮，开启2#冷凝水泵。
4）打开阀门VA323、VA322、VA321，在上位机双釜控制界面中的“1#釜液位控制”标签中的液位设定值设定为0cm，控制VA327电磁阀开关，将1#釜内产品全部卸入1#产品储罐。
5）打开阀门VA314、VA313、VA326、VA312、VA315，关闭阀VA310、VA801，在上位机双釜控制界面中的“2#釜液位控制”标签中的液位设定值设定为0cm，控制VA326电动调节阀开度，将2#釜内产品卸入2#产品储罐；
（三）正常关机
1、停止1#釜和2#釜加热：
1）在上位机监控软件上双釜控制界面上的“1#釜内胆温度手自动控制”标签上的设定值SV设置为0℃；
2）在现场电力控制柜上按下“1#釜加热管电源”停止按钮，停止导热油加热；
3）在上位机双釜控制界面上的“2#釜内胆温度手自动控制”标签上的设定值设置为0℃；
4）在现场电力控制柜上按下“2#釜加热管电源”停止按钮，停止导热油加热。
2、停止1#釜和2#釜搅拌电机电源
1）在上位机双釜控制界面上的“1#釜搅拌机转速手自动控制”标签上的设定值设置为0p.r.m
2）在现场电力控制柜上按下“1#釜搅拌电机电源”停止按钮，停止1#釜搅拌电机电源；
3）在上位机双釜控制界面上的“2#釜搅拌机转速手自动控制”标签上的设定值设置为0p.r.m；
4）在现场电力控制柜上按下“2#釜搅拌电机电源”停止按钮，停止2#釜搅拌电机电源。
3、停止1#冷凝水泵
1）在上位机双釜控制界面上的“1#釜内胆冷凝水流量控制”标签上设定值设置为0立方米/每小时；
2）在现场电力控制柜上按下“1#冷凝水泵电源”停止按钮，停止1#冷凝水泵。
4、停止2#冷凝水泵
在现场电力控制柜上按下“2#冷凝水泵电源”停止按钮，停止2#冷凝水泵。
5、仪表电源关闭：
在现场电力控制柜上，关闭仪表电源开关。
6、控制柜总电源关闭：
关闭总电源空气开关，关闭整个设备电源。
注意：
在加热的过程中，阀VA405、VA411必须一直处于关闭状态，否则夹套内的导热油会流回导热油储罐，导致釜夹套内没有导热油而形成干烧；阀VA407、VA408、必须一直处于开启状态，让膨胀的导热油进入膨胀槽内。
（四）实验过程出现问题及处理方法
在实验过程中常常会遇到这种情况由于管路复杂繁琐，某些回路的阀门该开的没开，该关的没关，这就需要我们在实验过程中多注意，在每次做实验前就事先一定要检查好做实验的管路阀门，以避免出现一些安全隐患，得不到我们需要的实验流程和结果。
1、导热油加热速度过快，内胆温度来不及及时上升，夹套导热油温度过高，导热油中的水分由于温度过高气化闪蒸，造成夹套导热油在加热过程中产生异响，夹套压力过大。
操作处理：
可以改为手动加热，通过缓慢给定加热管加热电压，控制导热油的加热速度。
2、反应釜内有杂音：
1）可能原因搅拌器摩擦釜内附件，如蛇管，温度计管或挂壁
2）搅拌器松脱
3）衬里鼓包与搅拌器撞击
4）搅拌器弯曲或轴承损害。
解决办法：
1）反应釜停机修正，式搅拌器与附件有一定的间距。
2）停机检查，紧固螺栓
3）修鼓出来的部分或更换
4）检修或更换反应釜搅拌支架轴承。
3反应釜工作仪表不正常
反应釜的工作仪表产生超温、超压现象：
1）仪表失灵，控制不严格，方法：
检查修复控制装置，严格执行操作规程，同时停止其他操作。
2）操作不当如原料配比不当；产生剧烈反应。
方法：
根据操作方法采取紧急关押严格按照使用说明书操作。
3）因传热或搅拌器性能不佳，产生副反应。
方法：
可根据实际经验调整，正常情况下，如温度表显示运行在一定范围内的温度差，如偏差较大就要检查探头或传送装置，增加搅拌器功率，提供加热的换热效果。
4）反应釜进气
升级会员 