换热器毕业设计总结范例6篇

换热器毕业设计总结

换热器毕业设计总结范文1

[关键词]独立院校;案例教学;毕业设计;互补作用

化工原理是化工及相关专业的核心专业基础课,具有由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用,在培养学生专业素质和工程能力方面有着不可或缺的地位,是考研和职业资格考试的必考科目。因此,化工原理的教学改革至关重要。

一、案例教学法在化工原理教学中的重要性

化工原理课程具有很强的工程性和实践性,要求学生对化工生产过程及设备有感性认识与了解。教学内容包括流体输送、沉降、过滤、搅拌、传热、蒸发、精馏、吸收、萃取、干燥、结晶等单元操作过程,它们相互独立,遵循的原理和法则各不相同。生活中常见与之相关的例子,如送水送气(动量传递)、吹风干燥(热量、质量传递)等[1]。考虑到学生的生活和实践经验较少,教学过程中如能适当引入工程案例,对提高授课质量、激发学生学习兴趣及培养学生的创新能力,将会具有十分显著的效果。工程案例教学法起源于20世纪20年代,是指在具有较强工程背景的课程教学中,教师通过精心组织,引入工程实际案例与学生进行分析和讨论,旨在培养学生的工程观念,提高学生综合分析和解决实际问题的能力,以期达到激励学生主动参与教学活动、提高教学效果、知行合一的目的[2]。化工原理案例教学能弥补教材内容相对固定与教学内容更新慢等不足,同时作为基本原理的稳定性与其应用不断发展之间的有效衔接,能较好地反映化学工程学科的发展与化工技术的进步[1]。经过多年的实践和探索,案例教学法的运用已日趋规范,工程案例教学法在高等院校日益受到重视,对我国高等教育的改革和发展起到了积极的促进作用。常见的化工原理案例教学包括开篇案例法、问题案例法和综合案例法。其中,综合案例法最为重要,即在每个单元操作的结尾,列举出该单元操作的工程设计(或工程改造)实例,提出需要解决的工程问题,引导学生综合利用本单元操作相关知识,解决该工程设计(或工程改造)中存在的问题[2]。综合案例法涉及的知识点较多,实践性较强,需要教师将多年教学经验、参与各项工程实践的收获与科研研究积累三者进行有机结合。三本院校在化工原理教学中更需要转变教育思想,根据应用型人才的培养定位,在保证基础知识传授的前提下,降低理论要求,多引入案例教学,突出实践技能的训练。笔者作为年轻教师,毕业后即从事大学教育工作,缺乏相对集中的企业实践经历和科研锻炼,缺少教学案例素材的积累,因此在化工原理教学中,一直探索如何能就地取材,把案例教学和本科毕业设计课题相结合,在毕业设计指导过程中收集案例来丰富自己的教学内容,使两者互为补充。

二、案例教学法和毕业设计相结合的可行性

在化工专业本科教学过程中,毕业设计是培养学生综合运用多种理论知识分析与解决实际工程问题的重要教学环节,也是最能体现学生工程实践能力和创新能力的环节[3]。毕业设计涉及化工原理、物理化学、化工分离工程、化学反应工程和过程装备设计等课程的知识,其中化工原理知识是学生使用最多的[4]。下面列举三个实例来说明如何将化工原理与毕业设计课题相结合,在化工原理教学过程中有的放矢地引入案例。

(一)农产品的热风干燥研究课题

这是一个实验型的研究课题,目的是对农产品在热风条件下的干燥特性进行研究。实际的生产加工过程中采用变动的干燥条件,而该实验采用洞道式干燥设备,用大量热空气对少量物料进行间歇干燥,并维持空气速度及与物料的接触方式不变,将变动干燥过程近似简化为恒定干燥过程,实验所得结论可用于指导实际生产。该课题涉及化工原理干燥单元操作的许多内容,如空气干燥的基本参数的意义和湿焓图、恒定干燥条件下等焓干燥的相关知识等。研究过程中要先根据实验数据绘出干燥曲线和干燥速率曲线,选择适宜干燥条件;再利用热量衡算进行节能优化,选择最佳能耗条件和废气循环比;另外为了深入考察影响因素,还需找到恒速段和降速段对流传热系数的不同计算方法,分析干燥过程对流传热系数的变化规律。因此在开题阶段,指导教师就会要求学生认真学习化工原理干燥一章的内容,牢固掌握基础知识,然后才能开始下一步的实验研究工作。该课题将复杂的工程问题进行了合理简化,体现了工程方法论的思想,并为讲授化工原理干燥单元操作提供了实例。讲授恒定条件下的干燥特性一节时引入农产品热风干燥数据、干燥曲线和干燥速率曲线图,有助于学生直观理解干燥的过程和分析方法,加深对干燥原理的理解。另外,实验能耗优化部分和废气循环讨论可用于干燥物料衡算、热量衡算及过程优化的教学。

(二)一硝基氯化苯生产车间硝化工段的设计课题

这是一个综合性比较强的经典题目,来源于实际工业生产。目前,生产工艺已比较成熟,一般用混酸作为硝化介质,以氯苯为原料,运用三釜串联在常压等温环境下进行连续硝化。该课题主要研究一硝基氯化苯的提纯精制,废酸与一硝基氯化苯的分离和循环利用,生产产生的废气、废液处理和硝化工段的生产装置。在课题研究过程中,学生首先根据题目搜集所需的资料和数据,进行工艺流程设计,然后对生产中各个设备进行物料衡算和热量衡算,对主要的设备进行工艺计算和选择,最终完成一个车间工段的设计工作。该课题涉及的专业内容比较全面,包括化工工艺设计、公用工程设计、外管设计、自动控制设计、环境安全评价及经济核算等。整个设计过程需要进行大量的计算,单纯的手工计算费时且准确度差,使用计算机辅助软件可让设计过程事半功倍,如使用Aspen plus、ChemCAD等进行物料衡算、热量衡算和工艺流程图绘制。工艺流程中除硝化反应外,其余均为物理过程,涉及流体输送、搅拌、传热、非均相分离等单元操作,还涉及安全环保、仪表控制、分析检测等。设备的计算和选型是设计的重点,包括配混酸工段的换热器设计、硝化反应釜的夹套换热器和蛇管换热器的选型、萃取釜和萃取分离器设计及附属流体输送设备的选型。化工原理教材中对换热器的讲解以列管式换热器为主,而该课题中多种换热器的设计和选型很好地补充了特殊间壁式换热器的知识;同时附属流体设备的选型可以作为日后教学中离心泵选型的案例,尤其是书本中谈及较少的耐腐蚀泵的选型案例。

(三)间壁精馏塔的流程模拟优化与水力学冷模实验研究课题

本课题是对三元物系分离的创新型设备———间壁式精馏塔的设计和研究。常规精馏操作需要用两个塔顺序分离才能得到三种不同的纯组分,而分壁塔中只需要一个单塔就可以同时得到所有组分,并能达到指定的精密分离要求。因此,间壁塔可以显著提高精馏的热力学效率,降低能耗,节省设备购置费用,且适用于传统旧式精馏塔的改造。为了较好地实现塔内分隔板两侧的气液分配,现在工业上使用的间壁塔一般会通过设计使用特殊的内构件来改变塔内压降,从而达到调节气液分配的目的;或者是将分隔板在塔内偏心放置,通过改变分隔板两侧的横截面积,来改变分隔板两侧气液分配。为了探究分壁的气液分布规律,掌握其运行控制的关键技术,毕业设计中会通过冷模实验、经验关联公式计算和数值模拟的方法对其气液分布规律进行研究。因研究内容较多,故该课题可拆分为三个子课题,分别是:1.设计间壁精馏塔冷模实验装置并观察气液负荷在设计范围内变化对气液流量控制效果的影响;2.验证新型气体分配控制专利技术的特性和改进空间,分析总结气相分配规律及变化机理;3.运用Mathcad软件进行塔板设计、水力学计算和核算,采用Aspen Plus、ProcessⅡ软件进行精馏塔的简捷计算,并进一步对流程做静态和动态模拟,针对产品的质量和能耗,进行可调节的自由度优化分析。该课题主要涉及化工原理的精馏单元操作和塔设备设计,这部分的教学中如能适当融入一些本领域的最新发展动向和创新成果,进一步拓宽教学内容,会取得更好的效果。将间壁塔课题作为新型结构塔的实例引入精馏塔设计教学中,可以极大地提高学生的学习兴趣,帮助学生了解最新的前沿分离技术,还可以作为化工原理课程设计中精馏塔设计任务的扩展,进一步锻炼学生的设计能力。

三、结语

换热器毕业设计总结范文2

关键词 多晶硅行业;压力容器

中图分类号:TH49 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2013)041-158-02

目前国内多晶硅厂家多数采用改良西门子法生产多晶硅原材料,其工艺介质主要有氯硅烷、四氯化硅、三氯氢硅、氯化氢等,此工艺介质易燃、易爆、有毒及有腐蚀性。多晶硅行业压力容器大多用来储运、换热、反应及分离这些工艺介质。则对压力容器相应的有了更高的要求。

1 压力容器的命名、构成及分类

1.1 压力容器的命名及构成

通常,当容器所承受的内压力大于1公斤(0.1 Mpa)时,称为压力容器,当内压力小于1公斤时为常压容器,如果内压小于0时,那就称为外压容器,多晶硅行业中外压容器比较少见,可能存在内筒内压及外筒外压的情况。

压力容器有两种常见的结构:球形容器和圆筒形容器。另外还有两种不常见的结构:箱形容器及锥形容器,这两种容器在工程上较少使用。球形压力容器的本体是一个球壳,通常都是采用焊接结构,球形容器一般直径都比较大,难以整体成型,大多有许多块预先按一定尺寸压制成球面板焊接而成。而对于筒形容器,其本体由筒体(又称壳体)及封头(又称端盖)两部分组成。而筒形压力容器封头又有几种形式:球形封头、椭圆形封头、蝶形封头、球冠形封头、锥形封头和瓶盖封头等,压力容器的附件包括:支座、法兰、接管、人孔、手孔、密封元件和安全附件等。多晶硅行业常用典型的压力容器设备有换热器、反应炉、储罐等,多数都是采用球形及筒形容器。

1.2 压力容器的分类

压力容器的分类方法较多,在国内,压力容器分类方法综合考虑了其设计压力、几何容积、材料强度、应用场合和介质危害程度等影响因素。通常可按设计压力大小、生产过程中的作用及安全技术管理要求对压力容器分类。如按设计压力大小分类可分为低压、中压、高压及超高压压力容器,在多晶硅行业中,压力容器主要以低压容器为主,少数中压容器,无高压及超高压容器。 压力容器在生产中主要用于介质的反应、换热、分离、储存等功效,如按其作用分类,可分为反应、换热、分离、及储存压力容器。再者按安全技术管理要求分类,可分为第一类、第二类及第三类压力容器。在多晶硅厂生产中,上述三类压力容器都存在,设计及制造过程中需特别重视,应由具备相对应资质的厂家生产制造。

2 压力容器的选材

2.1 压力容器用钢种类

压力容器用钢主要有以下三种钢材类型:

2.1.1 碳钢

主要指碳的质量分数小于2.11%的铁碳合金。有时也称为普碳钢或碳素钢,碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷等元素,多晶硅中常用的碳钢有普通碳素结构钢Q235/Q345系列和优质碳素结构钢20R。一般碳钢中含碳量较高则硬度越大,强度也越高,但塑性较低。多晶硅行业中一般用于非工艺介质的容器。

2.1.2 低合金钢

主要是指合金元素总量小于3.5%的合金钢。低合金钢是相对于碳钢而言的,是在碳钢的基础上,为了改善钢的一种或几种性能,而有意向钢中加入一种或几种合金元素.加入的合金量超过碳钢正常生产方法所具有的一般含量时,称这种钢为合金钢。当合金总量低于3.5%时称为低合金钢。合金含量在3.5-10%之间称为中合金钢;大于10%的称为高合金钢。

2.1.3 高合金钢

主要是指合金元素总量大于10%的合金钢。压力容器用高合金钢仅限于低碳和超低碳型,应用的主要目的是为了耐高温及耐腐蚀,多晶硅行业中高合金钢主要有铁素体不锈钢0Cr13,奥氏体不锈钢0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti和00Cr19Ni10等。

2.2 压力容器的选材

在多晶硅行业中,根据不同的介质要求压力容器的选材设计要求有足够的强度、刚度、使用寿命及与介质的相容性来满足不同的工况。需综合考虑材料的化学成分、力学性能以及工艺性能,同时还应考虑到材料的焊接性能、经济性及操作特点等,要符合有关设计与材料标准的规定。

材料的价格在压力容器的成本中占较大比例,选材时应给予充分考虑。相同规格的材料价格为:不锈钢价格>低合金价格>碳钢价格,需要较厚的不锈钢时,尽量采用复合材料衬里、堆焊或多层结构。

对于多晶硅中普通介质的低压容器,可选择Q235、Q345及20R等材料,对于直径较大的低压容器和中压容器,可选择低合金钢,例如16MnR,对于直径较大的中压容器和高压容器,宜选用低合金高强钢,如00Cr17Ni14Mo2,当腐蚀性较强时,应选用高合金不锈钢。奥氏体不锈钢0Cr18Ni9在氧化性酸和大气、水、蒸汽等介质中有较好的耐腐蚀性,但长期在水及蒸汽中工作时,有晶间腐蚀倾向,并且在氧化物溶液中易发生应力腐蚀开裂。0Cr18Ni10Ti具有较高的抗腐蚀能力,可在-196℃-600℃范围内长期使用,00Cr19Ni10为低碳不锈钢,具有更好的耐腐蚀能力。奥氏体—铁素体双相不锈钢00Cr18Ni5Mo3Si2j具有良好的耐应力腐蚀和小孔腐蚀性,在多晶硅行业中可用于含氯离子的设备制作。但制作成本就会较高。对于多晶硅氯硅烷球罐,根据不同的设计压力、不同介质的含量及钢材成本可选用低合金钢或高合金不锈钢。对于多晶硅TCS球罐,根据多晶硅工艺条件、设计压力及钢材可选用低合金高强钢。对于多晶硅行业涉及到工艺介质的换热器,可以根据壳程及管程介质、设计压力、设计温度及成本综合考虑,选择不同的钢材。普通介质换热器通常对设备选材要求不高,可根据设计压力、温度及介质综合考虑选择。

3 结束语

鉴于压力容器在多晶硅行业安全问题的重要性,企业压力容器设计应符合国家制定的压力容器规范,根据其设计压力、设计温度、介质、工况环境、制作成本综合考虑压力容器的设计。对选材方面不应片面追求采用高强度钢材,要综合考虑材料的强度与塑性、韧性等综合性能、强度与可焊性的综合性能。材料设计的合理性,为压力容器中设计中非常重要的环节,为企业长期安全运行的基本保障。

参考文献

[1]国家技术监督局.中华人民共和国国家标准[M].压力容器GB150.2011-11-21.

[2]压力容器安全技术监察规程[M].质监局发(1999)154号文.

[3],喻健良,李志义.过程机械[M].中国石化出版社,2002.

作者简介

换热器毕业设计总结范文3

关键词:地热采暖;设计;施工

TU832

引言

地热采暖俗称“地暖”,是热量由地面向上散发的采暖形式。该系统以整个地面作为散热面,地板在通过对流换热加热周围空气的同时,还与人体、家具及四周的维护结构进行辐射换热,从而使其表面温度提高,其辐射换热量约占总换热量的50%以上,是一种理想的采暖系统,可以有效地解决散热器采暖存在的问题。由于地热采暖方式符合人体工程学,且经济实惠,近几年备受青睐。采用地热取暖的面积逐年上升,尤其是新建的高档住宅,大多采用地热取暖。与此同时,越来越多已建小区的居民也采取改建的形式装上地热。

一、地热采暖优势分析

由于地热采暖减少了常规采暖方式总暖气所占空间面积,可节省使用面积6—10%。以100平方米的居室为例,传统采暖方式的暖气将占用6-10乎方米的居住面积,加上专修暖气的材料及人工费,这将是一部不小的开支。同时由于房间内沿高度方向向上温度分布均匀,温度梯度小,减少了无效热损失。地热供暖房间设计温度可比装暖气片方式低2—3c,却能获得同样的舒适感,从而起到减少供热量,节约能源的作用。同时,由于低温传送,故热量损失小。地热采暖避免了传统外墙仅能布置有限数量的暖气片及举架高的因素造成的热空气上升,上热下冷的情况,既能保证室温,又能使室内温度分布均匀。种种优势决定了地热采暖方式将成为今后居住暖通工程发展的的必然。

地热采暖的设计

1.负荷计算

计算全面地面辐射供暖系统的热负荷时,室内计算温度的取值应

比对流采暖系统的室内计算温度低2℃, 或取对流采暖系统计算总热

负荷的90%~95%。进深大于6m的房间,宜以距外墙6m为界分区,分别计算热负荷和进行管线布置。加热管内水的流速不宜小于0.25m/s,不大于0.5m/s。可以使水流能把空气带走,不让它浮升聚集。

2.立管设置

采暖立管通常设置在公共楼梯间内的管道井内,也有设置在楼梯

间与住宅户内的分隔墙内。管井内最好采用同程式系统(一根供水管、

两根回水管)。设置在管道井内,管道井的尺寸大小一般为800X500,一方面方便施工人员操作;另一方面应该为以后安装热计量表预留位置,同时也可以把住宅户内给水、排水立管设置其中,便于管理,也可以节省室内空间。多层及高层住宅普遍采用。设置在楼梯间与住宅户内的分隔墙内。分隔墙一般为370mm 砖墙,管道想要设置其中,通常需要预留150X600的上下直通孔洞,孔洞内设置三根采暖系统立管(同程式)。可以节省楼梯间空间,但一般只在多层建筑内使用,且必需与结构专业密切配合,方可实施。共用立管连接的每层户内系统不宜多于3 个。如超过,每层应采用分、集水器方式连接各户内的系统。

3.加热管系统设计

在住宅建筑中,地热供暖系统应按户划分系统,配置分、集水器;户内的各主要房间,宣分环路布置加热管。连接在同一分、集水器上的同一管径各环路加热管的长度宜尽量接近,并不宜超过120米。加热管的布置,应根据保证地面温度均匀的原则,选择采用回折型、平行型。加热管的敷设管间距,应根据地面散热量、室内空气设计温度、平均水温及地面传热热阻等通过计算确定。加热管的选择,应按供暖系统实际设计压力和管材的许用设计环应力选用,加热管内水的流速不宜小于0.25m/s。

4.分、集水器

(1)设置位置

分、集水器最好设置在有污水排出设施的地方。通常厨房靠近楼

梯间,洗涤池下是安装分、集水器的最佳位置,好处有三点:第一点,从楼梯间采暖主立管到厨房的管道敷设距离最短;第二点,分、集水器在维修时及系统排气时,会有存水流出,而现在住宅设计通常在厨房洗涤池下设计多功能地漏,既能排出洗涤池内污水,还可以充当地漏,排出地面污水;第三点,安装在洗涤池下,用户在装修厨房灶台时,可以很方便的将分、集水器隐藏其中,使居室更美观。分、集水器设置在卫生间内。好处是安装在洗手盆下,隐蔽;卫生间本就设置有地漏,可以方便、快速的排出地面污水。但通常从楼梯间内到卫生间的管道比较长,需要穿过厨房,管道敷设可能不方便。

(2)设置方式

一般住宅设计的分、集水器引出头多为3—5 路,过多会影响套内各管路的平衡,每对分集水器所带的分支路不宜超过8路。笔者在设计中及自己生活实践中,注意到多数住宅阳台为冷阳台,但很多用户为了扩充厨房面积或扩充方厅面积,会拆除冷阳台与厨房或方厅之间的塑钢门,自行在阳台铺设地热管道。笔者认为设计更应贴近生活,更应人性化,从用户角度看问题,在情况允许的条件下,预留一个引出头,为用户以后加装管道提供方便。因为无论设计中或者施工中分、集水器有无预留引出头,用户都会想办法加装管路,甚至自行更换现有分、集水器,造成二次浪费。并且预留引出头并不会造成供暖热费的流失,因为在按使用面积收取热费的情况下,国家及政府机关已经出台有关规定,拆除冷阳台与室内之间塑钢门的用户,在交纳正常使用面积热费的基础上,加收150 元/个阳台取暖费。并且今后安装热计量表后,更可以方便、准确地收取热费,实现用多少热,交纳多少热费。在方便了用户的同时,也使自己的设计更全面。

5.地热供暖系统室内温度的控制

(1)在加热管与分、集水器的结合处,分路设置调节性能好的阀门,通过手动调节来控制室内温度;

(2)在加热管与分、集水器的结合处,分路设置远传型自力式或电动式恒温控制阀,通过各房间内的温度控制器控制相应回路上的调节阀,使室内温度自动保持恒定。调节阀也可内置于集水器中。采用电动控制时,房间温控器与分、集水器之间应预埋电线。

(3)在各个房间的加热管(加热管局部沿墙槽抬高至1.4米)上装置自力式恒温控制阀,使室温保挣匾定。低温热水地面辐射供暖系统应在热源处设置供热温度调节控制装置。

三、地热采暧的施工

1.地热采暖施工安装前应具备下列条件:

(1)设计施工图纸和有关技术文件齐全;

(2)有较完善的施工方案、施工组织设计,并已完成技术交底;

(3)施工现场具有供水或供电条件,有储放材料的临时设施;

(4)土建专业已完成墙面内粉刷,外窗、外门已安装完毕,并已将地面清理干净;厨房、卫生间应做完闭水试验并经过验收;

(5)各种安装材料已经检验合格,所附带的说明书和合格证应齐全。

2.绝热层的铺设

铺设绝热层的地面应平整、干燥、无杂物,墙面根部应平、直且无积灰现象。绝热层的铺设应平整,绝热层相互间的接缝应严密。直接与土壤接触的或有潮气侵入的地面,在铺设绝热层之前应先铺一层防潮层。

3.加热管的配管与敷设

加热管(以下以塑料管为例)应严格按照设计图纸标定的管间距和走向敷设,加热管应保持平、直,管间距的安装误差不应大于±10mm.加热管敷设前,应对照施工图纸核定加热管的选型、管径、壁厚是或满足设计要求;并对加热管外观质量和管内部是或有杂质等进行认真检查,确认不存在任何问题后再进行安装。加热管安装间断或完毕的敞口处,应随时封堵 加热管切割应采用专用工具;切口应平整,断口面应垂直管轴线。

4.分、集水器的安装

分、集水器应在开始铺设加热管之前进行安装。水平安装时,一般宜将分水器安装在上,集水器安装在下,中心距宜为200mm,集水器中心距地面应不小于300mm。加热管与分、集水器装置及管件连接,应采用卡套式、卡压式挤压夹紧连接;连接材料宜为铜质;铜质连接件直接与PP.R或PP.B接触的表面必须镀镍。分水器可分路控制各房间或区域的供暖温度,用户可根据自己需要调整房间的温度。

5.填充层的施工

混凝土填充层施工应具备以下条件:

(1)所有伸缩缝均已按设计要求敷设完毕;

(2)加热管安装完毕且水压试验合格、加热管处于有压状态下。混凝土填充层的施工,应由土建施工方承担;安装单位应密切配合,保证加热管内的水压不低于0.6MPa,养护过程中,系统应保持不小于0.4MPa

6.面层的施工

面层施工前应确定填充层是否达到面层需要的干燥度后才可施工。面层施工,除应符合土建施工设计图纸的各项要求外,尚应符合以下规定:

(1)施工面层时,不得剔、凿、割、钻和钉填充层,不得向填充层内楔入任何物件:

(2)面层的施工,必须在填充层达到要求强度后才能进行;

(3)面层(石材、面砖)在与内外墙、柱等交接处,应留8mm宽伸缩缝(最后以踢脚遮挡):木地板铺设时,应留14mm伸缩缝。

结语

地热采暖已经成为了目前较为科学和使用的采暖方式,但是由于其在我国的实施起步较晚,我国的设计与施工人员多数是借鉴国外的经验和技术参数,这对于我国地热采暖的发展起到了一定的作用。但是由于地理位置的不同其中还有许多技术参数等需要根据实际情况进行考查,这也对我国的地热采暖设计与施工人员提出了要求,相信通过暖通专业人员的不断努力,我国的地热采暖将得到飞速的发展。

参考文献

[1]《地面辐射供暖技术规程》(JGJ 142-20O4)中国建筑工业出版社出版发行2OO4.

换热器毕业设计总结范文4

[关键词]DCS系统:控制器;升级;

中图分陈类号:TM621.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)34-0209-01

一、简介

天津双港垃圾焚烧发电厂是我国华北地区第一个垃圾焚烧发电厂,总投资5.8亿,占地面积108亩。设有3条400吨/日焚烧线,采取24小时连续运行方式,全年运行不低于8000小时,每天可无害化处理生活垃圾1200吨,年处理垃圾40万吨,装机2台12MW汽轮机发电机组,利用垃圾焚烧余热发电,年平均上网电量1.2亿度。

从2004年投产至今,已有十年多时间。这几年来,随着计算机和控制技术的飞速发展,I/A系统也随之了升级换代,从工作站到控制器、卡件等,均推出了新一代产品,新产品无论性能和可靠性方面,与早期产品相比均有了较大提升。与之相应的,早期的节点总线系列产品,如RCNI/NCNI、CP60、51F工作站、COMM30通讯组件等已退出市场。为保证电厂长期稳定无故障运行,故在现有系统的基础上有计划有步骤地更新原有DCS系统。

二、现有DCS系统配置及使用情况概述

天津泰新垃圾发电有限公司DCS系统采用上海福克斯波罗有限公司的I/A Series产品。工作站型号为AW51F,控制器型号为CP60,I/O卡件为FBM200系列,控制网络为节点总线型。系统规模为:控制器13对(锅炉6对、汽机2对、电气2对、公用系统1对、通讯控制器2对),工作站8台(操作员站6台,工程师站和历史站各1台)。现有配置如下所示:

三、DCS升级要求

1、本次DCS控制系统升级改造后保留原有DCS系统各站的所有功能(包括组态的控制策略、操作、显示、报警、趋势显示、历史趋势和历史数据显示和查询以及与其他控制系统的通讯、显示等)。

2、升级改造后,保留原有I/O点数,CP负荷不高于50%,采用Mesh网络结构,通讯速率不低于100Mb/s,通讯负荷不高于50%。

3、保证DCS控制系统升级改造后整个系统的完整性、可靠性、安全性,系统可用性应大于99.99%。

4、原系统电源采用1:1冗余配置,对升级所涉及的机柜电源进行评估,并保证升级后仍为1:1配置,而且有足够余量,即使只有一路电源供电系统仍可正常工作。

5、因原系统AW/WP工作站51F目前已经停产,且故障率高,需要升级到最新主流型号的工作站,其中6台操作站为双屏配置。升级后的工作站的硬件和软件应具有高可靠性和容错性,软件应有从错误中迅速恢复的功能。

6、13对控制器(型号为CP60)需要升级至最新的控制器(型号为FCP270或以上),容错(冗余)配置。

7、控制系统的网络结构需要升级至新的MESH网络结构,控制局域网和现场总线设备容错(或冗余)配置,通信网络应有病毒防护设施。

8、升级后系统接地原则上采用原DCS系统的接地系统。

9、DCS系统升级后,不得改变原系统I/O卡件及通道的编号,方便升级改造后的维护。

四、升级改造技术方案

根据本厂的现状和需求,结合I/A Series的产品生命周期特征,制定如下升级方案:

现场DCS系统控制着3台垃圾焚烧炉2台汽机和一套公用系统,为了保证现场生产安全,计划在升级时进行短时间的停机,在停机期间先对公用系统、1#炉以及1#机进行升级。公用系统、1#炉以及1#机升级后即可开炉运行,以缓解垃圾堆放场的压力。待1#炉、公用系统以及1#机升级完毕后进行2#炉,3#炉以及2#机的升级,在剩下系统升级过程中,可根据现场实际情况确定开炉时间。

具体方案如下:

1、停机期间,首先搭建整个系统的网络平台,对现有主机柜进行改装,新增一对24口光纤交换机及其配套电源,并重新设置系统commit安装盘,定义整个网络结构。升级后的网络结构将非常简单并且稳定。13对控制器及8台工作站(操作员站6台,工程师站和历史站各1台)均通过冗余光纤直接接到交换机,形成冗余的Mesh网络结构。由现有#1机/炉控制器(型号为CP60)升级成新的控制器(型号为FCP270),升级后的控制器随卡件柜布置;

2、将公用系统和1#炉的控制器(型号为CP60)升级为新控制器(型号为FCP270),控制器不再集中布置,升级后的控制器随卡件柜布置。

3、对现有公用系统和#1炉及1#机卡件柜利旧改造,卡件底板更换为最新的FBM底板,原有卡件保留。

4、将工作站全部升级为最新的工作站(型号为H92),操作员站和工程师站性能将大大提升。

5、公用系统和1#炉及1#机升级完毕后,可根据要求启动公用系统和1#炉及1#机,进行正常生产运行,同时对2#炉、3#炉和2#机进行升级改造,这两个炉在升级后逐一接入新的Mesh网络系统,既保证生产安全,又使得现场停机时间不会太长,保证生产连续。

6、控制系统主要施工步骤

软件部分:

(1) 现有系统软件备份,包括组态、画面、系统定义盘等;

(2) 根据新的系统定义,制作系统定义盘,并使用新的定义盘进行工作站安装;

(3) 现有Unix平台下画面和逻辑转换到Windows平台;

(4) 将系统原有组态以及功能恢复至Windows平台后进行调试以使系统原有功能在windows平整保留并且运行正常;

硬件部分:

(1)新机柜安装就位;

(2)电缆光缆铺设,光缆熔接;

(3)新控制器(型号为FCP270)安装;

(4)原有卡件柜改装旧底板拆除,新底板安装,卡件恢复;

(5)系统恢复、上电,检测控制器、工作站及I/O卡件状态,测试DCS各部件工作情况。

升级后的配置如下所示:

五、结论

通过本次的升级改造,使本厂的DCS系统控制器(型号为CP60)升级为新控制器(型号为FCP270),控制器不再集中布置。工作站全部升级为最新的工作站(型号为H92),操作员站和工程师站性能将大大提升。解决了原来卡件停产造成备件采购困难的问题,同时通过DCS整体升级改造增加了设备的稳定性,为长时间的稳定连续生产打下良好的基础。

参考文献:

[1] 查方兴. 英维思I/A Series系统及应用。

换热器毕业设计总结范文5

关键词:项目设计;高职;数控技术

一名合格的专业技术工人的行动能力包括独立收集信息、分析评价所获信息、制定工作计划、做出决定、实施工作、注意安全防护、自我检查和评价结果、了解缺陷、寻找改进措施、使用文件记录所做工作、向客户递交产品。在高素质技能人才需求旺盛的环境中,作为培养高素质技能人才的高职教育,所培养的学生却得不到企业的青睐。他们反映高职毕业生在专业能力上没有表现出明显优势,不能独立顶岗,岗前还需进行较长时间的培训。由此可见,问题的根源在于高职学生自身专业技能不强,综合素质不高,不具备相关职业能力。笔者曾在德国爱科特教育集团参加过职业教育师资培训,对德国的职业教育有了初步认识。德国职教课程体系中确实有可以借鉴的地方,结合我们教学的实际情况,笔者提出了跨课程项目设计的想法,以提高学生的职业能力。

1 中德职业教育课程体系中项目设计对比

德国采用双元制的职业教育模式,企业培训按照联邦教科部和相关专业部共同颁布的培训条例进行。德国经济部公布了国家承认的培训职业,各专业部分别制定相关职业类别的培训条例,包括教育内容、时间安排以及考核办法等,并会同联邦教科部共同颁布实施。各培训企业根据培训条例和本企业的特点,制定具体的培训计划并付诸实施。这与中国的职业教育模式有很大不同。德国的职业学校在教学中实施了项目教学的方法,设计不同的教学情境,将企业的实际生产过程融合到教学过程之中。

在我国高职高专的人才培养方案中,综合实践课程(如简单零件手工制作、普通机床零件加工综合项目、数控加工综合项目等)都是安排在相应课程课堂教学之后,项目内容都是单一地对应某一门课程。而德国的职业教育将项目工作穿插在整个培训计划中,涉及多门课程,并且是课下作业。刚开始的学习是项目练习,在学生具备一定专业基础后,做的就是项目工作了,并且他们对项目练习和项目工作的管理也非常规范,在项目工作执行的每一个阶段都详细记录项目的主题、指导教师的名字、实施的学期、小组的划分、任务布置时间、学生提交的时间以及教师的审阅情况等。

2 跨课程项目的设计方法

笔者以换热器(如图1所示)制造为例,将数控技术专业的课程学习设计成一个大的项目,其中包含多个子项目,将学生的整个学习过程贯穿起来。本文从4个方面介绍跨课程项目的设计方法。

2.1 载体的选择依据

项目载体的选择主要考虑以下5个因素:(1)国内的实际情况;(2)项目工作的难易程度,要考虑学生的接受能力,经过努力基本可以实现;(3)尽可能降低教学改革的成本;(4)与专业结合的紧密程度;(5)现有的师资力量。我们选择了换热器制造作为项目工作的载体,适用于数控技术专业、机械制造及其自动化专业。

2.2 项目工作任务的设置

在换热器的制造过程中,有任务承揽、设计、工艺编制等具体工作,可以让学生体验工厂里经营员、设计员(绘图员)、工艺员的岗位角色。表1是换热器制造中的子项目设计内容。

可以把换热器制造工作中的具体子项目应用到我们设置的课程中来。例如,换热器零件的设计图纸可以在机械识图与制图课程中完成,工艺编制、程序编制以及零件加工可以在数控机床零件加工课程中完成。内容完成的格式尽量遵照企业实际文件要求,这样更能体现职业情境。

2.3 项目工作的实施方式及时间安排(如图2所示)

布置项目的时候,首先发给学生项目工作任务书。

从第三学期开始布置项目工作,一直到第五学期结束,每个学期根据对应的课程完成项目的几个子项目。子项目的设置作为某一课程的项目练习。

2.4 项目的考核评价

2.4.1 子项目的考核

子项目的成绩在学习过程中由所涉及课程的任课教师考核,作为学生平时成绩的一部分,子项目成绩不及格的,不能参加该课程的期末考试。

2.4.2 项目的整体考核

整体考核安排在第五学期,在总项目完成后进行。

(1)子项目工作成绩:每个学生分别计分;

(2)团队工作成绩:总体计分,分为A,B,C,D,E五个等级;

(3)成员工作成绩:团队成员工作成绩=(子项目工作成绩+团队工作成绩)/2。

3 跨课程项目设计的创建意义

(1)跨课程项目设计设置的多个工作岗位,使学生了解并掌握企业的生产流程,使学习更贴近于企业实际;减少企业对毕业生从学生到职员角色转变的培训。以行动为导向,提高学生学习的主动性,增强其自主学习的能力,增强团队意识。

(2)进行项目工作设计开发,要求教师对企业实际的生产过程非常熟悉,能不断提高教师的职业能力,多位教师共同参与设计项目,协同执行,对自己负责的子项目分别评分,可以集众家所长,补己之短。

在以往的教学过程中,我们更注重教师的教,很少发挥学生主动学习的潜力。设计这样一个综合性的项目,是希望学生在学校里能够主动地去学习并学会学习,具备持续发展的能力。

参考文献

换热器毕业设计总结范文6

关键词:.地板辐射;舒适度;影响

中图分类号: O434.11文献标识码: A

引言

地板辐射采暖是一种利用建筑物内部地面进行采暖的新形式,它以整个或者部分地面作为散热面辐射板,在通过对流换热加热周围空气的同时,还与四周的围护结构进行辐射换热,从而使围护结构的内表面温度升高,其辐射换热量占总换热量的50%以上。国外早在上个世纪30年代就对地板辐射采暖进行了推广,特别是近二三十年来,低温地板辐射采暖以其卫生条件高、舒适性好、室内温度分布均匀、可利用热源广等优点得到了越来越多的应用。

一、低温热水地板辐射采暖的优势

(一)节约能源,减少环境污染 首先,低温热水地板辐射采暖主要依靠辐射换热,其辐射换热量占总换热量的50%-60%,因而其室内作用温度比采用散热器要高1―2℃。也就是说,在相同的舒适度条件下,低温热水地板辐射采暖的室内设计温度要比散热器采暖的室内设计温度底1―2℃。在通常情况下,住宅室内采暖温度每降低1℃,可以节约燃料10%。标准明确指出,低温热水地板辐射供暖热负荷计算宜将室内计算温度降低2℃,或取常规对流供热方式计算热负荷的90-95%。其次,低温热水地板辐射供暖供水温度较低(一般不超过60℃),因此热水加热时消耗的能量以及管网传送热水时的损耗较少。 (二)室内热舒适性好,卫生保健 低温热水地板辐射采暖提高了室内平均辐射温度,减少了对人体的冷辐射,使人体辐射散热量大量减少,从而提高了人体舒适感。从室温沿高度的分布来看,室内地表温度均匀,室温自下而上递减,给人以脚暖头凉的良好感觉,符合了“温足凉顶”的中医健身理论,能改善人体血液循环,促进人体新陈代谢。由于混凝土热容量大,采用间歇供暖时温差波动小(约为2℃左右),短时间开窗通风对室温影响也不明显,并且室温比散热器要低,室内空气就不那么干燥 。 (三)初投资不高,维护费用低 随着化学建材的科研水平和生产水平的迅速发展,国内多数厂家可以大批量生产合格的PB、PEX、PPR、XPAP等适用于地板采暖系统的管材,并有配套的阀门、接头、卡钉等零部件,以及地暖系统使用的铝箔纸、分集水器、保温板等也有大批量的生产,这些使得地板采暖系统的初投资已经低于中档散热器系统。由于地板采暖系统属隐蔽工程,只要设计合理、施工得当,管材质量有所保证,后期几乎不需要什么维修,自然维护费用极低。 (四)提高了房间的使用面积 室内取消了散热器和立、支管,使室内使用面积提高5%-10%,同时便于室内装修时家具的布置。 (五)保温隔音,使用寿命长 地板采暖系统的填充层厚度约为60mm,不仅有较强的蓄热功能,还可以大大减少上层对下层的噪音干扰。在使用寿命方面,由于腐蚀等因素的存在,传统供热设备的寿命通常不超过20年,而地板采暖系统的加热管埋入地面的混凝土中,如无人为破坏,使用寿命均在50年以上。

二、地板辐射采暖系统室内温度偏高的原因

(一)住户私自将散热器采暖系统改为地板辐射换热系统

目前好多小区仍然采用集中热水散热器采暖系统,好多用户私自改装为地板辐射采暖系统,由于两种采暖方式的系统选材、结构、散热机理、施工方法等不同,对系统的供回水温度需要设计不同,散热器分户计量的供回水设计温度为95 ℃ /70℃,而低温地板辐射供水温度不宜超过60 ℃,供回水温差宜≤10 ℃。 当加热管内热水平均温度升高时,地板表面平均温度也升高,地板散热量就会增大,房间内空气的温度会偏高很多,温度太高,加上采暖房间本身就干燥,人们在这样的房间呆着会感到烦躁。为此大多数用户将窗户打开,浪费了大量的能量。 因此不能直接将散热器系统改为地暖。

(二)加热管覆盖材料层及盘管布置不符合要求

当加热管上部覆盖材料层材料不变,覆盖层各层厚度减小时加热管上部覆盖材层材料的导热系数会增大,从而使得地板面温度升高,使房间的温度升高。同时如果覆盖层厚度太小,会增大辐射换热的不均匀性,影响房间空气温度的均匀性,因此,为了保证房间温度的均匀性和舒适度,要保证覆盖材料层厚度。施工单位在施工时若不按照设计间距去布置盘管,为了取悦住户随意将盘管间距缩小,这样使得系统的供热量大于热负荷,房间的温度会偏高。

三、地板辐射采暖系统室内温度偏低的原因

(一)直接采用集中式散热器采暖系统的回水作为热媒供暖

从理论上来说采用集中式采暖系统的回水作为热媒进行低温地板辐射采暖温度是可行的,但是由于地板辐射采暖系统弯头多,容易堵塞,这就要求水中的杂质要少,因此如果要采用集中式采暖系统的回水作为热媒,就必须进行过滤,即使低温地板采用符合设计要求的热媒供热,采暖盘管也要进行定期的清洗,否则系统运行时间一长也会出现堵塞,使管道中的流量减少,甚至停止供暖。 一般每3~5 a清洗一次,主要采用高压清水清洗法。

(二)房间的家具布置对换热量的影响

房间的家具占房间整个面积的多少直接影响着换热量,一般房间家具布置的面积占整个房间面积的30%~50%,而在采暖系统设计时设计人员有时不考虑这个因素或者考虑的量偏少,从而使得实际的散热面积小于设计值,房间的温度便低。

另外对于采用集中供暖分户热计量或采用分户独立热源的住宅,应考虑间歇供暖、户间建筑热条件和户间传热等因素,房间的热负荷计算应增加一定的附加量,否则设计计算的热负荷偏小,同样也会使房间温度偏低。

四、地板式采暖施工中常见问题及注意事项

1、保温板有水渗入。由于夏季暴风雨较多,施工现场的外墙尚未安装门、窗,常出现雨水飘入房间现象,导致结构层有集水,倘若出现在保温板铺设之前,应在地面干燥后铺设方可,若出现在保温板开始铺设到混凝土回填过程中时,问题就变得非常棘手。保温层渗水后会导致保温板保温效果急剧下降,造成能量严重浪费,重新铺设则工程成本和工期都会受到防护措施,防止雨水进入施工现场。

2、地盘管大部分为PEX、PERT、PPR 等塑料制品,施工别是混凝土浇筑过程中极易损坏。保护好盘管材料至关重要。管材和管件在运输、装卸、搬运时应轻放,不得抛、摔、拖。管材和管件堆放存储时应具有良好的通风条件,远离热源及受油、化学物品污染的地方。管材应水平堆放在平整的地面上,不得采用块状或条状物体支垫,不得随意堆放和暴晒。

3、地板内应预留的孔洞,应提前预留好,坚决禁止铺设完管道后有任何钻孔、开洞行为甚至钉钉子、射钉作业;施工人员,特别是混凝土浇筑人员,现场施工时,应穿胶底鞋,不能穿铁掌鞋;妥善保管好自己的工具,避免对管材造成损坏。

4、注意分集水器安装后的防护。首先分集水器的安装时间不宜过早,应在整个系统试压前安装较妥。分集水器上的各种阀件和其它配件较易损坏,故一旦安装就位,在工程交工前,必须妥善防护,如包裹、封堵、先拆下部分易损件等防护措施都是十分必要的。

5、在深秋初冬时节施工时要注意地暖管防冻。深秋初冬时节,昼夜温差较大,夜间温度常在零度以下。地暖管在浇筑混凝土保护层时及以后相当一段时间内,必须是注水带压的,在这样的气候下,如不采取防冻措施,就有冻裂管道的危险。在此季节施工,不仅要对施工现场采取加热保温措施,而且在泄压放水后,应用空压机将管路中的积水吹干。

6、地暖施工人员加强盘管的打压工作。至少应打三次压。盘管安装完毕后,进行第一次打压;混凝土施工完毕后,进行二次打压;地面面层施工完毕后,进行三次打压。为保证重点工序施工质量,在混凝土施工过程中,压力表应保持压力,施工人员随时注意压力变化。地板采暖使用寿命长,但一旦损坏进行维护几乎不可能,所以地板采暖施工要求高,需要有经过专门训练的专业队伍施工。另外,管理部门应加强对用户的管理,防止对地面的破坏性装修。

结语

低温热水地板辐射采暖方式因其节能、具有高舒适度等特点,经济效益和社会效益都十分明显,在我国己经得到越来越多的应用。但由于目前该技术还不成熟,在应用中会出现很多问题。因此,在施工中按要求施工,要注意细节问题,将其隐患消除。本文就室内温度达不到舒适温度的要求进行了分析,并提出了改善室内温度分布的办法,以供参考。

参考文献: