第一章化工生产安全运行及控制
1.工业生产过程操作
现代工业生产过程存在的安全操作与控制问题:
a)开车、停车
b)工艺流程及设备间切换
c)工艺运行中安全控制
d)间歇生产过程操作
e)生产负荷的改变
f)异常状态下的紧急处理
对上述运行过程按一定的顺序操作;其他要求:
监视和管理整个生产过程
对生产过程进行规划、调度和决策
生产过程的异常现象记录,事故案例的积累以及安全操作与控制措施的总结
2. 影响工业生产的安全因素
生产设备特性的漂移
4.影响工业生产过程控制的因素
a.从负反馈角度分析:测量的影响
一些生产过程的变量很难测定
技术的发展,使过去某些不可测变量变为可测变量
间接测量:利用可测变量与相关模型,计算不可测量的变量
b.测不准原理:任何物体的一些成对的性质,比如位置和动量,不可能对两者同时精
5.工业生产自动控制.
6.企业生产过程管理与控制的递阶结构
生产过程→常规控制→先进控制→优化监控→决策调度
7.控制变量:需要控制的工艺变量
操纵变量,
8.工艺控制流程图,它是用自控设计的文字符号和图形符号在工艺流程图上描述生产过程自动控制的原理图。
9.间歇生产分析
a间歇生产过程:将有限量的物质,按规定的加
b间歇过程由多个分批操作的间歇设备单元和半操作设备单元组成。
10.间歇生产过程的特点:
周期性批量生产
物料状态和操作参数是动态的
柔性生产能力较强
工艺控制要求高
与连续过程相比具有生产能力低,能耗大的特点
间歇生产的投料、出料、混配、分离等作业单元往往是暴露性的,给安全运行和作业条件带来许多不利因素
11.间歇生产过程控制:
参数控制:涉及模拟信号的传输、变换和处理,其控制思想和目的与连续过程控制相似
顺序控制:涉及数字开关信号的通讯和处理,其控制目的主要是控制生产过程按配方规定的和状态有序地完成生产过程
12.连续生产分析
13.连续操作比间歇操作有许多优点:
第二,连续操作很容易实现缩短反应时间。
第三,连续操作容易实现节能。
第四,依靠物料本身的循环作为移热剂,反应热可以及时导出,并且使反应物的浓度相对降低,可以有效防止副反应;
14.化工过程:用化工方法对原料进行加工处理成为产品的过程称为化工过程。
化工过程分为两类:
一类是以化学反应为核心的化学反应过程,通常在化学反应器中进行;
16.单元操作特点
a物理过程;
b化工中共有操作,化工过程差别很大,但都由基本单元操作组成;
17.单元操作分类
热量传递过程:加热、冷却、蒸发。
质量传递过程:如蒸镏、吸收、萃取、膜分离等。
热力过程:如冷冻等。
第二章工艺流程安全分析
2.物料恒算:以质量守恒定侓为基础,在单位时间内进入系统的全部物料质量必定等于离开该系统的全部物料质量再加上损失掉的和积累起来的物料质量。
3.热量衡算:以能量守恒定侓为基础,即在稳定的条件下,进入系统的能量必然等于离开系统的能量和损失能量之和。
第四章车间装置与设备布置的安全分析
包括化工厂的定位、选址、布局和单元区域规划四方面的内容
2.工厂布局的安全问题工厂布局是一种工厂内部组件之间相对位置的定位问题,其基本任务是结合厂区的内外条件确定生产过程中各种机器设备的空间位置.获得最合理的物料和人员的流动路线。
化工厂布局普遍采用留有一定间距
3.工厂厂区一般可划分为以下六个区块:
4.车间平面布置:车间平面布置就是将生产设施、生产辅助设施、生活行政设施、其他特殊用户在平面上进行组合布置。
5.泵和压缩机:泵、离心压缩机、往复压缩机
6.换热器:列管式换热器、再沸器
第五章流体输送过程的安全分析
1.常见流体的输送方式及危险性分析
原理:流体由高位向低位流动
使用场合:工艺要求,由高位向低位设备输送;要求特别稳定的场合,设置高位槽,避免机械的波动
危险分析:液体向高位槽提升时,因流体摩擦易在高位槽产生静电火花而引燃物系
解决方法:控制流速;流体入口管插入液下;接地
B.空抽料
原理:通过真空系统的负压来实现流体输送
使用场合:主要用于间歇送料;不适用于输送易挥发的液体
危险分析:静电积累,引燃物系;空气混入,遇明火爆炸
解决方法:接地,输送管线采用金属;物料如是易燃液体,注意过程的密闭性
3.流体的体积如果不随压力及温度变化,这种流体称为不可压缩流体;如果随压力及温度变化,则称为可压缩流体。
实际流体都是可压缩的,当流体的体积随压力及温度变化很小时,一般把它看作不可压缩流体;
4.密度:单位体积流体的质量,称为流体的密度,用 表示,属于物性
在静止流体中,从各方向作用于某一点的压力大小均相等。
6.压力的基准压力可以有不同的计量基准,如果以
7.黏度:流体具有黏性,表征流体粘性的物理性质称为粘滞系数,简称黏度。
流体的黏度是流体种类及状态的函数,气体的黏度比液体小得多。
液体的黏度随温度升高而减小,气体的黏度则随温度升高而增大。
压强变化时,液体的黏度基本不变;气体的黏度随压强增加而增加得很少,在一般工程计算中可忽略不计,只有在极高或极低的压强下,才需考虑压强对气体粘度的影响。
8.反映管内流体流动规律的基本方程式有连续性方程式和伯努利方程式
流速越小,管径越大,管路投入(设备费用)越大,但同时,流体输送的动力消耗(操作费用)也越小。
10.稳定流动与不稳定流动:流体在管道中流动时,在任一点上的流速、压力等有关物理参数都不随时间而改变,这种流动称为稳定流动。
11.稳定流动系统的物料衡算――连续性方程
12.使用机械能衡算方程时,应注意以下几点:
a控制体的选取:
控制体内的流体必须连续、均质;
有流体进出的那些控制面(流通截面)应与流动方向相垂直,且已知条件最多;
b基准水平面的选取
13.实际流体流动时,会因为流体自身不同质点之间以及流体与管壁之间的相互摩擦而产生阻力,造成能量损失,这种在流体流动过程中因为克服阻力而消耗的能量叫阻力损失。
14.流体阻力产生的原因
b黏性是流体阻力产生的根本原因,其值越大,阻力越大。
不同流体在同一条管路中流动时,流体阻力大小不同;
同一种流体在同一条管路中流动时,也能产生
15.决定阻力大小的因素:内因(黏性),外因(边界条件),流体的流动形态(层流与湍流)。
16.流动形态的判断
直管内流动时,Re≤2000 层流
Re=2000~4000 过渡区
Re>4000 湍流
17.流体阻力的危害:
a.流体阻力越大,输送流体的动力消耗也越大,介质有可能在高压的危险状况
下输送流体;
b.流体阻力的增加还可能造成系统压力的下降,严重时将影响工艺的过程的正
18. 减少流体阻力的措施
在满足工艺要求的前提下,应尽可能减短管路;
在管路长度确定的前提下,应尽可能减少管件、阀件,尽量避免管路直径的
在可能的情况下,适当放大管径;
改善固壁对流动的影响:
减小管壁粗糙度,防止或推迟流体与壁面的分离
19 小结
连续性方程:222111A u A u ρρ=(稳定流动)
第七章 化工生产管路与管系安全措施
2.管件:用来连接管子、改变管路方向或直径、接出支路或封闭管路的附件总称。
3.阀件:用来开启、关闭和调节流量及控制安全的机械装置,也称阀门。
4. 化工管路布置原则:既要考虑到工艺要求,又要考虑到经济要求,还要考虑到操作方便与安全,在可能的情况下还要尽可能美观。
本文档为【化工单元安全操作1-7章整理】，请使用软件OFFICE或WPS软件打开。