实验1 蒸发实验系统认知

一、实验目的

1、了解实验装置结构和组成。

2、了解信号的传输方式和路径。

3、掌握实验装置的基本操作。

4、了解常规控制系统的使用

二、实验设备

蒸发实验仿真系统、计算机

三、实验原理与介绍

1、系统简介

本蒸发系统用于料液的蒸发、浓缩。蒸发系统生产能力为 20L/MIN。该设备是一个缩小的蒸发站。是集电气，仪表，DCS 系统，工艺设备为一体的教学产品。应用本产品可完成电气实训课程，仪表检测与控制课程，PLC 应用与实验课程，工业自动化控制实践课程，自动化控制理论与实践，蒸发原理与实践等多学科理论与实践应用科目。能培养学生理论联系实际的能力。能在增强各学科知识点间连贯性上起到穿针引线的作用。控制实验系统包括对象系统和现场控制系统。控制系统与对象系统是一个整体。具体结构如图1-1所示。

图1-1 蒸发实验系统

2、支路分析

1) 介质流程

料液存储于料液进料罐中，料液经过循环泵（M102）的入口送至蒸发器（Z101）中。循环泵使料液在蒸发器中循环蒸发。一部分料液从循环泵出口分流到料液闪蒸罐，料液经过闪蒸后返回料液进料罐中。

2) 蒸汽流程

蒸发系统的蒸汽主要是二次蒸汽。蒸发器的二次蒸汽及冷凝水闪蒸罐及料液闪蒸罐闪蒸产生的闪蒸汽汇集于二次蒸汽管（管道 32）后进入冷凝器冷凝。

3) 热水流程

热水是蒸发器的热源。热水在热水加热罐中进行加热，加热后的热水经热水泵（M101）送至蒸发器的加热元件内部。热水经过与加热元件外部料液进行热交换后冷凝，冷凝水进入冷凝水闪蒸罐，闪蒸后的冷凝水返回热水加热罐。

4) 冷凝水流程

蒸发器产生的冷凝水进入冷凝水闪蒸罐进行闪蒸，闪蒸后的冷凝水进到料液加热罐中。

5) 冷却水流程

冷却水经冷却水泵(M103)送至冷凝器加热元件内部，冷却加热元件外部的二次蒸汽，热交换后的冷却水返回冷却水罐。

6) 真空流程

真空泵(M104)抽取冷凝器（L101）加热元件外部的气体，使冷凝器加热元件外部以及与其相连的二次蒸汽管和蒸发器罐体内部均为负压，这样料液在低于 100℃的情况下进行蒸发。

四、实验要求

1、了解整个系统的结构。

2、学会对系统进行模拟试车、手动控制和自动控制的操作。

五、实验内容与步骤

1、打开实验软件。

2、试车

在投料前需确认电机运转是否正确。阀门是否能开关，仪表有无显示等。

点动电机，无料时点动运行不超过 30 秒并且满足电机说明书所规定的无料试车时间及条件。

依次检查阀门能否按照规定开关，是否开度正常。仪表是否正常显示等。

3、手动控制

（1）分别打开储料罐、热水罐、冷水罐的进水阀门VA1、VA2、VA3，使三个罐体的液位达到80%以上后关闭这三个阀门。

（2）开启循环泵M102，调节FV102_F流量调节阀，使蒸发器中液位缓慢上升至50%左右，调节FV101_F流量调节阀，使液位稳定。

（3）开启热水泵M101，手动调节变频器M101_HZ。

（4）开启冷水泵M103。

（5）单击“加热器”按钮开启加热器，此时加热器指示灯显示绿色，表示正在加热。

4、自动控制

调节蒸发器液位、温度等变量至目标值，将画面右上方“手自动切换”开关旋至“自动”，系统进入自动运行。

5、停车

蒸发系统正常运行后需要停车时，需要依次停加热器、冷却电机、热水泵、循环泵，真空泵。

异常情况停车，按照具体部位停车即可。

六、实验总结

1、画出系统调试流程图；

2、按照实验操作步骤的提示进行操作，使系统达到以下状态并截图：

（1）系统处于自动状态

（2）蒸发器液位在50%左右

（3）储料罐、热水罐、冷水罐液位不低于50%

（4）蒸发器温度在50-60℃之间

（5）真空压力在-6~-4之间

（画面截图可另附页）