Система автоматического управления многокорпусной выпарной установкой

Система автоматического управления многокорпусной выпарной установкой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ МНОГОКОРПУСНОЙ ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКОЙ, содержащая регуляторы давления греющего пара в первом корпусе и сокового пара в последнем корпусе, блок определения коэффициента теплопередачи впервом корпусе, вход которого соединен с датчиками расхода исходной жидкости в первый корпус, расхода жидкости на выходе из первого корпуса, датчиками температуры греющего пара на входе в первый корпус и вторичного пара на выходе из первого корпуса, температуры исходной жидкости в первый корпус и жидкости на выходе из первого корпуса, отличающаяся тем, что, с целью повыщения эффективности работы выпарной установки за счет снижения энергозатрат, она дополнительно содержит датчики расхода жидкости на входе в последующий корпус и на выходе из последнего корпуса, датчики температуры жидкости на входе и выходе из последнего корпуса , блок определения коэффициента теплопередачи в последнем корпусе, блок коррекции коэффициентов модели выпарной установки , блок определения удельной себестоимости процесса выпаривания, экстремальный регулятор, при этом датчики температуры греющего пара , вторичного пара на выходе из последнего корпуса, датчики расхода жидкости на входе в последующий корпус и на выходе из последнего корпуса, датчики температуры жидкости на входе и выходе из последнего корпуса соединены с входом блока определения коэффициента теплопередачи в последнем корпусе, вход «г блока коррекции коэффициентов модели вы (Л парной установки связан с выходами блоков определения коэффициентов теплопередачи в первом и последнем корпусах, а его выход подключен к входу блока определения удельной себестоимости, выход которого связан с входом экстремального регулятора , выход которого соединен с входом блока определения удельной себестоимости и через сглаживающие фильтры - с задатчиками регуляторов давления греющего пара в первом корпусе и сокового пара в последнем корпусе установки. оо О) О5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1б у

В е х ечээх др э(p

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3366246/23-26 (22) 23. 12.81 (46) 23.05.83. Бюл. № 19 (72) А. Е. Аникеев, М. 3. Кваско, В. В. Миленький и А. К. Плесконос (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрькой социалистической революции (53) 66.012-52 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 448020, кл. В 01 D 1/30, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 297367, кл. В 01 D 1/26, 1969. (54) (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ МНОГОКОРПУСНОГ1 ВЫПАРНОЛ УСТАНОВКОЙ, содержащая регуляторы давления греющего пара в первом корпусе и сокового пара в последнем корпусе, блок определения коэффициента теп. лопередачи в первом корпусе, вход которого соединен с датчиками расхода исходной жидкости в первый корпус, расхода жидкости на выходе из первого корпуса, датчиками температуры греющего пара на входе в пер-. вый корпус и вторичного пара на выходе из первого корпуса, температуры исходной жидкости в первый корпус и жидкости на выходе из первого корпуса, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы выпарной установки за счет снижения энергозатрат, она дополнительно со„„SU„„1018660 А зу51) B Ol D 130; G 05 D 27/00 держит датчики расхода жидкости на входе в последующий корпус и на выходе из последнего корпуса, датчики температуры жидкости на входе и выходе из последнего корпуса, блок определения коэффициента теплопередачи в последнем корпусе, блок коррекции коэффициентов модели выпарной установки, блок определения удельной себестоимости процесса выпаривания, экстремальный регулятор, при этом датчики температуры греющего пара, вторичного пара на выходе из последнего корпуса, датчики расхода жидкости на входе в последующий корпус и на выходе из последнего корпуса, датчики температуры жидкости на входе и выходе из последнего корпуса соединены с входом блока определения коэффициента теплопередачи в последнем корпусе, вход @ блока коррекции коэффициентов модели выпарной установки связан с выходами блоков определения коэффнцнентов теплопередачи в первом н последнем корпусах, а Е

его выход подключен к входу блока определения удельной себестоимости, выход кото- ф рого связан с входом экстремального регулятора, выход которого соединен с входом блока определения удельной себестоимости и через сглаживающие фильтры — с задатчиками регуляторов давления греющего па- 1 „ ) ра в первом корпусе и сокового пара в последнем корпусе установки. ОО

1018660

Однако известная система не обеспечивает максимальной эффективности работы

BY, так как не учитывает неоднозначности функций, связывающей величину коэффициента теплопередачи с критерием эффективности работы BY — переменной составляющей удельной себестоимости ведения процесса в различных рабочих циклах установ- 40 ки (от промывки до промывки). Этот недостаток сказывается в увеличении энергозатрат на процесс упаривания.

Цель изобретения — повышение эффективности работы выпарной установки за счет 4 снижения энергозатрат на единицу упарен45 ного продукта.

Поставленная цель достигается тем, что система автоматического управления многокорпусной выпарной установки дополнительно содержит датчики расхода жидкости на входе в последующий корпус и на выходе из последнего корпуса, датчики температур

Изобретение относится к системам автоматического управления вакуум-выпарными установками без промежуточного пароотбора, в частности, в пищевой, химической промышленностях, биохимических производствах и т.д.

Известна система автоматического управления многокорпусной выпарной установкой (BY), содержащая контуры регулирования давления греющего пара в первый корпус, расхода воды на барометрический конденсатор, уровня в каждом корпусе ВУ, концентрации раствора на выходе из установки (1).

Однако такая система не может обеспечить достаточно эффективного управления выпарными установками с точки зрения одного из наиболее эффективных критериев управления — удельной себестоимости ведения процесса, т.е. не обеспечивает достаточной эффективности управления установкой.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является система автоматического управления многокорпусной выпарной установкой, содержащая регуляторы давления греющего пара в первом корпусе и сокового пара в последнем корпусе, блок определения коэффициента теплопередачи в первом корпусе, вход которого соединен с датчиками расхода исходной жидкости в первый корпус, расхода жидкости на выходе из первого корпуса, датчиками температуры греющего пара на входе в первый корпус и вторичного пара на выходе из первого корпуса, температуры исходной жидкости в первый корпус и жидкости на выходе из первого корпуса (2). жидкости на входе и выходе из последнего корпуса, блок определения коэффициента теплопередачи в последнем корпусе, блок коррекции коэффициентов модели выпарной установки, блок определения удельной себестоимости процесса выпаривания, экстремальный регулятор, при этом датчики температу5

30 ры греющего пара, вторичного пара на выходе из последнего корпуса, датчики расхода жидкости на входе в последующий корпус и на выходе из последнего корпуса, датчики температур жидкости на входе и выходе из последнего корпуса соединены с входом блока определения коэффициента теплопередачи в последнем корпусе, вход блока коррекции коэффициентов модели выпарной установки связан с выходами блоков определения коэффициентов теплопередачи в первом и последнем корпусах, а его выход подключен к входу блока определения удельной себестоимости, выход которого связан с входом экстремального регулятора, выход которого соединен с входом блока определения удельной себестоимости и через сглаживающие фильтры — с задатчиками регуляторов давления греющего пара в первом корпусе и сокового пара в последнем корпусе установки.

На чертеже представлена схема системы.

Система, управляющая работой корпусов выпарной установки, содержит регулятор 1 давления греющего пара, вход которого связан с датчиком давления на линии греющего пара, а выход связан с исполнительным механизмом на линии греющего пара, регуляторы 2 и 3 уровня жидкости по корпусу, входы которых связаны с датчиком уровней в соответствующих корпусах, а выходы соединены с исполнительными механизмами, установленными на линиях подачи жидкости в соответствующий корпус, регулятор 4 концентрации жидкости на выходе из BY, вход которого связан с датчиком концентрации (плотности), размещенном на линии упаренного раствора, а выход соединен с исполнительным механизмом, размещенным на той же линии, и регулятор 5 давления вторичного пара на выходе из последнего корпуса, вход которого связан с датчиком давления вторичного пара на выходе из последнего корпуса, а вход — с исполнительным механизмом, расположенным на трубопроводе подачи охлаждающей воды в конденсатор 6. Система содержит блоки 7 и 8 определения коэффициентов теплопередачи, представляющие собой множительно-делительные блоки, выходы которых связаны с функциональным блоком 9 модели BY. Вход блока 7 связан с датчиком расхода исходной жидкости в первый корпус BY, датчиком температуры этой жидкости, датчиком температуры греющего пара, датчиком температуры вторичного пара, датчиком расхода раствора из первого корпуса. Вход блока 8 связан с датчиком расхода жидкости на входе в последний корпус ВУ и на выходе из последнего корпуса, датчиками температуры раствора на входе в последний корпус, температуры греющего пара на входе в, последний корпус, температуры вторичного пара на вы1018660 множительно-делительное устройство. На выходе этого устройства формируется сигнал, пропорциональный значениям коэффициентов модели BY. Зависимость каждого коэффициента от К, и К аппроксимируется зависимостью вида где С

55 ходе из последнего корпуса. Выход блока

9 связан с блоком 10, представляющим собой множительно-делительный блок определения переменной технологической составляющей удельной себестоимости процесса упаривания. Выход этого блока связан со входом экстремального регулятора 11. Выход экстремального регулятора связан с блоком 10 и со входами сглаживающих фильтров 12 и 13. Выход сглаживающего фильтра

12 связан с заданием регулятора 1, а выход фильтра 13 связан с заданием регулятора 5.

Система работает следующим образом.

Стабилизирующие контуры давления греющего пара в первом корпусе, давления вторичного пара на выходе из последнего корпуса, уровней жидкости по корпусу, концентрации жидкости на выходе из ВУ с помощью регуляторов 1 — 5 поддерживают соответствующие переменные на уровнях, равных заданным. В блок 7 поступают сигналы с датчиков расхода жидкости на входе в первый корпус и расхода жидкости на выходе из первого корпуса, датчиков температур греющего пара в первый корпус, вторичного пара из первого корпуса и исходного раствора. На выходе этого блока формируется сигнал, пропорциональный коэффициенту теплопередачи через стенки греющей камеры первого корпуса. Выходной сигнал формируется согласно функциональной зависимости к; (5вх- вых)Р Л-Зwх Свм 1вых-"Звх.Свх- » ,(О (твх 1 вых) где -К; — коэффициент теплопередачи через стенки греющей камеры первого корпуса;

S»„,,S „,— расходы жидкости на входе в первый корпус и на выходе из него соответственно;

С „ C „ -теплоемкости жидкости на входе в первый корпус и на выходе из него;

Тв„,Твв1„- температуры греющего пара в первый корпус и на выходе из него соответственно;

4хДвв,х -температура жидкости на входе в первый корпус и на выходе из него.

На вход блока 8 поступают сигналы с датчиков расхода жидкости на входе в последний корпус и расхода жидкости на выходе из последнего корпуса, датчиков температуры греющего пара на входе в последний корпус, вторичного пара на выходе из него, жидкости на входе в последний корпус, жидкости на выходе из последнего корпуса.

На выходе блока 8 формируется сигнал, пропорциональный коэффициенту теплопередачи через стенки греющей камеры последнего корпуса, согласно формулы (1). Выходные сигналы блоков 7 и 8 поступают на вход блока 9, представляющего собой

Р1 = Во +В1, К!+ Вя Кг (2) где Р-(1=1рз,1) — коэффициенты уравнения для технологической составляющей удельной себестоимости;

Во.,Вч,В ;числовые константы.

Сигналы, формируемые согласно формуле (2), с выхода блока 9 поступают на вход блока 10. Этот блок предназначен для формирования на выходе сигнала, пропорционального переменной технологической составляющей удельной себестоимости ведения процесса упаривания.

Выходной сигнал блока 10 определяется согласно алгоритму

P, + P+Do + Ps Go + Р4 GoDo (") -переменная технологическая составляющая удельной себестоимости ведения процесса; — коэффициенты, определяемые в блоке 8;

-расход греющего пара в первый корпус ВУ; расход охлаждающей воды на конденсатор.

Сигнал с выхода блока 10 поступает на вход экстремального регулятора ll, который предназначен для оптимизации режима работы ВУ поисковым методом. Для уменьшения инерционности системы управления поиск оптимальных значений управляющих воз- действий осуществляется не на объекте, а на модели. С этой целью выходные сигналы экстремального регулятора заводятся на блок

10, где они служат в качестве переменных— расхода греющего пара и расхода охлаждающей воды. Эти же сигналы передаются на фильтры 12 и 13, предназначенные для сгла- живания высокочастотных составляющих сигналов, поступающих на их входы. Сигнал с фильтра 12 заводится на задание регулятора 1 давления греющего пара. Путем изменения величины задания изменяется значение расхода греющего пара на входной линии в первый корпус.

Сигнз ч с фильтра 13 заводится на задание регулятора давления вторичного пара в последнем корпусе BY 2. Путем изменения величины задания раствора изменяется расход охлаждающей воды на входной линии конденсатора.

Предлагаемая система позволяет вести управление выпарной установкой оптимальным образом с точки зрения удельной себестоимости процесса упаривания. При этом

1018660

Составитель Т. Чулкова

Техред И. Верес Корректор О. Билак

Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор П. Коссей

Заказ 3579/4 происходит снижение затрат, в основном за счет экономии греющего пара и охлаждающей воды, а также максимизируется производительность ВУ по выпарной влаге. Данная система позволяет снизить затраты на процесс упаривания примерно 1,5 раза.