Автоматическая система каскадносвязанного регулирования процесса водоподготовки

Автоматическая система каскадносвязанного регулирования процесса водоподготовки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СаНИ СОВЕТСНИХ сбциАлистичесиих

РЕСПУБЛИН

ЙЗСУДЯРСТВЕННЫЙ НОМИ7ЕТ СССР

00 ДЕЛМе ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ (21) 3467767/18-24 (22). 15.03.82, 46) 07.06.83. 6юл. 11 21 ;72) I1.8. KI@yna, D. $. Золоту

9.A. Губенко.,; 6.Й. Псахис и И;А, Самородов (53} 621.646 3 (088.8) ,. (56) 1.:Иивилов Л.И. и др. Автоматиэацйя водоподготовительных установок тепловых электростанций. H., 1976, с ° 22-24.

2..Дополнение 1г 1 к.технологичес кому регламенту ф 4 производства кальцинированной соды It. 1. Стерлитамак, Стерлитамакское ПО "Сода", 1978 (прототип). (54}(57) АВХОМАтическАЯ систеиА кАс: КАДНОСВЯЗАНИОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕС"

СА ВОДО/ВДГОТОВКИ,.содержащая первый теплообменник, на линии греющего вара : которого .установлен регулирующий

:орган, соединенный с выходом первого регулятора, первый вход которого соединен с датчиком температуры, ус- тановленным на. выходе воды иэ первого теплообменника, второй теплообменник,:первый вход которого соединен .с линией подачи -воды, а первый вы::ход воды через датчик расхода - с аходом первого теплообменника, второй вход второго теплообменника соединен с линией жидкостного теплоносителя, соединенной с. вторым выходом третьего теплообменника, а второй выходсо сливом жидкостного теплоносителя, блок предварения, вход которого соединен с датчиком расхода, деаэратор, первый вход которого соединен с линией подачи пара, на которой установлен регулирующий орган., связанный с вы1

„,Я0.„1022 19 А

Всю 6 В D 7/00 . G 05 D 23/00 кром вт И В ь регулятора, первый цап щ щу ро соединен с датчиком дЖаа®них лара, второй вход деаэратора соединен с первым выходом воды из. третьего теплообменника, первый вход воды которого соединен через аппврат химической очистки с выходом воды иэ первого теплообменника, а

870pGH вход - с линией подачи жидкостного теплоносителя, о т л и ч а . ю щ е е с.я тем, что, с целью повыше.. ния точности, регулирования системы в переходных режимах, она снабжена первым, вторым, третьим и четвертым элементами сравнения, первым и .вторым блоками соотношения, первым и @ вторым делителем, сумматором,:датчи-. ками температуры, установленными на входе и выходе воды второго теплообменника и соединенными с входами первого элемента сравнения, и датчиками температуры, установленными - ф на входе и выходе жидкостного теплоносителя второго теплообменника и соединенными с входами второго элемен- та сравнения, выход которого соединен через первый блок соотношения с пер-. вым входом первого делителя, второи вход KoT0p0fo соединен с выходом: первого элемента сравнения, а выход . с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с, блоком предварения, а выход - с вторым входом первого регулятора",система снабжена также датчиками температуры, установленными на входе и выходе воды третьего теплообменника и сое:диненными с входаМи третьего элемен.та сравнения, выход которого соединен с первым входом второго делителя, второй вход последнего соединен с

1022119 выходом второго блока соотношения, вход которого соединен с выходом четвертого элемента сравнения, пер.вый и второй входы которого соедине4

Изобретение относится к автомати" ческому регулированию процессов водоподготовки для котельных агрегатов и может найти применение как в химической .йромышленности, так и в а; других отраслях промышленности, ис" пользующих вторичные тепловые энерго. ресурсы, в частности, в производстве кальцинированной соды аммиачным способом при утилизации тепла жидковат- Щ ного теплоносителя, например дистилляр;: ной жидкости содового производства.

Известна двухпоэиционная система автоматического регулирования температуры исходной воды, подаваемой на осветлители, в которой основным входным воздействием для регулятора служит выходной .сигнал датчика температуры воды, установленный после подогревателя сырой воды. Кроме того,20 на,второй вход регулятора, через блок предварения поступает сигнал с датчика расхода. исходной сырой воды, Выходной сигнал, сформированный, двух позиционным регулятором температуры, поступает на исполнительный механизя изменяющий .расход пара в подогрева-тель. В качестве теплоносителя для на. грева воды используется первичный пар .сооственных нужд ТЭЦ или котельной.

Для обеспечения нормальной работы взвешенного шламового фильтра освет-. лителя регулирование температуры воды, поступающей на установку, долж; но осуществляться с точностью + I C .;35 в течение 1 ч в диапазоне 30-ЙО C Г 1).

Однако требуемая точность регулирования температуры воды в переходных режимах известной системой не обеспечивается, что приводит к 40 некачественной подготовке воды,и, в конечном итоге, к преждевременном выходу из строя котельного агрегата.

Наиболее близкой по техническому 45 решению к предлагаемой является система автоматического регулирования ны с датчиками температуры, установ ленными на входе и выходе жидкостного теплоносителя третьего теплообменника.

3 процесса водоподготовки, в которой предусмотрен предварительный нагрев химочищенной воды в дополнительном .теплообменнике с жидкостным тепло-.

1 носителем и ее деаэрация. Известная система включает регулятор температуры, один из входов которого связан с выходом датчика температуры воды после подогревателя, а второй через блок предварения - с выходом датчика расхода подогреваемой воды. Кроме того, данная система включает датчики контроля температуры химочищенной воды на входе в дополнительный теплообменник и на выходе из него, датчики контроля температуры жидкостного теплоносителя на входе в дополнительный теплообменник и на выходе иэ него, а также. датчики расхода химочищенной воды и разряжения в теплообменнике 1 2)

Однако известная система также не обеспечивает требуемая точность регулирования процесса водоподготовки в переходных режимах при изменении параметров, в частности жидкостного теплоносителя, что приводит к нарушеwe нормальной работы осветлителя и последующих аппаратов и, в конечном итоге, к нарушению равномерной подачи, кондиционной воды на ТЭЦ.

Целью изобретения является повы; шение точности автоматической системы регулирования процесса водоподго" товки в переходных режимах.

Поставленная цель достигается тем, что автоматическая система каскадносвяэанного .регулирования процесса водоподготовки, содержащая первый теплообменник, на линии греющего пара которого установлен регулирующий орган, соединенный с выходом первого регулятора, первый вход которого сое" динен с датчиком температуры, установленным на выходе воды из первого теплообменника,. второй теплообменник; первый вход которого соедйиен с линией подачи воды, а первый выход воды

1022 через датчик расхода - с входом первого теплообмен ника, второй вход второго теплообменника соединен слиниеи жидкостного теплоносителя, соединенной с

: вторым выходом третьего теплообменника, 5

,а второй выход - со сливомжидкостного теплоносителя, блок предварения, вход которого соединен с датчиком расхода, деаэратор, первый вход которого соединен слинией подачи пара, на которой ус- 10

: таноелен регулирующий орган, связанный .с выходом второго регулятора, первый вход которого соединен с датчиком давления пара, второй вход деаэратора соединен с первым выходом воды из третьего теплообменника, первый вход воды которого соединен через аппарат

:химической очистки с выходом воды из первого теплообменника, а второй вход». ,с линией подачи жидкостного теплоно,сителя снабжена первым. вторым, третьим и четвертым элементами сравнения, первым и вторым блоками coot нощения, первыми вторымделителями сум .матором, датчиками температуры, уста,новленными на входе и выходе воды второго теплообменника и соединенными с входаии первого элемента сравнения, и датчикаеи. температуры, установленными на входе и выходе жидкостного теплоносите. ля второго тепплообменника и соединенными с: входами второго .элемента сравнения, выход которого соединен через первый блок соотношения с первым входом первого делителя, второй вход которого соединен с вы-. ходом nepeoro элемента сравнения, а аиход " с первым входом сумматора, .второй вход которого соединен с блоком предварения, а выход — с вто- рым входом первого регулятора, система снабжена также датчиками темпе ратуры, установленными на входе и вы,ходе воды третьего теплробменника и соединенными с входами третьего элемента сравнения, выход которого 45 соединен с первым входом второго делителя, второй вход последнего соединен с выходом второго блока соотношения, вход которого соединен с выходом четвертого элемента сравне- 50 ния, первый и второй входы которого соединены с датчиками температуры, установленными на входе и выходе жидкостного теплоносителя третьего теплообменника. 55

На чертеже представлена структурная схема автоматической системы

119 ф каскадносвязанного регулирования процесса водоподготовки.

Автоматическая система каскаднссвя» занного регулирования процесса водоподготовки содержит первый теплообменник 1, на линии греющего пара которого Установлен регулирующий орган 2 соединенный с выходом nepsoro регулятора 3. Первый вход регулятора 3 соединен с датчиком 4 температуры, установленным на выходе воды из теплообменника 1. Вход теплообменника через датчик 5 расхода соединен с первым выходом воды второго теплообменника 6, на первый вход которого подается вода от источника (не показан). Второй вход второго теплообменника 6 соединен с линией жидкостного теплоносителя, которая соединена с вторым выходом третьего теплообменника 7, а второй выход тепло" обменника 6 соединен со сливом жидкостного теплоносителя.

Кроме того, система содержит блок

8 предварения, вход которого соединен с датчиком 5 расхода, деаэратор 9 и аппарат 10 химической очистки воды.

Первый вход деаэратора 9 соединен с линией подачи пара; на которой установлен регулирующий орган 11, связанный с выходом второго регулятора

12, у которого первый вход соединен с датчиком 13 давления пара. Второй вход деаэратора 9 соединен с первым выходом воды из третьего теплообменника 7, первый вход воды которого соединен через аппарат 10 химической . очистки с выходом воды из первого теплообменника l а второй входс линией подачи жидкостного теплоносителя.

Система снабжена установленными на входе и выходе воды второго тепло. обменника 6 датчиками 14 и 15 температуры, соединенными с входами первого элемента 16 сравнения, и установленными на -входе и выходе жидкостного теплоносителя второго теплообменника б датчиками 17 и 18 температуры, соединенными с входами второго элемента 19 сравнения, а также первым делителем 20, первый вход которого соединен с выходом первого элемента

16 сравнения, а второй его вход через первый блок 21 соотношения - с выходом второго элемента 19 сравнения.

Выход первого делителя 20 соединен с первым входом сумматора 22, второй вход которого соединен с выходом

5 1 блока 8 предварения. Выход сумматора

22 соединен с вторым входом первого регулятора 3.

Система снабжена также установленными на входе и выходе воды третьего теплообменника 7 датчиками 23 и 24 температуры, соединенными с входами третьего элемента 25 сравнения, и датчиком 26 температуры, установленным на входе жидкостного теплоносителя третьего теплообменника 7. Вы1 ход третьего элемента 25 сравнения соединей с первым входом второго делителя 27., второй вход которого через второй блок 28 соотношения соединен с выходом четвертого элемента 29 сравнения, а датчики 17 и 26 темпера туры соединены, с входами четвертого элемента 29 сравнения..

Автоматическая система каскадно связанного регулирования процесса водоподготовки работает следующим образом, В процесс подготовки воды для ТЭЦ входит ее нагрев, химическая очистка . и деаэрация. Вода нагревается паром в теплообменнике 1, Для экономии пара используются теплообменники 6 и 7, в которых .утилизируется тепло жидкостного теплоносителя. Нагретая вода поступает в деаэратор 9, где она деаэрируется и после деаэрации поступает на ТЭЦ.

В систему вода поступает от источ. ника (не показан) на первый вход теплообменника 6. В этом теплообменнике она предварительно нагревается жидкостным теплоносителем, который .подается противотоком от теплообменника 7 на второй вход теплообмен,ника 6. Предварительно нагретая вода в теплообменнике 6 через датчик 5 расхода подае ся яа вход теплообменника 1. Температура воды в теплообмен. нике 1 поддерживается постоянной при помощи регулирующего органа 2, установленного на линии пара, который используется для нагрева воды в этом теплообменнике. Управляющим сигналом для регулирующего органа 2 служит выходной сигнал регулятора 3. Основным параметром для регулятора 3 является температура на выходе воды иэ теплообменника 1, которая измеряется датчиком 4 температуры. Выходной сигнал датчика 4 температуры поступает на первый вход регулятора 3.

На второй вход регулятора 3 поступает корректирующий сигнал от суммато022119 . 6 ра 22, в котором суммируются сигналы, поступающие от блока 8.предварения и первого делителя 20. В де лйтеле 20 формируется сигнал отнощения разности температуры воды на входе и выходе теплообменника 6, которая измеряется датчиками 14 и

15 температуры и сравнивается в элементе 16 сравнения, к разности

10 температуры жидкостного теплоносителя на входе и выходе этого же теплообменника 6, измеренной датчиками ,17 и 18 температуры и умноженной яа постоянный коэффициент s блоке

15 21 соотношения.

В результате корректирующий сиг нал, поступающий на второй вход регулятора 3, позволяет учитывать возмущения, возникающие

20 . 1) от неравномерной. подачи жидкостного теплоносителя, обусловленной различным его потреблением другими объектами,"

2) при измерении технологических

25 режимов на других объектах, где используется жидкостной теплоноситель,"

3) от большого колебания температуры воды в источнике (например, при заборе воды из естественного водое-

3, ма) от неравномерной подачи воды от источника и др.

Аналогично формируется корректирую-, щий сигнал для второго регулятора 12.

Нагретая вода в теплообменнике 1

3- проходит химическую очистку в аппарате 10, из которого она поступает в третий теплообменник 7, где снова ,нагревается жидкостным теплоносителем, Нагретая и химически очищенная вода поступает в деаэратор 9, в котором она деаэрируется паром. Подача

,пара в деаэратор 9 регулируется при

45:

:помощи регулирующего органа 11,,:который управляется регулятором 12

rio отклонению величины давления пара от заданной величины, Регулирующее воздействие регулятора 12 корректиру ется в зависимости от отношения раз5( ности температуры воды при входе и выходе теплообменника 7, измеренной датчиками 23 и 24, к разности температуры жидкостного теплоносителя на входе и выходе этого же тепло55 обменника 7, умноженной на постоянный коэффициент в блоке 28 соотношения.

Разность указанных температур формируется в элементах 25 и 29 сравнения, 1022119

ВНИИПИ Заказ 4039/39 Тираж 874 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 а их отношение во втором делителе

21, выход которого соединен с вторым входом регулятора 12.

Таким образом, предлагаемая автоматическая система. каскадносвязанноlo регулирования процесса водоподготовки реализует комбинированное регулирование .по отклонению и возмуще нию. Получая упреждающую информацию о значительных колебаниях температуры воды или жидкостного теплоносителя, которые могут возникать при их . нестабильной подаче в систему или

8 при изменении .технологических режимов. в смежных производствах, такая система позволяет поддермивать температуру . нагреваемой воды с высокой точностью (+ 1 С ) в течение 1 ч в переходных режимах. Это улучшает работу аппаратов химической очистки, повышает степень утилизации тепла жидкостного теплоносителя, снижает расход пер"

10. вичного топлива на производствО пара.

Ожидаемый зкономический эффект от использования изобретейия составит

812 тыс. руб,в год.