Способ управления эрлифтом

Способ управления эрлифтом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет увеличить КПД эрлифта путем выбора оптимальных значений скорости смеси с учетом концентрации твердой фрак1ши. Измеряют давление в смесителе и в шахте на уровне погружения смесителя и уровень погружения. Определяют плотность и расход смеси, а также скорость смеси в подающей трубе. Изменяют подачу эрлифта путем регулирования расхода рабочего тела. Измеряют давление смеси в контрольных сечениях. Определяют удельный расход рабочего тела и скорость смеси, объемную концентрацию твердой фракции и соответствующую критическую скорость смеси. Сравни- .вают фактическое значение скорости смеси со значением критической скорости и по результату сравнения изменяют расход рабочего тела. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 1511 4 F 04 Г 1/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

®

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

rlpH rHHT СССР (21) 4 19637/25-29; 4 120661/25-29 (22) 24, 06,86

/ (46) 23.0?.89. Бюл. № 7 (71) Производственное энергетическое объединение "Экибастузэнерго" (72) С.А.Рабчинский (53) 621.6 ?1 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 909347, кл. Г 04 F 1/18, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1245766, кл. F 04 F 1/18, 1984. (54) СПОСОБ УПРАВЛН1ИЯ ЭРЛИФТОИ (») Изобретение позволяет увеличить

КПД эрлифта путем выбора оптимальных значений скорости смеси с учетом концентрации твердой фракции. Измеряют

Изобретение относится к насосостроению, в частности к эрлифтным гидроподъемам.

Цель изобретения — увеличение КПД путем выбора оптимальных значений скорости смеси с учетом концентрации твердой фракции.

На фиг. 1 приведен вариант устройства для реализации способа при контроле течения в .подъемной трубе эрлифта; на фиг. 2 — то же, при контроле течения в подающей трубе.

Устройство содержит подъемную трубу 1 эрлифта, в нижней части которой расположен смеситель 2 с подающей трубой 3 и трактом 4 подачи рабочего тела, сужающее устройство 5 и регулируемый клапан 6, воздухоотделитель

7, датчик 8 разности давлений нагружения в смесителе 2, регистратор

9 разности этих давлений, датчик 10 давление в смесителе и в шахте на уровне погружения смесителя и уровень погружения. Определяют плотность и расход смеси, а также скорость смеси в подающей трубе. Изменяют подачу эрлифта путем регулирования расхода рабочего тела. Измеряют давление смеси в контрольных сечениях. Определяют удельный расход рабочего тела и скорость смеси, объемную концентрацию твердой фракции и соответствующую критическую скорость смеси. Сравни.вают фактическое значение скорости смеси со значением критической скорости и по результату сравнения изменяют расход рабочего тела. 2 ил. давления на уровне погружения смеси теля 2 с регистратором 11, датчик

f2 уровня погружения смесителя 2 с ф„, регистратором 13, датчик 14 перепада давлений на сужающем -устройстве 5 с ра регистратором 15, датчик 16 давления перед сужающим устройством 5 с регист ратором 17, датчик 18 температуры ра- бочего тела перед сужающим устройством 5 с регистратором 19, датчик 20 давления в контрольных сечениях подъемной трубы 1 с регистраторами 21, задатчик 22 плотности транспортируемой твердой фракции, задатчик 23 плотности несущей фазы, эадатчик 24 плотности рабочего тела в нормальном состоянии и задатчик 25 средневзвешенного диаметра частиц транспортируемой твердой фракции, преобразователи 26 плотности смеси, преобразователи 27 подачи, 3 146043 преобразователи 28 расхода рабочего тела, преобразователи 29 удельного расхода рабочего тела, преобразователи .30 удельного расхода в подъемной трубе t, преобразователи 31 ско5 рости смеси, преобразователи 32 дифференциальной плотности смеси, пре-. образователи 33 и 34 объемной концентрации твердой фракции гидросмеси и . пневмогидросмеси, преобразователи

35 скорости свободного падения частиц в смеси, преобразователи 36 скорости стесненного падения частиц в смеси, преобразователи 37 критической скорости, преобразователи 38 опытной константы критической скорости, элементы 39 сравнения, оптимиза» тор 40 скорости смеси, регулятор 41 скорости смеси, блок 42 управления и 20 исполнительный механизм 43.

На фиг. 1 показаны блоки 20, 21

30, 31, 32, 34-39, относящиеся только к одному контрольному сечению.

Способ управления эрлифтом осу- 25 ществляется устройством следующим образом (фиг. 1).

Транспортируемая гидросмесь поступает в нижнюю часть эрлифта: подающую трубу ), смеситель 2 и нижнюю часть подъемной трубы 1 и создает уровень h погружения смесителя 2 и, соответственно, давление Р„ на уровне погружения смесителя 2.

По тракту 4 через сужающее устройство 5 и регулируемый клапан 6 в смеситель 2 подают рабочее тело (с температурой.t),êoòîðîå проходя через сужающее устройство 5, создает на нем перепад давления ЬР,„и абсо- 40 лютное давление Р „перед ним. В смесителе 2 образуется пневмогидросмесь, которая за счет энергии рабочего тела транспортируется .эрлифтом, по подъемной трубе 1 в воздухоотделитель 7. Гидросмесь, двигаясь по по-, дающей трубе 3, создает разность

ДР„ между давлениями Р„ и Р в смесителе 2, Пневмогидросмесь, транспортируемая по .подъемной трубе 1, имеет соответствующее давление Р в каждом соответствующем Z-м сечении подъемной трубы 1.

Измеряют. датчиками 8, 10, 12, 14,,16, 18 и 20 значения параметров 6P„y .Р„, h, 6Ро, Р„, t, Pz. Сигналы с выходов датчиков 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 поступают соответственно на регистраторы 9, 11, 13, 15, 17, 19, 4

21, где преобразуются в пропорциональные унифицированные сигналы. Задатчиками 22-25 задают соответственно значения плотностей: p, — транспортируемой твердой фракции пневмогидросмеси, p„ — несущей фазы ппевмогидросмеси, 1„ „- рабочего тела в нормальном состоянии (при давлении

Рном и температуре Тном) H средне взвешенного диаметра d „частиц твердой фракции.

По сигналам" от регистраторов 11 и

13, соответствующим значениям давления Р„ и уровня h, в преобразователе 26 определяют истинное мгновенное значение плотности транспортируемой гидросмеси P . В преобразователе

27 определяют истинное мгновенное значение подачи эрлифта Я..

По сигналам регистраторов 15, 17 и 19 и задатчика 24, соответствующим,значениям перепада давления Ро,„, давления Р „, температуры t u плотности „ом, в преобразователе 28 определяют мгновенное значение объемного расхода рабочего тела эрлифта (по тракту 4), приведенное к нормальным условиям (к давлению Р„ „ и температуре Т„ ), Q» по которому с учетом сигнала от преобразователя 27, соответствующего подаче, в преобразователе 29 определяют мгновенное значение удельного расхода рабочего тела эрлифтом о, по которому,с учетом сигналов от регистраторов 21, соответствующих давлениям Р, в соответствующих преобразователях 30 определяют мгновенные значения удельных расходов рабочего тела в контролируемых сечениях подъемной трубы 1

С учетом сигнала от преобразовате-.. ля 27, соответствующего подаче Q в преобразователях 3 1 определяют мгновенные значения скоростей смеси в контрольных сечениях подъемной трубы 1 Ч

По сигналам задатчиков 22-24 и преобразователей 29 и 30, соответствующих значениям плотностей p,, P и удельных .расходов q> qz в преобразователях 32 определяют мгновенные значения дифференциальных относительных плотностей твердой фракции в пневмогидросмеси в Е-х контрольных сечениях а

По сигналам от преобразователя 26 и задатчиков 22 и 23, соответствующих значениям плотностей р

1460434

, преобразователе 33 определяют мгновенные значения объемной концентрации транспортируемой твердой фракции в гидросмеси S, по которым с уче5 том сигналов от преобразователей 30, соответствующих значениям удельных расходов и, в преобразователях 34 определяют мгновенные значения объемных концентраций твердой фракции в 10 пневмогидросмеси в контрольных сечениях S

По сигналам от преобразователей

32 и задатчика 25, соответствующим значениям дифференциальных относи- 15 тельных плотностей а и диаметра d, в преобразователях 35 определяют мгновенные значения скоростей свободного падения частиц твердой фракции в пневмогидросмеси в контроль- 20 ных сечениях Б„,по которым с учетом сигналов от преобразователей 34 и задатчика 25, соответствующих значениям объемных концентраций S и диаметра d, в преобразователях 36 on- 25 ределяют мгновенные значения скоростей стесненного падения частиц транспортируемой твердой фракции в пневмогидросмеси в контрольных сечениях (!

U+z. 30

По сигналу от задатчика 25, соответствующему значению диаметра d в преобразователе 38 определяют значение опытной константы критической скорости К.

С учетом сигналов от преобразователей 32, 34, 36, соответствующих значениям дифференциальных относительных плотностей а, объемных концентраций S и скоростей стесненного па- 40 дения U„", в преобразователях 37 определяют мгновенные значения критических скоростей транспортирования частиц твердой фракции в пневмогидросмеси в контролируемых сечениях — .45

UÄ>Ä, которые являются требуемыми минимально допустимыми значениями скорости движения пневмогидросмеси в Е-м сечении подъемной трубы 1, обеспечивающими наиболее эффективные и эконо- 50 мичные режимы транспортирования частиц твердой фракции.

По сигналам от преобразователей

37 и 31, сооветствующим требуемым

U è истинным V значениям скоростей пневмогидросмеси, в элементах 39 сравнения определяют только положительную разность между ними Ч

В оптимизаторе 40 определяют максимальное рассогласование между требуемым и истинным значениями скоростей во всех контрольных сечениях

h,V „= макс(67 ), I по которому регулятором 4 1 через блок

42 управления исполнптельныи механизмом 43 регулируемого клапана 6 изменяют расход рабочего .тела и таким образом регулируют скорость "движения пневмогидросме си по подъемной трубе 1 до тех пор, пока мгновенные значения скоростей V не станут меньше требуемых минимально допустимых значений скоростей Ut, в любом иэ контрольных сечений Vz U« (при этом разность этих сигналов равна AU = О).

Способ управления эрлифтом на примере устройства по фиг. 2 осуществляется следующим образом.

Гидросмесь, двигаясь по подающей трубе 3, создает разность давлений аР между давлением погружения Р и давлением в смесителе Р эрлифта.

Измеряют датчиками 8, 10 и 12 зна- . чения параметров дР, Р„ и h. Сигналы с выходов датчиков 8, 10 и 12 поступают соответственно на регистраторы 9, 11 и 13. Задатчиками 22, 23 и

25 задают значения плотности твердой фракции р, плотности несущей фазы гидросмеси и и средневэвешен " н ный диаметр частиц твердой фракции

По сигналам от регистраторов 11 и

13, соответствующим значениям давлений Р„ и уровня h, в преобразователе

26 определяют мгновенное значение плотности гидросмеси,„ .

С учетом сигнала от регистратора

9, соответствующего разности давлений b,Ð, в преобразователе 3 1 определяют мгновенное значение скорости гидросмеси в подающей трубе 3, по которому в преобразователе 27 определяют мгновенное значение подачи эрлифп,..

По сигналам от эадатчиков 22 и 23, соответствующим значениям плотностей твердой фракции рт и несущей фазы в преобразователе 32 определяют значение дифференциальной относительной плотности транспортируемой твердой фракции, по которому с учетом сигналов от задатчика 23 и преобразователей 26 и 27, соответствующих эна1460434 чениям плотности несущей фазы плотности гидросмеси р« и подачи Я, в функциональном преобразователе 27 определяют мгновенное значение пода5 чи эрлифта по твердой фракции Я, С учетом сигнала от преобразователя 27, соответствующего значению подачи Q, н преобразователе 33 определяют мгновенное значение объемной концентрации твердой фракции в несущей фазе гидросмеси S.

По сигналам от преобразователя 32 и задатчика 25, соответствующим значениям дифференциальной относитель- 15 ной плотности а и средневзвешенного диаметра частиц твердой фракции d < в преобразователе 35 определяют значение скорости свободного падения частиц твердой фракции в несущей 2О фазе гидросмеси Urr,. С учетом сигналов от преобразователя 33 и задатчи-ка 25, соответствующих мгновенному значению концентрации S и значению средневзвешенного диаметра частиц 25

d, в.преобразователе 36 определяют мгновенное значение скорости стесненного падения частиц твердой фракции в несущей фазе гидросмеси в подающей трубе 3 Б ЗО

По сигналу от задатчика 16, соответствующему значению средневзвешенного диаметра частиц d, в преоб. разователе 38 определяют значение опытной константы критической скорос-.35 ти К.

По сигналам от функциональных преобразователей 38, 32, 33 и 36, соответствующим значениям опытной константы критической скорости К, значе- 4О ниям дифференциальной относительной плотности а, значениям концентрации твердой фракции S и значениям скорости стесненного падения частиц тверlI дой фракции U+ в преобразователе 37 45 определяют значение критической скорости транспортирования частиц твердой фракции по подающей трубе 3— которое является требуемым мгноВенным минимально допустимым значени- 5О ем скорости движения гидросмеси в подающей трубе, обеспечивающей наиболее эффективное и экономичное транспортирование частиц твердой фракции по ней.

По сигналам от преобразователей 37 и 31, соответствующим требуемому UÄ и истинному V значениям скоростей гидросмеси в подающей трубе 3 эрлифта, которые поступают на регулятор

41 и далее через блок 42 управления на исполнительный механизм 43 регулируемого клапана 6, регулируют скорость гидросмеси в подающей трубе 3, изменяя расход рабочего тела. Если значение скорости гидросмеси в подающей трубе 3 меньше (больше) требуемого, минимально допустимого критического, значения V U (V ) U ) рекр Зср э гулятор 41 отрабатывает разность сигналов и с помощью блока 42 управления и исполнительного механизма 43 открывает (закрывает) регулируемый клапан 6, увеличивая (уменьшая) расход рабочего тела по тракту 4 подачи.

Тем самым он увеличивает (уменьшает) скорость гидросмеси в подающей трубе

3 до тех пор, пока ее значение не будет равняться требуемому минимально допустимому V = U

Это позволяет стабйлизировать мгновенные значения скорости гидросмеси в подающей трубе на уровне минимально допустимых критических значений, обеспечивающих наиболее эффективное и экономичное транспортирование частиц твердой фракции по подающей трубе, предотвратить закупорки подающей трубы, повысить надежность и экономичность работы эрлифта.

Формула изобретения

Способ управления эрлифтом заключающийся в измерении давлений в смесителе и в шахте на уровне погружения смесителя, уровня погружения, определении плотности и расхода смеси, определении скорости движения смеси подающей трубе и изменении подачи эрлифта путем регулирования расхода рабочего тела, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения КИД путем выбора оптимальных значений скорости смеси с учетом концентрации твердой фракции, измеряют давление смеси в контрольных сечениях, определяют удельный расход рабочего тела и скорость смеси, определяют объемную концентрацию твердой фракции и соответствующую критическую скорость смеси, сравнивают фактическое значение скорости смеси со значением критической скорости и по результату сравнения изменяют расход рабочего тела.

1460434

1460434

Составитель К. Староверов

Редактор Л.Шандор Техред М. Ходанич Корректор М.Шар оши

Заказ 521/4 1 Тираж 520 . Подписное

I м

gggHQN Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина 101