Способ автоматического управления непрерывнодействующей брагоректификационной установкой

Способ автоматического управления непрерывнодействующей брагоректификационной установкой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 551359 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22,01.75 (21) 2100717/13 с присоединением заявки № (23) Приоритет(43) Опубликовано 25 03 77 Бюллетень № 11 (45) Дата опубликования описания 22.04.77 (51) М. Кл.

С 12 F 1/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений н открытий (53) УДК 663.551.

414 (088. 8) Л. А. Аксельрод, В. Р, Сатановский и N, Л. ндвтьиттейн1 »t .

», iyt, »t. tt».» g!Jl!!

Всесоюзный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт автоматизации пишевой промышленности (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

НЕПРЕРЫВНОДЕЙСТВУЮЩЕЙ БРАГОРЕКТИФИКАЦИОННОЙ

УСТАНОВКОЙ

Изобретение относится к автоматизации процесса ректификации спирта преимушественно на непрерывнодействуюших установках с передачей продукта в паровой фазе, например, на установках прямого действия (системы КТИПП) или на установках косвенно-прямоточного действия (двухпоточного типа.) .

Оно может применяться при автоматизации брагоректификационных установок дру- щ гих типов (например, косвенного действия), а также при автоматизации ректификационных установок.

Известен способ автоматического управления непрерывнодействуюшей брагоректифи- у кационной установкой, предусматриваюший стабилизацию отбора спирта-ректификата, регулирование расходов пара и охлаждаюшей воды, регулирование расхода бражки, осушествленной в зависимости от рассогласования gp заданного и текущего значения промежуточного параметра, например, по расходу бражного дистиллята, по температуре в контрольной зоне бражной колонны и измерения параметра, характеризуюшего концентрацию 25 спирта в контрольной зоне ректификационной колонны (например, температуры, упругости паров) fl).

Недостаток этого способа заключается в том, что информация о режиме ректификационной колонны при регулировании расхода бражки передается только через процесс (уровень эпюрата) в искаженном помехами виде и с запаздыванием. Обшее время регулирования может достигать 3-4 час.

Кроме того, способ сложен и пригоден только для управления брагоректификационными установками косвенного действия.

12елью изобретения является повышение быстродействия систем управления.

Это достигается тем, что заданное значе» ние промежуточного параметра корректируют в зависимости от рассогласования текущего и заданного значения параметра, характеризуюшего концентрацию спирта в контрольной зоне ректификационной колонны.

При управлении брагоректификационными установками с передачей продукта в паровой фазе в качестве промежуточного параметра используется непосредственно расход бражки

551359 (корректируется задание контуру стабилизации расхода бражки).

При управлении брагоректификационными установками других типов в качестве промежуточного параметра используется расход дистиллята, температура в контрольной зоне бражной колонны, уровень бражного дистиллята, производительность бражной колонны по абсолютному алкоголю и др.

На фиг. 1 изображена брагоректификаци- 1о онная установка косвенно-прямоточного действия; на фиг. 2 - то же, косвенного действия (в качестве промежуточного параметра показан расход бражного дистиллята).

Брагоректификационная установка косвен- is но-прямоточного действия (см. фиг. 1) состоит из бражной колонны 1 с эпюрируюшей насадкой 2 и подогревателем 3 бражки, ректификационной колонны 4 с подогревателем

5 бражки, а также из эпюрационной колонны 20

6 жидкостного потока.

Питание бражка) 7, проходя последова/ тельно через подогреватели бражки, поступает на верхнюю тарелку эпюрируюшей насадки.

После очистки от головных примесей боль-5 шая часть спирта, поступившего с бражкой, направляется в ректификационную колонну по трубопроводу 8 в виде парового потока.

Меньшая часть спирта (около 30%), обогашенная головными примесями, после кон« денсации в подогревателе поступает в виде бражного дистиллята 9 в эпюрационную колонну, а оттуда в виде эпюрата 10 в ректификационную колонну.

Отбор спирта-ректификата 1 1 из ректифи- 5 кационной колонны стабилизируют с помошью контура, состояшего из датчика 12 расхода регулятора 13 и исполнительного механизма 14, Расход бражки регулируют по параметру, характеризуюшему концентрацию спир-40 та в контрольной зоне ректификационной колонны (на фиг. 1 в виде примера в качестве такого параметра использована температура).

Регулирование осушествляют каскадной системой, состояшей из стабилизируюшего кон- 45 тура (датчик 15 расхода бражки, регулятор

16 и исполнительный механизм 17) и корректируюшего контура (датчик 18 температуры и регулятор 19).

Реализация способа мало зависит от кон- струкции брагоректификационной установки.

Так, например, можно полностью устранить жидкостной поток 9 -6 -10 и совместить эпюрационную колонну 6 с эпюрируюшей насадкой 2, при этом способ автоматического управления не изменится.

В брагоректификационной установке косвенного действия расход бражки 7 регули« руют по промежуточному параметру (на фиг. 2 в виде примера по расходу бражного дистил 0 лята 9) с помошью контура, состояшего из датчика 18 расхода, регулятора 19 и исполнительного механизма 17. Задание регулятору 19 поступает с выхода регулятора 16 концентрации спирта в контрольной зоне рекгификационной колонны. Параметр, который ее характеризует (например, упругость паров}, измеряют с помошью датчика 20. Как в предыдушем варианте (см. фиг. 1) отбор спирта-ректификата 11 стабилизируют с помошью контура, состояшего из датчика 12 регулятора 13 и исполнительного механизма 14.

Помимо описанного, автоматическая система управления брагоректификационной уста ковкой может дополнительно включать в себя контуры регулирования подачи пара в колонны, контуры регулирования расхода охлаждаюшей воды и т.п. Способ реализации этих контуров определяется в основном технологическими особенностями каждого конкретного типа брагоректификационной установки и не влияет на способ автоматического управления.

Поэтому указанные дополнительные контуры для упрошения на чертежах не показаны.

Предлагаемый способ управления осушесч вляют следуюшим образом.

При необходимости изменения производительности брагоректификационной установки изменяют задание регулятору 13 (см. фиг. 1).

Контур 12-13-14 изменит в соответствии с этим расход спирта-ректификата 11.

Количество спирта, поступаюшего с браж кой 7 в установку, и количество спирта, о бираемого с готовым продуктом (спиртомректификатом 11), в этих условиях будет различным. Поэтому начнет меняться концентрация спирта в контрольной зоне ректификационной колонны и характеризуюшая эту концентрацию температура. В соответствии с этим изменится выходной сигнал датчика

18. Регулятор 19 изменит задание стабилизируюшему контуру 15-16-17, что вызовет изменение расхода бражки 7.

Поскольку бражка проходит через подот реватель 5, в котором конденсируются пары из ректификационной колонны 4, изменение расхода бражки сразу же вызовет изменение режима ректификационной колонны 4 (в часч» ности, изменение давления).

Кроме того, изменение расхода бражки вызовет изменение режима бражной колонны

1 и ее эпюрируюшей насадки(21.

Изменения режимов ректификационной и бражной колонн вызовут такое изменение па рового потока, которое вернет концентрацию спирта и характеризуюшую ее температуру в контрольной зоне ректифккационной колонны к прежнему значению, причем эти изменения будут происходить достаточно быстро, так как паровой поток обладает незначительной

551359

Фиг. 7 инерционностью. Поэтому качество регулирования температуры (или, что эквивалентно, концентрации) в контрольной зоне ректификационной колонны будет достаточно высоким.

Соответственно выход всей установки на новую производительность (т.е. установление материального баланса по спирту) также будет происходить плавно и быстро.

При изменени концентрации спирта в бражке изменится вначале режим бражной колонны, а затем концентрация спирта в контрольной зоне ректификационной колонны. Контуры

18-19, 15-16-17 отработают такое возмушение аналогично тому, как это описано выше. 15

Способ, показанный на фиг. 2, осушествляется в основном аналогично описанному.

Единственная особенность состоит в следуюшем. При изменении концентрации спирта в контрольной зоне ректификационной колонны 2о (из-за изменения отбора спирта-ректификата или иэ за изменения концентрации бражки) изменится выходной сигнал датчика 20.

Регулятор 16 изменит задание регулятору 19. Контур 18-19-17 отработает это 25 изменение задания и установит расход бражки 7 и расход бражного дистиллята 9 на новых уровнях.

Изменение расхода бражного дистиллята вызовет изменение расхода эпюрата 10, что 30 в свою очередь, приведет к возврату в прежнее значение концентрации спирта в контрольной зоне ректификационной колонны.

Изменения режима бражной колонны 1 (например, при изменении концентрации браж-5 ки) частично компенсируются контуром 1819»17 без участия главного контура 20-1619. Если в качестве промежуточного параметра используют производительность бражной колонны по абсолютному алкоголю, то такого рода возмушения полностью компенсируются контуром 18«19-17 и на режиме ректификационной колонны не отражаются.

Формула изобретения

Способ автоматического управления непрерывнодействуюшей брагоректификационной установкой, предусматриваюший стабилизацию отбора спирта-ректификата, регулирование расходов пара и охлаждаюшей воды, регулирование расхода бражки, осушествляемое в зависимости от рассогласования заданного и текушего значения промежуточного параметра (например, по расходу бражного дистиллята, по температуре в контрольной зоне бражной колонны) и измерение параметра, характеризуюшего концентрацию спирта в контрольной зоне ректификационной колонны (например, температуры, упругости паров), о т— л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия системы управления, заданное значение промежуточного параметра корректируют в зависимости от рассогласования текушего и заданного значения параметра, характеризуюшего концентрацию спир та в контрольной зоне ректификационной колонны.

Источники информации, принятые в внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

N0 422767, МКл С 12 Г 1/04, 1971 (прототип).

551359

Составитель Г, Богачева

Редактор Е. Скляревская Техред А. демьянова Корректор Б. Югас

Заказ 88/15 Тираж 582 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4