SU1018660A1 - Система автоматического управлени многокорпусной выпарной установкой - Google Patents

Abstract

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ МНОГОКОРПУСНОЙ ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКОЙ, содержаща  регул торы давлени  греющего пара в первом корпусе и сокового пара в последнем корпусе, блок определени  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, отличающа с  тем, что, с целью повыщени  эффективности работы выпарной установки за счет снижени  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 определени  коэффициента теплопередачи в последнем корпусе, блок коррекции коэффициентов модели выпарной установки , блок определени  удельной себестоимости процесса выпаривани , экстремальный регул тор, 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 определени  коэффициента теплопередачи в последнем корпусе, вход «г блока коррекции коэффициентов модели вы (Л парной установки св зан с выходами блоков определени  коэффициентов теплопередачи в первом и последнем корпусах, а его выход подключен к входу блока определени  удельной себестоимости, выход которого св зан с входом экстремального регул тора , выход которого соединен с входом блока определени  удельной себестоимости и через сглаживающие фильтры - с задатчиками регул торов давлени  греющего пара в первом корпусе и сокового пара в последнем корпусе установки. оо О) О5

Description

Изобретение относитс  к системам автоматического управлени  вакуум-выпарными установками -без промежуточного пароотбора , в частности, в пищевой, химической промышленност х, биохимических производствах и т.д.

Известна система автоматического управлени  многокорпусной выпарной установкой (ВУ), содержаща  контуры регулировани  давлени  греющего пара в первый корпус, расхода воды на барометрический конденсатор , уровн  в каждом корпусе ВУ, концентрации раствора на выходе из установки 1.

Однако така  система не может обеспечить достаточно эффективного управлени  выпарными установками с точки зрени  одного из наиболее эффективных критериев управлени  - удельной себестоимости ведени  процесса, т.е. не обеспечивает достаточной эффективности управлени  установкой .

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению  вл етс  система автоматического управлени  многокорпусной выпарной установкой, содержаща  регул торы давлени  греющего пара в первом корпусе и сокового пара в последнем корпусе, блок определени  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.

Однако известна  система не обеспечивает максимальной эффективности работы ВУ, так как не учитывает неоднозначности функций, св зывающей величину коэффициента теплопередачи с критерием эффективности работы ВУ - переменной составл ющей удельной себестоимости ведени  процесса в различных рабочих циклах установки (от промывки до промывки). Этот недостаток сказываетс  в увеличении энергозатрат на процесс упаривани . Цель изобретени  - повыщение эффективности работы выпарной установки за счет снижени  энергозатрат на единицу упаренного продукта. Поставленна  цель достигаетс  тем, что система автоматического управлени  многокорпусной выпарной установки дополнительно содержит датчики расхода жидкости на входе в последующий корпус и на выходе из последнего корпуса, датчики температур жидкости на входе и выходе из последнего корпуса, блок определени  коэффициента теплопередачи в последнем корпусе, блок коррекции коэффициентов модели выпарной установки , блок определени  удельной себестоимости процесса выпаривани , экстремаль ный регул тор, 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 температур жидкости на входе и выходе из последнего корпуса соединены с входом блока определени  коэффициента теплопередачи в последнем корпусе, вход блока коррекции коэффициентов модели выпарной установки св зан с выходами блоков

определени  коэффициентов теплопередачи в первом и последнем корпусах, а его выход подключен к входу блока определени  удельной себестоимости, выход которого св зан с входом экстремального регул тора, выход которого соединен с входом блока

определени  удельной себестоимости и через сглаживающие фильтры - с задатчиками регул торов давлени  греющего пара в первом корпусе и сокового пара в последнем корпусе установки.

На чертеже представлена схема системы .

Система, управл юща  работой корпусов выпарной установки, содержит регул тор 1 давлени  греющего пара, вход которого св зан с датчиком давлени  на линии греющего пара, а выход св зан с исполнительным механизмом на линии греющего пара, регул торы 2 и 3 уровн  жидкости по корпусу, входы которых св заны с датчиком уровней в соответствующих корпусах , а выходы соединены с исполнительными механизмами, установленными на лини х подачи жидкости в соответствующий корпус, регул тор 4 концентрации жидкости на выходе из ВУ, вход которого св зан с датчиком концентрации (плотности). размещенном на линии упаренного растиора , а выход соединен с исполнительным механизмом , размещенным на той же линии, и регул тор 5 давлени  вторичного пара на выходе из последнего корпуса, вход которого св зан с датчиком давлени  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 определени  коэффициентов теплопередачи, представл ющие собой множительно-делительные блоки, выходы которых св заны с функциональным блоком 9 модели ВУ. Вход блока 7 св зан с датчиком расхода исходной жидкости в первый корпус ВУ, датчиком температуры этой жидкости, датчиком температуры греющего пара, датчиком температуры вторичного пара, датчиком расхода раствора из первого корпуса. Вход блока 8 св зан 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 выходе из последнего корпуса. Выход блока 9 св зан с блоком 10, представл ющим собой множительно-делительный блок опредедени  переменной технологической составл ющей удельной себестоимости процесса упаривани . Выход этого блока св зан со входом экстремального регул тора 11. Выход экстремального регул тора св зан с блоком 10 и со входами сглаживающих фильтров 12 и 13. Выход сглаживающего фильтра 12 св зан с заданием регул тора 1, а выход фильтра 13 св зан с заданием регул тора 5. Система работает следующим образом. Стабилизирующие контуры давлени  греющего пара в первом корпусе, давлени  вторичного пара на выходе из последнего корпуса , уровней жидкости по корпусу, концентрации жидкости на выходе из ВУ с помощью регул торов 1-5 поддерживают соответствующие переменные на уровн х, 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 формируетс  сигнал, пропорциональный коэффициенту теплопередачи через стенки греющей камеры первого корпуса. Выходной сигнал формируетс  согласно функциональной зависимости (Sw-SBbKXao ain-SBbi; -CBW-tBbH SM-c«.4x ,„ ,1 F) 1Тв5(Твых) где-Ki -коэффициент теплопередачи через стенки греющей камеры первого корпуса; Sg3j,S y -расходы жидкости на входе в первый корпус и на выходе из него соответственно; С хС уд-теплоемкости жидкости на входе в первый корпусИ на выходе из него; Тдх,Тац - температуры греющего пара в первый корпус и на выходе из него соответственно; Цх)1вых -температура жидкости на входе в первый корпус и на выходе из На вход блока 8 поступают сигналы с датчиков расхода жидкости входе в последний корпус и расхода жидкости на вь1ходе из последнего корпуса, датчиков температуры греющего пара на входе в последНИИ корпус, вторичного пара на выходе из него, жидкости на входе в последний корпус, жидкости на выходе из последнего корпуса. На выходе блока 8 формируетс  сигнал, пропорциональный коэффициенту теплопередачи через стенки греющей камеры последнего корпуса, согласно формулы (1). Вь1ходные сигналы блоков 7 и 8 поступает на вход блока 9, представл ющего собой множительно-делительное устройство. На выходе этого устройства формируетс  сигнал, пропорциональный значени м коэффициентов модели ВУ. Зависимость каждого кЪэффициента от К, и К2 аппроксимируетс  зависимостью вида Р; BOJ + В,-, - Kt -Ь Bji Кг (2) гдеР(()1ЯМ)- коэффициенты уравнени  дл  технологической составл ющей удельной себестоимости; Во,,В1-„В.25-числовые константы. Сигналы, формируемые согласно формуле (2), с выхода блока 9 поступают на вход блока 10. Этот блок предназначен дл  формировани  на выходе сигнала, пропорционального переменной технологической составл ющей удельной себестоимости ведени  процесса упаривани . Выходной сигнал блока 10 определ етс  согласно алгоритму С Р, + PS GO + переменна  технологическа  составл юща  удельной себестоимости ведени  процесса; P,,P2,Pj,F - коэффициенты, определ емые в блоке 8; DO -расход греющего пара в первый корпус ВУ; GO расход охлаждающей воды на конденсатор . Сигнал с выхода блока 10 поступает на вход экстремального регул тора 11, который предназначен дл  оптимизации режима работы ВУ поисковым методом. Дл  уменьшени  инерционности системы управлени  поиск оптимальных значений управл ющих воздействий осуществл етс  не на объекте, а на модели. С этой целью выходные сигналы экстремального регул тора завод тс  на блок 10, где они служат в качестве переменных расхода греющего пара и расхода охлаждающей воды. Эти же сигналы передаютс  на фильтры 12 и 13, предназначенные дл  сгла- живани  высокочастотных составл ющих сигналов , поступающих на их входы. Сигнал с фильтра 12 заводитс  на задание регул тора 1 давлени  греющего пара. Путем изменени  величины задани  измен етс  значение расхода греющего пара на входной линии в первый корпус. Сигнат с фильтра 13 заводитс  на задание регул тора давлени  вторичного пара в последнем корпусе ВУ 2. Путем изменени  величины задани  раствора измен етс  расход охлаждающей воды на входной линии конденсатора. Предлагаема  система позвол ет вести управление выпарной установкой оптимальным образом с точки зрени  удельной себестоимости процесса упаривани . При этом

происходит снижение затрат, в основном за счет экономии греющего пара и охлаждающей воды, а также максимизируетс  производительность ВУ по выпарной влаге. Данна  система позвол ет снизить затраты на процесс упаривани  примерно 1,5 раза.

Claims (1)

1. 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, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы выпарной установки за счет снижения энергозатрат, она дополнительно со- 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 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.