SU1421367A1 - Способ автоматического управлени работой сгустител - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к cnocodajvi автоматического управлени  работой сгустител  и может быть иснользовано при строительстве минеральных удобрений и в других отрасл х промышленности. Применение изобретени  позволит сократить потери жидкой фазы суспензии со шламом и повысить чистоту слива сгустител . Способ автоматического управ лени  осушествл етс  путем периодической разгрз зки сгустител  и регулировани  расхода шлама в зависимости от его плотности Разгрузку шлама начинают при достижении зоной осветлени  .максимально допустимого уровн . Во врем  разгрузки контролируют уровень суспензии в сгустителе, вычисл ют скорость изменени  выхода шлама и сумму модулей скоростей изменени  его плотности и расхода. При превышении суммой модулей заданного значени  прекращают разгрузку шла.ма из.сгустител . 3 ил. €

Description

4 ГО

со ск

Изобретение относитс  к способам автоматического управлени  работой .сгустител  и может быть использовано в производстве минеральных удобрений, химической и дру- :гих отрасл х промышленности.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение потерь жидкой фазы суспензий со шламом и повышение чистоты слива сгустител .

На фиг. 1 представлена принципиальна  схема системы автоматического управлени  работой сгустител , реализующей предлагаемый способ; на фиг. 2 - модульна  структура вычислител ; на фиг. 3 - схема алгоритма управлени  окончанием разгрузки.

Способ осуш.ествл етс  следуюш,им образом .

На сгустителе 1 установлен сливной желоб 2 дл  отвода осветленной суспензии, к выходу которого присоединен трубопровод 3 слива. К выходу сгустител  1 присоединен трубопровод 4 разгрузки с установленным на нем разгрузочным клапаном 5, приводимым в действие исполнительным двигателем 6. Суспензи  питани  и реагент поступают в сгуститель по трубопроводам 7. В сгустителе 1 существует нечетко выраженна  граница между осветленной зоной 8 и зоной 9 осаждени . На трубопроводе 4 разгрузки шлама установлен датчик 10 плотности , один из выходов которого через блок

11управлени  подключен к исполнительному двигателю 6 разгрузочного клапана 5. На. трубопроводе 4 разгрузки установлен датчик 12 расхода. Датчик 10 плотности своим вторым выходом через дифференциатор 13, а датчик 12 расхода непосредственно подключены к вычислителю 14.

Непосредственно в сгустителе 1 установлены датчики 15 и 16 уровн . Датчик 15 уровн  установлен ближе к верхнему уровню суспензии в сгустителе 1. Датчик 16 уровн  установлен на заданной (максимально допустимой по высоте) границе зоны осветлени  и осаждени . Выходы датчиков 15 и 16 уровн  подключены к вычислителю 14, выход которого св зан с исполнительным двигателем 6, управл юш,им разгрузочным клапаном 5.

При достижении зоной осветлени  высоты максимально допустимого нижнего уровн  (т. е. при уменьшении глубины осветленной зоны) датчик 16 уровн  подает сигнал на вычислитель 14, который вырабатывает управл ющий сигнал, подаваемый на исполнительный двигатель 6 разгрузочного клапана 5, и клапан 5 открываетс .

В течение всего периода разгрузки непрерывно измер етс  плотность шлама (датчик 10 плотности), вычисл етс  скорость изменени  плотности пшама (дифференциатор 13), измер етс  расход шлама (датчик

12расхода) и уровень суспензии в сгустителе (датчик 15 уровн ). В вычислителе 14 непрерывно вычисл етс  сумма модул  скорости изменени  плотности и модул  скорости из0

менени  расхода шлама, причем это слагаемое корректируетс  по высоте уровн  суспензии в сгустителе 1. В случае, если указанна  сумма окажетс  выше заданного дл  данного сгустител  1 значени , вычислитель 14 вырабатывает сигнал, подаваемый на исполнительный двигатель 6, и разгрузочный клапан 5 закрываетс . Если скорость изменени  плотности и расхода малы, то клапан 5 закрываетс  при снижении плотности суспензии разгрузки непосредственно по сигналу датчика 10 плотности на блок 11 управлени , который подает сигнал на испол нительный двигатель 6, что приводит к закрытию клапана 5.

5

Величину максимально допустимого нижнего уровн  осветленной зоны, значение суммарной скорости изменени  плотности и расхода суспензии разгрузки, посто нные формул сравнени  текущих и заданных значений

0 задают на основе технологической карты. Задание производитс  вводом данных в вычислитель 14 (фиг. 2). Кроме того, задание по величине нижнего уровн  осветленной зоны вводитс  ручным датчиком на датчик

с 16 уровн , а задание по плотности (жидкой фазы) дл  всех сгустителей, работающих на одинаковом продукте, вводитс  ручным задатчиком на блок И управлени .

Пусть разгрузка сгустител  1 закончена несколько часов назад и теперь величина

Q нижнего уровн  осветленной зоны (датчик 16 уровн ) приближаетс  к заданному максимальному значению. Информаци  поступает на модуль 17 вычислител  14. Если величина нижнего уровн  осветленной зоны, умноженна  на некоторый масштабный

5 коэффициент, превзойдет заданное наперед значение La, то блок 18 вычислител  14 подаст сигнал на открытие исполнительным двигателем 6 клапана 5 и одновременно на запуск блока 19 вычислител  14.

Информаци  на блок 19 поступает также

0 из блока 17, в котором аналоговые сигналы датчиков и приборов дискретизируютс . На блок 19 вычислител  14 поступает информаци  от датчика 12 расхода, датчика 15 уровн  и дифференциатора 13. Там же храс нитс  запомненна  величина задани .

В блоке 19 вычислител  14 происходит дифференцирование и суммирование модулей производных: скорости изменени  плотности суспензии разгрузки и скорости изменени  ее расхода с учетом высоты уровн 

0 суспензии в сгустителе. Когда сумма модулей производных достигает или превзойдет . задание, блок 19 даст сигнал клапану 5 через исполнительный двигатель 6 на прекращение разгрузки сгустител  1 и одновременный запуск блока 18.

5 В дальнейшем алгоритм начинает работать по сигналу об окончании разгрузки шлама из сгустител  1. Этот сигнал подаетс  от конечного выключател  клапана 5. ПОСТУпающа  на вычислитель 14 информаци  непрерывно (врем  дискретизации не более 0,1 с) подаетс  в арифметическое устройство (процессор). Вычисление (сравнение) производитс  по формуле

,(1)

где Li - текущее значение параметра, харак- рактеризующего высоту нижнего уровн  зоны осветлени ; b - посто нный дл  данного сгустител 

коэффициент;

LZ - величина нижнего уровн  осветленной зоны.

При значении L, , где Lj - заданное (/С-е) значение величины, характеризующей максимально допустимую высоту нижнего уровн  зоны осветлени , подаетс  сигнал на открытие клапана 5, т. е. сигнал начала разгрузки сгустител  1.

Алгоритм окончани  разгрузки св зан с вычислением суммы модулей производных: скорости изменени  (уменьщени ) плотности суспензии разгрузки (от дифференциатора 13) и производной от расхода суспензии разгрузки, котора  измен етс  (увеличиваетс ) за счет того, что начинает разгружатьс  жидка  фаза. Величина расхода суспензии разгрузки должна непрерывно корректироватьс , так как при разгрузке сгустител  1 может падать уровень суспензии в нем (L), поскольку расход суспензии питани  во врем  разгрузки сгустител  1 остаетс  посто нным.

Снижение расхода разгрузки при снижении высоты уровн  суспензии вычисл етс  по формуле

), (2) где/(/,) - функци , характеризующа  изменение расхода, св занного с уменьщением уровн  суспензии в сгустителе, при этом знак минус в правой части формулы показывает , что расход Af 1 и функци  f(Li) уменьщаютс ; 5 - площадь поперечного сечени 

трубопровода разгрузки, g - ускорение свободного падени ,

L - уровень суспензии в сгустителе, м;

т-коэффициент расхода. Сумма производных непрерывно вычисл етс  по формуле

о,||5 1+а2| - 1,Лк, (3)

где Oi, Qo - весовые коэффициенты с размерностью й| (л/кг); 02 (4/м ); fa - расход суспензии разгрузки, м /ч;

f{L) -составл юща  расхода от снижени  уровн  суспензии в сгустителе , MV4;

Fi, FiK. - текущее и заданное значени  суммы модулей производных плотности и расхода.

0

При подаетс  сигнал на окончание разгрузки сгустител  1, т. е. закрытие клапана 5. Сумма модулей в формуле (3) прин та, -так как производна  по плотности

отрицательна, а по расходу положительна. Кроме того, разгружаемые щламы (осадок, зона уплотнени  сгустител ) могут иметь слоистый (по плотности) характер.. Тогда знак производной dDz/dt измен етс , в результате чего может замедлитьс  рост величины F,, т. е. по витс  погрещность в определении MOiVieHTa окончани  разгрузки твердой фазы.

В случае, если изменение плотности и расхода суспензии разгрузки будет очень

5 медленным, плавным, скорости изменени  незначительными, датчик 10 плотности подаст сигнал на блок 11 управлени  и последний закроет разгрузочный клапан 5 сгустител  1.

Режи.м работы сгустител  1 зависит от конкретных значений плотностей компонентов суспензии разгрузки.

В услови х шламовых сгустителей калийной обогатительной фабрики суспензи  состоит из маточного раствора - насыщен5 ного раствора солей (в основном KCI) с плотностью 1,64 кг/л, кристаллических NaCl с плотностью 2,17 кг/л и KCI с плотностью 1,90 кг/л и нерастворимого остатка с плотностью 2,4 кг/л. Нормально в разгрузку подаетс  суспензи  с плотностью 1,9-

0 2,1 кг/л, понижение плотности указывает на увеличение количества маточного раствора , но при близких значени х плотностей компонентов может оказатьс , что сигнал на закрытие подаетс  слищком поздно. Начало разгрузки. Заданное значение

5 максимально допустимой высоты нижнего урвн  Lax 25, что соответствует высоте 2,5 м. При ухудщении осаждени  частиц шлама вследствие повышени  уровн  зоны уплотнени  макснма,тьно допустима  высота

Q зоны увеличитс  и станет, например, 2,6 м. Тогда в соответствии с выражением (1) L,,, где коэффициент b прин т равным 10.

Так как (), клапан 5 открываетс  и начинаетс  разгрузка сгусти5 тел .

Окончание разгрузки. Предположим, что через некоторое врем  после начала разгрузки плотность падени  плотности увеличилась и достигла

. кг/и-г кг/л-с.

Скорость роста расхода шлама также увеличилась и составила

dRci ДП. 0,6 3/,, - f-0;2-0,3 м /ч-с.

Коэффициенты формулы (3) примем ai 10 л/кг, ч/.м . Будем считать, что

f()0. Это соответствует номинальному уровню суспензии в сгустителе в течение всего времени разгрузки (слив не прекращаетс ).

: По формуле (3) найдем

j F; :lO-|0,05H-15-10,,5+4, л/с.

I Предположим, что заданное значение qyMMbi модулей Fax также равно 5 л/с. тогда и разгрузочный клапан закрываетс .

Дл  каждого предпри ти  и даже дл  каждого отдельного сгустител  при определенных компонентах суспензии, реагентах, возмущени х и так далее режим работы сгустител  отличаетс  от расчетного, регламентного . Поэтому окончательные значени  коэффициентов и задани  определ ютс  экспериментально при настройке алгоритма ;и периодически корректируютс .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ автоматического управлени  работой сгустител  с периодической разгрузкой путем измерени  и регулировани  расхода выгружаемого из него шлама в зави-. симости от его плотности и вычислени  скорости изменени  плотности шлама, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  потерь жидкой фазы суспензии со шламом и повышени  чистоты слива сгустител , разгрузку шлама из сгустител  начинают при достижении зоной осветлени  заданного максимально допустимого уровн , дополнительно во врем  разгрузки непрерывно измер ют уровень суспензии в сгустителе, вычисл ют скорость изменени  расхода шлама и сумму модулей скорости изменени  плотности шлама и скорости расхода шлама, скорректированной по уровню суспензии в сгустителе, и при превышении суммой модулей заданного значени  прекращают разгрузку шлама из сгустител .

   Питание

   (Pu2.1

   Иичи/1ьный

   запуск ,ldi

   О;

   Si

   h

   L3

   (Ъ

   17

   9иг.2

   Пуск (нача/го разгрузки шлама

   В6од и.нсрормаци.и.

   dt

   F2i,Lii,F3K cLf,a2

   J.,I.M;,