SU382418A1 - Способ автоматического управления процессом выпаривания в многокорпусной выпарной установке с промежуточным пароотбором - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области автоматизации управлени  многокорпусными выпарными установками с промежуточным пароотбором . Оно может быть использовано в пищевой , химической и других отрасл х промышленности , где осуществл ют процессы многоступенчатого выпаривани , например в сахарной промышленности.

Известен способ автоматического управлени  процессом выпаривани .в многокорпусной установке, предусматривающий регулирование расхода греющего пара в первый корпус . Согласно этому способу подвод т пар более высокого потенциала в пространство испарени  корпусов по каскадной схеме. В результате имеет место стабилизаци  дагзлепи , а следовательно, и производительности промежуточных корпусов независимо от таких посто нно действующих возмущений, как измен ющиес  пароотборы, измен ющиес  расходы и концентраци  поступающего па выпаривание продукта.

При управлении установками по этому способу минимальный расход греющего пара будет только при режимах, когда потребность во вторичном паре всех корпусов установки не удовлетвор етс  и подпитка последних корпусов дополнительным паром извне необходима дл  обеспечени  потребителей. В этом случае увеличение расхода греющего нара в первый корпус, вызванное применением подпитки , компенсируетс  уменьщением расхода пара дл  подпитки, так как суммарное потребление нара установкой и ее потребител ми будет определ тьс  суммой всех пароотборов независимо от распределени  последних по корпусам, а также независимо от схемы осуществлени  подпитки.

Однако, если дл  достижени  заданной конечной концентрации продукта выпариваетс  такое количество воды, что образующегос  пара достаточно или в избытке дл  внещних потребителей, то при таких режимах

потребление пара установкой и ее потребител ми обусловлено потреблением греющего пара первым корпусом, т. е. его требуемой производительностью . В этом случае применение подпитки вызывает увеличение расхода греющего пара в установке , ибо при этом искусственно уменьщают пароотборы из промежуточных ко пусов и нх производительность, а требуемую производительность первого корпуса увеличивают.

Это  вл етс  недостатком известного способа. Применение компрессора в качестве искусственного потребптел  избытка вторичного пара не возмещает полностью затрат, св занных с увеличением расхода греющего пара в первый корпус.

Цель предлагаемого способа - повысить эффективность выпаривани  и при этом обеспечить работу многокорпусной выпарной установки при минимальном потреблении греющего пара дл  достижени  заданной конечной концентрации раствора и снабжении внешних потребнтелей необходимым количеством пара .

Дл  этого расход греюш,его пара в первый корпус определ ют в зависимости от величины расхода пара, поступающего на внешние потребители от каждого корпуса с учетом самоиспарени  его в последнем корпусе и количества пара, необходимого дл  выпаривани  продукта, при этом одновременно регулируют количество пара, поступающего на испарение продукта в последний корпус и на подпитку Б первый в зависимости от количества пара, необходимого дл  выпаривани  продукта, и количества пара, отбираемого на внешних потребител х.

На фиг. 1 изображена схема п тикорпусной выпарной установки, снабженна  системой автоматического управлени ; на фиг. 2 - то же, с пароструйной компрессорной установкой и использованием последнего корпуса в качестве концентратора.

Система автоматического управлени  содержит вычислительное устройство 1, датчики 2 расхода пара на внешние потребители корпусов , датчик 3 расхода пара из последнего корпуса на конденсатор, датчик 4 расхода пара на последний корпус, датчики 5 и 5 соответствено расхода и концентрации поступающего в установку раствора, задатчики 7, регул тор 8 расхода греющего пара в первый корпус, выключатели 9 и 10, регул тор 11 расхода пара дл  подпитки пространства испарени  первого корпуса, регул тор 12, регул тор 13 давлени  или температуры в греющей камере первого корпуса, регул тор 14 давлени  или температуры вторичного пара последнего активно работающего корнуса (п того или четвертого ), датчики 15-18, переключатель 19 и установленные на трубопроводах пара регулирующие органы 20-24.

Если многокорпусна  выпарна  установка снабжена пароструйным компрессором 25 (см фиг. 2) и последний корпус работает в режиме концентратора, то в систему автоматического управлени  входит датчик 26 расхода инжектируемого пара на компрессор 25 и рег )лирующий орган 27, управл ющий производительностью этого компрессора. В систему вход т также элементы, унравл ющие потоком выпариваемого раствора (на чертеже не изображены).

На вход вычислительного устройства / поступают сигналы от датчиков 2 расхода пара на внешние потребители корпусов, датчика 3 расхода пара из последнего корпуса на конденсатор и датчика 4 расхода пара на последний корпус, датчиков 5 и (; соответственно расхода и концентрации поступающего в установку раствора.

Кроме того, от задатчиков 7 поступают сигналы задани , пропорциональные величинам требуемой конечной концентрации раствора, .требуемого давлени  или температуры одного из корпусов, потерь давлени  или температуры по корпусам и коэффициентов теплопередачи корпусов.

По сигналам датчиков 5 и 4 определ ют расход пара самоиспарени  из последнего

корпуса.

С выхода вычислительного устройства 1 поступают управл ющие сигналы на регул тор 8 расхода греющего пара в первый корпус, а также поочередно коммутируемые соответствующими выключател ми 9 и W регул тор 11 расхода пара дл  подпитки пространства испарени  первого корпуса и регул тор 12. С выхода вычислительного устройства 1 поступают управл ющие сигналы также на регул тор 13 давлени  или температуры в греющей камере первого корпуса и регул тор 14 давлени  или температуры вторичного пара последнего активно работающего корпуса (п того или четвертого, в зависимости от того,

поступает или не поступает пар в греющую камеру п того корпуса).

Кроме управл ющих сигналов на входы регул торов 8, 11, 13, 14 поступают сигналы от соответствующих датчиков 15-18, причем

датчик 18 от последнего активно работающего корпуса подключаетс  ко входу регул тора 14 переключателем 19. С выходов этих регул торов поступают сигналы на соответствующие регулирующие органы 20-23.

На вход регул тора 12 кроме управл ющего сигнала поступает сигнал от датчика 4, а с выхода этого регул тора - сигнал на регулирующий оран 24, установленный на трубопроводе пара в греющую камеру последнего корпуса. Если при управлении выпарной установкой примен ют пароструйный компрессор .25 (см. фиг. 2) и последний корпус работает в режиме конденсатора, то регул тор 12 включает пароструйную компрессорную установку и регулирует расход вторичного пара, например , из первого корпуса на эту установку. В этом случае на вход регул тора 12 поступает соответствующий сигнал от вычислительного

устросйтва / и сигнал от датчика 26 расхода инжектируемого пара на компрессор 25, а с выхода регул тора 12 сигнал поступает на регулирующий орган 27, управл ющий производительностью этой установки. В этом случае

регул тор 14 регулирует давление или температуру вторичного пара предпоследнего корпуса .

Управление работой выпарной установки с помощью приведенных систем осуществл ют

следующим образом.

По сигналам от датчиков 2-6 (см. фиг. 1) и сигналам от задатчика 7, пропорциональным соответствующим измер емым или задаваемым величинам, вычислительное устройство / определ ет ве.-шчину и знак небаланса между WT-J) и Wu в соответствии с выражением: W,,-W (jEj+EX (1) где WTP - количество пара дл  достижени  заданной концентрации продукта; WR - количество пара дл  снабжени  внешних потребителей; 5о и bo - соответственно расход и концентраци  поступающего в установку раствора; Ьп - конечна  концентраци  раствора; Sjfj - суммарный расход пара во всех корпусах (кроме последнего); ЕС - расход пара самоиспарени  в последнем корпусе. Если знак небаланса положителен (тр WH), то коммутирующий элемент (выключатель 9) отключает регул тор 11, в результате чего регулирующий орган 21 перекрывает трубопровод подпитки, а коммутирующий элемент (выключатель 10) включает регул тор 12, который (по схеме на фиг. 1) включает последний корпус в активную работу, причем расход пара он поддерживает пропорциональным управл ющему сигналу. Этот сигнал вычислительное устройство 1 определ ет в соответствии с выражением: Д„ -1(й7,р-1Гн), где Дп - расход пара в последний корпус; п - количество корпусов. На регул тор 8 с вычислительного устройства поступает управл ющий сигнал, определ емый в соответствии со следующим выражением: JI,W,- E;+JI; W,, )Ej- (п- 1) , (3) где Д - расход пара в первый корпус. На регул тор 13 с вычислительного устройства поступает управл ющий сигнал, определ емый по формуле: Q.-QK+ i - + Qi-i.i И на регул тор 14 в соответствии со следующим выражением mл-1 Q. QK- У ( У (,+ Д)-+Д„ + - i+ А rflO- Qi-i. I I при где Qni - определ ема  температура греющего пара первого корпуса при /п 0. вторичного пара т-го корпуса при т,2,...п: QK - требуема  (заданна ) температура вторичного пара к-того корпуса; AQ - потери температуры вторичного пара при переходе из (i-1)-рого в 1-тый корпус; 8;- коэффициент, характеризующий зависимость производительности г-того корпуса от разности температур пара в греющей камере и поостранстве испарени , причем (/С;), где /С, - коэффициент теплопередачи (-того корпуса. Нри этом переключатель 19 подключает ко входу регул тора 14 датчик 18 последнего корпуса. В системе автоматического управлени , имеющей компрессор 25 (см. фиг. 2), регул тор 12 включает пароструйный компрессор 25 и регулирует его производительность так, чтобы расход инжектируемого вторичного пара из первого корпуса был пропорционален управл ющему сигналу, который вычислительное устройство 1 определ ет в соответствии с выражением: W.p - W,(6) На регул тор 8 с вычислительного устройства поступает управл ющий сигнал, определ емый в соответствии с выражением: Д,-: W, IX + 1 тр -1,Х X(,,(7) причем ) Д1 и Wj - соответственно расход греющего пара в первый корпус и его производительность; Afj-расход пара, инжектируемого пароструйным компрессором . На регул тор 13 и на регул тор 14 с вычислительного устройства поступают управл ющие сигналы в соответствии с выражением ( 4) при т 0 и (5) при . Если же знак небаланса между Wyp и Wn отрицателен (), то коммутирующие элементы 5 и 10 включают регул тор )/ и отключают регул тор 12. Регул тор // включает подпитку пространства испарени  первого корпуса и поддерживает расход пара подпитки пропорциональным управл ющему сигналу, который вычислительное устройство / опре.тр,л ет в соответствии с выражением: W,- W,,,,(8)

Регул тор 12 прекращает подачу пара в последний корпус (см. фиг. 1) или подачу пара на компрессор (см. фиг. 2). На регул тор 8 с вычислительного устройства поступает управл ющий сигнал, определ емый в соответствии с выражением:

n-l

rt1

(9)

Д, - Vi7, rz 2 Ej -

на регул тор 13 - в соответствии с выражением (4) при т 0 и на регул тор 14 - в соответствии с выражением (5) при т п-1, причем в системе управлени , изображенной на фиг. 1, переключатель 19 подключает ко входу регул тор 14 датчик 18 предпоследнего корпуса.

Во всех случа х элементы управлени  потоком раствора через установку поддержи)зают уров-ень раствора в корпусах на оптимальной величине, что необходимо дл  достижени  оптимальных коэффициентов теплопередачи корпусов .

Предмет изобретени 

Способ автоматического управлени  процессом выпаривани  в многокорпусной выпарной

установке с промежуточным пароотбором, например , в сахарном производстве путем регулировани  расхода греющего пара в первый корпус, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности выпаривани , расход

греющего пара в первый корпус определ ют в зависимости от величины расхода пара, поступающего на внещние потребители от каждого корпуса с учетом самоиспарени  его в последнем корпусе и количества пара, необходимого дл  выпаривани  продукта, при этом одновременно регулируют количество пара , поступающего на испарение продукта в последний корпус и на подпитку в первый корпус в зависимости от количества пара, необходимого дл  выпаривани  продукта, и количества пара, отбираемого на внешние потребители .

PacmSop

Pacmeof