Система управления многосекционным газовым фильтром в производстве сажи Советский патент 1984 года по МПК B01D37/04 

1 Изобретение относится к система управления процессом очистки запыленных газов многосекционными филь рами и может быть использовано в п изводстве сажи.. Известна система управления газ вым фильтром, содержащая, измеритель гидравлического сопротивления фильтра, соединенный с входом аналого-частотного преобразователя, выход которого через блок формирования управляющих импульсов связан с исполнительными механизмами. В данной системе управления измеренное значение гидравлического со противления фильтра преобразуется в пропорциональный электрический сигнал, обуславливающий соответств щую периодичность процесса очистки СП. Недостатком указанной системы управления является то, что она не удовлетворительно работает при глу ких ступенчатых возмущениях по количеству фильтруемого аэрозоля, ха рактерных для производства сажи в моменты перевода реакторов под нагрузку. Указанные возмущения в направлении увеличения коли 1ества фильтруемого аэрозоля приводят к скачкообразно возрастающим изменениям гидравлического сопротивления фильтра, что может вызвать или сра батывание аварийных клапанов фильт ра и ухудшение санитарных условий на рабочей площадке, или разрушение фильтрующей перегородки. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигае мому результату является система управления мьогосекционным газовым фильтром., содержащая датчики давления, расположенные до -и после фильтра, регулятор, блок формирования управляющих импульсов, выход которого связан с исполнительными механизмами выпуска очищенного газа и продувки фильтра, реакторы, выходы которых связаны общим коллектором с входом фильтра и датчики состояния реакторов .21. Недостатком известной системы является то, что она учитьшает лиш два состояния реакторов: вкгаочен и отключён. В производстве же сажи реакторы, нагружающие газовый фильтр, могут находиться в трех со стояниях: в работающем состоянии (под нагрузкой), в оперативном (го 19 .2 чем) ре зерве и в состоянии оста нрва. В результате, при ее использовании в условиях ступенчатых возмущений по количеству фильтруемого аэрозоля сравнительно часто происхо.дит разрушение фильтрующей перегородки фильтра. Цель изобретения - увеличение срока службы фильтра. Поставленная цель достигается тем, что система управления многосекционным газовым фильтром, содержащая датчики давления, расположенные до и после фильтра, регулятор, блок формирования управляющих импульсов, выход которот о связан с исполнительными механизмами выпуска очищенного газа и продувки фильтра, реакторы, выходы которых связаны общим коллектором с входом ра, и датчики состояния реакторов, дополнительно содержит дифманометр, первый и второй элементы ИЛИ, дешифратор, .первый и второй сумматоры, генератор, блок деления, блок умножения, корректор задания гидравлического сопротивления, первый и второй коммутационные ключи, отсекающее реле, преобразователь и аналогочастотный преобразователь, при этом первые выходы датчиков состояния реакторов соединены с входами первого элемента ИЛИ, а вторые выходы с входами второго элемента ИЛИ и первого сумматора, вьпсоды первого и второго элементов ИЛИ связаны с входами дешифратора, второй вы5:од которого соединен с вторьм коммутационным ключом, четвертый выход - с первым коммутационным ключом, первый и третий выходы - с управляющим входом блока формирования управляющих импульсов, входы второго сумматора соединены с выходами первого, сумматора и генератора, входы блока деления соединены с выходами первого и второго сумматоров, а выход - с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с корректором задания гидравлического сопротивления, первый вход регулятора через преобразователь и коммутационные ключи соединен с выходами блока умножения и корректора задания гидравлического сопротивления, второй вход регулятора связан через дифманометр с датчиками давления, а выход регулятора через отсекающее реле и аналого- астотный преобразо3ватель - с входом блока формирования управляющих импульсов. На чертеже представлена блок-схе ма системы управления многосекционным газовым фильтром. Система содержит сажевые реакторы J, объединенные по выходам общим коллектором 2 сажегазовой смеси который соединен с многосекционным газовым фильтром 3, имеющим коллектор 4 обратной продувки и коллектор 5 очищенного газа. Коллекторы и 5 объединяют секции фильтра 3 по каналам продувки и выпуска очищенного газа. Система также содержит вентилятор 6 обратной продувки, соединенный по всасьтающему входу с коллектором 5 очищенного газа, а по выходу - с коллектором 4 обратной продувки, исполнительные механизмы 7 и 8 секций фильтра 3, размещенные на коллекторах 5 и 4 очищенного газа и обратной продувки соответственно, датчики 9 и 10 давления перед фильтром 3 и после фильтра 3, линию II выгрузки из фил ра 3 отфильтрованного твердого продукта, дифманометр-12, предназначенный для измерения гидравлического сопротивления фильтра 3 И связанный по входам с датчиками 9 и 10 давления, преобразователь .13 выход которого через пропорционально-интегральный регулятор 14, отсекающее реле 15 и аналого-частотный преобрааователь 16 связан с блоком формирования управляющих импульсов, .соединенным с исполнительными механизмами 7 и 8, датчики 18 состояния сажевых реакторов 1, соединенные по первьм выходам с первым элементомИЛИ 19, а по вторым выходам - с вторым элементом ИЛИ 20, выходы которых подключены ко входам дешифратора 21, вторые выходы да.тчиков 18 соединены с первым сумматором 22, выход которого подключен к второму сумматору 23, к второму входу которого подключен генератор 24 логической 1, выходы первого и второго сумматоров 22 и 23 подключены к входам блока 25 деления, который, в- свою очередь, соединен с блоком 26 умножения, к второму входу которого подключен корректор 27 задания гидравлического сопротивления. Выходы блока 26 умножения и корректора 27 подключены к первому и второму коммутационны ключам 28 и 29 соответственно, выхо19ды которых связаны с входом преобразователя 13, второй и четвертый выходы дешифратора 21 соединены с управлякядими входами первого и вто. рогр коммутационных ключей 28 и 29 соответственно, а первь1й и третий выходы дещифратора 21 соединены с блоком 17 формирования управляющихимпульсов . Система управления работает следующим образом. Система реализует алгоритм управления фильтром 3, учитьтающий три состояния сажевых реакторов 1: под нагрузкой, в горячем резервеи в состо янии останова. Из реакторов 1, на-, сходящихся под нагрузкой, в фильтр 3 поступает сажевый аэрозоль. Реактор I, находящийся в оперативном резерве, не вырабатьшает аэрозоль, но может быть относительно быстро переведен в рабочее состояние. Остановленный реактор 1 также не.выраба- тьшает аэрозоль, но в рабочее состояние может быть переведен лишь в две стадии, первая из которых может быть реализована лишь за относительно длительный промежуток времени. Если часть реакторов 1 коллекторной системы находится под нагрузкой, а остальная часть - в состоянии останова, то заданное значение гидравлического сопротивления устанавливают на верхнем уровне - максимально допустимом значении для текущих условий. В случае, если число работающих реакторов 1 меньше максимально допустимого, частоту регенерации секций снижают, так как интенсивность нарастания слоя пьши на фильтрующей перегородке в этих условиях уменьшается, что снижает и скорость нарастания гидравлического сопротивления фильтра 3. При этом отсутствует возможность появления глубоких ступенчатых возмущений в сторону увеличения количества аэрозоля, поскольку нет реакторов 1, находящихся в состоянии оперативного резерва. В ситуации, когда число работающих реакторов 1 меньше максимально допустимого и при наличии при этом хотя бы одного аппарата в состоянии оперативного резерва, заданное значение гидравлического сопротивления фильтра 3 устанавливают меньше максимально допустимого. Это вызьшается необходимостью компенсации глубокого ступенчатого возмзлцения по гидравлическому сопротивлению при переводе реактора I из режима оперативного резерва в рабочее состояние. Величину заданного значения в этом случае для коллекторной системы иден тичных реакторов I определяют соглас но выражению где , - заданное значение гидравлического сопротивления при максимально допустимом числе работающих реакторов. Ь - количество работающих аппаратов при текущих условиях. В соответствии с выражением (1) выставляют такое заданное значение гидравх ического сопротивления, при котором увеличение на один количест,ва работающих реакторов 1 .изменяет текущее значение гвдравлического сопротивления таким образом, что оно ,сТановится равным заданному при мак сийально ДОПУСТИМОМ числе работающих аппаратов. Из реакторов 1 через коллектор 2 аэрозоль поступает в фильтр 3, откуда по коллектору 5 отбирается очищенный газ, а по линии 11 выгружаё.тё ;выделенный продукт. Регенерация секций фильтра 3 осуществляется продувкой фильтровальных рукавов очищенным газом с помощью вентилятора 6 обратной продувки через коллектор 4; . 8соответствии с сигналами датчиков 9и 10 давления дифманометр 12 вырабатывает аналоговьй сигнал текущего, значения гидравлического сопротивления фильтра 3, который на сумматоре регулятора 14 сравнивается с заданным значением, поступающим на него через преобразователь 13. Результат сравнения преобразуется по пи-закону в регуляторе 14, выходной сигнал которого через отсекающее реле 15 поступает на аналогочастотный преобразователь 16, вьграбатьшающий импульсы, частота следования которых пропорциональна величине выходного сигнала регулятора 14. Блок 17 формирования управляющих импульсов с выработанной анялЬго-частотным преобразователем 16 частотой реализует последовательную регенерацию секций фильтра 3 Путем перекрытия исполнительным меха низмом 7 доступа очищенного газа из регенерируемой секции в коллекИ9 тор 5 очищенного газа и открытия исполнительным механизмом 8 доступа регенерирующего газа в указанную секцию. Длительность регенерации секций выбирается в соответствии с технологическими условиями и являетря постоянной величиной. .Отсекающее реле 15 отключает регулятор 14 на период регенерации с запоминанием выходного сигнала регулятора 14 и интегральной составляющей, чем предотвращается внесение возмущающего воздействия по текущему значению гидравлического сопротивления при увеличении его в этот момент за счет сокращения фильтрующей поверхности и увеличения количества аэрозоля при добавлении газов обратной продувки, С датчиков 18 состояния реакторов 1 на входы первого элемента ИЛИ 19 поступают сигналы признаков горяче- . го резерва: сигнал - реактор в горячем резерве, сигнал О - в состоянии останова или под нагрузкой. С вторых выходов датчиков 18 состояния реакторов 1 на входы второго элемента ИЛИ 20 поступают сигналы признаков нагрузка :.сигнал 1 1 находится под нагрузкой, реактор сигнал О - реактор I в горячем резерве или в состоянии останова. Одновременно сигналы нагрузка поступают на вход первого сумматора 22 и далее - второго сумматора 23, блока деления 25 и умножения 26, на которых реализуется операция определения заданного значения гидравлического сопротивления согласно выражению {11, Комбинацией выходных сигналов первого и второго элементов ИЛИ 19 и 20 с помощью дешифратора 21 определяется режим работы системы управления, который включает четыре состояния, приведенны в таблице Поддерживается дрЗад Дг устанавливается мень - ЛПродолжение табли Регенерация отключена Сигналы с второго и четвертого выходов дешифратора 2I управляют вторым и первым ключами 29 и 28 соответственно, а сигналы с перйог .и третьего выходов выключают блок 17 формирования управляющих импульсов и регенерация в этом случае не ведется. Пусть, например, все реакторы 1 находятся-ПОД нагрузкой. С вторых выходов датчиков 18 на второй элемент ИЛИ 20 приходят сигналы , а с первых Выходов датчиков 18 на элемент ИЛИ 19 приходят сигналь О. В соответствии с таблицей с второго выхода дешифратора 21 в эт на второй ключ 29 поступает сигнал 1, второй ключ 29 открьюается и на вход регулятора 14 через преобразователь 13 поступает заданное значение гидравлического сопротивления дР . Если один из реакторов I переве ли, в состояниегорячего резерва, то на входе, а соответственно и иа выходе, первого элемента ИЛИ 19 появляется сигнал 1, а сигналом ,1 с четвертого выхода дешифратора 21 открывается первый ключ 28, чеоез КОТОРЫЙ на вход регулятора 1 подается заданное, значение ДР вычисляемое в соответствии -с выражением (1). Величина дР меньше, чем йР на величину ож даемого ступенчатого возмущения IB перевода реактора 1 из со стояния горячего резерпа под нагру ку, . I Далее, пусть реактор 1, находящийся в горячем резерве, переведен в состояние останова. Тогда возникает комбинация, при которой вновь устанавливается заданное значение ( таблицу). Нагрузка по аэрозолю при этом меньше, чем при максимальном количестве нагруженных реакторов 1, поэтому регулятор 14 совместно с аналого-частотным преобразователем I6 снижают частоту 1 регенерации фильтровальных рукавов. Когда остановленный реактор Т вновь переводится в рабочий режим, то на первой стадии он переходит в горячий резерв. Заданное значение гидравлического сопро.тивления вновь уменьшается по отношению к uf и определяется согласно выражению (1). Переходный, режим из состояния останова в горячий резерв относительно длителен и текущее значение гидравлического сопротивления успевает сравняться с заданным. На второй стадии реактор I из оперативного резерва переводится в рабочее состояние. Нагрузка на фильтр 3 по аэрозолю екачкообразно увеличивается, что приводит к ступенчатому увеличению гидравлического сопротивления фильтра 3. Текущее значение гидравлического сопротивления становится равным максимально допустимому за счет того, что на стадии оперативного резерва оно было установлено меньше.максимально допустимого на величину ожидаемого ступенчатого возмущения. Заданное значение гидравлического сопротивления. выставляется максимально допустимым. В ситуации, когда реакторов 1 под нагрузкой нет, сигналами с первого и третьего дешифратора 21 отключается блок 17 формирования управляют щих импульсов и регенерации не происходит,. Применение предлагаемой системы управления позволяет увеличить срок службы фильтровальных рукавов на 3 месяца.

ts

IS

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ МНОГОСЕКЦИОННЫМ ГАЗОВЬМ ФИЛЬТРОМ В ПРОИЗВОДСТВЕ САЖИ, содержащая датчики давления , расположенные до и после фильтра, регулятор, блок формирования управляющих импульсов, выход которого связан с исполнительными механизмами выпуска очищенного газа и про- . дувки фильтра, реакторы, выходы ко- торых связаны общим коллектором с входом фильтра, и датчики состояния реакторов, о т л и ч a ю щ a я с я тем, что, с целью увеличения срока службы фильтра, система допол;нительно содержит дифманометр, первый и второй элементы ИНН, дешифратор, первый и второй сумматоры, генератор,- блок деления, блок умножения, корректор задания гидравлического сопротивления, первый и второй коммутационные ключи, отсекающее реле, преобразователь и аналого-частотный преобразователь, при этом первые выходы датчиков состояния реакторов соединены с входами первого элемента ИЛИ, a вторые, выходы.- с входами второго элемента ИЛИ и первого сумматора, выходы первого и второго элементов ИЛИ связаны с входами дешифратора, второй выход которого соединен с вторым коммутационным ключом, четвертый выход - с первым коммутационным ключом, первый и третий выходы - с управляющим входом блока формирования управляющих имг пульсов, входы второго сумматора соединены с выходами первого сумма(Л тора и генератора, входы блока деления соединены с выходами первого и второго сумматоров, a выход - с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с корректором задания гидравлического сопро- г .тивления, первый вход регулятора через преобразователь и коммутационные ключи соединен с выходами блока умножения и корректора задания гидравлического сопротивления, второй вход регулятора связан через дифманометр с датчиками давления, a выход регулятора через отсекающее реле и аналогочастотный преобразователь-с входом блока формирования управляющих импульсов . 1