Способ управления процессом разогрева контактного аппарата Советский патент 1986 года по МПК C01B17/76 B01J19/00 G05D27/00 

Изобретение относится к области автоматизации пусковых режимов хи- шкo-тexнoлoгичecкиx систем и может быть использовано в химической промышленности, например, для управления процессом разогрева контактного аппарата в сернокислотном производстве.

Целью изобретения является уменьшение расхода энергоресурсов за счет

сокращения длительности разогрева ап- 0 первые входы блоков 25-27 сравнения.

парата.

На чертеже представлена система автоматического управления, реализующая способ.

Система содержит контактный аппарат Г с неподвижными слоями 2 катализатора с внешними теплообменниками 3 и 4, пусковой подогреватель 5., индукционные подогреватели 6-8, датчик 9 расхода, датчики 10-16 температуры, регуляторы 17-24, блоки 25-27 сравнения, логический блок 28, регулирующие клапаны 29 , нормально закрытые запорные клапаны 31 и 32, нормально открытые запорные клапаны 33 и 34.

Логический блок 28 формирует выходной сигнал в зависимости от вх од- „ных сигналов 8; (,2, 3) по следующей логической формуле:

и 8; (1)

Способ осуществляют следую1 щм об - разом.

Греющий газ в пусковом подогревателе 5 нагревают до температуры Т, которую поддерживают на входе в кон- аппарат 1 изменением расхода топлива в топку подогревателя с помощью регулятора 18. Для этого датчиком 10 измеряют температуру газа на выходе подогревателя 5 и сигнал Т с выхода датчика 10 подают на вход регулятора 18. На другой вход подают задание В регуляторе 18 по сиг налам Тр и Т формируют, например, по пи-закону выходной сигнал Y, который с помощью регулирующего клапана 30 изменяет расход топлива,.

Расход газа, подаваемого на разогрев аппарата 1, стабилизируют одноконтурной автоматической системой регулирования, включаклцей дат чик 9 расхода, регулятор 17 и регулйсрующий клапан 29-.

На начальном этапе пуска разогревают только слои катализатора и футеровку контактного аппарата, а внешние теплообменники 3 и 4 выводят из

78297i

схемы разогрева. Для этого греющий газ байпасируют относительно теплообменников с помои ;ью запорных клапанов 31-34.

Управляют байпасированием теплообменников по следующей схеме. Датчиками 14-16 измеряют температуру слоев.

(О с

,Сг)

И Т С ВЫХОДОВ дат-

Сигналы Т

чиков направляют соответственно на

На вторые входы этих блоков подают значения т| , , и , которые устанавливают по программе разогрева слоев и теплообменников, .задаваемой технологическим регламентом (или по результатам расчетов с использованием математической модели процесса разогрева) так, чтобы одновременно завершить разогрев всех слоев и теплооб( )

г 5

менников. Например, если Т (.з Т., , то температуру Т, назначают из условия равенства времени дальнейшего разогрева наихудшего в термодинамическом смысле слоя (т.е. слоя, имеющего наибольшую длительность разогрева) и времени разогрева внешнего теплообменника, имеющего наибольшую продолжительность релаксации.

В блоках 25-27 сравнения по этим

и 6.

формулам:

сигналам формируют дискретные сигналы

принимаюш 1е значения О

5, Л. и 1 .

Формируют сигналы S; по следующим

S; 1,

формулам:

8; О, если Т:, 5 Т

U)

если ,)

i 0)

123 I ,,|

(2) (3)

Сигналы направляют на логический блок 28, в котором формируют выходной сигнал и по формуле (1) и подают его на запорные клапаны 31-34. Если температура хотя бы одного слоя ниже TJ , то на выходе соответствующего блока уравнения действует единичный сигнал . Поэтому на выходе логического блока 28 сигнал U отсутствует, т.е. и О и запорные клапаны

31-34 находятся в рабочем положении, нормально закрытые запорные клапаны 31 и 32 открыты, а нормально открытые запорные клапаны 33 и 34 - закрыты. В результате греющий газ с выхода

предыдущего слоя, минуя теплообменник, подают на вход последующего слоя, тем самым теплообменники 3 и 4 выключают из схемы разогрева.

При достижении температуры слоев заданных значений теплообменники включают на разогрев. Для этого на выходе блоков 25-27 сравнения и логического блока 28 формируют, соответственно сигналы 8; О (i 1,2,3) и и 1, что приводит к установке запорных клапа.нов 33 и 34; они открыты При этом байпасные линии перекрыты и теплообменники включены на разогрев.

В период пуска возникаюпще под действием возмущений отклонения температуры любого слоя от заданной программы его разогрева компенсируют возникновением дополнительного подогрева газа на входе данного слоя индукционным нагревателем по отклонени температуры греющего газа от задания которое Корректируют по температуре слоя, Управляют индукционным нагревателем (а, следовательно, подогревом газа) по двухконтурной схемеj внутренним контуром стабилизируют температуру газа на выходе слоя, задание по которой формируют во внешнем контуре по температуре слоя.

Рассмотрим работу этой части системы управления на примере первого слоя.

Температуру газа на входе слоя измеряют датчиком 11, сигнал Т с которого подают на вход регулятора 19, Этот сигнал сравнивают с зАдани- ем Т и по величине сравнения формируют, например, по ПИ-закону сигна Y,, который управляет мощностью индукционного нагревателя 6. Задание

, О) T.i

формируют Б регуляторе 22. Для .(О

этого сигнал Т от датчика 14, а также сигнал задания, определяемый программой (t) разогрева слоя, направляют на вход регулятора 22. В регуляторе по величине рассогласования этих сигналов и формируют, напри мер, по пи-закону выходной сигнал который служит заданием регулятору 19 и корректирует работу индукционного ,нагревателя 6.. При этом проРедактор Н.Егорова

Составитель Г.Огаджанов

Техред В.Кравчук Корректор Е.Сирохман

Заказ 6802/20Тираж 450 Подписное

ВНИЖИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, .ул. Проектная, 4

78297

грамму Т(,5 (t) разогрева слоя назначают по тexнoлoгичecкo ry регламенту производства (или расчетным путем).

Использование согласно предлагаемому способу управления новых регулирующих воздействий - дополнительный подогрев греющего газа индукционными подогревателями на входе в каждый слой контактного аппарата, бай- пасирование потока греющего газа относительно каждого внешнего теплообменника, улучшает организацию процесса разогрева контактного аппарата и теплообменника и, как следствие, обеспечивает уменьшение длительности разогрева контактного аппарата, экономию энергоресурсов в пусковом режиме.

10

15

20 Фор мула изобретения

Способ управления процессом разогрева контактного аппарата с неподвижными слоями катализатора, соединенными через внешние теплообменники

«

последовательно по потоку греющего

газа, путем стабилизации подачи греющего газа на входе аппарата, температуры греющего газа на входе аппарата изменением подачи топлива в топку пускового подогревателя и измерения температуры каждого слоя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода энергоресурсов за счет сокращения длительности разогрева аппарата, дополнительно регулируют -температуру газа на входе каждого слоя индукционным подогревателем с коррекцией по температуре слоя, сравнивают измеренные значения температур каждого слоя с заданным значением и при измеренных значениях температур меньше заданных значений байпасируют греющий газ относительно теплообменников, а по достижении измеренных значений температур заданных значений прекращают байпасирование и включают теплообменники на разогрев.

Изобретение относится к автоматизации пусковых режимов химико-технологических систем, в частности к способу управления процессом разогре:ва контактного аппарата, может быть использовано в химической промышленности и позволяет уменьшить расход энергоресурсов за счет сокращения длительности разогрева аппарата. Способ реализуется САР, включающей контур стабилизации подачи греющего газа на входе аппарата (датчик 9 (Д), регулятор 17 (Р) и регулирующий клапан (РК); контур регулирования температуры греющего газа на входе аппарата изменением подачи топлива в топку пускового подогревателя 5 (Д 10, Р 18, РК 30); контур регулирования температуры газа на входе каждого слоя индукционным подогревателем 6 с коррекцией по температуре каждого слоя катализатора через логический блок 28 (Д 11, Р 19, Р 22, блоки 25-27 сравнения). При достижении измеренных значений температур заданных значений прекращают байпасирование и включают теплообменники на разогрев. 1 ил. ю сл