Способ автоматического контроля состояния теплообменной аппаратуры Советский патент 1987 года по МПК C01B17/74 G05D27/00 

. 11281509

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов, в

к к

частности к контролю состояния термообменной аппаратуры высокотемпературных процессов, и может быть использовано в химической промьшлен- ности.,

Цель изобретения - повьппение точности контроля состояния теплообмен- ной аппаратуры.

На чертеже представлено устройство для реализации предлагаемого способа,

Устройство содержит агрегат сернистого газа, состоящий из печи 1 с испарительными пакетами и котла-утилизатора 2 с ширмами, газоход 3 сернистого газа, байпасную линию 4, включающую эжекторньш насос 5, измеподают значения характеристик эжектора, а именно расход G инертного 5 газа и коэффициент п эжекции. Вели- чины G и G- рассчитывают по формулам:

fO

15

G,(n+l

С -5г н п+1

При прохождении газа через серну кислоту водяные пары поглощаются, что сопровождается выделением тепла В результате температура в измерительной ячейке повышается и кислота разогревается. Однако температуру в ячейке стабилизируют на заданном зн

чении Т

M.J

с помощью циркулируюо ей

рительную ячейку 6 с серной кислотой, через регулируемый термостат 7 серциркулирующей через регулируемый термостат 7, датчики 8 и 9 расходов дутья и серосодержащего сырья, датчики 10 и 11 температуры газа на входе в ячейку и кислоты в ячейке, вычислительный блок 12, блок 13 сравнения, блок 14 сигнализации.

Способ осуществляют следующим образом.

Измеряют датчиками 8 и 9 расходы серосодержащего сырья и дутья, подаваемых в печь 1 , Сигналы G , и G с

5

выхода датчиков, а также сигналы uJ, и uJ равные значениям влагосодержа- ния дутья и сырья, подают на вход вычислительного блока 12, Так как в процессе горения серосодержащего сырья вода не образуется, содержание С„ водяных паров в сернистом газе рассчитьшают в блоке 12 по формуле

С

G

Сернистый газ с выхода печи 1 по- дают на охлаждение в котел-утилиза тор 2 и из него в высокотемпературный газоход 3, Из последнего часть сернистого газа отбирают с помощью эжекторного насоса 5 и подают в бай- пасную линию 4. Для эжектора в каче- стве активной (эжектирующей) среды используют инертный газ (например, азот, гелий), С выхода эжектора смес инертного и сернистого газов подают на вход измерительной ячейки 6 и пропускают через серную кислоту.

Расход G смеси и содержание С водяных паров в ней на входе в ячейку рассчитывают в вычислительном блоке 12. Для этого на вход последнего

подают значения характеристик эжектора, а именно расход G инертного 5 газа и коэффициент п эжекции. Вели- чины G и G- рассчитывают по формулам:

fO

G,(n+l

С -5г н п+1

При прохождении газа через серную кислоту водяные пары поглощаются, что сопровождается выделением тепла. В результате температура в измерительной ячейке повышается и кислота разогревается. Однако температуру в ячейке стабилизируют на заданном значении Т

M.J

с помощью циркулируюо ей

через регулируемый термостат 7 сер23

30

35 40

45 5055 ной кислоты.

Регулируемыми параметрами циркулирующей кислоты используют либо температуру Т на выходе термостата, либо расход G циркуляционного потока. Параметры циркулирующей кислоты регулируют в зависимости от заданной температуры в ячейке, температуры газа на входе в ячейку, влагосодер- жания и) и (х) и расходов G д и G дутья и сырья соответственно. Температуру газа на входе измеряют датчиком 10, сигнал Т, с которого подают в вычислительный блок 12. В последнем рассчитывают температуру Т или расход 0. гщркулирующей кислоты, при которых в ячейке сохраняется заданная Т температура. Расчет T(Gj) при фиксированном значении G (Т). выполняют в вычислительном блоке 12, используя уравнение теплового баланса для измерительной ячейки

G,- C,(T,-T.j )+bH-G. С„ + +G, С(Т,-Т,з)0,

где

С и

г

С„ и

йК Значение Т:,

теплоемкость газа серной кислоты; тепловой эффект поглощения воды серной кислотой.

(G } с выхода вычислительного блока 12 подают в качестве уставки регулируемому термостату 7, который и отрабатывает задание.

Заданное значение Т подбирают опытным путем в интервале температур от 11 (температура плавления безвод- .ной серной кислоты) до 100°С.

При -исправном состоянии теплОоб- менной аппаратуры температура Т в ячейке, измеряемая датчиком 10, совпадает с точностью с заданным значением Т , t определяется погреш- ностью датчиков 8-10, точностью выполняемых в блоке 12 расчетов, а также качеством работы термостата 7.

При разгерметизации теплообменной аппаратуры резко увеличивается содер- жание водяных паров в сернистом газе. В результате резко возрастает температура в измерительной ячейке, чему не препятствует работа циркуляционного контура, так как задание термостату формирзтот по содержанию водяных паров в газе, определяемому влагосо- держанием дутья и сырья, а не действительным содержанием воды в газе при разгерметизации, теплообменной аппаратуры. Значение температуры Т превышает заданное значение Т и тем больше, чем значительнее утечка воды из теплообменной аппаратуры в печь или котел-утилизатор. Поэтому

сравнивая величины Т и

Т.. , можно

Mi ,

эффективно контролировать состояние теплообменной аппаратуры и при ее разгерметизации сигнализировать о возникновении аварийного состояния. Для этого сигнал Т с выхода датчика 11 направляют на вход блока 13 сравнения, на другой его вход подают задание Т| , Сигналы Т и Т сравнивают и формируют на выходе сигнала йТ по формулам:

, если ,j ;

, если ,

Единичный сигнал на выходе блока сравнения возникает при превьш1ении

Редактор И, Горная

Составитель , Клейман Техред м,Ходанич

Заказ 7198/17Тираж 455

ВНИИПИ 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

температуры кислоты в ячейке заданного значения и означает аварийное состояние теплообменной аппаратуры, так как содержание влаги в сернистом газе превьш1ает допустимое значение, определяемое влажностью дутья и сырья. Это возможно, лишь при попадании воды в сернистый газ из пакетов печи и (или) ширм котла при их разгерметизации. Сигнал йТ с выхода блока 13 направляют на вход устройства 14 световой и звуковой сигнализации.

5

0

5

0

5

Форлмула изобретения

Способ автоматического контроля состояния теплообменной аппаратуры агрегата сернистого газа, содержащего последовательно соединенные печь, котел-утилизатор, байпасную линию сернистого газа, измерительную ячейку и термостат, путем измерения расходов дутья и серосодержащего сырья в печь, отличающийся

тем.

что.

с целью повышения точности контроля, дополнительно измеряют температуру сернистого газа на байпас- ной линии перед измерительной ячейкой и тe mepaтypy в ячейке с серной кислотой, определяют температуру или расход циркулирующей через термостат серной кислоты по влагосодержанию и расходам дутья и сырья с учетам температуры газа на входе в ячейку, и при превьшении температуры серной кислоты в ячейке заданного значения осуществляют сигнализацию о разгерметизации теплообменной аппаратуры агрегата.

Корректор Л, Пилипенко

Подписное

Изобретение относится к способу автоматического контроля состояния теплообменной аппаратуры, может быть использовано в химической промышлен&С ности и позволяет повысить точность контроля. Измеряют расходы сьфья и дутья датчики (Д) 8 и 91 в печь 1, температуру сернистого газа (Д 10) на байпасной линии 4 перед измерительной ячейкой 6 и температуру (Д 11) в ячейке 6 с серной кислотой. С помощью вычислительного блока 12 определяют температуру или расход циркулирующей через термостат 7 серной кислоты по влагосодержанию и расходам сырья и дутья (Д 8 и Д 9) с учетом температуры- газа (Д 10) на . входе в ячейку. В блоке 13 сравнения сравнивают полученное значение температуры серной кислоты с заданным значением и при превьштении ею своего заданного значения осуществляют сигнализацию о разгерметизации теплообменной аппаратуры. 1 ил. I (Л С to 00 01 о со I 7,з; ;4//;/7; г; ; / feJ/