Устройство автоматического управления процессом очистки газа в адсорберах Советский патент 1988 года по МПК B01D53/26 G05D27/00 

/gjT на }

со со

о а

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования процессом очистки газа от влаги с помощью адсорбентов и может найти применение в нефтяной и газовой промышленности.

Цель изобретения - экономия энергозатрат за счет полной отработки адсорбента,.

На фиг. 1 изображена схема устройства-, на фиг.2 - схема расчета расхода газа через каждый адсорбер; на фиг.З - схема блока управления.

Устройство содержит входной кол- лектор 1 газа, параллельно работающие адсорберы 2-5, переключающие кла паны 6, регуляторы 7-10, регулирующие клапаны 11-14, сумматоры 15-18 расхода газа на входе каждого адсор-

бера, блок 19 расчета расхода газа через каждый адсорбер, адсорберы 20 и 21, через которые производится регенерация, и регуляторы 22 и 23, сумматоры .24 и 25 расхода газа через адсорберы 20 и 21, влагомеры 26-31 газа на выходе каждого адсорбера 2-5 20 и 21, датчики расхода 32, давления 33 и температуры 34, установленные на коллекторе 1, и блок 35 управле- ния. Блок 19 выходами соединен с регуляторами 7-10, 22 и 23, которые связаны с регулирующими клапанами 11 - 14, а входами - с датчиками 32-34.

Блок 19 содержит первый 36 и второй 37 элементы сложения, первый 38 и второй 39 элементы деления, элементы извлечения квадратного корня 40 и умножения 41, причем входы первого 36 и второго 37 элементов сложения являются пе рвым и вторым входами бло- ка 19, первый вход элемента 41 умножения является третьим входом блока 19, а выход второго 39 элемента деления является выходом блока 19. Выходы первого 36 и второго 37 элементов сложения соединены с первым и вторым входами первого 38 элемента деления.

выход которого через элемент 40 извлечения квадратного корня соединен с вторым входом элемента 41 умножения, выход которого соединен с входами второго элемента 39 деления.

Блок 35 управления входами соеди- нен с сумматорами 15-18, 24 и 25 расхода газа на входе каждого адсорбера и влагомерами 26-31 на выходе каждого .адсорбера.

25

10

15 20

35

40 5

0

с

Выходные сигналы блока 35 управления подаются на переключающие клапаны.

Блок 35 управления содержит по каждому каналу управления соответствующим адсорбером первьй 42 и второй 42 интеграторы, элемент 44 умножения, делитель 45 и элемент 46 сравнения, причем первый вход блока 35 управления соединен с первым входом элемента 44 умножения и входом первого интегратора 42, второй вход блока 35 управления соединен с вторым входом элемента 44 умножения, выход которого соединен с входом второго интегратора 43, выход которого и выход первого интегратора 42 соединен с первым и вторым входами делителя 46 соответственно, соединенного выходом с входом элемента 46 сравнения, выход которого является соответствующим выходом блока 35 управления.

Устройство работает следзтощим образом.

Очищаемый газ подается по коллектору 1 в работающие адсорберы 2-5, Равномерность распределения потока в каждый адсорбер осуществляется регуляторами 7-10 путем воздействия на клапаны 11-14 в зависимости от управляющего сигнала от блока 19. Сигналы QT сумматоров 15-18 и влагомеров 26- 29 поступают на вход блока 35 управления, где определяется среднее значение влагосодержания н.а выходе каждого адсорбента, которое х арактеризует степень отработки адсорбента и качество работы адсорберов. При достижении средним значением влагосодержания заданного значения блок 35 управления выдает команду на переключающие клапаны 6. В устройстве с помощью блока 19 рассчитьшается расход газа через каждый адсорбер путем определения общего расхода газа через каждый адсорбер путем определения общего расхода газа с коррекцией по давлению и температуре и выработки управляющих сигналов, подаваемых на регуляторы 7-10, с учетом общего расчетного значения расхода газа и количества работающих адсорберов. Расчетное значение расхода газа на входном коллекторе 1 определяется по формуле

РО+1,033 273+Т,,

(1)

где QU - расчетное значение расхода газа;

измеренное объемное значение расхода газа; измеренное значение давлен газа;

измеренное значение температуры газа;

коэффициент пропорциональности.

Выходной аналоговый сигнал с блока 19, пропорциональньш расчетному значению каждого потока, подается на соответствующий регулятор. Расченое значение каждого потока определяется по формуле

Р QU

Р«

т«

К рп

Q

N

где N - количество работающих адсорберов .

Влок 35 управления в соответствии с заданной программой осуществляет последовательность опроса сигналов, вычисление и выдачу управляющих сигналов на переключающие клапаны соответствующего адсорбера.

Вычисление среднего значения вла- госодержания на выходе каждого адсорбера производится по формуле

ZIQ;

(3)

где

J.

f

расчетное среднее значение в л аго соде ржания газа-, Q - измеренное значение расхода газа при i-м опросе сигна ла;

У; - измеренное значение влаго- содержания при i-м опросе сигнала

п - количество опросов сигналов за определенный интервал времени.

При достижении расчетным значением )Г(.р заданного значения влагосодержания Уср У-мд. блок 35 вырабатывает по30 Tjcp вычисленного по формуле (3), с кодом f заданного значения влагосодержания и в момент их равенства формирует позиционные сигналы на переключение соответствуннцего адсорбера в режим регенерации, а от- регенерированного - в режим адсорбции.

35

Формула изобретения

40

Устройство автоматического управления процессом очистки газа в адсорберах, содержащее входной коллектор газа, сумматоры и регуляторы 45 расхода газа через каждый адсорбер, делители, регулирующие и переключающие клапаны, отличающееся тем, что, с целью экономии энергозатрат за счет полной отработки адзиционные сигналы, которые поступают gp сорбента, оно дополнительно содержит на соответствующие переключакидие кла- датчики расхода, давления и темпе- паны для переключения отработанных ратуры, установленные на коллекторе адсорберов на регенерацию, а других- на адсорбцию.

Первый элемент 36 сложения осуще- gg соединены с регуляторами, а входы - ствляет сложение цифрового кода {Р}э1 сигнала давления с кодом 1,033), постоянно хранящимся в этом элеменгаза, блок расчета расхода газа через каждый адсорбер, выходы которого

с датчиками, влагомеры, установленные на выходе адсорберов, интеграто: ры, элементы умножения и сравнения, при этом выхода. каждого сумматора

те. Второй элемент 37 сложения осу

67

ществляет сложение цифрового кода {т,4 сигнала температуры с кодом Г273Ч, постоянно хран5щимся в этом элементе,

Второй элемент 39 деления осуществляет деление кода, подаваемого на его вход, на код к, постоянно хранящийся в этом элементе. Поэтому узлы 36, 37 и 39 представлены на схеме как одновходовые.

Элемент 41 умножения осуществляет умножение кодов сигнала объ- емного расхода газа, подаваемого на

15

20

.Р„1 +Г1,033 его первый вход, когда я +Г273

подаваемого на его второй вход, и кода к, постоянно хранящегося в этом элементе. Поэтому элемент 41 представлен на схеме как двухвхо- довый.

Таким образом, блок 19 осуществляет вычисление цифрового кода Qр

25 расхода газа по формуле (1) и значение цифрового кода {Q «„ для каждого потока по формуле (2).

Элемент 46 сравнения блока 35 управления сравнивает значение кода

30 Tjcp вычисленного по формуле (3), с кодом f заданного значения влагосодержания и в момент их равенства формирует позиционные сигналы на переключение соответствуннцего адсорбера в режим регенерации, а от- регенерированного - в режим адсорбции.

35

Формула изобретения

40

Устройство автоматического управления процессом очистки газа в адсорберах, содержащее входной коллектор газа, сумматоры и регуляторы 45 расхода газа через каждый адсорбер, делители, регулирующие и переключающие клапаны, отличающееся тем, что, с целью экономии энергосорбента, оно дополнительно содержит датчики расхода, давления и темпе- ратуры, установленные на коллекторе

газа, блок расчета расхода газа через каждый адсорбер, выходы которого

соединены с регуляторами, а входы -

с датчиками, влагомеры, установленные на выходе адсорберов, интеграторы, элементы умножения и сравнения, при этом выхода. каждого сумматора

5 1397067

соединены с первыми интеграторами и первыми входами элементов умножения, вторые входы которых соединены с соответствующим влагомером, входы вторых интеграторов соединены с выходами элементов умножения, выходы интегпс ко т

раторов соединены с делителями, а переключающие клапаны каждого адсорбера соединены с выходами соответствующих элементов сравнения, входы которых соединены с выходами делителей.

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом очистки газов в адсорберах, используемых в газовой и нефтяной промьшленности, и позволяет экономить энергозатраты за счет полной отработки адсорбента. Устройство содержит коллектор 1 очищаемого газа, сумматоры 15-18, 24 и 25, регуляторы 7-10, 22 и 23 расхода газа через каждьш адсорбер 2-5, 20, 21, регулирующие 11-14, 27 и 28 и переключающие 6 клапаны, датчики 32-34 расхода давления и температуры очищаемого газа соответственно, установленные на коллекторе 1, блок 19 расчета расхода газа через каждьй адсорбер 2-5, 20 и 21, выходы кото- .рого соединены с регуляторами 7-10, 22 и 23, а входы - соответственно с выходами датчиков 32-34, влагомеры 26-31 очищенного газа и блок 35 управления, входы которого соединены с выходами влагомеров 26-31 и сумматоров 15-18, 24 и 25, а выходы - с переключающими клапанами 6 адсорберов 2-5, 20 и 21. 3 ил. о (Л

а

/5

Н

25

44

J

5

Фив.3