Устройство для автоматического контроля технологическим режимом установки сухого тушения кокса Советский патент 1988 года по МПК C10B39/00 G05D27/00 

Изобретение относится к коксохимической промьшшенности, в частности к устройствам контроля и управления работой установок сухого тушения кок са (УСТК).

Цель изобретения - повышение эффективности технологического режима работы установки путем снижения потерь тепла.

На чертеже представлена структурная схема устройства для автоматического контроля технологическим режимом установки сухого тушения.

Устройство содержит блок 1 измере ния количества загрузок коксом камеры тушения (не показана), блоки 2 и 3 измерения содержания СО и блоки 4 и 5 содержания СО соответственно на входе и выходе камеры тушения, блок 6 измерения перепада давления на дымососе (не показан), блок 7 измерения температуры горячего кокса в зоне косых ходов камеры тушения, бло ки 8 и 9 измерения температуры цирку ляционного газа соответственно на выходе и входе камеры тушения, блок 10 измерения расхода перегретого (вьфабатываемого) пара, блок 11 температуры перегретого пара, блок 12 измерения расхода питательной воды, блок 13 измерения температуры окружающей среды, блок. 14 измерения темпе- ратзфы питательной воды, элементы 15-27 задания констант, позволяющие учесть ряд постоянных коэффициентов, при этом выходы блоков 1-7 соединены с соответствующими входами блока 28 вычисления количества тепла горячего кокса с учетом его угара, в состав которого входят элементы 15-21, выход блока 6 также соединен с соответствующими входами блоков 29 и 30 вычисления количества тепла, циркуляционного газа соответственно на вько де и входе камеры тзтпения, в состав которых соответственно входят элементы 22 и 23, а элемент 21 блока 28 соединен и с соответствующими входами блоков 29 и 30, выход блока 8 соединен с соответствующим входом блока 29, а выход блока 9 - с входом блока 30, выходы блоков 10 и 11 соединены с соответствукнцими входами блока 31 вычисления количества тепла вырабатываемого пара, в состав которого входят элементы 24 и 25, выходы блоков 12 и 14 соединены с соответствующими входами блока 32

вычисления количества тепла питающей воды, в состав которого входят и элементы 26 и 27, выход блока 13 , соединен с первыми входами блоков

33-37 вычисления эксергетических температур соответственно, горячего кокса, циркуляционного газа на выходе и входе камеры тушения, вырабаты- ig ваемого пара на выходе котла-утилизатора (не показан), питающей воды, вторые входы которых соединены соответственно с вькодами блоков 7-9, 11 и 14,выходы блоков 28-32 соединены

f5 с первыми входами соответствующих

блоков 38-42 вычисления эксергии потоков соответственно горячего кокса, циркуляционного газа на вькоде и входе камеры тушения, вырабатываемого 20 пара, питательной воды, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих блоков 33-37, первьй вькод блока 38 соединен с первым входом, блока 43 вычисления эксергетического

5 КПД камеры тушения, второй выход соединен с первым входом блока 44 вычисления эксергетического КПД установки в целом, первьй выход блока 39 соединен с вторым входом блока 43, 2Q второй выход соединен с первьш входом блока 45 вычисления эксергетического КОД котла-утилизатора, выход блока 40 соединен с третьим входом блока 43, первый выход блока 41 соединен с вторым входом блока 44, второй выход соединен с вторым входом блока 45, первый выход блока 42 соединен с третьим входом блока 44, второй выход соединен с третьим входом блока 45.

Устройство работает следующим образом.

С выходов блоков 1-14 снимаются сигналы, пропорциональные текущим значениям измеряемых параметров: количества загрузок коксом камеры тушения, содержания СО и СОа на входе и выходе камеры тушения, перепада давления на дымососе, температур горячего кокса, циркуляционного газа на выходе и входе камеры тушения, расхода перегретого пара, его температуры, расхода питательной воды, температуры окружакйцей среды и питательной воды. 55 Поступающие в блок 28 сигналы

преобразуются в выходной сигнал, пропорциональный количеству тепла Q, поступающего в камеру тушения с рас35

40

45

50

каленным коксом, и количеству тепла Q выделившегося при его угаре:

5V

QK

(1)

или

- Р,

где п

10

ki

n.k,-C,,t,,+ U,ki(P,- ,.. )(k,.acf,|k,.)h q,,

. - часовое количество загрузок кокса в камеру тушения, 1/ч;

-вес кокса в тушильном вагоне, кг-,

с - теплоемкость горячего кокса, кДж/кг град.;

-температура горячего кокса, °Ci

-коэффициент расхода циркуляционного газа, 20 м ч-Па;

-коэффициент, учитываквдий содержание чистого угле рода в коксе;

t - температура циркуляционного газа на входе камеры ту шения, С.

Поступающие в блок 31 сигналы пре образуются в выходной сигнал, пропор циональньй количеству тепла Q пп в перегретом паре:

Пп

-ПП )

(5)

где G

ПП

15

ПП

расход перегретого пара, кг/ч;

энтальпия перегретого пара, кДж/кг. В интервсше рабочих температур 350-490 С и рабочих давлений 3,1392- 3,5316 МПа энтальпия пара с достаточной для расчетов точностью аппрок симируется линейной зависимостью

Пп

А + B-t,

(6)

Р и Р - давление циркуляционно- 25 Д А и Б - постоянные коэффициенты.

где С - теплоемкость циркуляционного газа на входе камеры тушения, кДж/м - Ci

t - температура циркуляционного газа на входе камеры тушения, С.

Поступающие в блок 31 сигналы преобразуются в выходной сигнал, пропор- циональньй количеству тепла Q пп в перегретом паре:

Пп

-ПП )

(5)

где G

ПП

ПП

расход перегретого пара, кг/ч;

энтальпия перегретого пара, кДж/кг. В интервсше рабочих температур 350-490 С и рабочих давлений 3,1392- 3,5316 МПа энтальпия пара с достаточной для расчетов точностью аппроксимируется линейной зависимостью

Пп

А + B-t,

(6)

Изобретение относится к коксохимической промьшшеннЬсти, в частности к устройствам контроля и управления работой установок сухого тушения кокса. Целью изобретения является повышение эффективности технологического режима работы установки путем снижения потерь тепла. Устройство содержит блок измерения количества загрузок коксом; два блока измерения содержания СО и два блока содержания СО-г. соответственно на входе и вькоде камеры тушения-, блок изме- рения перепада давления на дымососе; блок измерения температуры горячего кокса в зоне косых ходов камеры тушения; два блока измерения температуры циркуляционного газа соответственно на входе и выходе камеры тушенияj блок измерения расхода вырабатываемого пара, блок температуры пара; блок измерения расхода питательной воды; блок измерения температуры окружаю- шей среды} блок измерения температуры питательной воды; элементы задания констант; блок вычисления количества тепла горячего кокса с учетом его угара; два блока вычисления количества тепла циркуляционного газа соответственно на входе и вькоде камеры тушения; два блока вычисления количества тепла вырабатываемого пара и питательной воды; блоки вычисления эксергетических температур горячего кокса, циркуляционного газа на входе и вькоде камеры тушения, вырабатываемого пара на выходе котла утилизатора и температуры питательной воды; блоки вычисления эксергий потоков горячего кокса с учетом его угара, циркуляционного газа на входе и выходе камеры тушения, вьфабатывае- мого пара и питаиадей воды блоки вычисления эксергетического КПД камеры тушения, установки в целом и котла- |Утилизатора. 1 ил. (С (Л 4 О1

го газа до и после дымососа, соответственно , Па;

k, kj - коэффициенты, характеризующие выход СОа и СО при горении углерода соответственно;

& , соответственно прираще- ние СО 2 и СО в циркуляционном газе после камеры тушения вследствие угара кокса, %,

q - теплотворная способность кокса, кДж/кг.

Поступанщие в блок 29 сигналы пре- образуются в выходной сигнал, пропор- циональньш количеству тепла Q | циркуляционного газа на выходе камеры тушения:

РАК ki(P, - Pj) , (3)

где Сдк теплоемкость циркуляционного газа после камеры тушения, КДЖ/М - С;

температура циркуляционного 50 газа после камеры тушения,

°С.

Поступаюдие в блок 30 сигналы преобразуются в выходной сигнал, про- порциональньй количеству тепла циркуляционного газа на входе камеры тушения

QAH k(Pi - PI)-CAH ()

Тогда

: п п

С„„ (А B-tnn) . (7)

0

5

0

Поступающие в блок 32 сигналы преобразуются в выходной сигнал, про- порциональньй количеству тепла Q пв питательной воды:

(8)

Q П8 6 1- ПВ

где G r,g - расход питательной воды,

Kr/4i

in,,- энтальпия питательной

ды, кДж/кГ Град. В интервале рабочих температур 90-120°С и рабочих давлений 1,471- 1,667 МПа энтальпия питательной воды с достаточной для расчетов точностью аппроксимируется линейной зависимостью

лв

С + D

П6

(9)

где С и D - постоянные коэффициенты. Тогда

- (С + D-tp,). (10)

П8

Поступающие в блоки 33-37 сигналы от блоков 7-9-, 11 и 14, пропорциональные температурам тепловых потоков, преобразуются в соответствующие выходные сигналы, пропорциональные эксергетическим температурам соответствующих тепловых потоков по формуле

То

Т,1 mm

(11)

Т.

где Тд - температура окружающей среды, Ki

теьшература coi, гветствующе- го теплового потока, Kj индекс теплового потока, соответственно гк - горячий KOKCJ дк и дн - циркуляционный газ соответственно на выходе и вхсще из камеры ту шения пп - вьфабатьюаемый (перегретый) пар} пв - питательная вода.

Поступающие в блоки 38-42 сигналы от блоков 28-32, пропорциональные количеству тепла соответствующего теплового потока Q., и сигналы от блоков 33-37, пропорциональные эк- сергетической температуре Т этих тепловых потоков, преобразуются в сигналы, пропорциональные величине эксергии соответствующих тепловых потоков:

Е. Q. Т.. (12)

Поступающие в блок 43 сигналы, пропорциональные величинам эксергии соответствуюцих тепловых потоков

(Е

к

АК.

Едя) преобразуются в

сигнал, пропорциональньй эксергети- 1ческому КПД камеры тушения:

Е АК - ЕЛН

Е

-100%

1х

(13)

где

Е,

(14)

к - гк - -УГПоступающие в блок 44 сигналы, пропорциональные величинам эксергии соответствуняцих тепловых потоков

пп

Е ...) преобразуются в

(Е

сигналS пропорциональный величине эксергетического КПД всей УСТК в целом:

Е

- Е

П6

100%

(15)

-Sk

Поступающие в блок 45 сигналы, пропорциональные величинам эксергии соответствуницих тепловых потоков

Ak

пп

Е „.), преобразуются в сигСЕ...

нал, пропорциональный величине эксергетического КПД котла-утилизатора:

кПп

-. -100%, (16)

АК

предлагаемое устройство для автом, матического контроля технологическим режимом установки сухого тушения кок,

5

5

са может быть реализовано как на приборах токовой ветви системы ГСП, так и на ЭВМ в сочетании с соответствующими измерительными приборами, датчи-, ками и преобразователями.

Для реализации счетно-решающих операций, необходимых для вычисления функций по вьфажениям (1)-(16), используются простейшие вычислительные операции: суммирование, умножение и деление.

Формула изобретения

Устройство для автоматического контроля технологическим режимом установки сухого тушения кокса, содержащее блок вычисления количества 0 тепла горячего кокса, первьй - седьмой входы которого соединены с выходами блоков измерения содержания окиси углерода в циркуляционном газе на входе и выходе камеры тушения, блоков измерения содержания двуокиси углерода в циркуляционном газе на входе и выходе камеры тушения, блоков измерения перепада давления на дымососе и температуры горячего кокса, а восьмой - иетьфнадцатьй входы соединены с выходами первого - седьмого элементов задания констант, блок вычисления количества тепла циркуляционного газа на выходе камеры тушения, первый и второй входы которого соединены с выходами блоков измерения перепада давления на дымососе и температуры циркуляционного ,газа на выходе камеры тушения, а третий и четвертьй входы соединены , с выходами седьмого и восьмого элементов задания констант, а также блок вычисления количества тепла вырабатываемого пара, первый и второй входы которого соединены с выходами блоков измерения расхода и температуры вырабатываемого пара, а третий и четвертый входы соединены с выходами девятого и десятого элементов задания констант, отличающееся тем, что, с целью повьш1е- ния эффективности технологического режима работы установки путем снижения потерь тепла, в него дополнительно введены блоки измерения температур окружающей среды и питательной води, а также расхода питательной воды, блоки вычисления количества тепла в циркуляционном газе на входе

0

5

0

5

0

5

камеры тушения и в питательной воде, блоки вычисления эксергетических температур и эксергий потоков горячего кокса, циркуляционного газа На входе и выходе камеры тушения, вырабатываемого пара, питательной воды, блоки вычисления эксергетических КПД камеры тушения, котла-утилизатора и камеры в целом, блоков измерения расхода и температуры вырабатываемого пара и питательной воды, температуры окружающей среды, одиннадцатый, двенадцатый и тринадцатью элементы задания констант, при этом первьй - четвертьй входы блока вычисления количества тепла газа на входе камеры тушения соединены с выходами соответственно блоков измерения перепада давлений на дымососе и температуры циркуляционного газа на входы камеры тушения, а также с выходами седьмого и одиннадцатого элементов задания констант, первьй - четвертьй входы блока вычисления количества тепла питательной воды соединены с выходами соответственно блоков измерения расхода и температуры питательной воды, а также двенадцатого и тринадцатого элементов задания констант выход блока измерения температуры горячего кокса соединен с первым входом блока вычисления эксергетичес- кой температуры горячего кокса, второй вход которого соединен с первьши входами блоков вычисления эксергетических температур циркуляционного газа на входе и выходе камеры тушения, пара на выходе котла-утилизатора, питательной воды и с выходом блока измерения температуры окружающей среды, вторые входы блоков вычисления эксергетических температур циркуляционного газа на входе и выходе камеры тушения, блоков вычисления эксергетических температур пара на Iвыходе котла-утилизатора и питатель

5

0

5

5

0

5

ной воды соединены с выходами соответственно блоков измерения температур циркуляционного газа на входе и выходе камеры тушения температур вырабатываемого пара и питательной воды, первые и вторые входы блоков вычисления эксергий потоков горячего кокса, циркуляционного газа на входе и выходе камеры тушения, блоков вычисления потоков энергий вырабатываемого пара и питательной воды соединены с выходами блоков вычисления, соответственно количества тепла горя- че го кокса и эксергетической температуры горячего кокса, блоков вычисления количества тепла циркуляционного газа и его эксергетической температуры на входе и выходе камеры тушения , блоков вычисления количества тепла вырабатываемого пара и питательной воды и блоков вычисления эксергетических температур вырабатываемого пара и питательной воды, первьй, второй и третий входы блока вычисления эксергетического КПД камеры тушения соединены с первьми выходами блоков вычисления эксергий потока горячего кокса, эксергий потоков циркуляционного газа на входе и выходе камеры тушения, первьй, второй и третий входы блока вычисления эксергетического КПД котла-утилизатора соединен соответственно с вторьм выходом блока вычисления эксергий потока циркуляционного газа на выходе камеры тушения, с первыми выходами блоков вычисления эксергий потоков вырабатываемого пара и питательной воды, а первьй, второй и третий входы блока вычисления эксергетического КПД установки в целом соединены соответственно с вторыми выходами блоков вычисления эксергий потоков горячего кокса, вырабатываемого пара и блока вычисления эксергий питательной воды,

СО