Способ управления концентрацией олеума в сушильно-абсорбционном отделении сернокислотного производства Советский патент 1990 года по МПК C01B17/76 G05D27/00 

Изобретение относится к автоматическому управлению технологическими процессами, в частности к оптимальной стабилизации концентрации олеума в су- шильно-абсорбционном отделении (САО) серно-кислотного производства, и может быть использовано в химической промышленности.

Целью изобретения является снижение потерь сырья.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа управления концентрацией олеума; на фиг. 2 - поэлементная схема вычислителя оценки воздействия неизмеряемых возмущений; на фиг. 3 - блок-схема регулирующего устройства. На газоходе 1 на входе в контактный аппарат(фиг. 1)установлены измерители 2 и 3 соответственно расхода газа и концентрации S02 в газовой смеси, на трубопроводе 4 подачи моногидрата в сбор- ник олеумного абсорбера установлен измеритель 5 концентрации моногидрата, измеритель 6 концентрации олеума в сборнике 7. Кроме того, устройство содержит блок 8 ввода данных с объекта, осуществляющий опрос параметров с заданной дискретностью и преобразованием сигналов, блок 9 ручного ввода результатов химических анализов, блок 10 памяти справочной

Os

00 |i fO vj

информации, задатчик 11, блок 12 памяти технологических параметров, вычислитель 13 оценки воздействия неизмеряемых возмуи1ений, регулирующее устройство 14, исполнительный механизм 15 на линии подачи моногидрата в сборник.

Вычислитель 13 оценки воздействия неизмеряемых возмущений содержит (фиг. 2) первые накопительный и алгебраический сумматоры 16 и 17, блок 18 умножения, вторые накопительный и алгебраический сумматор 19 и 20, длитель 21 и третий алгебраический сумматор 22,

Регулирующее устройство (фиг, 3) содержит второй блок 23 умножения, третий накопительный сумматор 24, четвертый алгебраический сумматор 25, второй делитель 26, пятый алгебраический сумматор 27, блок 28 сравнения, блок 29 присвоения и блок 30 умножения.

Устройство работает следующим образом.

Моногидрат по трубопроводу 4 поступает в сборник 7 олеумного абсорбера. Исходная газовая смесь поступает в цеха на переработку по газоходу 1. Сигналы с измерителей 2 и 3 соответственно расхода газа и концентрации SO в исходной смеси на входе в контактный аппарат, с измерителей 5 и 6 соответственно концентрации моногидрата и концентрации олеума периодически поступают на вход блока 8 ввода данных с обьекта. Выходные сигналы с блока 8 поступают на входы блока 12 памяти технологических параметров, в котором хранятся значения стабилизируемого параметра- концентрации олеума в сборнике на К последних шагах измерений (где К - порядок уравнения модели) и вычислителя 13 оценки воздействия неизмеряемых возмущений и на вход регулирующего устройства 14.

В вычислитель 13 вводятся также коэффициенты модели через блок 10 памяти справочной информации и сигналы с блока 12 памяти технологических параметров (значения концентрации олеума и оценки регулируемого параметра). Вычислитель 13 осуществляет расчет оценки Qt воздействия неизмеряемых возмущений

Л:

Qt (Х, , -i )/(1 - I -1

-ia,)-Vt-, I 1

где Xt - концентрация олеума в сборнике:

агкоэффициенты модели (h-1К);

Vt-1 - оценка регулируемого параметра: t - номер шага измерений.

Рассчитанное значение Qt поступает на вход регулирующего устройства 14, на другие входы которого поступают еще один сигнал с выхода вычислителя 13, сигналы с

выхода блока 12 памяти технологических параметров, двух выходов блока 10 памяти справочной информации, задатчика 11.

Результаты химических анализов, проводимых на объекте, поступают на вход блока 9 ручного ввода данных с обьекта, С выхода блока 9 сигнал поступает в регулирующее устройство 14.

Блоки 23-27 (фиг. 3) вычисляют оценку регулируемого параметра Vt в соответствии

с выражением

k V, ( Хзадзн - ZaiXt-i )/( 1

-iao-a ,

где Хзадан - заданное значение стабилизирующего параметра, концентрации олеума в сборнике.

В блоке 28 сравнения, на вход которого поступает сигнал с выхода пятого алгебраического сумматора 27, осуществляется сравнение рассчитанного значения Vt с ограничениями. При нарушении ограничений сигнал с выхода блока 28 поступает через блок 29 присвоения, в котором параметру Vt присваивается граничное значение, на вход третьего блока 30 умножения, в противном случае, сигнал с выхода блока 28 подается непосредственно на вход треть- его блока 30 умножения. В блоке 30 осуществляется коррекция управляющего воздействия в зависимости от текущих значений входных параметров. Эта зависимость имеет вид (Gr-(O)fKAX

Кк ( В - Vt )/( Vt - ( См , где Ut - управляющее воздействие, передаваемое на исполнительный механизм:

(Gr)t - расход газа на входе в контактный аппарат:

(Cr)t-кoнцeнтpaция S02 в газовой смеси перед контактным аппаратом;

(CM)t - концентрация моногидрата;

Кд-степень абсорбции;

Кк - степень контактирования;

А, В- константы.

Параметры Кд, Кк, А, В вводятся в устройство через блок 9. Значения параметров Gr. Сг, См поступают с выхода блока 8.

Сигнал, пропорциональный управляющему воздействия Ut, с выхода блока 30

подается на исполнительный механизм 15.

Кроме того, сигнал с выходов блоков 28 и 29,

который поступает в блок 30, подается и на

вход блока 12 памяти технологических параметров.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет существенно повысить точность регулирования процесса абсорбции в сер- но-кислотном производстве, что, в свою очередь, снижает потери сырья за счет того, что при расчете управляющего воздействия учитываются динамические характеристики объекта, оценка неизмеряемых возмущений и ограничения на управление.

Формула изобретения Способ управления концентрацией олеума в сушильно-абсорбционном отделении серно-кислотного производства, включаю- щий регулирование подачи моногидрата в сборник олеумного абсорбера в зависимости от измеренного и заданного значений концентраций олеума в сборнике, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь сырья, дополнительно измеряют расход газа на входе в контактный аппарат и концентрацию диоксида серы в нем, концентрацию моногидрата, задают 1соэффици- енты модели обьекта управления, верхнее и нижнее граничные значения оценки регулируемого параметра, степени абсорбции и контактирования, по измеренному значению концентрации олеума в сборнике и заданным коэффициентам модели вычисляют оценку воздействия неизмеряемых возмущений, по измеренному и заданному значению концентрации олеума в сборнике, заданным коэффициентам модели и вычислительной оценки воздействия неизмеряемых возмущений рассчитывают оценку регулируемого параметра, сравнивают рассчитанное значение оценки регулируемого параметра с заданным верхним и нижним граничными значениями, при достижении этих заданных граничных значений принимают рассчитанное значение оценки регулируемого параметра равным граничному значению и регулируют подачу моногидрата в сборник олеумного абсорбера пропорционально измеренным значениям расхода газа на входе в контактный аппарат и концентрации диоксида серы в нем, концентрации моногидрата, заданным степеням абсорбции и контактирования и рассчитанному значению оценки регулируемого параметра.

Отбл.Ю

OL

Изобретение относится к способам автоматического управления технологическими процессами, может быть использовано для оптимальной стабилизации концентрата олеума в сушильно-абсорбционном отделении сернокислотного производства и позволяет повысить точность стабилизации технологических параметров, что обеспечивает снижение потерь сырья. Указанный способ заключается в изменении расхода моногидрата в сборник олеума абсорбера и дополнительно включает ограничения на количество подаваемого моногидрата в сборник, измерение концентрации олеума в сборнике, расхода газа на входе в контактный аппарат, концентрации диоксида серы в нем и концентрации моногидрата входных параметров, вычисление оценки воздействия неизмеряемых параметров, корректировку значения расхода моногидрата в зависимости от текущих значений входных параметров. Таким образом, предлагаемый способ управления позволяет учитывать ограничения на управляющие воздействия и динамические характеристики каналов управления. 3 ил.

18

f

i9

f

t

20

Jc

2i

22

S.

Фиг.2

кбм.гб

OL -ОтбЛ.12

Xt-i

i-i

От5л.8

Xi- OiXi-i

lxri, iXt--: l i-.im}

t-1ПтКа 19

От5л-12

f/,-I..-J/A:| / - - -- «

Ui / к 5/1.15