Способ автоматического выравнивания теплового режима в паре многопарной системы регенеративных теплообменников Советский патент 1991 года по МПК F25J3/00 

Изобретение относится к управлению температурным режимом многопарной системы теплообменных регенеративных аппаратов и может применяться при управлении тепловым режимом регенераторов воздухо- разделительных установок

Цель изобретения - повышение КПД работы регенеративных теплообменников путем повышения точности и улучшения динамики тепло-и массообмена.

Предлагаемый способ автоматического выравнивания теплового режима в паре многопарной системы регенеративных теплообменников описывается зависимостью

Р - tp + h- (Тнр - Тр),

4v

где tp - время регулируемого полупериода;

tp - время предыдущего регулируемого полупериода от нерегулируемого до регулируемого переключения;

v - скорость изменения температур на холодном конце регенеративного теплообменника;

Тнр - температура на холодном конце регенеративного теплообменника в момент нерегулируемого переключения;

Тр - температура на холодном конце регенеративного теплообменника в момент регулируемого переключения.

На фиг.1 показано перераспределение температур на холодном конце теплообменников после введения регулируемого воздействия, где tp - регулируемый полупериод после регулируемого воздействия, tp - второй регулируемый полупериод после регулируемого воздействия, Тр-температура на холодном конце регенеративных теплообменников в момент регулируемого переклю- после регулируемого воздействия, ТНр - температура на холодном конце регенеративных теплообменников в момент нерегулируемого переключения через период после регулируемого воздействия, Тр - температура на холодном конце регенера- тивных теплообменников в момент регулируемого переключения через период после регулируемого воздействия.

На фиг.2 представлена система, реализующая способ автоматического) выравни- вания теплового режима в паре многопарной системы регенеративных теплообменников. Система содержит 1-6 - три группы регенеративных теплообменников, 7,8 - регулирующие органы на линии прямо- го потока первой и второй групп, 9 - регулирующий орган на линии петлевого потока 10-16 - принудительные клапаны, установленные на линии прямого потока, 17-23 - принудительные клапаны, установленные на линии обратного потока 24, причем теплообменники в группах связаны между собой линиями перепускного потока через принудительные клапаны 25,26,27, датчики температуры 28, 29, 30 установлены на холодных концах, 31,32,33 - регуляторы, 34,35,36 - устройства выравнивания температур в группах регенеративных теплообменников, 37-блокуправления клапанами,

38- нормирующий преобразователь.

Устройство 34 содержит аналого-цифровой преобразователь 39, блоки первой памяти 40, блок разности 41, блок отношений 42, задатчик 43, блок согласования 44, счетчик 45, блок второй памяти 46, блок сум- мирования 47, реверсивный счетчик 48.

Датчики температуры 28,29,30 через нормирующие преобразователи 38 одновременно подключены на первые входы регуляторов 31,32,33 и на входы аналого-цифровых преобразователей 39 устройств выравнивания температур в группах регенеративных теплообменников 34,35,36. Выходы регуляторов 31,32,33 подключены к регулирующим органам 7,8,9. Выход аналого-цифрового преобразователя

39связан с первым входом блока памяти 40, выход которого подключен к блоку разности 41. Выход блока разности 41 соединен с первым входом блока отношений 42, ко вто- рому входу которого подключен задатчик 43. Выход блока отношений 42 соединен с первым входом блока суммирования 47. Блок управления клапанами 37 соединен со вторыми входами регуляторов 31,32,33,а

также через блок согласования 44 с входом счетчика 45, вторым входом блока памяти 40, вторым входом блока разности 41, третьим входом блока суммирования 47, вторым входом блока памяти 46 и вторым входом реверсивного счетчика 48. Выход счетчика 45 соединен с первым входом блока памяти 46, выход которого связан со вторым входом блока суммирования 47. Выход блока суммирования 47 подключен к первому входу реверсивного счетчика 48, выход которого соединен со входом блока управления клапанами 37. Выходы блока управления клапанами 37 подключены к принудительным клапанам 11-16, 18-23,25,26,27.

Система, реализующая предложенный способ, работает следующим образом.

В каждой группе, кроме группы с полностью открытым регулирующим органом, на прямом потоке информация от датчиков температуры 28 и или 29 через нормирующий преобразователь 38 по команде с блока управления клапанами 37 в момент нерегулируемого переключения, во время работы соответствующего перепускного клапана в группе, поступает на регуляторы 31 или 32 в виде аналоговых электрических сигналов. При отклонении текущей температуры от заданной на выходе регуляторов 31 или 32 формируется управляющее воздействие на регулирующие органы 7 или 8.

В группе с полностью открытым регулирующим органом на прямом потоке информация от датчика температуры 30 через нормирующий преобразователь 38, по команде из блока управления клапанами 37 в момент нерегулируемого переключения во время работы перепускного клапана в виде аналогового электрического сигнала поступает на вход регулятора 33. При отклонении текущей температуры от заданной на выходе регулятора 33 формируется управляющее воздействие на регулирующий орган 9, установленный на общем петлевом потоке. Одновременно информация от датчиков температуры 28,29,30 о температуре холодных концов регенераторов через нормирующий преобразователь 38 в виде аналоговых электрических сигналов поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 39, устройств выравнивания температур в группах регенеративных теплообменников 34,35,36, в котором аналоговая информация преобразуется в дискретную. По команде из блока управления клапанами 37, поступающей в устройство через блок согласования 44, в момент регулируемого переключения во время работы перепускного клапана происходит запись дискретной информации Тр и Тир в блок памяти 40, откуда последняя по

команде из блока согласования 44 переносится в блок разности 41. Разность двух температур, полученная в блоке 41,Тнр-Тр по команде из блока согласования 44 поступает на первый вход блока отношений 42.на второй вход этого блока подается сигнал ра вный 4 v, с задатчика 43. Полученное в блоке 42 отношение поступает на первый вход блока суммирования 47. Счетчик 45 регистрирует время регулируемого полупе- риода tp, которое по команде из блока согласования 44 переносится в блок памяти 46, откуда поступает на второй вход блока суммирования 47. По команде из блока согласования 44, поступающей на третий вход блока суммирования 47, происходит суммирование дискретных величин tp и Тнр Тр

4v

Тнр Тр 4 v

и полученный результат tp + записывается в реверсивный

счетчик 48. В момент нерегулируемого переключения включается обратный счет, через расчетное время, равное регулируемому полупериоду, при обнуле- нии всех разрядов счетчика на выходе формируется команда, которая через блок управления клапанами 37 поступает на переключение принудительных клапанов 11,18,19,12,25,13,20,21,14,15,22,23,16,27.

0 5

0

5 0

Форму Л Э изобретения Способ автоматического выравнивания теплового режима в паре многопарной системы регенеративных теплообменников путем стабилизации температуры холодных концов теплообменников воздействием на прямой поток воздуха каждой группы, кроме одной, температуру холодного конца которой стабилизируют воздействием на общий петлевой поток воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД работы регенеративных теплообменников путем повышения точности и улучшения динамики тепло-и массообмена, дополнительно измеряют и запоминают температуры и скорости изменения этих температур на холодных концах регенеративных теплообменников во время их регулируемого и нерегулируемого переключений, измеряют и запоминают длительность регулируемого дутья от нерегулируемого до регулируемого моментов переключения, формируют длительность регулируемого периода дутья как сумму длительности предыдущего регулируемого полупериода и величины, пропорциональной разности температур на холодных концах теплообменников в моменты регулируемого и нерегулируемого переключений и обратно пропорционально скорости изменения этих температур.

Изобретение относится к управлению температурным режимом теплообменных регенеративных аппаратов и может применяться при управлении тепловым режимом регенераторов многопарных воздухоразделительных установок. Оно позволяет автоматически устанавливать оптимальный полупериод регулирующего дутья, учитывающий конструктивную несимметричность теплообменников, а также различную степень забивки аппаратов в процессе эксплуатации Положительный эффект достигается стабилизацией температуры на холодных концах теплообменников в моменты регулируемого и нерегулируемого переключения путем изменения регулирующего полупериода пропорционально разности температур на холодных концах каждого аппарата и обратно пропорционально скорости изменения этих температур, что позволяет улучшить динамику процесса тепло-и массо- обмена, повысить рабочую кампанию установки и тем самым повысить КПД регенеративных теплообменников. 2 ил.

Фиг.1

ффф|ф

1116191225

ФФФ ФФФФФФФ лиеЯ

Г7 1П 04 1/, й -/С Г) П. 1fi 77 Фи

Редактор В. Ковтун

13 20 21 П 26 1522231627

Составитель Б. Каклюгин

Техред М.МоргенталКорректор о, Ципле