Способ автоматического управления многокорпусной выпарной установкой с развитым пароотбором Советский патент 1991 года по МПК C13G1/06 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству сахара.

Цель изобретения - увеличение выхода сахара.

На чертеже представлено устройство для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит корпуса 1 и 2, концентратор 3, датчик 4 температуры в первом корпусе, датчик 5 температуры и расходомер 6 поступающего сока, датчик (плотномер) 7, измеряющий концентрацию поступающего сока, датчики (плотномеры) 8-10, установленные соответственно после корпусов 1 и 2 и концентратора 3 и измеряющие концентрацию сгущаемого сока. Устройство содержит также датчик 11 температуры ретурного пара, датчик 12 давления вторичного пара в корпусе 1, датчик 13 давления вторичного пара в корпусе 2, вычислительное устройство 14, соединенное с датчиками 5, 7-11, расходомером 6 и регулятором 15 температуры корпуса 1, клапан 16 на линии подачи ретурного пара, блок 17 умножения, связанный через регулятор 18 давления с клапаном 19 на линии подачи присадки ретурного пара в корпус 1, регулятор 20 концентрации, соединенный с регулятором 21 давления, клапан 22 на линии подачи присадки вторичного пара в корпус

о

00

ч

Os

ю о

ю

2, датчик 23 расхода сока после первого корпуса и датчик 24 расхода ретурного пара, соединенные с вычислительным устройством 14.

Согласно предлагаемому способу реализуется метод, учитывающий степень теплопередачи греющей камеры в первом корпусе, который дает возможность оценить косвенно тепловые потери и регулировать необходимую оптимальную тепловую производительность путем регулирования температуры в первом корпусе дополнительно с учетом степени теплопередачи греющей камеры первого корпуса.

Так, зависимость расчетного заданного значения температуры в первом корпусе

Тззд Тк ДТк.(1)

а так как

TK Tn + (1-T%)-TlCll

N2С Ьсир

(2)

(3)

А Тк 2 П| (СВ|зад - СВ|) ,

I 1

где Тк - температура кипения сока в первом корпусе;

АТк - величина коррекции Тк, то в зависимости от контролируемых параметров

T3aA Tn + - -Gi{CBTn(1

-TlCl + j)n| (СВ|3ад -CBi),

С Всока у

гир

где tn - температура пара;

п - безразмерный коэффициент, учитывающий многократность использования пара;

К - коэффициент, учитывающий степень теплопередачи;

GI - расход сок.ч на выпарную станцию;

Ci, Св теплоемкость сока и воды;

Ti - температура сока на выпарную станцию;

Тв - температура конденсации воды;

СВсока - содержание сухих веществ в соке;

СВсир содержание сухих веществ в сиропе;

, CBi - заданное и фактическое распределение сухих веществ (концентраций) по корпусам;

щ - масштабные настраиваемые коэффициенты.

Без существенной потери точности, так как первый корпус в выпарной установке яплчется основным потребителем энергии, коэффициент К2 в соотношении (4), который интегрально должен учитывать степень теплопередачи греющих камер всех корпусов,

зависящую от состояния их стенок, заменяем на коэффициент q, т.е. К2 q. учитывающий степень теплопередачи греющей камеры в первом корпусе, который может быть определен по соотношению Gn Rn

9 -

Wi

(5)

где Gn - расход пара;

Rn - f (Tn) удельная теплота конденсэ- 0 ции (является табулированной функцией температуры ретурного пара);

Wi - количество выпаренной влаги, которую определяют по значениям расхода, концентрации поступающего сока и расхо- 5 да, концентрации сока из первого корпуса;

Wi Gi(100--CBcoi«)- G2(100-CBi). (6) где G2 - расход сока из первого корпуса. С учетом соотношения (5) задание на

0 регулирование температуры определяется дополнительно с учетом расхода и температуры пара, расхода и концентрации сока, поступающих в первый корпус, расхода и концентрации сока после первого корпуса,

5 Устройство работает следующим образом.

Подача ретурного (свежего пара) в межтрубное пространство регулируется регулятором 15 температуры по рассогласованию

0 фактического значения температуры, поступающего от датчика 4 температуры, и расчетного значения Тззд, поступающего с выхода вычислительного устройства 14, путем воздействия на клапан 16 на линии под5 ачи ретурного пара Для расчета Тзад в - вычислительное устройство 14 вводятся вручную константа п, коэффициенты усиления т, пг, пз. а также значения задаваемых концентраций после каждого из корпусов

0 1 и 2 и концентратора 3. Кроме того, в вычислительное устройство 14 поступает информация от датчика 5 температуры сока, расходомера 6, измеряющего расход сока, датчиков (плотномеров) 7-10, датчика 11

5 температуры ретурного пара, датчика 23, измеряющего расход сока из первого корпуса, датчика 24, измеряющего потребление пара. При любом возмущении на входе системы по составу, расходу, температуре

0 сока или при изменении состояния стенок греющей камеры корпусов в вычислительном устройстве 14 по соотношению (3) пере- считывается значение Т 5ЯЛ и новое задание поступает на вход регулятора 15 температу5 ры.

Расчетное значение Тк по соотношению (2) поступает также на вход блока 17 умножения, где определяется значение необходимого давления Р1эад сокового (вторичного) пара в первом корпусе, которое позволяет обеспечивать процесс кипения сока, близкий к процессу насыщения. Значение Р1ПЯД поступает в качестве задания на регулятор 18 давления надсокового пространства первого корпуса. Регулятор 18 давления управляет присадкой свежего греющего пара в первый корпус по рассогласованию фактического значения давления, измеряемого датчиком 12 давления, и требуемого Р1эад путем воздействия на клапан 19 в линии подачи присадки ретурного пара в надсоковое пространство. Подача присадки свежего пара в надсоковое пространство первого корпуса осуществляется при увеличении пароотбора с первого и второго корпусов. Подача присадки вторичного пара во второй корпус регулируется регулятором 21 давления по информации, поступающей от датчика 13 давления в надсоковом пространстве второго корпуса и от задания Р2эад на регулятор 21 давления, которое поступает с корректирующего регулятора 20 концентрации сока после второго корпуса, воздействием на клапан 22 в линии подачи присадки вторичного пара во второй корпус.

Регулятор 20 концентрации по информации о текущей концентрации от датчика 9 концентрации СВа и информации о заданном значении концентрации СВ2заА от вычислительного устройства 14 после второго корпуса вырабатывает сигнал, корректирующий задание регулятору 21 давления Р2эад, который позволяет в силу большой инерционности канала подача пара - концентрация сока фильтровать резкие скачки изменения давления в надсоковом пространстве первого и второго корпусов.

Увеличение (уменьшение) пароотбора с второго корпуса приводит к смещению теплового и материального баланса оставшихся корпусов выпарной станции.

Регулятор 21 давления клапаном 2 компенсируют недостаток (избыток) пара в

надсоковом пространстве второго корпуса уменьшая (увеличивая) при этом давление вторичного пара в первом корпусе. Вслед за этим регулятор 18 давления отрабатывает это возмущение, воздействуя на увеличение

(уменьшение) подачи ретурного пара через клапан 19.

Предлагаемый способ управления многокорпусной выпарной установкой с развитым пароотбором за счет более точного определения степени теплопередачи греющей камеры первого корпуса позволяет устанавливать оптимальный тепловой режим, что в свою очередь обеспечивает увеличение производительности установки при стабильном качестве сырья.

Формула изобретения

Способ автоматического управления многокорпусной выпарной установкой с развитым пароотбором по авт.св. № 1599438, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода сахара, измеряют расход сока после первого корпуса и расход ретурного пара в первый корпус, определяют степень теплопередачи стенок греющей камеры первого корпуса по расходу и концентрации сока, расходу и температуре ретурного пара, поступающих в первый корпус, и также по расходу и концентрации сока после первого корпуса, а регулирование подачи ретурного пара в первый корпус осуществляют с учетом степени теплопередачи стенок греющей камеры первого корпуса.

t;

I

Л

В-

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству сахара. Цель изобретения - увеличение выхода сахара. Указанная цель достигается тем, что задают распределение концентраций сока после корпусов установки и температуру в первом корпусе, регулируют подачу ретурного пара в первый корпус по величине сигнала рассогласования между измеренным и заданным в ней значениями температур с учетом степени теплопередачи стенок греющей камеры первого корпуса, определяемой по расходу и концентрации сока, расходу и температуре ретурного пара, поступающих в первый корпус, расходу и концентрации сока после первого корпуса, при этом регулируют подачу вторичного пара на присадку во второй корпус по величине давления вторичного пара с коррекцией по значению концентрации сока, контролируемого на выходе из второго корпуса установки, причем заданное значение давления вторичного пара в первом корпусе установки определяют по заданной температуре в первом корпусе установки. 1 ил. сл с

ffW , {Я Ј 6и//б

П