Способ автоматического управления непрерывнодействующей брагоректификационной установкой Советский патент 1977 года по МПК C12F1/04 

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОДЕЙСТВУЮЩЕЙ БРАГОРЕКТИФИКАПИОННОЙ

I УСТАНОВКОЙ (корректируется задание контуру стабилизации расхода бражки). При управлении брагоректификационными установками других типов в качестве промежуточного параметра используется расход дистиллята, температура в контрольной зоне колонны, уровень бражного дистилля та, производительность бражной колонны по абсолютному алкоголю и др. На фиг, 1 изображена брагоректификационная установка косвенно-прямоточного действия; на фиг. 2 - то же, косвенного действия (в качестве промежуточного парамет ра показан расход бражного дистиллята). Брагоректификационная установка косвен- но-прямоточного действия (см. фиг. 1J состоит из бражной колонны 1 с эпюрируюшей насадкой 2 и подогревателем 3 бражки, рек. тификационной колонны 4 с подогревателем 5бражки, а также из эпюрадионной колонны 6жидкостного потока. Питание (бражка) 7, проходя последовательно через подогреватели бражки, поступает на верхнюю тарелку эпюрирующей насадки После очистки от головных примесей бол шая часть спирта, поступившего с бражкой, направляется в ректификационную колонну по трубопроводу 8 в виде парового потока. Меньшая часть спирта (около 30%), обогаш.енная головными примесями, после кон- денсации в подогревателе поступает в виде бражного дистиллята 9 в эпюрационную колонну, а оттуда в виде эпюрата 10 в ректификационную колонну. Отбор спирта-ректификата 11 из ректифи кационной колонны стабилизируют с помощью контура, состоящего из датчика 12 расхода регулятора 13 и исполнительного механизма 14. Расход бражки регулируют по параметру, характеризующему концентрацию спир та в контрольной зоне ректификационной колонны (на фиг. 1 в виде примера в качестве такого параметра использована температура) Регулирование осуществляют каскадной системой, состоящей из стабилизируюшего кон- тура (датчик 15 расхода бражки, регулятор 16 и исполнительный механизм 1) и корректирующего контура (датчик 18 температуры и регулятор 19). Реализация способа мало зависит от конструкции брагоректификационной установки. Так, например, можно полностью устранить жидкостной поток 9 -6 -10 и совместить эпюрационную колонну 6 с эпюрнрующей насадкой 2, при этом способ автоматического управления не изменится. В брагоректнфикационной установке косвенного действия расход бражки 7 регулируют по промежуточному параметру (на фиг. в виде примера по расходу бражного дистил ята 9) с помощью контура, состоящего из атчика 18 расхода, регулятора 19 и исполительного механизма 17. Задание регуляору 19 поступает с выхода регулятора 16 онцентрации спирта в контрольной зоне ректификационной колонны. Параметр, который е характеризует (например, упругость паров), измеряют с помощью датчика 20. Как в предыдущем варианте (см. фиг. 1) отбор спирта-ректификата 11 стабилизируют с помощью контура, состоящего из датчика 12 регулятора 13 и исполнительного механизма 14. Помимо описанного, автоматическая сиотема управления брагоректификационной уста, новкой может дополнительно включать в себя контуры регулирования подачи пара в колонны, контуры регулирования расхода охлаждающей воды и т.п. Способ реализации этих контуров определяется в основном технологическими особенностями каждого конкретного типа брагоректификационной установки и не влияет на способ автоматического управления. Поэтому указанные дополнительные контуры для упрощения на чертежах не показаны. Предлагаемый способ управления осуществляют следующим образом. При необходимости изменения производительности брагоректификационной установки изменяют задание регулятору 13 (см. фиг. 1). Контур 12-13-14 изменит в соответствии с этим расход спирта-ректификата 11. Количество спирта, поступающего с бражкой 7 в установку, и количество спирта, от бираемого с готовым .продуктом (спиртомректификатом И), в этих условиях будет различным. Поэтому начнет меняться концентрация спирта в контрольной зоне ректификационной колонны и характеризующая эту концентрацию температура. В соответствии с этим изменится выходной сигнал датчика 18. Регулятор 19 изменит задание стабилизирующему контуру 15-16-17, что вызовет изменение расхода бражки 7. Поскольку бражка проходит через подог реватель 5, в котором конденсируются пары из ректификационной колонны 4, изменение расхода бражки сразу же вызовет изменение режима ректификационной колонны 4 ( в част -ности, изменение давления). Кроме того, изменение расхода бражки вызовет изменение режима бражной колонны 1 и ее эпюрирующей насадки 2. Изменения режимов ректификационной и бражной колонн вызовут такое изменение парового потока, которое вернет концентрацию спирта и характеризующую ее температуру в контрольной зоне ректификационной колонны к прежнему значению, причем эти изменения будут происходить достаточно быстро, так как паровой поток обладает незначительной

инериионностью. Поэтому качество рюгупирования температуры (или, что эквивалентно, концентрации) в контрольной зоне ректификационной колонны будет достаточно высоким. Соответственно выход всей установки на новую производительность (т.е. установление материального баланса по спирту) также будет происходить плавно и быстро.

При изменени концентрации спирта в бражке изменится вначале режим бражной колонны о а затем концентрация спирта в контрольной зоне ректификационной колонны. Контуры 18-19, 15-16-17 отработают такое возмущение аналогично тому, как это описано вы ше.15

Способ, показанный на фиг. 2, осуществляется в основном аналогично описанному. Единственная особенность состоит в следукьтем. При изменении концентрации спирта в контрольной зоне ректификационной колонны 20 (из-за изменения отбора спирта-ректификата или из-за изменения концентрации бражки) изменится выходной сигнал датчика 20.

Регулятор 16 изменит задание регулятору 19. Контур 18-19-17 отработает это 25 изменение задания и установит расход бражки 7 и расход бражного дистиллята 9 на новых уровнях.

Изменение расхода бражного дистиллята вызовет изменение расхода эпюрата 10, что 0 в свою очередь, приведет к возврату в прежнее значение концентрации спирта в контрольной зоне ректификационной колонны.

Изменения режима бражной колонны 1 (например, при изменении концентрации бражки) частично компенсируются контуром 1819-17 без участия главного контура 20-16-

19. Если в качестве промежуточного параметра используют производительность бражной колонны по абсолютному алкоголю, то такого рода возмущения полностью компенсируются контуром 18-19-17 и на режиме ректификационной колонны не отражаются.

Формула изобретения

Способ автоматического управления непрерывнодействующей брагоректификационной установкой, предусматривающий стабилизацию отбора спирта-ректификата, регулирование расходов пара и охлаждающей воды, регулирование расхода бражки, осуществляемое в зависимости от рассогласования заданного и текущего значения промежуточного параметра (например, по расходу бражного дистиллята, по температуре в контрольной зоне бражной колонны) и измерение параметра, характеризующего концентрацию спирта в контрольной зоне ректификационной колонны (например, температуры, упругости паров), о т личающийся тем, что, с целью по- выщения быстродействия системы управления, заданное значение промежуточного параметра корректируют в зависимости от рассогласования текущего и заданного значения параметра, характеризующего концентрацию спир«та в контрольной зоне ректификационной колонны.

Источники информации, принятые в внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

с 12 F 1/04, 1971 (про№ 422767, МКл тотип/.

Фиг.2