Система регулирования температурного режима упарки свинцовой пульпы в кипящем слое Советский патент 1977 года по МПК C22B1/10 G05D27/00 

Изобретение относится к авто.матнзации производственных процессов и может быть использовано в производстве цветных и редких металлов, в частности при упарке свинцовой иульиы в свинцовом производстве.

Известна система связанного регулирования двух параметров, содержащая индикатор, блок сравнения, схему перекрестной блокировки,регулятор, иереключатель, испытательные механизмы, регулирующие органы, датчики положения регулирующих органов, запоминающее устройство, дифференциальное реле.

Из известных систем наиболее близкой по технической сущности к описываемой является система температурного режима аппарата со взвещеиными слоями катализатора, содержащая регулятор подачп пульпы, вход которого через элемент сравнения подключен к выходу расходомера на лннии подачи иульпы, а выход подключен к исполнительному механизму на байпасной линии пульпы, регулятор расхода газа в топку, вход которого через блок суммирования подсоединен к датчику температуры в топке реактора, а выход - к исполнительному механизму с регулирующим органом на линии подачи газа в топку, блок смещения, блок коммутации сигналов, первый вход которого соедииен с выходом датчика температуры материала в слое.

2

Но эта система не может обеспечить необходимую точность регулирования температуры материала в кипящем слое при минимальных амплитудах в частотах колебаний расхода пульпы в реакторе. Колебанпя расхода пульпы приводят к существенным динамическим ошибкам, так как характеристика гидротрассы нестационарна, существенно нелинейна и является основным нсточником возмущений, влияющим на регулируемый параметр.

Другой канал управления «температура в тоике-температура материала в кппящем слое обладает линейными характеристиками, но пределы изменения унравляюи1его воздействия ио этому каналу ограничены условиями жаропрочности элементов тонкн и существования самого процесса в кипящем слое, т. е. поддержания необходимой скорости восходящего потока газа в слое.

Целью предложенного технического решения является обеспеченпе бесперебойности работы установки, стабильности гранулометрического состава готовой продукции и его очистки от органических составляющих.

Поставленная цель достигается тем, что в известную систему регулирования, содержащую регулятор подачи пульиы, вход которого через элемент сравнения подключен к выходу расходомера на линии подачи пульпы, а выход

подключен к исполнительному механизму на байпасной линии пульпы, регулятор расхода газа в топку, вход которого через блок суммирования подсоединен к датчику температуры в топке реактора, а выход - к исполнительному механизму с регулируюищм органом на липни подачп газа в топку, блок смеп1,, блок коммутании сигиалов, первый вход которого соединен с выходом датчика темнературы материала в слое, введены блок определенпя режима регулирования температуры и блок выработки задания регулятору расхода газа, причем второй и третий входы блока коммутации сигналов соединены с выходами блока определения режима регулироваиия температуры и блока смещения, а выход его соедииен с одиим из входов блока суммирования сигналов, па второй вход которого через блок выработки задания регулятору расхода газа подсоединен выход блока определения режима регулирования температуры, а вход последнего соединен с датчиком температуры материала в кппяпдем слое.

На чертеже представлена блок-схема устройства. Блок-схема содержит задатчик 1, расходомер 2, установленный на линии подачи пульны в реактор, элемепт сравнения 3, регулятор расхода пульпы 4, исполнительиый механизм 5, установленный на байпасной лннии пульны, блок смещения 6, датчпк температуры 7, установленный в топке реактора, блок суммирования 8, блок 9 определения режима регулирования температуры в топке, регулятор 10 расхода газа в топку, исполнительный механизм 11 с регулирующим органом на линии подачи газа в топку, датчик 12 температуры материала в кипящем слое, блок 13 выработки задания регулятору расхода газа и блок коммутации сигналов 14.

Система регулирования температурного режима упарки свинцовой нульиы в кипящем слое работает следующим образом.

В нижней части реактора или в топке, подачей газа устанавливают температуру, которая обеспечивает наилучщие техиологические иоказатели процесса упарки и соответствует требованиям жаропрочности элементов самой топки, и при помощи блока 13, датчика 7, блока суммирования 8, регулятора 10, и иснолнительного механизма 11 стабилизируют это значение температуры. Затем подачей пульпы в верхнюю часть реактора устанавливают необходимую температуру материала в кипящем слое, который образуется в средней зоне реактора. Величина расхода пульпы, при которой установилась необходимая температура материала в кипящем слое, задается элементом 1 на вход элемента сравнения 3, замыкающего контур стабилизации расхода нульпы. Этот контур состоит из расходомера 2, регулятора 4 и иснолнительного механизма 5. В процессе работы реактора температура материала в кипящем слое под влиянием имеющихся возмущеиий, например, изменения состава пульпы, отклоняется от первонально установленного или регламентированного значения. Если величина отклонения не превышает ± 20% (возможны и другие пределы) от оптимальной регламентной велпчнны температуры материала в кииящем слое, то выходной сигнал датчика 12 через коммутатор 14 поступает па вход блока суммирования 8. При этом выход блока смещения 6 отключен от входа блока суммирования 8. На вход элемента сравнения 3 сигнал выхода блока 9 не ностунает. Таким образом все ошибкн по температуре материала в кииящем слое, ие превышающие ±20%, устраняются за счет коррекции регламентной величины расхода газа в топку или температуры в последней. Если же ошибка выходит за пределы ± 20%, то блок 9 воздействием на вход коммутатора 14 отключит выход датчика 12 от входа блока 8 и соединит выход блока 6 со входом носледнего. Блок 9 при этом на своем выходе, соедииеином с элементом сравнения 3, начинает выдавать сигнал, сформированный в зависимости от полярности к амплитуде выходного сигнала датчика 12. Связь блока 9 с блоком 13 в совокупиости с блоком 6 обеспечивает восстаиовление первоначальной регламентной (оптимальной) велпчппы температуры в топке печи. После сппжения отклонения темиературы материала в кипящем слое до ± 20% иа выходе блока 9, соедииеииом со входом элемента 3, сигнал остается постоянным до следующего повторения ироцесса определения режима регулироваиия температуры. При этом коммутатор 14 отключает выход блока 6 от входа блока 8 и подключает к выходу последнего выхода датчика 12.

За счет изменения расхода газа в топку реактора, в зависимости от темиературы материала в кипящем слое, отклонение сводится к нулю. Повыщение динамической точности обеспечивается за счет устранения непрерывных колебаний расхода пульпы в реактор, а стабилизация температуры в топке реактора в пределах, допускаемых условиями жаропрочности элементов и существования восходящего нотока, образующего псевдоожиженный слой, - за счет повторных возвращений температуры в топке реактора к регламентному значению.

Повыщенне динамической точности регулирования темнературы материала в слое, при сохранении условий жаропрочности элемеитов реактора и образования псевдоожиженного слоя, обеспечивает бесперебойность работы установки, повыщение стабильности гранулометрического состава готовой нродукции и их очистки от оргаиических составляющих не менее чем в 2-3 раза.

Формула изобретения

Система регулирования температурного режима упарки свницовой пульпы в кипящем слое, содержащая регулятор подачи пульпы, вход которого через элемент сравнения подключен к выходу расходомера на линни подачи пульпы, а выход подключен к испытательному меха 1изму на байпасной линии пульпы, регулятор расхода газа в топку, вход которого через блок суммирования подсоединен к датчику температуры в топке реактора, а выход- к исполнительному механизму с регулирующим органом на линии подачи газа в топку, блок сме1нения, блок коммутапии сигналов, первый вход которого соединен с выходом датчика температуры материала в слое, о тл и ч а 10 н; а я с я тем, что, с целью обеспечения бесперебойности работы установки и повышения стабильности гранулометрического состава готовой продукции и ее очистки от органическнх соединений, в нее введены блок определения режима регулирования температуры н блок выработки задания регулятору расхода газа, иричем второй и третий входы блока коммутации сигналов соединены с выходами блока определения режима регулирования температуры и блока смещения, и выход его соединен с одним из входов блока суммирования сигналов, на второй вход которого через блок выработки задания регулятору расхода газа подсоединен выход блока определения режима регулирования температуры, а вход последнего соединен с датчиком температуры материала в кипящем слое.

1/МЛО