Способ автоматического управления процессом обжига в печах кипящего слоя и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК F27B15/18 

Изобретение относится к способам и устройствам для управления обжигом серосодержащего сырья в печах кипящего слоя. Известен способ управления процессом обжига в кипящем слое путем изменения подачи сырья в зависимости от изменения концентрации сернистого газа в обжиговом газе с ОДНО временной стабилизацией дутья 1, Недостатками этого способа являются малая надежность работы концентратомеров и большая инерционност канала загрузки - концентрация, вызывающая значительные недопустимые колебания концентрации сернистого газа. Известен и другой близкий- к изобретению способ автоматического управления процессом обжига в печах кипящего слоя, включающий измерение температуры сернистого газа и измене ние расхода колчедана 2. При данном способе подачу сырья осуществляют в зависимости от темпе ратуры в печи, выгрузку огарка - в зависимости от высоты кипящего слоя и отвод обжигового газа - по его давлению. Устройство для реализации такого способа содержит коммутатбр, элемент памяги и блок управления. Недостаток известного способа состоит в том, что связь температуры и концентрации сернистого газа в рабочих режимах нелинейна и неоднозначна, поэтому способ не обеспечивает достаточной точности поддержания нужной концентрации и качества управления . Цель изобретения - повышение тонности управления путем повышения точности поддержания концентрации сернистого анг;идрида в обжиговом газе. Достигается это тем, что при способе автоматического управления процессом обжига в печах кипящего слоя, включающем измерение температуры серного газа и изменение расхода колчедана, дополнительно измеряют содержание серы в колчедане и расход воздуха в печь, вычис.пяют концентрацию сернистого ангидрида в обжиговом газе на основе измеренных температуры .сернистого газа, содержание серы в колчедане и расхода воздуха в печь, сравнивают вычисленную величину концентрации сернистого ангидрида с заданным значением, а изменение расхода колчедана осуществляют в зависимости от величины сравнения вычислен КОГО и заданного значений (концентрации сернистого ангидрида.

Устройство для осуществления спосба, включающее коммутатор, элемент памяти и блок управления, снабжено блоком вычисления концентрации серниCToio ангидрида в обжиговом газе, элементом сравнения вычисленного значени5 концентрации сернистого ангид да с заданным значением, блоком обнуления управляющего воздействия, блоком вычисления разности между за-i данным и вычисленным значениями концентрации сернистого ангидрида, блоком вычисления расхода кслчедана для компенсации выхода концентрации, за допустимую область и блоком йычисления расхода колчедана с учетом фактического значения содержания серы в колчедане, причем коммутатор соединен с входом элемента памяти, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой входы которого подключены к соответствующим входам блока вычисления концентрации сернистого ангидрида в обжиговом Газе, восьмой и девятый выходы эле-; мента памяти подключены к первым .двум входам элемента сравнения вычисления значения концентрации сернистого ангидрида с заданным значением и к первым двум входам блока вычисления разности между заданным . и вычисленным значениями концентрации сернистого ангидрида, выход блока вычисления концентрации сернистого анги,црида в обжиговом газе подключен к вторым двум входам элемента сравнения вычисленного значения концентрации сернистого ангидрида с заданным значением, первые два выхода которых соединены с вторыми двумя входами.блока вычис Ленин разности между заданньш и вычисленным значениями концентрации сернистого ангидрида, два выхода которых соединены с первыми двумд,. входами блока вычисления расхода колчедана для компенсации выхода концентрации за . допустимую область, вторые два входа которого подключены к десятому и одиннадцатому выходам элемента пМЯТ.И, двеналдатый и тринадцатый вызфды которого соединены с двумя входами блока вычисления расхода колчедана с учетом фЗктического значения содержания серы в колчедане, третий вход которого соединен с входом блока вычисления расхода колчедана для копенсации выхода концентрации за допустимую область, а выход блока вы.числения расхода колчедана с учетом фактического значения содержани

dfepH в колчедане подключен к первому входу блока управления, другой вход которого соединен с выходом .блока обнуления управляющего воздействия, два входа которых подключены к вторым двум выходам элемента сравнения вычисленного значения концентрации сернистого ангидрида с заданным значением.

На чертеже дана структурная схема устройства для реализацииспособе, стройст во содержит блок 1 вычисления концентрации сернистого ангидаида в обжиговом газе 1,элемент 2 сравнения вычисленного значения концентрации сернистого ангидрида с заданным значением 2, блок 3 обнуления управляющего воздействия, 6JJOK 4 вычисления разности между задэ 1ным и вычисленным значениями концентрации сернистого ангидрида, блок 5 вычисления расхода колчедана для компенсации выхода концентра,ции за допустимую область, блок б вычисления расхода колчедана с учетом фактического значения содержания серы в колчедане,

Блок 1 Производит расчет формуле

ХдСА- К Хз -В

(1)

К 2 X ,,

где Х - концентрация сернистого газа;

Ха температура сернистого газ.а; .

Xi- расход воздуха в печь

кипящего слоя;

. постоянные величины, которые определяются из уравнений материального и теплового балансов для номинального режима работы печи. Элемент 2 производит операцию равнения

- .

(2:)

f..

где ХУ верхнее граничное значение концентрации сернистого ангидрида в обжиговом газе;.

(3)

и

x,x:i ,;

где К - нижнее граничное значение

концентрации сернистого 55газа.

Блок 3 присваивает Д q, значение, равное О в случае, если

В ,

V Н у с1 уВ

(4) л ,

ЛЯ- - расход колчедана, необходимый для компенсации выхода концентрации за допустимую область изменения. Блок 4 производит расчет по следующим формулам: X.,S, если. Х Ч ЛХ xt} - х , если х Блок 5 осуществляет расчет су-К,,,, , где Кт,-постоянная величина, опр деляется из уравнения ма териального баланса. Блок 6 осуществляет расчет й. q, Т- Х4 (б) где й - расход колчедана,необх димый для компенсации в хода концентрации серни того, ангидрида эа допустимую область, изменени при фактическом значеяи содержания серы в колче дане; фактическое серосодержа ние сырья; (Х)- нормативное серосодержа ние сырья. Блок 1 содержит множительные эле менты 7, 8 и 9, суммирующие элементы 10, 11 и делительный элемент 12; блок элемент 2 содержи элементы сравнения 13 и 14; блок 4 содержит элементы 15 и 16 вычислени разности; блок 5 содержит множител ные элементы .17 и 18; блок б содержит множительный элемент 19 и делительный элемент 20, Кроме того, уст ройство содержит блок 21 управления коммутатор 22 и элемент.23 памяти. Сигналы с датчиков и постоянные величины поступают на коммутатор 22входных сигналов, а оттуда на элемент 23 памяти входных сигналов. Сигналы из элемента памяти поступаю :на вход блока 1, где по формуле (1) осуществляется расчет в следующем порядке: сигналы Ki и Х из элемента 23поступают на элемент 7, где перемножаются и полученный сигнал проходит на элемент 10, производящий сложение полученного сиграла с сигна лом А , поступающим-из элемента 23 Сигнал, соответствующий полученно сумме, поступает на вход элемента 8 где происходит перемножение суммы, полученной в элементе 10 и X/j. , поступающего из элемента 23 памяти. Полученное произведение поступает на вход элемента 11, где от полученного в элементе 8 произведения вычитается сигнал В , поступивший из элемента 23 памяти. Сигналы К и X-J из элемента 23 памяти поступают на вход элемента 9, где перемножаются. На элемент 12 поступают сигналы с блоков 11 и 9, где производится операция деления и расчет по формуле (1) заканчивается, , Сигнал, соответствующий значению (Концентрации X, поступает на вход элементрв 13 и 14 блока. Если Х В .(элемент 13),то сигнал, соответствующий Х и сигнал из элемец й 23 поступает на вход элемента 15 блока 4, где происходит вычисление по формуле (3), Бели Х Х7 (элемент 14), то сигнал, соответствующий Х , и сигнал . из элемента 23 поступают на вход элемента 16 блока 4, где происходит вычисление дХ- по формуле (4) , Если значение концентрации находится в допустимых пределах изменения, т,е, Х Х. Х , то сигнал с элементов 13 и 14 блока 2 .проходит на блок 3, на выходе которого появится сигнал дс|, О, С блока 3 сигнал поступает на блок 21 управления, управляющее воздействие которого на объект будет равным нулю,- -. Сигнал с блока 4, соответствующий Д. , проходит на блок 5, где про 1зводится расчет по формуле (5) , следующим образомi на вход элемента 17 поступают сигналы, соответствующие ДX , (из блока 4) и; «з (з элемента. 23), где они перемножаются ...и результат умножения проходит на элемент 18, где происходит умножение на сигнал X-j , поступивший из элемента 23, Полученный на выходе блока 5 сигнал, соответствующий значению расхода колчедана, необходимого для компенсации в.ыхрда концентрации сернистого газа за допустимую область изменения при.содержании серы в колчедане, равном нормативному значению, поступает на вход блока б, Здесь осуществляется расчет по формуле (б) в. следующей последовательности: сигнал с блока 5, соответствующий значению д поступает на вход элемента 19, где перемножается с сигналом, соответствующим (Х)о из элемента 23. Полученное произведение в виде сигнала поступает на элемент 20, где производится деление его на сигнал, соответствующий Х из элемента 23, Полученный сигнал, соответствующий зн ачению расхода колчедана Aq/, необходимый для компенсации выхода концентрации сернистого газа за допустимую область изменения при фак-, . тическом значении содержания серы в колчедане, из блока 6 поступает на блок 21 управления, осуществляющий управляющее воздействие по изменению расхода колчедана в печь кипящего слоя, Формула изобретения 1, Способ автоматического управления процессом обжига в печах кипящего слоя, включающий измерение температуры сернистого газа и изменение расхода колчедана, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления путем повышения точности поддержания концентрации сернистого ангидрида в обжиговом газе, дополнительно измеряют содержание серы в колчедане и расход воздуха и печь, вычисляют концентрацию сернистого ангидр.ида в обжиговом газе на основе измеренных температуры сернистого газа, содержания серы в колчедане и расход воздуха в печь, сравнивают вычисленную величину концентрации сернистого ангидрида с заданным значением, а изменение расхода колчедана осущестт вляют в зависимости от величины сравнения вычисленного и. заданного значений концентрации сернистого ангидрида.

2. Устройство для осуществления способа по п, 1, содержащеекоммутатор, элемент памяти и блок управления , отличающееся тем, что оно снабжено блоком вычисления концентрации сернистого ангидрида в обжиговом газе, элементом сравнения вычисленного значения концентрации сернистого ангидрида с заданным значением, блоком обнуления управляющего воздействия, блоком вычисления разности мэжду заданным и вычисленным значениями кон1дантрации сернистого ангидрида, блоком вгз1числения расхода колчедана для компенсации выхода концентрации, за допустимую область и блоком вычисления расхода колчедана учетот фактического значения содержания серы в колчедане, причем коммутатор соединен с входом элемента памяти, первый, второй, третий четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы которого подключены к соответствующим входам блока вычисления концентрации сернистого ангидрида в обжиговом газе, восьмой и-девятый выходы элемента памяти подключены к первым двум входам элемента сравнения вычисленного значения концентрации сернистого ангидрида с заданным значением и к первьгм двум входам блока вычисления разности: между заданным и вычисленным значес ниями концентрации сернистого ангидрида, выход блока вычисления концентрации сернистого ангидрида в обжиговом газе подключен к вторым двум входам элемента сравнения вы численного значения концентрации

сернистого ангидрида с заданным значением, первые два выхода которых соединены с вторыми двумя входами блока вычисления разности между заданным и вычисленным значениями

5 концентрации сернистого ангидрида, два выхода которых соединены с первыми двумя входами блока вычислени-я расхода колчедана для компенса- ции выхода концентрации за допустимую область, вторые два входа которого подключены к десятому и одиннадцатому выходам элемента памяти, двенадцатый и тринадцатый выходы которрго соединены с двумя входами

5 блока вычисления расхода колчедана с учетом фактического значения содержания серы в колчедане, третий вход которого соединен с входом блока вычисления расхода колчедана для компенсации выхода концентрации за допустимую область, а выход блока вычисления расхода колчедана с учетом фактического значения содержания серы в колчедане, подключен к первому входу блока управления.

другой вход которого соединен с выходом блока обнуления управляющего воздействия, два входа которых подключены к вторым двум выходам элемента сравнения вьгчисленного значения концентрации сернистого ангидрида с заданным значением,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское.свидетельство СССР t 445812, кл. F 27 В 15/00, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР. № 421876, кл. F 27 В 15/00, 1973.

12