Способ автоматического управленияМНОгОКОРпуСНОй ВыпАРНОй уСТАНОВКОйбЕз пРОМЕжуТОчНОгО пАРООТбОРА Советский патент 1981 года по МПК D21C7/12 

осуществляют в зависимости от этих значений и корректируют изменением расхода щелока. На чертеже представлена схема системы автоматического управления. Выпарная установка содержит выпар ныв аппараты 1-6, соединенные последовательно (корпуса 3-5 на схеме не показаны), конденсатор 7 смещения с водяшзм охлаждением, вычислительное устройство 8, расходомеры 9-11 соответственно rpeicHnero пара, охлаждающей воды и поступающего раствора (щелока), блоки 12-14 управления исполнительными механизмами 15 17 для изменения расходов греющего пара, охлажданвдей воды и поступающего раствора соответственно, измеритагш температуры греющего пара 18 сокового пара 19, слабого щелока 20 воды 21 на входе и 22 на выходе конденсатора и температур щелока 23 в выпарных аппаратах, концентратомеры для измерения концентрации поступающего щелока 24 и выходящего упаренного щелока 25. Движение теплоносителя (пара) и теплоприемника (щелока принято противоточным, Щелок на выпарку поступает в аппа рат и, проходя последовательно шесть ступеней выпаривания (аппараты 1-6) выводится из аппарата б в виде упаренного щелока (концентрация его 50%), Греющий пар поступает в межтрубное пространство аппарата 6. В последующих аппаратах 5-1 выпаривание происходит за счет сокового пара предыдущих ступеней, С последнего корпуса 1 соковый пар поступает в конденсатор 7,где охлаждается водой Управляющими воздействиями выпарной установки являются расход греющего пара, расход щелока на выпарку и расход охлаждамдей воды конденсатора. Главные управляющие воздействия расход греющего пара и расход охлажд ющей воды конденсатора, так как они являются интегрирующими факторами, учитывающими все многообразие возму щений. Однако изменение расхода пара ограничено максимально допустимы рабочим давлением в греющей камере и паропроводе. При достижении расхо да пара (или давления) максимально допустимого значения управляющим воздействием является расход щелока на выпарку. Конечным результатом влияния реж ных параметров (расходов свежего и соковых паров, расхода щелока, их температур, концентрации щелока и т.д.) является количество выпаренно воды WQ, которое может быть выражено как функция действия управляквд величин - расхода пара DO и охлажда щей воды Wg, Последние, в свою очеопределяют;непосредственнотехнико-экономические показатели работы выпарной установки. Способ осуществляют следуюцим образом. Критерий оптимизации - удельную себестоимость процесса выпаривания определяют с помощью вычислительного устройства 8 по формуле Ц, где С - удельная себестоимость процесса выпаривания; 1,Ц.- стоимость единицы греющего пара охлаждающей воды/ Wg- расход охлаждающей воды на конденсатор; CQ- постоянная составляющая себестоимости выпаривания; WQ- количество выпаренной воды в МВУ за ед, времени. Оптимизация процесса выпаривания предусматривает определение таких значений расхода греющего пара 0 и расхода охлаждающей воды Wo в области заданных ограничений, при которых достигается наименьшее значение переменной составляющей удельной себестоимости процесса выпаривания С, Это позволяет стабилизировать работу выпарной установки, а также обеспечивает необходимую концентрацию твердых веществ в сгущенном щелоке при минимальном потреблении пара и воды. Расход греющего пара OQ, oxJ1aждающей воды на конденсатор W измеряют расходомерами. Стоимостные единицы - Ц, Uj, CQ задают вручную. Количество выпаренной воды в МВУ W вычисляют в вычислительном устройстве на основании материальных и тепловых балансов по корпусам выпарной установки, решая систему следующих уравнений:DodrW So4.42W,)p, 0 Dod2-w.So-i.2: W.) ( Wo ...W6, где So - расход щелока на входе в МВУ; Wj-vy y - количество выпаренной воды по корпусам; oti- коэффициент испарения; |5 - коэффициент самоиспарения. Расход щелока на входе МВУ (S) измеряют расходомером 11. Коэффициенты испарения « и самоиспарения/3 вычисляют по формулам л S --,- i теплосодержание греющего теплосодержание сокового температура кипения щелок в 1-ом корпусе; t - температура конденсата по корпусам. При решении задачи оптимизации МВУ весьма важную роль играет учет накипеобразования во времени. Наки пеобразование является одним из основных факторов, существенно вли кадих на работу выпарной установки. В процессе эксплуатации МВУ образо вание накипи приводит к значительному росту термических сопротивлени увеличению расхода греющего пара, частым остановкам для промывки и чистки и, как следствие, к непреры ному снижению производительности. Образование накипи непосредственно связано с изменением коэффициентов теплопередачи. Получая функциональные зависимо ти изменений коэффициентов теплопе редачи по корпусам выпарной устано ки К - к производится корректиро ка математической модели для опред ления количества выпарной воды в МВ (система уравнений 2), Для этого с заранее выбранной периодичностью определяются коэффициенты теплопередачи по корпусам вы г арной установки в данный момент времени, пользуясь уравнением тепло гторедачи для каждого корпуса Do(,bt.f.( w.-.Di..3K)-.., где tf, - температура греющего парау Эу - теплосодержание греющего 3 - теплосодержание конденсата Т- - температура конденсации со кового пара по. корпусам; F - поверхность нагрева выпарного аппарата; К - коэффициент теплопередачи. С учетом рассчитанных коэффициен тов теплопередачи математическое описание процесса выпаривания принимает вид .Г 1 (ЬЛ-ЧЬг-о . 2 2(0-2 ) .,fb J , 2 «.S,,, 7 Wo 5: W Решая с помощью вычислительного устройства систему уравнений (5), находят расчетные значения количества выпаренной воды WQ с учетом накипеобразования. Подставив вычисленные значения в (I), можно получить текущую удельную себестоимость процесса выпаривания. Поиск оптимального режима с учетом ограничений по технологическим параметрам (плотности упаренного щелока) осуществляется оптимизатором путем нахождения такой совокупности температур по корпусам выпарной установки, которая обеспечивает минимум критерия оптимизации. Вычислив оптимальные в данный момент времени значения температур по выпарным аппаратам, определяются величины управляющих воздействий, обеспечивающие поддержание оптимального режима работы МВУ l. о -к 0365Т 600-te : - температура воды на входе и выходе конденсатора; в виде уставок регулятору расхода пара и охлаждающей воды. Применение изобретения обеспечивает проведение процесса выпаривания на оптимальном уровне. Формула изобретения Способ автоматического управления многокорпусной выпарной установкой без промежуточного пароотбора путем регулирования температурного режима, отличающийся тем, что, с целью оптимизации работы установки, определяют коэффициенты теплопередачи по корпусам выпарной установки, по их значениям и заданной плотности щелока определяют минимальную удельную себестоимость, затем определяют значения расхода греющего пара и охлаждающей воды,которые соответствуют минимальной себестоимости, а регулирование температурного |режима осуществляют в зависимости от этих значений и корректируют изменением расхода щелока. Источники информации, принятые во внимание при экспеотизв 1. Авторское свидетельство СССР 486046, кл. В 01 D 1/30, 1976.

Сонобыи пар 5 Ш,влок на выпарку