Устройство для автоматическогоупРАВлЕНия пиРОлизНыМи пЕчАМи Советский патент 1981 года по МПК C10G9/20 G05D27/00 

1

Изобретение относится к устройствам для автоматического управлени пиролизными печами в производстве олефинов, включающем в себя узлы пиролиза и газоразделения, и может быть использовано в химической и нефтехимической про ышленности.

Известно устройство для автоматического управления процессом пиролиза, содержащее систему оптимального регулирования подачи топливного газа в печь в зав 1симости от относительного выхода компонентов пирогаза 11 .

Известно также устройство для автоматического управления процессом пиролиза в трубчатой печи с радиантной секцией, содержащее датчики и регуляторы температуры продуктов пиролиза и расхода сырья в печь регулирующие клапаны, а также систему изменения величины реакционной зоны, состоящую из отсекающих клапанов, установленных на линиях подачи топлива в отдельные ряды горелок, и узла управления клапанами, связанного с регулятором расхода

сырья Г21

Общим недостатком известных устройств является то, что они не учитывают при управлении пиролизными печами суммарную выработку товарных продуктов, что приводит к колебаниям расходов этих продуктов и снижает производительность установки.

Целью изобретения является повышение суммарной производительности установки.

Поставленная цель достигается

0 тем, что устройство для автоматического управления пиролизныги печами в производстве олефинов,содержащее датчики общего расхода сырья на печи и товарного продукта после

5 газоразделения, блоки запоминания и последовательно соединенные датчики температур продуктов после печей, регуляторы расхода топлива, датчик состава пирогаза в общем

0 коллекторе печей и сумматор, дополнительно содержит блоки задания и коррекции задания концентрации товарного продукта, блок расчета газообраз вания, блок задания температу5ры, при этим выход последнего связан с регуляторами, а входы - с датчиком состава пирогаза и Вг.уодом сумматора, соединенного с блоками задания и коррекции .задания концентрации товарного продукта, входа первого из которых соединены с датчиком расхода товарного продукта и через блоки запоминания - с выходом сумматора, а второго - с блоком расчета газообразования, датчиком и блоком запоминания расхода сырья и датчиком расхода товарного продукта, а ко входам блока расчета газообразования подключены датчики,расходов сырья и товарного продукта, а также состава пирогаза.

Схема реализации устройства представлена на чертеже.

Устройство для автоматического управления пиролизными печами 1 в производстве олефинов, включающем в себя узлы пиролиза 2 и газоразделения 3, содержит датчики общего расхода сырья 4 на печи и расходы то варного продукта 5 после газоразделения, датчик 6 состава пирогаза в общем коллекторе печей, сумматор 7, блоки 8, 9 запоминания, блок 10 задания температуры, блоки 11 задания н блок 12 коррекции задания концентрации товарного продукта в пирогазе, блок 13 расчета газообразования и последовательно соединенные датчики 14 продуктов после печей, регуляторы 15 и регулирующие клапаны 16 на линии подачи топлива. Выход блока 10 задания температуры связан с камерами заданий регуляторов 15,. а

входы - с датчиком состава пирогаза 6 и выходом сумматора 7.

Три входа блока 11 расчета газообразования связаны с датчика№4И расг ходов сырья 4 и товарного продукта 5 и датчиком 6 состава пирогаза,а четыре входа блока коррекции задания 12 - с выходом блока расчета газообразования 13, датчиком расхода сырья 4 и товарного продукта 5 и выходом блока запоминания 9, вход которого подсоединен к датчику расхода сырья 4.

Устройство работает следующим образом. Контуры стабилизации температуры, состоящие из датчиков 14, регуляторов 15 и регулирующих клапанов 16, осуществляют -стабилизацию температуры пирогаза на выходе из печей на заданном значении путем воздействия на подачу топлива.

Блок 10 задания температуры, представляющий собой ПИ - регулятор, выполняет стабилизацию заданного значения концентрации товарного продукта в пирогазе общего коллектора печей путем изменения уставки регуляторам температуры.

Заданное значение концентрации товарного продукта в пирогазе определяется в блоке 11 из условия обеспечения заданного значения расхода этого продукта на выходе из газоразделения по формуле

U

4k ПР

(1)

с (о) + K(F,

-F, np

где и - соответственно заданное и измеренное значение расхода товарного продукта после газоразделеJ,/ . ния, кг/час;

- заданное на предыдущем цикле значение концентрации товарного продукта в пирогазе, доли вес;

К - коэффициент, зависящий от вида товарного продукта (этиленf пропилен или .бутилен) .

5 Сумматор 7 и блок 11 работают циклически. Цикл их срабатывания выбирается с учетом времени переходного процесса по каналу температура расход товарного продукта для конкретной установки.

Включение в устройство управления блоков 10, 11 и 8 позволяет обеспечить стабильный заданный расход товарного продукта после газоразде5 ления и автоматически учесть при управлении изменение состава сырья, закоксованность печей и выключение их на выжиг кокса и другие неконтролируемые возмущения. Для учета при управлении изменения общего расхода сырья в устройство включены блоки 9, 12 и 13.

В блоке 13 рассчитывается газообразование (суммарная весовая концентрация газообразных продуктов в 5 общем коллекторе печей) по формуле

J c-W

X- Fnp

(2)

F C

где F - расход сырья, кг/час;

С - измеренная весовая концентрация товарного продукта в пирогазе,доли вес; с - поправочный коэффициент ,

учитывающий потери товарного продукта в узле газоразделения.

В блоке 9 хранится значение расхода сырья F(о),заполненное некоторый период (10-20 мин) назад. Этот период выбирается несколько большим времени переходного процесса изменения суммарного расхода сырья на печи.

В блоке 12 определяется величина корректирующего сигнала концентрации товарного продукта в пирогазе при изменении общего расхода сырья по формуле

Fnp Г 1 .

(3)

дС

В блоке 7 (сумматора) рассчитывается заданное значение концентрации товарного продукта в пирогазе. которое необходимо стабилизировать на объекте: Это значение С поступает в камеру задания регулятора 10 (блока задания температу ял) и таким образом устройство осуществляет стабилизацию расхода товарного продукта с установки на заданном значении.При изменении расхода сьфья на установку расчитывают величину дС,соответственно изменяется величина задания С, и в результате расход товарного продукта сохраняется на прежнем зна чении. Изменение заданной величины расхода продукта F и действие неконтролируквдих возмущений отрабатывается блоками 8 и 11 путем установ ления нового заданного значения кон центрации продукта в пирогазе. Использование устройства позволя ет стабилизировать выработку любого из основных товарных продуктов в производстве олефинов (этилена,пропилена и или бутиленов), что снижае колебания их суммарных расходов и повышает производительность установ Формула изобретения Устройство для автоматического управления пиролизными печами в про изводстве олефинов, содержащее, датчики общегО; расхода сырья на печи и товарного продукта после газоразделения, блоки запоминания и последовательно соединенные датчики температур продуктов после печей, регуляторы расхода топлива, датчик состава пирогаза в общем коллекторе печей и сугФгатор, отличающеесятам, что, с целью повышения производительности печей, оно дополнительно содержит блоки задания и коррекции задания концентрации товарного продукта, блок расчета газообразования, блок, задгшия температуры, при этом выход последнего связан с регуляторами, а входы - с датчиками состава пирогаза и выходом сумматора, соединенного с блоками задания и коррекции задания концентрации товарного продукта, BXOjCJ первого из которых соединены с датчиком расхода товарного продукта, и через блок запоминания - с выходом сумматора, а второго - с блоком расчета газообразования, датчиком и блоком запоминания расхода сырья и датчиком расхода товарного продукта, а ко входам блока расчета газообразования подключены датчики расходов сырья и товарного продукта, а также, состава пирогаза. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 385997, кл. С10 G 9/20, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР 338244, кл. С 10 G 9/20, 1973.