Способ управления выпарной установкой Советский патент 1982 года по МПК B01D1/26 G05D27/00 

Изобретение относится к способам управления многокорпусными выпар-ными установками, включающими в себя конденсатные и паровые подогреватели раствора, подаваемого на упаривание, и может быть использовано в химической промышленности. Известен способ управления выпарной установкой путем изменения расхода среднего раствора в зависимости от концентрации упаренного раствора и расхода слабого раствора в зависимости от уровня раствора в баке среднего раствора 1. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо соб управления выпарной установкой путем регулирования концентрации целевого компонента в упаренном рас воре изменением расхода исходного раствора, подогреваемого в конденсатных и паровых теплообменниках 2 Данный способ не позволяет вести процесс упаривания с максимальным использованием тепла конденсата греющего и вторичного пара и поддерживать максимальную температуру раствора, подаваемого в первый корпус, и приводит к большому удельному расходу тепла на выпаривание, т.е. к низкой экономической эффективности работы установки. Цель изобретения - повышение эффективности работы выпарной установки путем снижения удельного расхода греющего пара повьшением температуры раствора, подаваемого на вьшаривание за счет оптимального использования потенциала тепла конденсата греющего пара и конденсата вторичного пара. Цель изобретения достигается тем, что согласно способу управления выпарной установкой , заключающемуся в регулировании концентрации целевого компонента в упаренном растворе изменением расхода -исходного раствора, подогреваемого в конденслтиых и па3ровых теплообменниках, расход ис ходного раствора регулируют в зави симости от температуры смеси растворов на выходе указанных тепло- обменников. На чертеже представлена схема, реализугацая данный способ управле ния выпарной установкой. Выпарная установка состоит например из четырех корпусов 1-4, В схеме подогрева исходного раствора установка содержит несколько паровых 5-7 и конденсатных 8-11 теплообменников. Исходный раствор в конденсатные 8-10 теплообменники подают параллельными потоками. Параллельно предусмотрена подача исходного раствора, проходящего последовательно все паровые 5-7 теплообменники. Подогретый исходный раствор на выходе первого парового 5 и конденсатного 8 теплообменников смешивается. Смесь растворов подается на вход второго парового теплообменника 6, на выходе из которого она смешивается с раствором, получаемым на выходе второго конденсатного теплообменника 9. По лученная после вторых теплообменни ков смесь растворов подается на вход третьего парового теплообменника 7 и т.д. Корпус 1 обогревается греющим паром, а каждый последующий - вто ричным паром предыдущего корпуса. Часть вторичного пара корпусов 1, 2и 3 идет на паровые теплообменники 7, 6 и 5. Конденсат корпусов 3и 2 идет, соответственно, на кон денсатные теплообменники 8 и 9, а конденсат греющего пара проходит последовательно (для лучшего испол зойания его тепла) два конденсатных теплообменника 10 и П. Исходный раствор, подогреваемый В конденсатных 8-11 и паровых 5-7 тепло обменниках, пода:ется на выпаривани в корпус . Частично упариваясь в каждом корпусе за счет многократ ного использования тепла греющего пара, раствор из корпуса 1 проходи последовательно корпуса 2, 3 и 4. Система управления состоит например, из экстремальных регуляторов температуры 12, 13 и 14 пер вичных преобразователей температуры 15, 16 и 17, предназначенных для измерения температуры смеси ра створов на выходе конденсатных и п ровых теплообменников, выходных преобразователей регуляторов температуры 18, 19 и 20, регулирующих органов регуляторов температуры 21, 22 и 23, регулятора расхода 24, первичного преобразователя расхода 25, задатчика регулятора расхода 26, корректирующего регулятора 27, выходного преобразователя регулятора расхода 28, регулирующего органа регулятора расхода 29, первичного преобразователя концентрации 30 и задатчика концентрации 31. Управление выпарной установкой производят следунлцим образом. Регулирзпот концентрацию целевого кбмпонента в упаренном растворе путем изменения расхода исходного раствора, подогреваемого в конденсатных 8-10 и паровых 5-7 теплообменниках. Расход исходного раствора изменяют, регулируя его в конденсатных 8-10 и паровых 5-7 теплообменниках по температуре смеси раствора на выходе указанных теплообменников. Температура смеси на выходе кон- денсатного 8 и парового 5 теплообменников имеет экстремальную зависимость от расхода раствора через конденсатный 8 теплообменник. Такая зависимость объясняется несколькими обстоятельствами. Во-первых, температура раствора на выходе из парового 5 теплообменника является величиной постоянной, не зависящей от расхода раствора через него, так как корпус 3, с которым соединен паровой 5 теплообменник, генерирует количество пара значительно большее, чем может быть сконденсировано в паровом 5 теплообменнике. Во-вторых, температура раствора на выходе из конденсатного 8 теплообменника повьш1ается с уменьшением расхода раствора через него. Температура смеси, таким образом, зависит от того, в каком соотношении весь расход исходного раствора будет распределен между конденсатным 8 и паровым 5 теплообменниками. Процессы, происходящие в других теплообменниках 6 и 9, а также 7 и 10 одинаковы. Существует такое оптимальное соотношение между расходами раствора через паровые 5-7 и конденсатные 8-11 теплообменники, при котором температура смеси растворов на вБ1ходе из т .-.пло- , обменников будет максимальной. В этом случае затраты греющего пара на доведение температуры раствора до температуры кипения будут минимальны, так как обеспечивается автоматическое перераспределение теп ла конденсата и вторичного пара. При отклонении температуры исхо ного раствора система управления работает следующим образом. Экстремальный регулятор температуры 12 (13 и 14) подает пробную команду на регулирующий орган регулятора температуры 2 (22 н 23 через выходной преобразователь регулятора температуры 18 (19 и 20) и изменяет расход исходного раствора через конденсатный теплообмен ник 8 (9 и 10). Если пробная команда приводит к увеличению температуры смеси растворов, измеряемой первичным преобразователем температуры 15 (6 и 1 то регулятор температуры 12 (13 и 14) продолжает изменять положение регулирунлцего органа регулятора температуры 21 (22 и 23) в том же направлении до тех пор, пока температура не достигнет максимума (экстремума). Если же пробная кома да приводит к снижению температуры смеси растворов, то регулятор температуры 12 (13 и 14) изменит направление перемещения регулирующего органа регулятора температуры 21 (22 и 23) на обратное. В результате в системе подогрева исходного раствора установляется новое оптимальное распределение исходного раствора по конденсатным 8-10 и паровым 5-7 теплообменникам с учетом Изменившейся тем пературы исходного раствора. Изменение концентрации исходного раствора приводит к отклонению концентрации целевого компонента в упаренном растворе. При этом по сигналу первичного преобразователя концентрации 30 и задатчика концен трации 31 корректирующий регулятор 27 изменяет задание регулятору 484 расхода 24 исходного раствора, который обеспечив :ет требуемый расход, регулируя его в паровых теплообмен- никах 5, 6 и 7 с помощью выходного преобразователя регулятора расхода 28 и регулирующего органа регулятора расхода 29. В результате этого нарушается оптимальное распределение исходного раствора мезкду паровыми 5, 6 и 7 и конденсатными 8, 9 и 10 теплообменниками. Новое оптимальное распределение с учетом изменившейся концентрации исходного раствора достагается с помощью экстремальных регуляторов температуры 12, 13 и 14 и регулятора расхода 24 исходного раствора в той последовательности, как это описано было Bbmie в случае изменения температуры исходного раствора. Внедрение данного способа приведет к экономии (2%) греющего пара. Ожидаемый эффект составит около 70 тыс. руб. Формула изобретения Способ управления выпарной установкой путем регулирования концентрации целевого компонента в упаренном растворе изменения расхода исходного раствора, подогреваемого в конденсатных и паровых теплообменниках, отли.чающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы выпарной установки за счет экономии удельного расхода греющего пара, расход исходного раствора регулируют в зависимости от температуры смеси растворов на выхое указанных теплообменников. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 161333, кл. В 01 D 1/26, 1962. 2.Ломакин И.Л. и др. Автоматизация хлорных производств. М., Химия, 1967, с. 182-183.