Способ управления процессом упаривания раствора в многокорпусной испарительной установке Советский патент 1982 года по МПК B01D1/26 G05D27/00 

Изобретение относится к способам управления процессами упаривания растворов в многокорпусных испарительных установках сщиабатного типа или мгновенного вскипания и может быть использовано при упаривании растворов и суспензий в микробиологической, целлюлознобумажной, химической и других отраслях промьшшенности.

Известен способ управления процессом упаривания раствора в многокорпусной испарительной установке, путем подачи смеси исходного и циркулирующего растворов в первый корпус испарения с температурой, регулируемой изменением подачи греющего пара в подогреватель и заданной выше температуры кипения раствора в указанном корпусе испарения, стабилизации давления вторичного пара и температуры кипения раствора в последнем корпусе испарения .

Недостатком такого способа управления является возможность изменения производительности установок по испаренной влаге, изменения расхода греющего пара и охлгьждающей воды в широких пределах в зависимости от перераспределения давлеНИИ и производительности по корпусгии вследствие разной степени загрязнения поверхности теплообмена конденсаторовподогревателей корпусов испарения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ управления процессом упаривания раствора в многокорпусной испарительной установке путем регулирова10ния температуры циркулирующего раствора на входе в первый корпус изменением подачи греющего пара в подогреватель, регулирования температуры раствора или вторичного пара в по15следнем корпусе изменением подачи охлаждающей воды в конденсатор последнего корпуса, регулирования подачи исходного и рециркулирующего раствора, входящего в первый и выходя20щего из последнего корпуса раствора на входе установки по концентрации смеси исходного и рециркулирующего раствора 2.

Однако указанный способ имеет

25 существенный недостаток, связанный с необходимостью применения высокочувствительных регуляторов концентрации для растворов с незначительньм изменением содержания су30хих веществ при изменении производительности установки по испаряемой влаге. Цель изобретения - снижение эне гозатрат за счет повышения точности регулирования. Указанная цель достигается тем, что подачу охлаждающей воды в конденсатор последнего корпуса стабил зируют и изменяют с коррекцией по ее начальной температуре, температуру раствора или вторичного пара последнем корпусе регулируют изменением подачи раствора из предыдущего корпуса, стабилизируют темп ратуру раствора подогревателя на входе в подогреватель, обогреваемый греющим паром, изменением подачи пара из первого корпуса в его конденсатор-подогреватель, стабилизируют температуру кипения раств ра в предпоследнем корпусе, которую принимают равной , . . tpi-tn - v - где t , t - температура кипения раствора в предпоследнем и последнем корпусах; tp - температура раствор на входе в первый корпус; п - число корпусов испа рения, изменением подачи охлаждающей воды в дополнительный конденсатор указанного корпуса. На чертеже представлена схема реализации способа управления процессом упаривания. Многокорпусная испарительная ус тановка состоит из корпусов 1 испарения, связанных последовательно по раствору. Каждый корпус испарен по вторичному пару соединен со сво им конденсатором-подогревателем 2 последний корпус испарения паропро водом вторичного пара соединен с конденсатором 3, в которой подается охлаждающая вода, расход которо регулируется регулятором 4 с клапа ном 5 с коррекцией по начальной те ратуре, вводимой регулятором 6. Предпоследний корпус испарения имеет дополнительный конденсатор в который подается охлаждающая вод через регулирующий клапан 8 регулятора 9 температуры вторичного пара. В основной конденсатор-подо ватель 2 предпоследнего корпуса и рения подается исходный раствор, расход которого регулируется регул тором 10 с клапаном 11. Конденсатор-подогреватель пред последнего корпуса по исходному р твору последовательно соединен с подогревателем 12, обогреваемым конденсатом вторичного пара всех корпусов испарения, кроме двух последних, и с подогревателем 13, обогреваемым вторичным паром первого корпуса испарения. Конденсаторы-подогреватели 2 остальных корпусов испарения последовательно соединены по раствору, который подается на циркуляцию насосом 14. Конденсатор-подогреватель первого корпуса соединен с его паровым пространством через регулирующий клапан 15 регулятора 16 температуры. Перед первым корпусом 1 испарения в циркуляционной линии раствора установлен подогреватель 17, обогреваемглй греющим паром, через регулирующий клапан 18 регулятора 19 температуры раствора. Упаренный раствор из последнего корпуса 1 сливается в бак/сборник 20, из которого насосом 21 через регулирующий клапан 22 регулятора 23 расхода выводится из установки. Баксборник упаренного раствора 20 через регулирующий клапан 24 регулятора 25 температуры вторичного пара последнего корпуса испарения соединен с предпоследним корпусом. Управление процессом упаривания раствора осуществляется следующим образом. Исходя из заданного числа корпусов испарения п и заданной проектной производительности установки по выпаренной воде W, определяют производительность последнего корпуса Wz Коэффициент а - должен быть меньше 1 и определяют его из технологических условий использования тепла: подогретой охлаждающей воды или минимального расхода воды. Количество охлаждающей воды определяется из условий теплового баланса работы конденсатора 3 последнего корпуса 1 Wn- г и Б В Ьп скрытая теплота парообразования при заданной температуре вторичного пара последнего корпуса;С ,t,tgj - теплоемкость, конечная и начальная температуры охлаждаиощей воды. Полученное значение расхода охлаждающей воды устанавливают как задание регулятору 4 расхода. При отклонении начальной температуры воды от принятой при определении расхода воды регулятор 6 корректирует задание регулятору 4 расхода, воэдействующего на канал 5 в линии подачи воды. .Для стабилизации температуры вто ричного пара в последнем корпусе 1 испарения регулятор 25 воздействует на изменение количества раствора, п ступающего в указанный из предпоследнего корпуса путем сброса час ти упаренного раствора через клапан 24 в бак-сборник 20 упаренного раствора. Предпоследний корпус имеет два конденсатора-подогревателя 2 и 7, один из которых работает как подогреватель исходного раствора, расход которого регулируется регулятором 10. Второй является дополнительным конденсатором, при помощи которого осуществляется стабилизация температуры вторичного корпуса испарения путем воздейстВИЯ регулятора 9 температуры на изменение подачи охлаждающей воды через регулирующий клапан 8. Заданную температуру устанавливают равной tp -tn , n Часть упаренного раствора, стабилизированная по расходу регулятором 23, насосом 21 выводится из установки. Остальное количество раствора насосом 14 подается в циркуляционный контур, охватывающий конденсаторы-подогреватели п-2 корпусов, подогреватель, обогреваемый свежим паром и все ступени исп рения. При последовательном прохождении .через конденсаторы-подогреватели 2 промежуточных корпусов 1 испарения циркулирующий раствор нагревается теплом, выделяемым при конденсации вторичных паров, и подается в конде сатор-подогреватель первого корпус испарения. Температура циркулирующего раствора на выходе конденсатора-подогре теля регулируется изменением подачи вторичного пара через клапан 15 регулятора 16. Заданную температуру устанавливают на 5-7 С ниже темпер ры вторичного пара йервого корпуса или заданной температуры раствора, поступающего в него из подогревател 17, обогреваемого греющим паром. Т пература раствора после подогрева.теля 17 регулируется регулятором 1 воздействующим на изменение подачи греющего пара через клапан 18. Регулирование теплового режима установки,,предусмотренное предлаг емым Способом управления,обеспечива аботу установки с более полным исользованием тепла материальных потоов в пределах многокорпусной испаительной установки и снижение расхода свежего греющего пара примерно на 20%. Формула изобретения Способ управления процессом упаривания раствора в многокорпусной испарительной установке мгновесного вскипания путем регулирования температуры циркулирующего раствора на входе в первый корпус изменением подачи греющего пара в подогреватель, регулирования температуры раствора или вторичного пара в последнем корпусе изменением подачи охлаждающей воды в конденсатор последнего корпуса, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат за счет повышения точности регулирования, подачу охлаждающей воды в конденсатор последнего корпуса стабилизируют и изменяют с коррекцией по ее начальной температуре, температуру раствора или вторичного пара в последнем корпусе регулируют изменением подачи раствора из предыдущего корпуса, стабилизируют температуру раствора на входе в подогреватель, обогреваемый греющим паром, изменением подачи пара из первого корпуса в его конденсатор-подогреватель, стабилизируют температуру кипения раствора в предпоследнем корпусе, которую принимают равной tp - tn tn-, Ч+n . где tj , tj, - температура кипения раствора в предпоследнем и последнем корпусах; температура раствора на входе в первый корпус; n - число корпусов испарения, изменением подачи охлаждающей воды в дополнительный конденсатор указанного корпуса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Таубман Е.И. и др. Термическое обезвреживание минерализованных промышленных сточных вод. Л., Химия, 1975, с. 45-60. 2.Авторское свидетельство СССР № 330952, кл. В 01 D 1/26, 1971.