Устройство для автоматического регулирования работы ректификационной колонны

( ра; т у ру л,а,.ф 13ЪЯМОТГКв ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ециальное конст- -производственномавтоматика Н. П. Сафонова, ин, В. М. СлободОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 23.11.87. Бюл.43 (71) Куйбышевское сп рукторское бюро Научно го объединения Нефтехи (72) Н. П. Ушатинская, Н. В. Сидорова, А, Н. Ащ кин и Ш; А. Миндубаев (53) 66.012,52 (088.8) (56) Авторское свидетель1039517, кл. В 01 Р 3/Авторское свидетельст1018670, кл. В 01 Р 3/ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОГО РЕГУЛИРОВАНИ ТИФИКАЦИОННОЙ КО (57) Изобретение относи для автоматического регу ректификационной колонн пользовано в нефтехимич тво СССР42, 1982,о СССР42, 1982.АВТОМАТИЧЕСЯ РАБОТЫ РЕКЛОННЫтся к устройству лирования работы ы, может быть исской промышленности и позволяет минимизировать суммарные энергозатраты на процесс, а также повысить производительность колонны за счет улучшения качества регулирования. Устройство содержит контур регулирования температуры на выходе из печи: датчик температуры (Д) 7, регулятор (Р) 6, исполнительный механизм (ИМ) 8 на линии подачи топлива в печь; контур регулирования расхода водяного пара в колонну: Д 13 расхода, Р 12, ИМ 14 на линии подачи водяного пара. К камере задания Р 12 подключен ограничитель 11, вход которого связан с последовательно соединенными Д расхода сырья блок 2 извлечения квадратного корня, блок 9 умножения на постоянный коэффициент и сумматор 10. Выход блока 2 через последовательно соединенные блок 3 умножения, сумматор 4 и ограничитель 5 подключен к камере задания Р 6 температуры. 1 ил.Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования ввода тепла в ректификационную колонну и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.Цель изобретения - минимизация суммарных энергозатрат на процесс и повышение производительности колонны за счет улучшения качества регулирования.На чертеже представлена принципиальная схема устройства для автоматического регулирования работы ректификационной колонны,Устройство содержит датчик 1 расхода сырья, связанный с блоком 2 извлечения квадратного корня, первый выходной сигнал которого соединен с блоком 3 умножения на постоянный коэффициент, связанным с сумматором 4, выход которого через ограничитель 5 соединен с первым входом регулятора 6 температуры, связанный вторым входом с датчиком 7 температуры сырья на выходе из печи, а выходом - с исполнительным механизмом 8 на линии топлива в печь, Второй выходной сигнал блока 2 извлечения квадратного корня связан с блоком 9 умножения на постоянный коэффициент, соединенный с сумматором 10, выходной сигнал которого через ограничитель 11 поступает на первый вход регулятора 12, соединенный вторым входом с выходом датчика 13 расхода водяного пара в колонну, а выходом - с исполнительным механизмом 14 на линии водяного пара в колонну.Устройство для автоматического регулирования ввода тепла в ректификационную колонну имеет два связанных контура регулирования; контур регулирования температуры сырья на выходе из печи путем изменения расхода топлива, подаваемого в печь, в зависимости от расхода сырья и текущего значения температуры и контур регулирования расхода водяного пара в колонну в зависимости от расхода сырья и текущего значения расхода водяного пара,Задание регулятору 6 температуры сырья на выходе из печи формируют датчик 1 расхода сырья, блок 2 извлечения квадратного корня, блок 3 умножения на постоянный коэффициент и сумматор 4Рзб=КЕ+К 2,где Рз б - задание регулятору температурысырья на выходе из печи;Г - текущее значение расхода сырьяв колонну;К 1 - коэффициент, определяющий зависимость температуры нагрева сырья на выходе из печи от расхода сырья;К 2 - коэффициент, учитывающий поло.жение области режима захлебывания в колонне.20 Если Рзб)Рыксз, т.е. задание регулятору температуры выхода из печи превышает максимальное допустимое значение температуры по условиям технической эксплуатации, установленного с помощью ограничителя 5, последний не пропускает на регулятор 6 сигнал Рз з, а передает в качестве задания регулятору 6 сигнал Р ,5, что не позволяет подняться температуре на выходе из печи выше допустимого значения,Задание регулятору расхода водяногопара в колонну 12 формируют датчик 1 расхода сырья, блок 2 извлечения квадратного корня, блок 9 умножения на постоянный коэффициент и сумматор 10Рз 12=КЗ - К 4 Ггде Рз г 2 - задание регулятору расхода водяного пара в колонну; К, - коэффициент, учитывающий положение области режима захлебывания в колонне; К 4 - коэффициент, определяющий зависимость расхода водяного лара от расхода сырья.Если Рз 12)Р 11, т.е, если задание регулятору расхода водяного пара в колонну выше максимально допустимого значения, установленного на ограничителе 11, последний не пропускает на регулятор 12 сигнал Рз 12, а передает в качестве задания регулятору 12 сигнал Р 1, что не позволяет увеличить расход водяного пара выше максимально допустимого значения.В установившемся состоянии регуляторы 6 и 12 с помощью исполнительных механизмов 8 и 14 поддерживают минимальные суммарные энергозатраты, обеспечивая работу колонны в режиме пред- захлебывания.Например, в колонну поступает 796 т/чсырья, температура сырья на выходе из печи 357 С, расход топлива 9,79 т ут/ч (тонна условного топлива в час), расход 40 водяного пара 14465 кг/ч, паровой потокв колонне (сумма потоков углеводородных паров и водяного пара) 72920 м/ч, паровой поток режима захлебывания 72925 м/ч, суммарные удельные энерго- затраты 14,45 Кг ут/т сырья.4 При изменении расхода сырья (снижении до 717 т/ч) изменяется выходной сигнал датчика 1 расхода сырья, что изменяет (уменьшает) выходной сигнал блока 2 извлечения квадратного корня и приводит к последовательному изменению (уменьшению) выходных сигналов блока 3 умножения на постоянный коэффициент и сумматора 4, определяющих задание регулятору 6 температуры (температура на выходе из печи должна быть понижена до 351 С). Измененный выходной сигнал сумматора 4, поступая через ограничитель 5 на регулятор 6, нарушает в нем равновесие (текущее значение температуры, измеренное1353456 10 15 20 формула изобретения 25 30 35 40 Составитель Т. Годеншина Редактор Н. Рогулич Техред И. Верес Корректор Н. Король Заказ 5309/7 Тираж 657 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дедам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4датчиком 7, равно 357 С, а должно быть 351 С), что приводит к изменению (уменьшению) выходного сигнала регулятора 6, вызывающего изменение положения исполнительного механизма 8, обеспечивающего изменение (сокращение) расхода топлива в печь, которое продолжается до тех пор, пока температура на выходе из печи достигает заданного значения, что приводит к восстановлению равновесия в регуляторе 6. Ограничитель 5 настроен по максимуму, т.е., если задание регулятору 6 температуры, вырабатываемое датчиком 1 расхода сырья, блоком 2 извлечения квадратного корня, блоком 3 умножения на постоянный коэффициент и сумматором 4, выше максимально допустимой по правилам технической эксплуатации, ограничитель 5 передает регулятору 6 задание на уровне максимально допустимой температуры.Одновременно измененный (уменьшенный) выходной сигнал блока 2 извлечения квадратного корня вызывает изменение (уменьшение) выходного сигнала блока 9 умножения на постоянный коэффициент и изменение (увеличение) выходного сигнала сумматора 10, определяющих задание регулятору 12 расхода водяного пара (расход водяного пара должен быть повышен до 18475 кг/ч). Измененный выходной сигнал сумматора 10, поступая через ограничитель 11 в регулятор 12, нарушает в нем равновесие (текущее значение расхода водяного пара, замеряемое датчиком 13, равно 14465 кг/ч, а должно быть 18475 кг/ч), что приводит к изменению (увеличению) выходного сигнала регулятора 12, вызывающего изменение положения исполнительного механизма 14, обеспечивающего изменение (повышение) расхода водяного пара в колонну, которое продолжается до тех пор, пока расход водяного пара достигает заданного значения, что приводит к восстановлению равновесия в регуляторе 12, Ограничитель 11 настроен по максимуму, т.е если задание на расход водяного пара, вырабатываемое датчиком 1 расхода сырья, блоком 2 извлечения квадратного корня, блоком 9 умножения на постоянный коэффициент и сумматором 1 О, превышает максимально допустимое значение, ограничитель 11 передаст регулятору 12 задание на уровне максимально допустимого значения.В новом установившемся состоянии при расходе сырья 717 т/ч температура на выходе из печи равна 351 С (на 6 С ниже), расход топлива 8,01 т ут/ч (на 1,78 т ут/ч меньше), расход водяного пара 18475 кг/ч (на 4010 кг/ч выше), паровой поток в колонне 72714 м/ч, паровой поток режима захлебывания 72925 мз/ч, суммарные удельные энергозатраты на процесс 10,30 кг ут/т сырья, снижение удельных энергозатрат на 4,15 кг ут/т сырья, экономия топлива 1,78 т ут/ч.При увеличении расхода сырья устройство обеспечивает повышение температуры сырья на выходе из печи и сокращение расхода водяного пара, не допуская работы колонны в режиме захлебывания и сокращая суммарные энергозатраты на процесс. Устройство для автоматического регулирования работы ректификационной колонны, содержащее датчики расхода и температуры нагрева сырья, датчик расхода водяного пара, соединенный через регулятор с исполнительным механизмом на линии подачи водяного пара в колонну, сумматорьг, блоки умножения, ограничители, отличающееся тем что, с целью минимизации суммарных энергозатрат на процесс и повышения производительности колонны за счет улучшения качества регулирования, оно дополнительно содержит блок извлечения квадратного корня, регулятор расхода топлива в печь с исполнительным механизмом, при этом датчик расхода сырья связан с входом блока извлечения квадратного корня, первый выход которого через первые блок умножения, сумматор и ограничитель связан с первым входом регулятора температуры, соединенного вторым входом с датчиком температуры, а второй выход блока извлечения квадратного корня соединен через вторые блок умножения, сумматор и ограничитель с вторым входом регулятора расхода водяного пара.