Устройство для автоматического управления пиролизной печью

11176 88 О ОЛ ИСАН И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву 6.10,78 (21) 2673828/23 1) М 2) Заявле б 9/20Р 27/00 с присоединением заявкиФосударственный комите СССР(45) Дата оп кования описания 07,10(71) Заявител 4) Ой ЛЯ АВТО ИРОЛИЗ роиство для автоматрубчатой пиролизе блок оптимизации,Изобретение относится к устройствам для автоматического управления трубчатой пиролизной печью, перерабатывающей углеводородное сырье переменного состава в производстве олефинов, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.Известно устройство для автоматического управления процессом пиролиза, содержащее датчик состава пирогаза, регулятор подачи топлива, расходомеры водяного пара на разбавление сырья и воды на закалку пирогаза, Устройство снабжено также блоком умножения, сумматором и оптимизатором и представляет собой систему оптимального регулирования подачи топливного газа в печь в зависимости от относительного выхода основных компонентов пирогаза 1.Известно устройство для автоматического управления процессом пиролиза в трубчатой печи, содержащее датчики расхода сырья, водяного пара, регуляторы соотношения и регулятор величины реакционной зоны, связанный с регулирующим клапаном на линии подачи хладагента в змеевик 2,Известно также усттического управленияной печью, содержаще АТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯй ПЕЧЬЮ датчики и регуляторы температуры реакционной смеси на входе в радиантную секцию печи и выходе из нее, блок заданиятемпературы на входе в радиантную сек 5 цию, блок ограничения давления на клапанподачи топлива в печь и регулятор расхода хладагента в печь 3,Общим недостатком известных устройствявляется то, что при использовании их дляО управления пиролизной печью температура пирогаза на выходе из печи регулируется без учета величины концентрацииацетилена в пирогазе, являющейся показателем переразложения сырья, а температу 5 ра реакционной смеси на переходе из конвенционной секции пирозмеевика в радиантную регулируется без учета выхода основных компонентов пирогаза, Это снижает производительность ппролизной печи.О Целью изобретения является повышениепроизводительности печи.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство дополнительно снабжено датчиком концентрации ацетилена в пирогазе,блоком расчета температуры на выходе изпечи, входы которого связаны с датчикамитемпературы на выходе из печи и концент.рации ацетилена, а выход - с камерой задания регулятора температуры пирогаза иблоком оптимизации, входы которого соединены с датчиками температуры пирогаза на выходе из печи, на выходе из конвекционной секции пирозмеевика и датчиком состава пирогаза, и блоком расчета температуры на выходе из конвекционной секции печи, входы которого связаны с выходами блока оптимизации и через блок ограничения температуры с блоком расчета температуры на выходе из печи, а выход - с камерой задания регулятора температуры на выходе из конвекционной секции пирозмеевика.На чертеже представлена схема устройства.Устройство включает в себя систему стабилизации температуры пирогаза на выходе из печи, состоящую из датчика 1 температуры на выходе из печи, регулятора 2 температуры на выходе из печи, регулирующего клапана 3 на линии подачи топливного газа; систему стабилизации температуры реакционной смеси на переходе из конвекционной секции пирозмеевика в радиантную, состоящую из датчика 4 температуры на переходе, регулятора 5 температуры на переходе, регулирующего клапана 6 на линии подачи хладагента в конвекционную секцию; блок 7 расчета температуры на выходе из печи, связанный своими входами с датчиком 1 температуры и датчиком 8 концентрации ацетилена в пирогазе; блок 9 ограничения, вход которого подключен к выходу блока 7, а выход - к камере задания регулятора 2; блок 10 оптимизации, соединенный своими входами с датчиками 1, 4 и 11, соответственно, температуры на выходе, температуры на переходе и состава пирогаза; блок 12 расчета температуры на переходе, два входа которого связаны с выходами блока 9 ограничения и блока 10 оптимизации, а выход - с камерой 5 задания регулятора.Устройство работает следующим образом.В блоке 7 расчета рассчитывается температура на выходе из печи по формуле:Tр - Т + ф (Сма и )где Т" - измеренная температура пирогаза на выходе из печи;А, - коэффициент, подбираемыйэкспериментально в пределах 5 - 50;С", - максимально допустимая концентрация ацетилена в пирогазе, задаваемая в пределах 0,1 - 0,5 вес.%;", - измеренная концентрация ацетилена в пирогазе, вес.%,В блоке 9 ограничения производится сравнение величины Тр, рассчитанной по формуле (1), с величиной максимально допустимой температуры Т", определяемой термостойкостью материалов и тепловоймощностью печи, и определяется вели 1 ина температуры Т- которую необходимо поддерживать на выходе из печи, из условий:Тз = Тр при Тр (Т-., (2) Т = Т"д при Т) Т,(3) Полученное значение является заданиемдля регулятора 2 температуры.10 В блоке 10 оптимизации определяетсявеличина суммы температур на выходе из печи и на переходе (Т+ Тп), являющаяся характеристикой температурного профиля по длине радиантной секции пирозмеевика 15 и, следовательно, характеристикой интенсивности процесса по закону:Т += (Т"+ Т")з 1 д и 1(Т" + Т)-(4) 25где Т - измеренная температура на переходе, С;- номер расчета или измерения (впредлагаемом устройстве используются результаты только выполняемого и предыдущего шага);й, - коэффициент, подбираемый экспериментально;и - количество основных товарныхпродуктов;/ - номер товарного продукта;ц - цена товарного продукта;с - концентрация товарного продуктав пирогазе. 30 50 Полученное значение температуры перехода поддерживается регулятором 5 путем воздействия на регулирующий клапан 6, установленный на линии подачи хладагента в конвекционную секцию пирозмеевика.Таким образом, при использовании предлагаемого устройства температура пирогаза на выходе из печи устанавливается на максимально допустимом уровне в условиях ограничений на концентрацию ацетилена и термостойкость материала труб пирозмеевика, а также системы их креплений.При этом путем изменения температуры реакционной смеси на переходе из конвек ционной секции пирозмеевика в радиант 40В выражении (4) вместо критерия качества пирогаза в частном случае можно использовать величину концентрации этилена или пропилена в пирогазе,В блоке 12 определяется температурареакционной смеси на переходе из конвекционной секции пирозмеевика в радиантную по формулез т+ Тз (5)768801 Составитель Р, КлейнанКурасова Техред О. Павлова Корректор Л. Орлов едакт 5 Подписное изобретений и открытий 4/5 каз 2405/4 Изд, Ме 528 ТиражПО Поиск Государственного комитета СССР по дела 113035, Москва, Ж, Раушская наб пография, пр. Сапунова,5ную устанавливается температурный режим по длине змеевика, обеспечивающий наиболее высокое содержание в пирогазе целевых продуктов,Формула изобретения Устройство для автоматического управления пиролизной печью, содержащее блок оптимизации, датчики и регуляторы температуры пирогаза на выходе из печи и из конвекционной секции пирозмеевика, блок ограничения температуры на выходе из печи, а также датчик состава пирогаза, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности печи за счет повышения качества регулирования, оно дополнительно содержит датчик концентрации ацетилена в пирогазе, блок расчета температуры на выходе из печи, входы которого связаны с датчиками температуры на выходе из печи и концентрации ацетилена, а выход - с камерой задания регулятора температуры пирогаза и блоком ог 1тимизации, входы которого соединены с датчиками температуры на выходе из печи, на выходе из конвекционной секции пиро змеевика и датчиком состава пирогаза, иблок расчета температуры на выходе из конвекционной секции печи, входы которого связаны с выходами блока оптимизации и через блок ограничения температуры - 10 с блоком расчета температуры на выходеиз печи, а выход - с камерой задания регулятора температуры на выходе из конвекционной секции пирозмеевика. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Мо 385991, кл. С 106 9/20, 1970,2, Авторское свидетельство СССР Мо 371268, кл. С 106 9/20, 1971.3. Авторское свидетельство СССР Ко 656334, кл. С 106 9/20, 1977 (прототип).