Устройство для автоматического регулирования процесса выпаривания

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскнк Социалистически Ресмублнк(22) Заявлено 180179 (21) 2714872/23-2 бс присоединением заявки Йо(51)М, К,з В О 1 О 1/00 С 05 0 27/00 ГосударствеииыЯ омитет СССР по делам изобретеииЯ и отрытиЯДата опублмковаммя описания 2311,80 А.К. Трушов, А.Х, Горелик, А.Л. Сомов, В.В. Александров и В,С. Куценко(72) Авторы изобретения Ленинградское специализированное пусконаладочное управление треста фСевзапмонтажавтоматикд"(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИ й ЙймЬДф3)"ПРОЦЕССА ВЫПАРИ Я ВАНИ Изобретение относится к устройст-, вам для автоматического регулирования процессов выпаривания многокомпонентных солевых растворов в вакуумвыпарных аппаратах, а именно регу лирования концентрации упаренного раствора, и может быть использовано на предприятиях химической промышленности, цветной металлургии, например для автоматического управле ния процессами выпарки содо-поташнйх " растворов прн комплексной переработке нефелина.Известно устройство для автоматического регулирования процесса выла ривания, включающее датчики температуры кипения упариваемого раствора и давления пара, которые через промежуточное реле соединены с регулятором, связанным с клапаном подачи теп) лоносителя или раствора в выпарной аппарат 1 .Наиболее близкое по технической сущности к изобретению устройство для автоматического регулирования 25 процесса выпаривания, содержащее датчик температуры кипения раствора и датчик давления пара над раствором, связанные через преобразователи с входами сумматора, выход которого . ЗО соединен с регулятором, подключенным к исполнительному механизму подачи теплоносителя или исходного раствора в выпарной аппарат 2.Однако при изменении давления пара над раствором в пределах +0,2 кгс/см выходной сигнал сумматора не соответствует действительной концентрации упариваемого раствора, что обусловлено нелинейной Свяэью между температурой кипенияраствора и давлейием пара над раствором, и погрешность стабилизации концентрации раствора составляет порядка 10 от заданного значения, Такая погрешность является недопустимой по условиям технологического регламента. Кроме того, дополнительная погрешность возникает в связи с тем, что изменение температуры кипения раствора происходит с некоторым запаздыванием относительно изменения давления. Изменение давления пара в аппаратах вызвано тем, что при подогреве и упариванин раствора выделяется алюмосиликат натрия, отлагающнйся тонким слоем на поверхности греющих трубок выпарных аппаратов и подогревателей, а кроме того измененйями давления в вакуумснстеме.3 4нейной зависимостью, кроме того между соответствующими изменениямиэтих сигналов имеется транспортноезапаздывание, поскольку изменениетемпературы раствора обладает, большей инерцией, чем изменение давления. Для компенсации нелинейностиуказанной зависимости и разницы в,скорости изменения сигналов по температуре кипения раствора и давлео нию пара над раствором в аппаратурев устройство введен блок 2 нелинейности со встроенной в него линиейзадержки. Блок 2 связан своим вхо 78 0844 дом с датчиком 1, а выходом .с сумматором 3. На второй вход сумматора 15 подсоединен датчик 4 температуры кипения. В блоке 2 нелинейности с линирегулятора, другой вход которого под О 25 ЗО 35 40 понента в исходном растворе, выходомкорректирующий блок соединен с регулятором 7 подачи исходного раствора 45 50 Полученное таким образом значениетемпературы кипения упариваемого 55 раствора,совершенно однозначно соот-,ветствует концентрации упаренногораствора. Этот сигнал в качестве корректирующего задания по .температурекипения раствора подается на вход о регулятора 7,. другйм входом регулятор соединен с датчиком 8 расхода.раствора или с датчиком 11 расходапара, Отклонение концентрации раствора от заданйой вызывает соответственно изменейие температуры его кипения Цель"изобретения - повышейиеточности поддержания концентрации упареннрго раствора и снижение энерго.- затрат при выпарке многокомпонентнйх солевых растворов .в вакуумвыпарныхаппаратах.Цель достигается тем, что устройство содержйт дополнительно датчики расхода исходного раствора и сбдержания основного компонента в нем, блок нелинейности с линией задержки и корректирующий. блок, при этом датчик давленйя соединен с входом блока нелинейности, выход которого связансо вторым входом сумматора, выход последнего подключен к одному из входов корректирующего блока, другой вход которого соединен с датчиком содержания основного компонента в исходном растворе, а выход корректирующего блока связан с одним из входов ключен к датчику расхода исходногораствора".На чертеже представлена схема устройства..Устройство содержит датчик 1 давления пара над раствором, соединенный ЧЕрез блок 2 нелинейности с линией задержки с сумматором 3, вход которого связан с датчиком 4 температуры кипения раствора, корректирующийблок 5, связанный с сумматором 3 ис датчиком б содержания основногокомпонента в растворе, регулятор 7,связанный с корректируйщим блоком 5и с датчиком 8 расхода исходного .раствора, выход регулятора 7 подключен к исполнительному механизму 9 .подачи исходного раствора в аппарат10.устройство работает следующим образомИсходный раствор, подлежащий вы-.парке, подают в выпарной аппарат 10,на котором установлены датчик 4 тем. йературы кипения упариваемого "раот- " зора, воспринимающий йзмейенйя=вели-"чины температуры и преобразующий ее " в унифицированйый ссйгнал постбянйого тока и датчик 1 давления пара надраствором, также преобразующий изменения давления в вакуум-системев сигнал постоянного тока. Стабилизация концентрации упаренного раствора осуществляется или путем изменения подачи исходного раствора,подлежащего "выпарке, или путем изменения расхода свежего пара в нагреватель, При отклонении концентрации раствора от заданного значения происходит .изменение температуры кипения раствора и давления пара над раствором. При этом температура "кипения раствора, зависит и от давле: йия в аппарате и от соотвшения компонентов в исходном растворе. Изменение температуры кипения раствора и давления в аппарате связаны нелией задержки Формируется сигнал вида О:у(Р,РТ),Таким образом в сумматоре 3 осуществляется коррекция изменения величины температуры кипения от изменения величины давления со сдвигом во времени при постоянной концентрации упаренного раствора. Сигнал на выходе сумматора 3 имеет вид О =О Т-О Р(Р+1)ВЫх 1 Хгде а,а - постоянные коэффициенты,1 втемпература кипения упариваемого раствора,Р - давление вторичного пара.Сформированный в сумматоре 3 сигнал, скомпенсированный по давлениюи во времени, подается на первый входкорректирующего блока 5, которыйсвязан также своим вторым входом сдатчиком б содержания основного комили теплоносителя в выларной аппарат. В корректирующем блоке 5 на сигнал от сумматора 3 накладывается воздействие по содержанию основного компонента, например Р в содовом растворе, осуществляемое по линейному зако- ну. Новый сигнал лредставлчется в видеО а +О Т-О 1 р+)Р+ОЪГаМ О 1 1780844 формула изобретения 5что приводит к отработке регулятора. Регулятор воздействует через исполнительный механизм 9 на подачу раствора или пара в .выпарной аппарат до тех пор, пока не наступит баланс между заданйым и текущим значением концентрации. Изменение давления в аппарате или содержания солей в исходном растворе при заданной концентрации раствора вызывает компенсацию изменения температуры кипения упариваемого раствора и не приводит к изменению подачи раствора или теплоносителя.Ожидаемый экономический эффект от использования данного устройства составит 190 тыс. руб. в год. Устройство для автоматического регулирования процесса выпариваний, содержащее датчик температуры кипения раствора, связанный с первым входом сумматора, регулятор, подключенный к.исполнительному механизму подачи раствора или теплоносителя в выпарной аппарат, датчик давления пара над раствором, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью цовьаения точности поддержания концентрации раствора и снижения энергозатратза счет повьааения точности регулирования, оно дополнительно содержит:датчики расхода исходного раствораи содержания основного компонентав нем, блок нелинейности с линией .задержки и корректируеций блок, приэтом датчик давления соединен с входом блока нелинейности, выХод которо"го связан со вторыч входом сумматора,выход последнего подключен кодномуиз входов корректирующего блока, дрУгой вход которого соединен с датчи"15 ком содержания основного компонента в исходном растворе, а выход кор"ректирующего блока связан с одним нзвходов регулятора, другой вход которого подключен к датчику расхода нс";Щ ходного раствора.Источники информации,принятце во внимание при экспертизе1 Патент СНА У 2748849 ркл. 159-44, 1956.2. Патент англии в 1168087,кл. 6 3 й, 1969.