Устройство для автоматического регулирования процесса синтеза аммиака

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯРЕГУЛИРОВАНИЯ ПРО(57) Из АВТОМАТИЧЕСКОГ СА СИНТЕЗА АМ25 еталлургическиидропова и Киевститут им. 50-лй социалистичес сится к устройого регулировааммиака, можетромыпленностиальных удобреить производинтеза аммиака.атчик (Д) 2 тем обретение отн я автоматичес ству длния пбытьпо прний и есса синтеза и пользовано изводству минер позволяет повыс Статюх едведев,Кобзев и Б.Н Р.Б. н, А.Воде исларителя следовательно 3 температуры, 10 с клапаном ка. Устройство УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЦ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ; Минаков,оров 012-52 (088. 8)реев Ф.А. и др, Технологи го азота. - М.: Химия, 19 16. ское свидетельство СССРкл. С 01 С 1)04 1980 тельность агрегата си Устройство содержит д пературы смеси на вых 1, связанный через по соединенные регулятор множитель 8, сумматор 4 подачи жидкого амми132 содержит также Д 5 давления в коллекторе подачи жидкого аммиака, связанный с одним из входов делителя, другой вход которого подключен к пер. вому задатчику 14. Выход делителя 6 соединен с одним из входом формирователя (Ф) 9 компенсирующего сигнала через пороговый элемент 7 а с другим входом Ф 9 - через функциональный блок 17. Выход Ф 9 связан с другимвходом множителя 8, Другие вхопн порогового элемента 7 подключеныадатчикам 15 и 16, Выход Д 5 давлениячерез последовательно соединенные компенсатор 1; блок 12коррекции и фильтр 13 подключенк другому входу сумматора 10.1 ил.Изобретение относится к автоматическому управлению процессом синтеза аммиака в производстве аммиака из природного и коксового газов и может быть использовано в промышленности 5 по производству минеральных удобрений и в химической промышленности.Цель изобретения - повышение производительности агрегата синтеза аммиака за счет повышения качестваОрегулирования температуры смеси на выходе аммиачного испарителя.На чертеже приведена блок-схема устроиства.Устройство содержит.аммиачный иС- парнтель 1, измеритель 2 температуры смеси на выходе аммиачного испаритедя, регулятор 3 температуры вентиль 4 подачи жидкого аммиака, измеритель 5 давления в коллекторе подачи жидко го аммиака, делитель 6, пороговый элемент 7, множитель 8, формирователь 9 компенсирующего сигнала, сумматор 10, компенсатор 11, блок 12 корре"- ции, фильтр 13 первый, второй и тре 25 тий задатчики 14, 15 и 16 и функциональный блок 17. Измеритель 2 температуры смеси на выходе аммиачного испарителя может 30 1быть реализован на базе датчика с термопарой, Регулятор 3 при реализации на УВМ может иметь ПИД-структуру, Вентиль 4 подачи жидкого аммиака предназначен для изменения подачи жидкого аммиака в аммиачный испаритель. Измеритель 5 давления в коллекторе подачи жидкого аммиака может быТь реализован на базе манометра. Делитель 6 предназначен для формирования величины соотношения А, равного частному от деления эталонного давления Р, на давление Р в коллекторе подачи жидкого аммиака. Пороговый элемент 7 предназначен для выдачи позиционного сигнала Б в случае существенных нарушений по величине соотношения А, при этом А сравнивается с ограничениями Н и В, подаваемыми на второй и третий входы элемента 7. Если существенных нарушений по соотношению А нет (НА-В), позиционный сигнал отсутствует,Множитель 8 предназначен для кор- ректировки приращения управления, выдаваемого регулятором 3, умножением этого приращения на величину К, поступающую на первьй вход множителя, Формирователь 9 компенсирующего сигнала предназначен для выработки компенсирующего сигнала К, который равен А, - выходной величине функционального блока 17 при наличии сигнала Б и равен 1 при отсутствии этого ,:.агнала. Сумматор 1 О предназначен для сложения сигналов, передаваемых на его входы.Компенсатор 22 предназначен для выработки сигнала по изменению положения вентиля 4 подачи жидкого аммиака, компенсирующего возмущающие воздействия, возникающие вследствие нарушения величины давления Р. При работе компенсатора; 1 учитываются динамические характеристики объекта и динамика изменения величины А. Ком-. пенсатор 1 имеет передаточную функцию, определяемую из условия полной инвариантности выхоцной величины относительно возмущения, в частном случае он может иметь структуру последовательно соединенных апериодического1321 б 79 5 О 20 35 45 50 звена 1-го порядка и звена чистого запаздывания.Блок 12 коррекции предназначен для корректировки приращений управления, выдаваемого компенсатором 11, умножением этого приращения на А выходную величину функционального блока 17, поступающую на первый вход блока 12. Фильтр 13 предназначен для сглаживания высокочастотных пульсаций выходной величины блока 12 коррекции, возникающих вследствие помех и ошибок в измерениях, При реализации на УВМ фильтр 13 может иметь структуру типового экспоненциального фильтра.Задатчик 14 предназначен для формирования эталонного давления Р для которого устанавливаются параметрырегулятора 3 и компенсатора 1. Функциональный блок 17 предназначен дляформирования величины А,=А", где0 п 1. В частном случае п=0,5, приэтом назначением блока 17 является получение величины, равной квадратно. -му корню из величины А (т.е, А,= 4 А).25Задатчики 15 и 1 б предназначены для формирования величин нижней Н и верхней В границ зоны , в которой изменение параметра А незначительно влияет.на работу агрегата синтеза. Для изме нения величин Н,В,Р удобно испЪльзо,вать внешние устройства УВМ типапульта программиста. Устройство работает следующим образом. При помощи измерителей 2 и 5 втемпе с процессом замеряются температура смеси на выходе аммиачного испарителя и давление в коллекторе подачи жидкого аммиака. При помощи делителя б формируется соотношение А. При помощи порогового элемента 7 производится выработка сигнала Я, изменяющего режим рабаты формирователя 9компенсирующего сигнала. При помощизадатчиков 14, 15 и 6 формируютсяэталонное давление Р, нижнее Н иверхнее В ограничения по величине А.При помощи формирователя 9 компенсирующего сигнала по данным пороговогоэлемента 7 и функционального блока 17вырабатывается величина компенсирующего сигнала К, С помощью регулятора 3 вырабатывают управление по положению вентиля 4 подачи жидкого аммиака из условия регулирования по отклонению температуры смеси на выходе из ,аммиачного испарителя относительно задания, вводимого в камеру заданиярегулятора 3. С помощью множителя 8корректируют величину управлений, выдаваемых регулятором 3, умножая этиприращения на величину К. С помощьюкомпенсатора 1 вырабатывается управляющий сигнал по изменению положениявентиля 4 подачи жидкого аммиака изусловия инвариантности температурысмеси на.выходе аммиачного испарителя к изменениям давления Р. При помощи блока 12 коррекции производитсякорректировка сигнала, вырабатываемого компенсатором 1. С помощью фильтра 13 устраняются высокочастотныеколебания сигнала, поступающего сблока 12 коррекции. При помощи сумматора 10 формируются полные приращенияположения вентиля 4, равные суммесигналов, подаваемых с выходов множителя 8 и фильтра 13, С помощью блока17 по величине А формируется величина А, и подается на первые .входы. блока 12 коррекции и формирователя компенсирующего сигнала. Полученные всумматоре 1 О полные приращения положения вентиля 4 выдаются на последний, что приводит к изменению подачижидкого аммиака в аммиачный испаритель. При работе устройства компенсиру" ются возмущения, возникающие вследствие отклонений давления Р и соотношения А, при этом учитываются динамические свойства объекта и возможность ошибок в замере величины Р. Величины Н и В могут оперативно изменяться в зависимости от состояния объекта. При упрощенном регулировании их принимают постоянными, например Н=0,5-0,7, В=1,2-1:5,Предлагаемое устройство регулирования может быть также реализовано на базе стандартных аналоговых средств автоматизации, оно обеспечивает значительно более высокое качество регулирования температуры смеси на выходе аммиачного испарителя, поскольку позволяет учесть действие на объект возмущений, возникающих при существенных изменениях давления в колллекторе подачи жидкого аммиака. Эти приводит к существенному повышению стабильности работы агрегата синтеза в целом и увеличению его произ-, водительности.1321 б 79 Формула изобретения Составитель Г. ОгаджановРедактор Н, Гунько Техред А.Кравчук Корректор Л. Патай Заказ 2716/15 Тираж ч 55 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Устройство для автоматического регулирования процесса синтеза аммиака, содержащее измеритель температуры смеси на выходе аммиачного испарителя, соединенный со своим регулятором, и вентиль подачи жидкого аммиака в испаритель, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повыше ния производительности агрегата синтеза аммиака эа счет повышения качества регулирования температуры смеси на выходе аммиачного испарителя, оно дополнительно содежит измеритель дав ления в коллекторе подачи жидкого аммиака, делитель, пороговый элемент блок умножения, формирователь компенсирующего сигнала, сумматор, компенсатор, блок коррекции, фильтр, три 20 эадатчика и функциональный блок, при этом выход измерителя давления в коллекторе подачи жидкого аммиака йодключен к первому входу делителя и к входу компенсатора, выход первого за датчика подключен к второму входуделителя, выход которого Соединен спервым входом порогового элемента ивходом функционального блока, выходкоторого соединен с первыми входамиблока коррекции и формирователя компенсирующего сигнала, выходы второгои третьего задатчиков подключены квторому и третьему входам пороговогоэлемента, выход порогового элементаподключен к второму входу Формирователя компенсирующего сигнала, выходкоторого соединен с первым входомблока умножения, выход компенсатораподключен к второму входу блока коррекции, выход которого связан с входом Фильтра, соединенного своим выходом с первым входом сумматора, выходрегулятора температуры смеси на выходе аммиачного испарителя подключенк второму входу блока умножения, выход которого соединен с вторым входомсумматора, подключенного своим выхоходом к вентилю подачи жидкого аммиака в испаритель,