Способ управления процессом синтеза аммиака

15271Измеритель 4 предназначен для измерения подачи природного газа. Первьп регулятор 6 предназначен дляподдержания задаваемого расхода газаи может иметь ПИД-структуру. Первыйзадатчик 7 предназначен для запоминания задания ЗГ по расходу газа и газа, вводимого в регулятор 6, Измеритель 8 предназначен для формирования величины Р расхода воздуха, Второй регулятор 9 предназначен дляподдержания требуемого расхода воздуха и может иметь ПИД-структуру,Вентиль 10 предназначен для изменения подачи воздуха, Измеритель 11предназначен для определения температуры С газа после конвертора второйступени и может быть реализован набазе датчика с термопарой, 20Первый и второй пороговые элементы12 и 13 предназначены для осуществления проверок Р)Нр и Р(В, где НиВ- первое и второе заданные значенияпо расходу воздуха. При выполнении 25этих условий поступают сигналы надва входа элемента 18 совпадения.Третий пороговый элемент 14 предназначен для осуществления проверки С(В,где В - второе граничное значениепо температуре после конвертора второй ступени. При выполнении этогоусловия поступает сигнал на третийвход элемента 18,Четвертый, пятый и шестой порого 35вые элементы 15-17 предназначеныдля осуществления проверок Р)Н, Р(В,С(.В соответственно, где Н и Вограничения по допустимому расходувоздуха (Н Н , В )В,), В - первое 4рграничное значение по температурепосле конвертора второй ступени (В ))В)При выполнении условия Р)Н элемент 15 выдает сигнал Ь на первые 45входы ограничителей 21 и 22, При выполнении условий, проверяемых элементами,16 и 17, поступают сигналы навходы второго элемента 19 совпадения.Первый элемент 18 совпадения предназначен для выработки выходного сигнала ф при поступлении сигналов навсе его три входа.Второй элемент 19 совпадения предназначен для выработки выходного сиг 55нала С при поступлении сигналов навсе его два входа.Делитель 20 предназначен для определения задания 3 Р регулятору 9 5 б4делением величины задания газа ЗРна величину 8, При этом изменениевеличины р приводит к изменениюЗГподачи воздуха, так как ДЗР -- ЬрФПервый ограничитель 21 предназначен для коррекции задания регулятора 9 в зависимости от сигналови С. Если на вход ограничителя 21поступает сигнал на уменьшение расхода воздуха (ЬЗРсО), а сигнала Ьнет, то принимается ВЛЗР=О, если поступает сигнал на увеличение расхода воздухам (ЬЗРЪО), а сигнала С нет,то принимается ВЛЗР=О, В остальныхслучаях сигнал по заданию регулятору9 не меняется.Второй ограничитель 22 предназначен для корректировки управления поЕсли Ь а ( 0 и нет сигнала С, топринимается д 1 ь=О, Если Ь)0 и нетсигнала Ь, то принимается ь у=О. Востальных случаях управление по Яне меняется,Третий регулятор 23 предназначендля формирования управления по величине р из условия регулирования соотношения между водородом и азотомотносительно задания вводимого в этотрегулятор, Параметры регулятора могут изменяться в соответствии с изменением задания по расходу газа, например, по линейной зависимости. Второй задатчик 24 предназначен для хранения заданного значения р и уточнения р по величине соответствующегоуправления.функциональный блок предназначендля определения скорректированногозначения величины др, умножением Д/3на коэффициент К и последующего изменения др на величину компенсации рПри этом у=-(К-Р) д р, где К=2-6,при наличии сигнала ф,0 (Р 41,в остальных случаях К=Р= (К - заданный коэффициент, Р - параметр к омпенсации),Изменения величины Ьр соответствуют изменениям задания расхода воэЗГдуха, так как ЬЗР= - 1 йЯПоскольку скорректированное изме"кение расхода воздуха равноЗГ-- Кйф, то скорректированное избменение расхода составит К й ЗР, Такимобразом, определение скорректироваи5 15271ного значения величины а р адекватноумножению требуемого изменения расхода воздуха на заданный коэффициент К.Одним из вариантов реализации блока 25 может быть параллельное включение двух цепочек в первой из которыхнаходится реальное дифференцирующеезвено, выход которого подключен кограничителю сигнала, а во второй це10почке - усилительное звено,Работу блока 25 можно несколькоулучшить, если ограничивать величинуизменения расхода воздуха на циклеуправления по заданным максимальными минимальным изменениям расхоца./ в ,Например: -Н =В 1=В, ВО, К 4 - , - приь 5 Р 1наличии сигнала ф, в остальных слувчаях К=мин 1;201 дЗР 1при этом ОсР 1 при К)1,Р=К при К 1,где Н и В - заданные допустимыеизменения, 25Измеритель 26 предназначен дляопределения величины соотношениямежду водородом и азотом в циклесинтеза и может быть реализован набазе промышленного хроматографа 30(газоанализатора ),При помощи измерителя 26 формируют текущее значение соотношениямежду водородом и азотом, котороеподают на вход третьего регулятора23. При помощи измерителя 11 форми"руют величину температуры после конвертора второй ступени, которуюподают на входы третьего и шестогопороговых элементов 14 и 17. При по-мощи измерителя 8 определяют величину Р расхода воздуха, которую подаютна вход второго регулятора.9, на входы первого, второго четвертого и пятого пороговых элементов 12, 13, 15и 16, С помощью измерителя 4, первого регулятора 6 и вентиля 5 подачигаза поддерживают подачу газа, равнойзаданию, вводимому с первого задатчика 7, При помощи первого, второго итретьего пороговых элементов 12-14 ипервого элемента 18 совпадения вырабатывают сигнал ф и подают на второйвход функционального блока 25. Припомощи пятого и шестого пороговыхэлементов 16 и 17 второго элемента19 совпадения вырабатывают сигнал Си подают на вторые входы ограничителей 21 и 22. При помощи четвертого 56 6порогового элемента 15 вырабатывают сигнал . и подают на первые входы ограничителей 21 и 22. С помощью третьего регулятора 23 формируют управление по величине -отношению заданий по расходам газа и воздуха. Изменения величины е соответствуют изменениям расхода воздуха иэ условия регулирования состава смеси. С помощью второго ограничителя 22 управление по р кор-. ректируют в зависиМости от сигналови С, С помоною функционального блока 25 вначале выдают скорректированное-значение управления по р, соответствующее скорректированному изменению расхода воздуха (КЛЗР), затем изменяют в соответствии с характеристикой функционального блока д 1 ь на величину компенсации у, что вызывает соответствующее изменение расхода воздуха /-(К-Р) д ЗР/.При наличии в составе функционального блока ограничителя величина управления в ряде случаев после выдачи скорректированного управления может на протяжении некоторого времени быть неизменной. С помощью второго задатчика 24 запоминают уточненное значение величины з. При помощи делителя 20 определяют задание регулятору 9, которое ограничивают при помощи первого ограничителя 21 и выдают в камеру задания регулятора 9, С помощью регулятора 9 и вентиля 10 поддерживают расход воздуха, равный заданию ЗР.Возможны различные варианты реализации способа, В частности, возможен такой вариант, когда регулятор непосредственно изменяет расход воздуха, который также корректируется и из условия компенсации расхода газа, Тогда блоки 22, 24 и 20 аннулируются,Блок 23 подключают к блоку 25, блок 25 подключают к блоку 21. Вводят компенсатор и сумматор. Вход компенсатора подключают к выходу блока 7, а выход - к первому входу сумматора, на второй вход сумматора подают сигнал с выхода блока 21, а выход сумматора подключают к камере заданий регулятора,9.Итак,величину выдаваемого увеличения или уменьшения расхода воздуха корректируют, исходя иэ условия повышения качества регулирования и таким образом, что это не приводит к пред1527 56 С ос тавитель Г. ОгаджановРедактор Н, Яцола Техред М.Ходанич Корректор С, Черни Заказ 7470/29 Тираж 435 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г"жгород, ул. Гагарина,01 аварийным режимам. В случае же невозможности такой коррекции на объектвыдается обычное управление.Предлагаемый способ обеспечиваетпо сравнению с известным более высо 5кое качество управлеиия процессомсинтеза аммиака, поскольку позволяетувеличить точность регулирования состава смеси и предупредить возникновения ряда предаварийных режимов,Это приводит к повышению стабильностипроцесса и увеличению его производительности,Формула изобретенияСпособ управления процессом синтеза аммиака, включающий регулирование подачи воздуха в конвертор метана второй ступени в соотношении с заданным расходом природного газа в конвертор метана первой ступени,с коррекцией по составу пиркуляпионной смеси навходе колонны с инте з а, измерение и сравнение текущего значения температурыконвертированного газа на выходе конвертора метана второй ступени с первым граничным значением, сравнениетекущего значения расхода воздухас двумя заданными значениями, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения производительностипроцесса за счет повышения точностирегулирования состава циркуляционной смеси, дополнительно сравниваюттекущее значение температуры конвертированного газа на выходе конвертора метана второй ступени с вторымграничным значением, при текущемзначении расхода воздуха больше первого и меньше второго заданного значения и текущем значении температурыконвертированного газа ниже второгограничного значения изменяют подачувоздуха, через заданный промежутоквремени изменяют подачу воздуха впротивоположном направлении, сравнивают текущее значение расходавоздуха с верхним и нижним граничными значениями, определяют направление изменения текущего значения расхода воздуха, при текущем значениирасхода воздуха меньше нижнего граничного значения и уменьшении расхода воздуха и при текущем значениирасхода воздуха больше верхнего граничного значения и увеличении расхода воздуха стабилизируют расход воздуха на текущем значении.