Система управления процессом конверсии природного газа

(5)5 С 01 В НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О У СВИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРива ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Черкасское производственное объединение "Азот"(56) Атрощенко В.И, и др. Технология связанного азота Харьков; Изд-во Харьковского государственного университета, 1962,с,322.Авторское свидетельство СССРЬЬ 111 0750, кл, С 01 С 1/04,6 05 О 27/00, 1984.(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КОНВЕРСИИ ПРИРОДНОГО ГАЗА(57) Изобретение касается управления химическими процессами и может быть использовано при управлении производством аммиака, Целью изобретения является увеличение производительности процесса и экономии затрат на единицу готовой продукции за счет повышения качества регулирования аварийных режимов. Система управления содержит измеритель 3 расхода природного газа, первый регулятор 4, вентиль 2 подачи газа, измеритель 10 расхода пара, второй регулятор 5, вентиль 9 подачи пара, два задатчика 7 и 8, третий регулятор 6, два ограничителя 11 и 12, блок 13 сравнения, переключатель 14, четыре функцио-З нальных блока 15 - 17. 1 з,п, ф-лы, 2 ил,Изобретение относится к области управления химическими процессами и может быть использовано в промышленности по производству минеральных удобрений и в химической промышленности в производстве аммиака.Известна система управления процессом конверсии природного газа в производстве аммиака, содержащая измеритель расхода природного газа в конвертор метана, вентиль подачи природного газа и регулятор расхода природного газа, регулирующий блок соотношения расхода пара и газа, вентиль и измеритель расхода пара. К недостаткам системы относятся высокая колебательность расхода пара и отсутствие требуемой корректировки соотношения между паром и газом, что увеличивает затраты на производство целевого продукта, а в ряде случаев приводит к возникновению аварийных режимов.Наиболее близкой к предлагаемой выбрана система управления процессом получения конвертированного газа, содержащая измеритель расхода природного газа, подключенный ко входу первого регулятора, выход которого связан с вентилем подачи газа, измеритель расхода пара, подключенный ко входу второго регулятора, выход которого связан с вентилем подачи пара. К недостаткам системы относятся высокая колебательность расхода пара вследствие значительной колебательности расхода газа и помех, наложенных на эту величину, отсутствие контроля соотношения пар-газ по ограничениям, невозможность оперативной и безопасной коррекции величины соотношения пар-газ,Цель изобретения - увеличение производительности прдцесса и экономия затрат на единицу готовой продукции за счет повышения качества регулирования и предупреждения аварийных режимов.Поставленная цель достигается тем, что система, содержащая измеритель расхода природного газа, подключенный к первому входу первого регулятора, выход которого связан с вентилем подачи газа, измеритель расхода пара, подключенный к первому входу второго регулятора, выход которого связан с вентилем подачи пара, дополнительно содержит два задатЮика, третий регулятор, два ограничителя, блок сравнения, переключатель, четыре функциональных блока, При этом выход первого задатчика параллельно подключен ко вторым входам первого регулятора, блока сравнения и переключателя, измеритель расхода природного газа дополнительно подключен к первым входам блока сравнения и переключателя, выход блока сравнения подключен ктретьему входу переключателя, выход которого параллельно подключен ко входам первого, второго, третьего функциональных5 блоков и второму входу четвертого функционального блока, выходы второго и третьегофункциональных блоков подключены к первому и второму входам второго ограничителя, выход первого функционального блока10 подключен к третьему входу второго ограничителя, выход которого подключен к первому входу четвертого функциональногоблока, выход которого соединен с первымвходом третьего регулятора, выход второго15 задатчика параллельно подключен ко вторым входам второго регулятора и третьегорегулятора, выход которого через первыйограничитель связан со входом второго эадатчика,20Система отличается тем, что второйзадатчик содержит третий ограничитель иблок задания, при этом выход первого ограничителя соединен со входом третьего ограничителя, выход которого подключен к25 входу блока задания, выходкоторого параллельно соединен со вторыми входами второго и третьего регуляторов.На (фиг. 1) приведена функциональнаясхема предлагаемой системы, на фиг. 2 -30 второй задатчик,Система управления режимом технологического объекта (конвертар 1 метана) содержит вентиль 2, измеритель 3 расходаприродного газа, первый, второй и третий35 регуляторы 4-б, первый 7 и второй 8 эадатчики, вентиль 9 и измеритель 10 расходапара, первый 11 и второй 12 ограничители,блок 13 сравнения, переключатель 14, первый 15, второй 16, третий 17 и четвертый 1840 функциональные блоки.Вентиль 2 предназначен для изменениярасхода природного газа. Измеритель 3 -для определения величины расхода Г природного газаПервый регулятор 4 служит45 для поддержания заданного расхода природного газа и имеет ПИ-структуру. Второйрегулятор 5 предназначен для поддержаниязадаваемого расхода пара и имеет ПИ-структуру, третий регулятор б - для формирования50 и поддержания величины задания по расходупара, хранящегося в задатчике 8,Первый задатчик 7 используется дляхранения величины ЗГ задания по расходуприродного газа, второй задатчик 8 - для55 хранения величины задания ЗП по расходупара, вентиль 9 - для изменения расходапара, а измеритель 10 - для определениявеличины расхода пара, Первый ограничитель 11 предназначен для ограничения скорости Ор изменения задания по раскодчпара по величине Я. Если Ир/Я, то принимается Ор = 5 з 9 пРр)Второй ограничитель 12 служит для ограничения величины А соо 1 нршения междуподачей пара и газа по максимальному Ю, 5и минимальному Йа значениям,Блок сравнения 13 предназначен для определения отличия между величинами ЗГ и Г сточностью до константы Л, Если (ЗГ - Г) ) Л,то выдается позиционный сигнал Р. 10Переключатель 14 используется для выдачи одного иэ двух сигналов, поступающихна его первый и второй входы в зависимостиот наличия сигнала Р, поступающего на еготретий вход, При наличии Р выходной сигнал переключателя 14 равен величине Г, приотсутствии - величине 3 Г.Первый функциональный, блок 15 служит для определения соотношения А междуподачей. пара и газа в зависимости от входного сигнала Г, равного ЗГ или Г, напримерД=Д.+Д (Г),ГДЕ Ао И А 1 - КОЭффИЦИЕНтЫ. 25Второй функциональный блок 16 предназначен для формирования максимального значения И 4 по соотношению А, например30ЧЧа = Ао 1 + А 11(Г )Третий функциональный блок 17 используется для формирования минимального значения М по соотношению А, 35 напримерЙа = Ао 2 + А 12 (Г )еЧетвертый функциональный блок 18 40 предназначен для определения величины требуемого задания ЗП по расходу пара в зависимости от величины Г и Ф, например ЗП =А ГСистема работает следующим образом, 45 При помощи измерителя 3 определяется величина расхода газа, которая подается на первые входы первого регулятора 4, блока сравнения 13 и переключателя 14. С выхода задатчика 7 величина задания ЗГ по 50 расходу газа подается на вторые входы регулятора 4, блока сравнения 13 и переключателя 14. При помощи регулятора 4 и вентиля 2 поддерживается расход газа, равный заданию ЗГ, 55При помощи блока сравнения 13 и переключателя 14 формируется величина Г, которая подается на входы функциональных блоков 15 - 18, функциональный блок формирует соотношение А, а функциональные блоки 16 и 17 формируют значенияЯа и Йа.С помощью второго ограничителя 12 величина А ограничивается по величинам Иа и Йа, поступающим на первый и второй входы ограничителя 12 с выходов функциональных блоков 16 и 17, функциональный блок 18 определяет требуемое задание ЗП по расходу пара, которое подается на первый вход регулятора 6, регулятор 6 корректирует задание ЗП по расходу пара в зависимости от действительного значения ЗП и требуемого ЗП, а ограничитель 11 - скорость изменения задания ЗП. Скорректированное ЗП вводится в задатчик 8, с выхода которого ЗП подается на вторые входы регуляторов 5 и 6,С помощью регулятора 5, вентиля 9 и измерителя 10 стабилизируется расход пара относительно задания ЗП, хранящегося в задатчике 8. Система улучшена за счет использования в качестве второго задатчикэ 8 задатчика с ограничителем, предназначенным для контроля задания ЗП по нижней М и верхней Ю границам (фиг. 2), При этом задатчик 8 состоит из третьего ограничителя 19, предназначенного для ограничения задания по границам Й и Ю и блока задания 20, предназначенного для хранения величины задания. В случае ЗПЯ принимается ЗП = ЧЧ, а при ЗП К принимается ЗП = й. Система реализована как на базе УВМ, так и с использованием аналоговых средств автоматизации,Предложенная система обеспечивает более высокое качествО регулирования объектом и позволяет предупредить возникновение ряда предэварийных режимов, что приводит к повышению производительности процесса.Формула изобретения 1. Система управления процессом конверсии природного газа, содержащая измеритель расхода природного газа, подключенный к первому входупервого регулятора, выход которого связан с вентилем подачи газа, измеритель расхода пара, подключенный к первому входу второго регулятора, выход которого связан с вентилем подачи пара,отл и ча ю щая ся тем, что, с целью увеличения производительности процесса и зкономии затрат на единицу готовой продукции за счет повышения качества регулирования и предупреждения аварийных режимов, онэ дополнительно содержит два задатчика, третий регулятор, два ограничителя, блок. сравнения, переключа/, с. Составитель А. ФедоровРедактор И.Ванюшкина Техред М.Моргентал Корректор Л,Патай Заказ 308 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 тель, четь 1 ре функциональных блока, при этом выход первого задатчика параллельно подключен к вторым входам первого регулятора, блока сравнения и переключателя, измеритель расхода природного газа подключен к первым входам блока сравнения и переключателя, выход блока сравнения подключен к третьему входу переключателя, выход которого параллельно подключен к входам первого, второго и третьего функциональных блоков и второму входу четвертого функционального блока, выходы второго и третьего функциональных блоков подключены к первому и второму входам второго ограничителя, выход первого функционального блока подключен к третьему входу второго ограничителя, выход которого подключен к первому входу четвертого функционального блока, выход которого соединен с первым входом третьего регулятора, выход 5 второо задатчика параллельно подключенк вторым входам второго и третьего регуляторов, выход третьего регулятора через первый ограничитель связан с входом второго задатчика.10 2, Система по п,1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что второй задатчик содержит третий ограничитель и блок задания, при этом выход первого ограничителя соединен с входом третьего ограничителя, выход которого 15 подключен к входу блока задания, выходкоторого параллельно соединен с вторыми входами второго и третьего регуляторов.