Система автоматического управления процессом газосмешения

(19 1)5 6 05 О 11/13 БРЕТЕНИ ллургический ллургический ическии комСССР 1983. СССР 1988. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельствоМ 1115025, кл, 6 05 О 11/13,Авторское свидетельствоМ 1596313, кл. 0 05 О 11/13,54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ГАЗОСМЕШЕ- ИЯ(57) Изобретение относится к системам управления соотношением компонентов газовой смеси в металлургической, химической, злектрохимической, нефтеперерабатывающей пром-сти и других производствах. Цель изобретения - повышение точности регулирования при максимальном использовании побочных продуктов доменного и коксохимических производствза счет косвенного определения теплотворной способностисмеси, Для этого в системе автоматического управления процессом газосмешения регулирование теплотворной способности смеси осуществляется по отклонению фактического значения этого параметра, измеренного датчиком 12 и определенного блоком 28 косвенного определения теплотворной способности смеси от значения,Изобретение относйтсяк системам управления или регулйрованйясоотношениемкомпонентов газовой смеси в металлургической, химической, электрохимической, нефтеперерабатывающей и других производствах,где имеется необходимость смешивания различных газов перед сжиганием их в печах приодновременной стабилизации и регулированиидавления теплотворной способности смеси.Цель изобретения - повышение точности регулйрования при максимальномиспользовании побочных продуктов доменного и коксохимических производств за счеткосвенного определения теплотворной способности смеси.На чертеже показана структурная схемапредлагаемой системы,Система автоматического управленияпроцессом газосмешения содержит смеситель 1 с подведенными к нему трубопроводами 2 - 5 соответственно доменного,коксового, природного и смешанного газов,контур 6 с датчиком 7 давления смеси, регулятором 8 давления, задатчиком 9 давления,исполнительным механизмом 10 и регулирующим органом 11 в трубопроводе 2 доменного газа, датчик 12 тепловогоэквивалента смеси, корректирующий регулятор 13, задатчик 14 теплотворной способности смеси, регуляторы 15, 16 коксового иприродного газов соответственно, исполнительные механизмы 17, 18, регулирующиеорганы 19, 20, датчики 21 - 23 соответственно доменного, коксового и природного газов, коммутатор 24, блок 25 управлениякоммутатором, датчики 26, 27 положениярегулирующих органов 19, 20 соответственно, блок 28 косвенного определения теплотворной способности смеси, сумматор 29,блоки 30, 31 умножения, умножители 32, 33на постоянный коэффициент,Блок 28 содержит элементы 34, 35, 36масштабирования, элемент 37 деления,сумматоры 38, 39.Система работает следующим образом.Регулирование и стабилизация давления в трубопроводе 5 смешанного газа осуществляется контуром 6. заданного задатчиком 14. При этом регулятор 13 формирует точное, но медленно изменяющееся значение сигнала, пропорционального отклонению теплотворной способности смеси, и быстро изменяющееся значение сигнала, определенное блоком 28 и пропорциональное теплотворной способности смеси. 1 ил. 10 Регулирование и стабилизация теплотворной способности смеси осуществляетсяпо отклонению заданного значения задатчиком 14 от фактического значения этогопараметра, измеренного датчиком 12 и оп 15 ределенного блоком 28, При этом регулятором 13 формируется точное, но медленноизменяющееся значение сигнала пропорциональное отклонению теплотворной способности смеси, и быстроизменяющееся20 значение сигнала, определенное блоком 28и пропорциональное теплотворной способности смеси,Выходной сигнал сумматора 29 поступает на входы блоков 30, 31, а с выходов этих25 блоков - на коммутатор 24, с помощью которого осуществляется подключение регуляторов 15, 16,Формирование управляющего сигналарегуляторов 15, 16 осуществляется с учетом30 следующих предпосылок. Пусть произошлоотклонение теплотворной способности смеси, которое в конечном итоге должно бытькомпенсировано увеличением расхода коксового газа. Тогда на основании баланса35 тепловой энергии в смеси и увеличенномрасходе коксового газа получим Аналогично при компенсации отклонения теплотворной способности смеси природным газом50 Исходя из этого выходной сигнал сумматора 29 должен быть увеличен на величину Р,/Цг или Рс/Чз при формирова50 55 У 1 = Х 1 Х 2+ Х 1 Х 2 У = Х 1 Хг+ Х 1 Хг,10 смеситель, блок управления и коммутатор,нии управляющего воздействия регуляторов 15, 16 с учетом расхода смешанного газа и теплотворной способности коксового цг и природного цз газов.Для этого сигнал Ос выхода сумматора 29 должен измениться на величину Ес/цг (Ес/Рз), для чего на входы блоков 30,31 подается сигнал с выхода блока 28 через умно- жители 32, 33, изменяющие в цг и цз раз соответственно. С учетом этого сигнал управляющего воздействия регулятора 15 определится из выражения О 2 = О Г Ос%2 = (К 1 цсдфкр(Р)ч ЬЦсКК 2)Осп 12,гДе Ос = КдЕ 1+ КдЕ 2+ КдЕз = Кд(Е 1+ ТОГда О 2 = КдЕ 2 П 12(К 1 ЬцсдИКр(Р)ф ЬцсКК 2) Аналогично для управляющего воздействия регулятора 16 Оз = КдЕсп 13(К 1 ЬцсдЮкр(р)+ ЬцскКг) Переключение управляющих воздействий осуществляется коммутатором 24, который коммутирует свои сигнальные выходы, соединенные с входами регуляторов 15, 16, в зависимости от состояния управляющих входов, подключенных к выходу блока 25.В блоке 25 реализуется логическая фун- кция где Х 1, Хг - дискретные сигналы датчиков 26, 27 положения регулирующих органов 19, 20 соответственно;У 1, Уг - выходные сигналы блока 25, Дискретные сигналы датчиков 26, 27 формируются, например, с помощью конеч 15 20 25 30 35 40 45 ных выключателей, отрегулированных на заданные углы включения и отключения.Таким образом, при условии достаточности коксового газа для обеспечения заданной теплотворной способности смеси регулирование осуществляется только спомощью регулятора 15. При этом регулирующий орган 20 в трубопроводе 4 природного газа полностью закрыт.Подключение регулятора 16 для регулирования расхода природного газа происходит при необходимости добавления к коксодоменной смеси природного газа. В этом случае дальнейшее отклонение теплотворной способности смеси вызовет открытие регулирующего органа 19 в трубопроводе 3 коксового газа.Оба регулятора будут включены до тех пор, пока не закроется полностью регулирующий орган 20 и исполнительный орган механизм 17 не повернется на максимальный угол, что заставит датчик 26 выдать в блок 25 сигнал единичного уровня, который снимет управляющий сигнал и отключит регулятор 16 расхода природного газа.Таким образом блок 25 формирует управляющие сигналы, которые воздействуют через коммутатор 24 на регуляторы 15, 16, подключая их с перекрытием к блокам 30, 31 умножения, формирующие управляющие воздействия, При этом отключенный регулятор 15 оставляет исполнительный механизм 17, а значит, и регулирующий орган 19 полностью открытым, что обеспечивает максимальное использование при приготовлении смеси доменного и коксового газов,Формула изобретения Система автоматического управления процессом газосмешения, содержащая контур регулирования давления газовой смеси в виде последовательно соединенных датчиКа давления смешанного газа, регулятора давления с задатчиком, исполнительного механизма и регулирующего органа, расположенного в трубопроводе подачи в смеси- тель доменного газа, датчики расходов доменного, коксового и природного газов,соединенные выходами соответственно с первым, вторым и третьим входами блока косвенного определения теплотворной способности смеси, последовательно соединенные регулятор расхода коксового газа, исполнительный механизм и регулирующий орган в трубопроводе подачи коксового газа в смеситель, последовательно соединенные регулятор расхода природного газа, исполнительный механизм и регулирующий орган в трубопроводе подачи природного газа в1790778 20 25 30 35 40 45 50 Составитель В.ПрямицынТехред М.Моргентал Корректор Т,Вашкович Редактор Заказ 375 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 подключенный первым выходом к входу регулятора расхода природного газа, о т л ич а ю щ а я с я тем, что с целью повышения точности регулирования при максимальном использовании побочных продуктов доменного и коксохимических производств за счет косвенного определения теплотворной способности смеси, в нее введены два умножителя на постоянный коэффициент, два блока умножения, последовательно соединенные датчик теплового эквивалента смеси, корректирующий регулятор с задатчиком теплотворной способности смеси и сумматор, а также датчики положения исполнительных механизмов коксового и природного газов, соединенных выходами с первым и вторым входами соответственно блока управления, подключенного первым и вторым выходами соответственно к первому и второму управляющим входам коммутатора, соединенного первым и вторым сигнальными входами с выходами соответственно первого и второ го блоков умножения, подключенных первыми входами к выходу сумматора, второй вход которого соединен с выходом задатчика теплотворной способности смеси, а третий вход - с первым выходом блока 10 косвенного определения теплотворной способности смеси, соединенного вторым выходом с входами первого и второго умножителей на постоянный коэффициент, подключенных выходами к вторым входам 15 соответственно первого и второго блоковумножения, второй выход коммутатора соединен с входом регулятора расхода коксового газа,