Способ автоматического управления непрерывнодействующей брагоректификационной установкой

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик 11) 551359 1) Дополнительное к ав д-ву но 22.01.75 (2 2) 3 0717/13 1) Я, Кл,е С 12 Г 1/О с присоединением заявки23) Приоритет 43) Опубликовано 25 03 77 Бюллетень11 Государственный номите Совета Министров СССР по делам изооретений н открытий.1 ф "М научно-исследовател ьс мышленности ксельрод, В. Р, Сатановский ки есоюзный проектно-конструкторский институт автоматизации пищевой и 71) Заявите 5( 4) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОДЕЙСТВУЮ 1 ЦЕЙ БРАГОРЕКТИФИКАЦИОННО УСТАН ОВК.ОЙ ьной зоне ректификационной ер, температуры, упругости установо б автоматического управействуюшей брагоректифи- б кой, предусматривающий ра спирта-ректификата, редов пара и охлаждающей Известен спос ия непрерывно кационной устано стабилизацию отб гулирование расх воды, регулирова вленной в зависи аданного и тек ного параметра, ного дистиллята, льной зоне бражн раметра, характе Изобретение относится к автоматизации процесса ректификации спирта преимущественно на непрерывнодействуюших установках с передачей продукта в паровой фазе, например, на установках прямого действия (системы КТИПП) или на установках косвенно-прямоточного действия (двухпоточного типа.).Оно может применяться при автоматизации брагоректификационных установок других типов (например, косвенного действия), а также при автоматизации ректификационных ние расхода бражки, осушестмости от рассогласования 20 ушего значения промежуточнапример, по расходу бражпо температуре в контроой колонны и измерения паризуюшего концентрацию 25 спирта в контролколонны (напримпаров) 111,Недостаток этого способа заключается втом, что информация о режиме ректификашонной колонны при регулировании расходабражки передается только через процесс (уровень эпюрата) в искаженном помехами видеи с запаздыванием. Общее время регулирования может достигать 3-4 час.Кроме того, способ сложен и пригодентолько для управления брагоректификационными установками косвенного действия.Целью изобретения является повышениебыстродействия систем управления.Это достигается тем, что заданное значение промежуточного параметра корректируютв зависимости от рассогласования текущегои заданного значения параметра, характеризующего концентрацию спирта в контрольнойзоне ректификационной колонны,При управлении брагоректификационнымиустановками с передачей продукта в паровойфазе в качестве промежуточного параметраиспользуется непосредственно расход бражки(корректируется задание контуру стабилизации расхода бражки).При управлении брагоректификационнымиустановками других типов в качестве промежуточного параметра используется расходдистиллята, температура в контрольной зонебражной колонны, уровень бражного дистиллята, производительность бражной колонны поабсолютному алкоголю и др,На фиг. 1 изображена брагоректификационная установка косвенно-прямоточного действия; на фиг. 2 - то же, косвенного действия (в качестве промежуточного параметра показан расход бражного дистиллята).Брагоректификационная установка косвенно-прямоточного действия (см, фиг. 1) состоит из бражной колонны 1 с эпюрируюшейнасадкой 2 и подогревателем 3 бражки, рек.тификационной колонны 4 с подогревателем5 бражки, а также из эпюрационной колонны 206 жидкостного потока.Питание бражка) 7, проходя последова/тельно через подогреватели бражки, поступает на верхнюю тарелку эпюрируюшей насадки,После очистки от головных примесей боль шая часть спирта, поступившего с бражкой,направляется в ректификационную колоннупо трубопроводу 8 в виде парового потока.Меньшая часть спирта (около 30%), обогашенная головными примесями, после конЗ 0денсации в подогревателе поступает в видебражного дистиллята 9 в эпюрационную колонну, а оттуда в виде эпюрата 10 в ректификационную колонну,Отбор спирта-ректификата 1 1 из ректифи кационной колонны стабилизируют с помошьюконтура, состоящего из датчика 12 расходарегулятора 13 и исполнительного механизма 14, Расход бражки регулируют по параметру, характеризуюшему концентрацию спир та в контрольной зоне ректификационной колонны (на фиг. 1 в виде примера в качестветакого параметра использована температура).Регулирование осуществляют каскадной системой, состояшей из стабилизирующего контура (датчик 15 расхода бражки, регулятор16 и исполнительный механизм 17) и корректирующего контура (датчик 18 температуры и регулятор 19).Реализация способа мало зависит от кон-струкции брагоректификационной установки.Так, например, можно полностью устранитьжидкостной поток 9 -6 -10 и совместитьэпюрационную колонну 6 с эпюрируюшей насадкой 2, при этом способ автоматическогоуправления не изменится,В брагоректификационной установке косвенного действия расход бражки 7 регулируют по промежуточному параметру (на фиг. 2в виде примера по расходу бражного дистил 0 лята 9) с помощью контура, состояшего издатчика 18 расхода, регулятора 19 и исполнительного механизма 17. Задание регулятору 19 поступает с выхода регулятора 16концентрации спирта в контрольной зоне рекгификационной колонны. Параметр, которыйее характеризует (например, упругость паров),измеряют с помощью датчика 20. Как в предыдушем варианте (см. фиг. 1) отбор спирта-ректификата 11 стабилизируют с помощьюконтура, состоящего из датчика 12 регулятора 13 и исполнительного механизма 14,Помимо описанного, автоматическая сиотема управления брагоректификационной устаковкой может дополнительно включать в себя контуры регулирования подачи пара в колонны, контуры регулирования расхода охлаждающей воды и т,п. Способ реализации этихконтуров определяется в основном технологическими особенностями каждого конкретноготипа брагоректификационной установки и невлияет на способ автоматического управления.Поэтому указанные дополнительные контурыдля упрощения на чертежах не показаны.Предлагаемый способ управления осушесчвляют следующим образом,При необходимости изменения произвожтельности брагоректификационной установкиизменяют задание регулятору 13 (см.фиг. 1).Контур 12-13-14 изменит в соответствиис этим расход спирта-ректификата 11.Количество спирта, поступаюшего с бражкой 7 в установку, и количество спирта, от.бираемого с готовым продуктом (спиртомректификатом 11), в этих условиях будетразличным. Поэтому начнет меняться концентрация спирта в контрольной зоне ректификационной колонны и характеризующая этуконцентрацию температура, В соответствиис этим изменится выходной сигнал датчика18. Регулятор 19 изменит задание стабилизирующему контуру 15-16-17, что вызоветизменение расхода бражки 7,Поскольку бражка проходит через подотреватель 5, в котором конденсируются парыиз ректификационной колонны 4, изменениерасхода бражки сразу же вызовет изменениережима ректификационной колонны 4 ( в часчности, изменение давления).Кроме того, изменение расхода бражкивызовет изменение режима бражной колонны1 и ее эпюрируюшей насадки 21.Изменения режимов ректификационной ибражной колонн вызовут такое изменение парового потока, которое вернет концентрациюспирта и характеризуюшую ее температурув контрольной зоне ректификационной колоннык прежнему значению, причем эти изменениябудут происходить достаточно быстро, таккак паровой поток обладает незначительнойинерционностью. Поэтому качество регулирования температуры (или, что эквивалентно,концентрации) в контрольной зоне ректификационной колонны будет достаточно высоким,Соответственно выход всей установки на новую производительность (т.е, установлениематериального баланса по спирту) такжебудет происходить плавно и быстро.При изменени концентрации спирта в бражке изменится вначале режим бражной колонны,а затем концентрация спирта в контрольнойзоне ректификационной колонны. Контуры18-19, 15-16-17 отработают такое возмушение аналогично тому, как это описано выше, 15Способ, показанный на фиг. 2, осуществляется в основном аналогично описанному.Единственная особенность состоит в следуюшем. При изменении концентрации спирта вконтрольной зоне ректификационной колонны 20(из-за изменения отбора спирта-ректификатаили иэ за изменения концентрации бражки)изменится выходной сигнал датчика 20,Регулятор 16 изменит задание регулятору 19. Контур 18-19-17 отработает это 25изменение задания и установит расход бражки 7 и расход бражного дистиллята 9 на новых уровнях,Изменение расхода бражного дистиллятавызовет изменение расхода эпюрата 10, что 30в свою очередь, приведет к возврату в прежнее значение концентрации спирта в контроль.ной зоне ректификационной колонны,Изменения режима бражной колонны 1(например, при изменении концентрации браж ки) частично компенсируются контуром 181917 без участия главного контура 20-1619. Если в качестве промежуточного параметра используют производительность бражной колонны по абсолютному алкоголю, то такого рода возмущения полностью компенсируются контуром 1819-17 и на режиме ректификационной колонны не отражаются.Формула изобретенияСпособ автоматического управления непрерывнодействуюшей брагоректификационной установкой, предусматривающий стабилизациюотбора спирта-ректификата, регулированиерасходов пара и охлаждаюшей воды, регулирование расхода бражки, осуществляемое взависимости от рассогласования заданногои текушего значения промежуточного параметра (например, по расходу бражного дистиллята, по температуре в контрольной зонебражной колонны) и измерение параметра,характеризующего концентрацию спирта в контрольной зоне ректификационной колонны (например, температуры, упругости паров), о т -л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия системы управления,заданное значение промежуточного параметракорректируют в зависимости от рассогласования текущего и заданного значения параметра, характеризующего концентрацию спирта в контрольной зоне ректификационной колонны.Источники информации, принятые в внимание при экспертизе;1. Авторское свидетельство СССРМо 422767, МКл С 12 Г 1/04, 1971 (прототип),1 Ь2 Подписноеета Совета Министров СССетений и открытийшская наб., д. 4/5 аз 88/15 ЦНИИПИ Госу Тираж 58 дарственного комит по делам изоб 3035, Москва, Ж, Рау