Устройство для автоматического управления процессом нейтрализации

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ощ 716976) 2576481/23-26 1 С 1/185 Р 7/00 дарственный комитетСССРделам изобретенийи открытий Опубликовано 250280. Бюллетень Й Дата опубликования описания 28028 53) УДК 66. 012-52(72) Авторь изобрете Костюк, В,В. Ажогин, В,Д. Романенко, Н,В. Жур и В,Ф, Мысак Киевский ордена Ленина политехнический институтим. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИССОМ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ммиачтортноше- с ка- клаленияизв одт бытьмышлен т о стройство для ав-,ления процессом Изобретение относится к устройствам для автоматического управпроцессом нейтрализации в простве аммиачной селитры и можеиспользовано в химической проности,Известно устройство управления,которое состоит из отдельных системстабилизации режима в аппаратах нейтрализации и содержит регулятор расхода аммиака, с помощью которогостабилизируется нагрузка каждого аппарата, регулятор соотношения расхода аммиака и кислоты, обеспечивающий подачу требуемого количества кислоты, корректирующий регулятор нейтрализации - КРН, который, воздействуя на регулятор соотношения, поддерживает кислотность образующегосяраствора аммиачной селитры в установленных пределах ООсновным недостатком этой системыуправления является невысокое качество регулирования, обусловленное наличием одного исполни ельного механизма (клапан с больш й пропускнойспособностью) .Известно также утоматического управ нейтрализации в производстве аной селитры, содержащее регулярасхода аммиака, регулятор соония расходов аммиака и кислотымерой коррекции, соединенный спаном грубой регулировки подачи кислоты, корректирующий регулятор. кислотности раствора аммиачной селитры,связанный с измерителем рН растворааммиачной селитры, блок формированиязаданий, измеритель общего расходакислоты и клапан тонкой регулировкиподачи кислотыГИНедостатком указанного устройстваявляется плохое качество регулированияя, так к ак в о в ремя к оррек тировк исоотношения реагентов клапан тонкойрегулировки находится в крайнем положении и переводится в установленныйдиапазон только после отработкиобъектом возмущения, вызванного изменением расхода кислоты через клапан грубой регулировки при коррекции соотношения, что приводит к перерегулированию, так как коэффициентпередачи, постоянная времени и времячистого запаздывания аппарата ИТН изменяются в больших пределах с изменениемм наг рузк и, 716976Цель настоящего изобретения - исключить влияние нест;бильности параметров при коррекции соотношения реагентов, улучшить качество регулирования и снизить потери сырья с соковымпарсм,13Согласно изобретению, поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит логический блок перераспределения расхода кислоты с клапана тонкой регулиров"-Цки на клапан грубой регулировки, поцключенный к камере коррекции регулятора, соотношения расхода аммиака икислоты и клапану тонкой регулировкиподачи кислоты) при этом один иэ входов логического блока соединен с выходом корректирующего регулятора кислотности раствора аммиачной селитры,а второй вход с измерителем общегорасхода азотной кислоты.,погическийбдок включает в себя узел пе;евода 20клапана тонкой регулировки в устансв -ленный диапазон связанный с вьховсмкорректирующего регулятора узел обнаружения выхода клан.-.йа тонкой реву:лировки из установленного диапазонг, дсоединенный с формирователем управляющих импульсов, последовательноподключенным к первому узлу запоминания, узлу интегрирования, ко втх ому узлу запоминания, связанному с ре- у",гулятором соотношения расходов аммиака и кислоты, узел вычитания, соединенный с выходом первого узла запоминания, входом узла интегрированияподключенного ко второму узлу заломи- Знания и выходу апериодического звена,.связанного с измерителем общего расхода кислоты,Устройство для автоматического правления процессом нейтрализация предрставлено на Фиг, 1, а на Фнг. 2один из вариантов реализации узла пе"ревода клапана тонкой регулировки всреднее положение и узла обнаружениявыхода этого клапана иэ установленного диапазона. АУстройство содержит блок Фора.рования заданий (БФЗ) 1, выход оторого связан с камерой задания регуля.тора расхода аммиака 2, в датчик которого 3 предусмотрено введение по- управок на давление и температуру аммиака, Выход регулятора 2 св яэан срегулирующим клапаном расхода аммиака 4, Выход регулятора соотношениярасходов аммиака и кислоты 5, выходыкоторого соединены с датчиками расходов аммиака 3 и кислоты б, подаваемой через клапан грубой регулировки7,. Выход измерителя рН раствора аммиачной селитры 8, состоящего иэ последовательно соединенных датчика с Ыизмерительным и вспомогательным электродами, высокоомного преобразователя,Функционального преобразователя, служащего для линеариэации зависимостимежду рН и содержанием кислоты в65 растворе Рмккачк Ой селитры и зл ек тропневмопреобраэов ателя, связан с выходом корректирующего регулятора кислотности 9, Формирующего ПИ-закон регулирования, выход которого связан с клапаном тонкой регулировки 10 через логический блок 11, который содержит узел перевода клапана тонкой регулировки в установленный диапазон (УП) 12, узел обнаружения выхода клапана тонкой регулировки из установленного диапазона. (УО) 13, формиров атель управляющего импульса 1 ФИ) 14, апериодическое звено ВЗ) 15, узлы запоминанияУЗ) 16 и 17, узел вычитания (УВ) 18, узел интегрирования (УИ) 19, причем выход регулятора 9 соединен со входом узла перевода клапана тонкой регулировки в установленный диапазон 12 и входом узла обнаружения выхода клапана тонкой регулировки из установленного диапазона 13, выход которого подключен ко входу Формирователя управляющего импульса 14, Выход Формирователя 14 связан со входами узлов запоминания 16, 17, входом узла интегрирования 19 и вторым входом узла перевода клапана гонкой регулировки в установленный диапазон 12 выод которого подключен к клапану тонкой регулировки 10. Измеритель общего расхода кислоты 20 через апериоци: еское звено 15 связан со входом уз - ла вычитания 8 и вторым вхоцом узлазапоминания 16 выход которого подклю:-.ен ко второму входу узла вычитания.8. Выход узла вычитания связан совтор и входом узла интегрирования 19,выход которого через узел запоминания17 подключен к камере коррекции регулятора соотношения 5,стройство для автоматического уп.:. вл;:ния работает следующим образом.помощью эадатчика блока формирова: в.ия заданий . оператор выставляет нагрузку на аппарат, При этом в камерузадания регулятора ра:хода аммиака 2псступает сигнал соответствующийтребуемой нагрузке по аммиаку, Вегу.:ягор 5 в зависимости от расхода аммиака и заданного соотношения обеспечивает подачу через клапан грубой регулировки 7 требуемое количество кислотыСоотношение реагентов выбираетсятаким чтобы образующийся растворамгиачной селитры имел избыточное содержание кислоты, равное 3-8 г/л.При отклонении кислотности растворааммиачной селитры от заданного значения, корректирукщий регулятор 9через узел 12 путем воздействия наклапан тонкой регулировки 10 устанавливает требуемое значение кислотности раствора аммиачной селитры.При выходе клапана 10 из установленного диапазона узел обнаружениявьжода клапана тонкой регулировки изустановленного диапазона 13 эапуска 716976Формула изобретения 1. Устройство для автоматического управления процессом нейтрализации в производстве аммиачной селитры, содержащее регулятор расхода аммиака,50 ет формирователь управляющего импульса 14, В начале импульса узел 16 производит запоминание сигнала общегорасхода кислоты; узел 12 отключаетрегулятор 9 и переводит клапан тонкойрегулировки 10 в среднее положениеустановленного диапазона, включаетсяузел интегрирования 19, на который подается разность между запомненным итекущим общим расходсы кислоты.Часть расхода кислоты, подаваемой.через половину сечения клапана тонкойрегулировки, перераспределяется наклапан грубой регулировки, в результате чего к лапа н тонк ой регулировк ибудет находиться в установленном диапазоне, После окончания импульса узел,17 запоминает сигнал, подаваемый вкамеру коррекции регулятора соотношения 5, узел 12 подключает регулятор9 к клапану тонкой регулировки, выходузла вычитания 18 отключается от входа узла интегрирования 19.Длительность управляющего импульса пропорциональна площади сеченияклапана тонкой регулировки, постоянной времени апериодическогоо звена, 25постоянной времени интегрирования иобратно пропорциональна площади сечения клапана грубой регулировки,Таким образом, введение в устройство для автоматического управления Зйустройства для перераспределенияазотной кислоты при подаче в аппаратнейтрализации, в результате чего исключается влияние нестабильности параметров аппарата или коррекции соотношения реагентов в случае выходаклапана тонкой регулировки из установленной зоны, позволяет с высокойточностью поддерживать кислотностьраствора аммиачной селитры в аппарате нейтрализации и, следовательно, фобеспечивается введение процесса нейтрализации с минимальными потерямисырь я,регулятор соотношения расходов аммиака и кислоты с камерой коррекции,соединенный с клапансм грубой регулировки подачи кислоты, корректирующийрегулятор кислотности раствора амми-ачной селитры, связанный с измерителем рН раствора аммиачной селитры,блок формирования заданий,измерительобщего расхода кислоты и клапан тонкой регулировки подачи кислоты,о тл и ч а ю щ е е с я тем,что,с цельюповышения качества регулирования иснижения потерь сырья с соковьи парси, оно дополнительно содержит логический блок перераспределения рас"хода кислоты с клапана тонкой регулировки на клапан грубой регулировки, подключенный к камере коррекциирегулятора соотношения расходов аммиака и кислоты и клапану тонкой регулировки подачи кислоты, при зтсмодин иэ входов логического блока соединен с выходом корректирующего ре.гулятора кислотности раствора аммиачной селитры, а второй вход - сизмерителем общего расхода азотнойкислоты.2, Устрсйство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что логический блок включает в себя узел перевода клапана тонкой регулировки в установленный диапазон, связанный свыходом корректирующего регулятора,узел обнаружения выхода клапана тонкой регулировки иэ установленногодиапазона, соединенный с формирователем управляющих импульсов, последовательно подключенного к первомуузлу запсминания, узлу интегрирования, ко второму узлу запоминания,связанному с регулятором соотношениярасходов аммиака и кислоты, узел вы"читания, соединенный с выходом первого узла запоминания, входом узлаинтегрирования, подключенного ко второму узлу эапсминания, и выходомапериодического звена, связанного сизмерител .м общего расхода кислоты,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 412594, кл, 6 05 В 11/06, 1972.2, Сб. Автсматизация химическихпроизводств, вып. 2, 1971, с, 41-.43,71 б 976 Росябор ам селище Составитель Р Техред,М.Петк лейман Корректор И, Муска Редактор товс каз 9742/2 Филиал ППППатент , г. Ужгород, ул, Проектная,Тираж 56 5,ЦНИИЛИ Государственногопо делам изобретений 113035 Москва, Ж, Раушс Подписноесиитета СССРоткрытийя наб., д. 4/5