Устройство для автоматического управления процессом пиролиза в трубчатой печи

, Заявитель ВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНЛИЗА В ТРУ 6 ЧАТОЙ ПЕЧИ) УСТРОЙСТВО ДЛ ПРОЦЕССОМ П управления жет быть иси олефинов ической проИзобретение относится к устройст вам для автоматическогопроцессом пиролиза и мопользовано при полученив.химической и нефтехиммышленности.Известно устройство для автоматического управления-процессом пиролиза, включающее в себя оптимизатор, датчики расходов водяного пара в змеевике и воды на закалку пирогаза, измеритель относительного веса компонентов, регулятор подачи топлива и блоки суммирования и умножения. Устройство поддерживает оптимальную подачу топлива в горелке печи в зависимости от относительного выхода целевых продуктов 1Недостатком известного устройства является то, что оно не осуществляет управление тепловым режимом печи по температуре реакционной смеси на входе в радиантную секцию змеевика. Это приводит к тому, что режим в иного и ижается,Известно также устройство для автоматического управления трубчатойпиролизной печью, содержащее датчики и регуляторы расхода сырья .и пара в печь, датчики температуры потока на входе и выходе радиантнойсекции змевика печи, соединенные через регуляторы с регулирующими кла"панами, соответственно, на линияхподачи водородной фракции из отделения газоразделения на .вход ради"антной секции печи и подачи топлива в горелки, блок задания среднейвеличины управляющего сигнала, входы которого соединены с датчикамирасхода сырья в печь и температуры/ 20 на входе в радиантную секцию, а выход - с первым входом блока заданиятемпературы, второй вход которогосвязан через первый блок усреднения с выходом регулятора температуры потокана выходе радиантной секции, подключенного своей камерой задания к выходу блока ограничения, первый входкоторого соединен с, выходом блоказадания температуры, а второй входс датчиком расхода сырья, датчиксостава пирогаза на выходе печи,соединенный с блоком оптимизации 2 3.Однако при регулировании состава пирогаза на выходе иэ печи не учи втывается вибрация вала компрессора,Это снижает производительность .пиролизной печи по целевым продуктам,Целью изобретения является повышение производительности печи, 15Поставленная цель достигаетсятем, что оно дополнительно содержитдатчики расхода водородной Фракциии вибрации вала компрессора, блокЗапаздывания, второй и третий усреднители, блок задания расхода пара,блок деления, элемент ИЛИ иПИД-регулятор, при этом выход датчика вибрации вала компрессора параллельноподключен к первому входу элемента25ИЛИ и к ПИД-регулятору, выход которого соединен,со вторым входом элемента ИЛИ, подключенного своим третьим входом к выходу блока оптимизации, выход элемента ИЛИ параллельно соединен с первым входом Ьлока36задания расхода пара, со вторым бло-ком усреднения и с первым входом блока запаздывания, подключенного своим вторым входом к датчику расходапара, а выходом - к камере заданиярегулятора температуры потока навходе в радиантную .секцию, выходвторого блока усреднения связан спервым входом блока деления , подключенного своим вторым входом через третий блок усреднения к датчику расхода водородной Фракции, а выходом - ко второму входу блока задания расхода пара, третий и четвертый входы которого связаны с датчи"ками соответственно расхода сырья ипара, а выход подключен к камере за."дания регулятора расхода пара,На. чертеже представлена принципиальная схема реализации даиного уст,ройства.Устройство для производства олеФинов включает в себя трубчатую печьс радиантной секцией 2, отделения3 и Й соответственно компримирования ли газоразделения,Устройство для автоматическогоуправления содержит датчики 5 и 6 4соответственно расхода сырья и па" ра, регуляторы 7 и 8, регулирующие клапаны 9 и 10 на линиях подачи сырья и пара в печь, датчик 11 и регу.- лятор 12 температуры потока на выходе радиантной секции змеевика печи, регулирующий клапан 13 на линии подачи топлива в горелки, блок 14 задания расхода пара, блок 15 запаздывания, датчик 16 и регулятор 17 температуры потока на входе в радиантную секцию, регулирующий клапан 18 на линии подачи водородной Фракции отделения гаэоразделения на вход радиантной секции печи, блок 19 задания средней величины управляющего сигнала, блок 20 ограничения, первый, второй и третий усреднители соответственно 21-23; блок 21 задания температуры датчик 25 состава пирогаза на выходе печи, блок 26 оптимизации, элемент 17 ИЛИ датчик 28 и ПИД-регулятор 2 у еир ации зала компрессора, блок 30 деления и датчик. 31 расхода водородной ФракцИИаУстройство работает следующим образом.Система регулирования температуры пирогаза на,выходе иэ печи, состоящая из датчика 11, регулятора 12, клапана 13 а также блоков 19, 20, 21 и 2 М, осуществляет ее стабилизацию на максимально-возможном значении, ПИД-регулятор 29.,вырабатывает управляющее воздействие по температуре Т 1 смеси на входе в радиантную секцию по закону ПИД-регулиро" вания.В блоке 26 оптимизации осуществляется выраЬотка оптимального управляющего воздействия по температуре на входе в радиантную секцию. В простейшем случае блок 26 представляет собой экстремальный регулятор, поддерживающий максимум выхода какого-лиЬо целевого продукта. Значение управляющего сигнала, выраЬатываемого блоком 26, равно Тр. Сигналы Т и Т поступают на первые два входа элемента 27, на третий вход которого поступает инФормация о текущем значении величины вибрации вала компрессора.Если НэмНзд, то Ьлок выбора пропускает только сигнал Т, вырабатываемый блоком оптимизации. Если Низм ), Нз ,р то Ьлок выбора пропус5 98кает только сигнал Т, вырабатываемый ПИД-регулятором,В блоках 22 и 23 осуществляетсяусреднение текущего сигнала с, выхода элемента 27 ИЛИ, равного Т илиТ, и текущего .значения расхода водоРодной фракции (Г ),В блоке 30 деления осуществляется расчет коэффициента приведениясигналов Т и Гг ВОА Т В блоке 11 задания расхода пара .,: осуществляется йсчет задания по расходу пара в пиролизную печь. Причем, расчет ведется таким образом, чтобы заданное соотношение разбавитель пар + водород): сырье поддерживалось постоянным:1345 Ь 3 О 15 20 равным времени прохождения пара через конвенционную секцию,Блок 15 запаздывания представляет собой пневмоемкость с переменным объемом. 8 зависимости от величины расхода пара в печь изменяется объ" ем пневмоемкости, в результате чего изменяется время прохождения управляющего сигнала от элемента 27 к регулятору 17.Данное устройство осуществляет регулирование величины реакционной зоны процесса пиролиза за счет подачи водорода в начало радиантной секции, позволяет устранить вибрации пирогазового компрессора, тогда как при управлении. процессом с помощью известного устройства виЬрация име" ет место и для ее устранения требуется уменьщать температуру пиролиза и расход сырья в печь. Использование предлагаемого устройства позволяет увеличить выработку олефинов на 0,5 и время работы печи на 150 ч.25 где Г - управляющие воздействие порасходу параГ - измеренное значение расходасырья в печь. - определенное в блоке 28 значение коэффициента приведения;Т - текущее значение управляюВщего сигнала по температурена входе в радиантную секцию, поступающее с элемента 27;сз - заданное соотнощение разбавитель: сырье.Исходя из расчетного значения уп. Равляющего воздействия на расходу40 пара Гп и измеренного значения по расходу пара: Г, формируется величина изменения задания регулятору расхода пара в печь Блок 15 запаздывания служит для того чтобы заданное соотнонение разбавитель: сырье поддерживалось на входе в радиантную секцию строго постоянным, сли бы блока запаздывания не было, то при изменении уп" равляющего воздействия по температуре на входе в радиантную секцию, изменилась Ьы подача. водорода в нача- И ло радиантной секции, а расход парана входе в радиантную секцию изменился бы с некоторым запаздыванием,формула изобретенияУстройство для автоматического управления процессом пиролиза в трубчатой печи с радиантной и конвекционной секциями содержащее датчики.и регуляторы расхода, сырья и пара в печь датчики темпера 1 урн потока на входе и выходе радиантной секции змеевика печи, соединенные через регу" ляторы с регулирующими клапанами соответственно на линиях подачи водородной фракции из отделения газоразде-. ления на вход радиантной секции печи и подачи топлива в горелки, блок задания средней величины управляющего сигнала, входы которого соединены с датчиками расхода сырья в печь и тем" пературы на входе в радиантную секцию, а выход - с первым входом блока задания температуры, второй вход которого связан через первый блок усреднения с выходом регулятора темпе" ратуры потока на выходе радиантной секции, подключенного своей камерой задания к выходу Ьлока ограничения, первый вход которого соединен с выходом блока задания температуры, а второй вход - с датчиком расхода сырья, датчик состава пирогаза на выходе печи, соединенный с блоком оптимизации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения произво7 981 дительности печи, оно дополнительно содержит датчики расхода водород ной фракции и виЬрации вала компрессора, блок запаздывания, второй и третий Ьлоки усреднения, блок задания расхода пара, блок деления, элемент ИЛИ и 11 ИД-регулятор, при етом. выход датчика вибрации вала компрессора параллельно подключен к первому входу элемента ИЛИ и к ПИД-регулятору, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ, подключенного своим третьим входом к выходу блока оптимизации, выход. эле-, мента ИЛИ параллельно соединен спервым входом блока задания расхода пара, со вторым блоком усредне" ния и с первым входом блока запазды,вания, подключенного своим вторым входом .к датчику расхода пара, а 345, 8выходом - к камере задания регулятора температуры потока на входе врадиантную секцию, выход второго блока усреднения связан с первым входом блока деления, подключенногосвоим вторым входом через третийблок усреднения к датчику расходаводородной фракции, а выходом - ковторому. входу блока задания расхода10 пара, третий и,четвертый входы которого связаны с датчиками соответственно расхода сырья и пара, а выход подключен. к камере задания регулятора расхода пара.33 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 3859971 кл. С 10 6 9/20, 1971.2. Авторское свидетельство СССР20 Йф 753890, кл, С 1 О 6 9/20, 198,НИИПИ Заказ 9631/3 Тираж 524 Подписное