Способ автоматического управления блоком параллельно работающих аппаратов

(54 СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ БЛОКОМ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАЮЩИХ АППАРАТОВИзобретение относится к способа автоматического управления выпарны ми установками в производствах пол чения термонеустойчивых продуктов, например в производстве кормового концентрата лизина, и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической промышленностиИзвестен способ автоматического распределения нагрузки между парад лельно работающими технологическим аппаратами путем изменения нагрузк на каждый технологический аппарат в зависимости от толщины инкрустации в аппарате, измеряемой на учас ке аппарата, расположенном от его основания на расстоянии, равном 20"60 общей высоты аппарата11,Наиболее б ,является спос параллельно р тем перераспре .аппараты в эа нагрузки на б поступающего предлагаемому ления блоком х аппаратов пу:нагрузки на и от суммарной учетом состава 3 иэким б упра ботающи деления исимос окис ырья 1,2 Недостатком известного способ является,то Что не учитывается степень загрязнения поверхности лопередачи аппарата. и(71) Заявитель . Грозненское Недостатком известного способаявляется то, что перераспределениенагрузки между аппаратами блока ведется, без учета степени эагрязненияповерхности теплопередачи аппаратов,что приводит к повышению рабочих температур и, следовательно, к увеличению потерь термонеустойчивых целевых 15продуктов.Цель изобретения - снижение потерьтермонеустойчивого целевого продукта.Указанная. цель достигается тем,что в способе автоматического управления блоком параллельно работающихаппаратов, предусматривающем. регулироЬание соотношения расходов мате-,985771 25 3риальных потоков на каждый аппаратс коррекцией этого соотношения, коррекцию соотношения расходов материальных потоков осуществляют в зависимости от разности температур тепло"носителя и продукта на первых по ходуаппаратах,Способ можно пояснить на примерефункционирования блока параллельновключенных выпарных установок в микробиологическом производстве кормового концентрата лизина. Аминокислота лизин подвержена разложению привоздействии высоких температур. Процесс теплопередачи от теплоносителяк выпариваемой жидкости происходитпо законуЯ= Ь Г, (1)где Ц - количество передаваемого тепла;коэффициент теплопередачи;дС - разница температуры конденсации теплоносителя и температуры кипения упариваемого раствора;Р - площадь теплопередачи,Коэффициент теплопередачи в общем случае является функцией степени загрязнения поверхности теплопередачи и режима выпаривания. Из(1) вытекает, что разница температур йС пропорциональна количествупередаваемого тепла, которое в своюочередь пропорционально потоку упариваемой жидкостиЯ= а С, (2)где а - коэффициент пропорциональности;С - поток упариваемой жидкости,Температура кипения на последнемаппарате выпарной установки зависит (при стабильном давлении) отконцентрации упаренной жидкости, Накаждом предыдущем аппарате установки температура выпаривания будетповышаться на разницу температур.М по (1) и на температурную депрессию, т.е. изменение температуры отразличных физико-химических факторов 4ратуры носит квадратичный характер.В таком случае задача минимизациипотерь заключается в минимизацйикритерия,51Г,.. - т 1 п,(дчгде 1; - температура выпаривания на1-аппарате 1-установки;1 - количество аппаратов в каждой выпарной установке;и - количество выпарных установок,1Предположим температурную депрессию равной нулю, а разницы температур на всех аппаратах - выпарной установки равнымивс;= д ==дс; = ь;. (4)Из (3) подстановкой получим, опусов кая индекс х и символ тпнЕ .,+ ,+6 +Ф,). (д1=1При учете (4) имееми. (-Цд. . (-ад+(ьТемпературу выпаривания на последнем аппарате 1: при параллельно работающих выпарйых установках блокаи одинаковом давлении на последнихаппаратах можно полагать равнымиРаскрывая (6),имеемпфп 2(-)д;1 д (28-2 Иф+д(2 д,)+ д 2 . (1=1аоНа результат оптимизации постоянные величины не влияют, Следует также принять во внимание, что при, В 171, что обычно имеет место дляпромышленных установок, основной45по значимости при оптимизации являетися суммад, При условии1=150 ГВЬ =сопь имеет местоТаким образом, на выпарной установке образуется профиль температур, зависящий от потока упариваемой жидкости на установку и от коэффициентов теплопередачи, Наибольшая температура будет на первом от входа, выпарном аппарате, Зависимость потерь термонеустойчивых веществ от темпел; - ф е 1 п при аФ.,:Юр-. дп (8)21=12 2" )55другими словами, потери снижаются до минимума при поддержании разниц температур равными.формула изобретения В Способ автоматического управленияблоком параллельно работающих аппа"ратов, предусматривающий регулирование соотношения расходов материальных потоков на каждый аппарат с коррекцией этого соотношения, о т л и"ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюснижения потерь термонеустойчивого целевого продукта, коррекцию соотношения расходов материальных поэв токов осуществляют в зависимостиот разности температур теплоносителя и продукта на первых по ходу аппаратах. 5985Условие (4) является лишь приблизительным, поэтому разницу темпера" туры дС; для повышения точности ре" щения следует брать для первых аппаратов, где температуры являются наивысшими.Окончательно условие минимизации выражается зависимостямиЬ 1,ц = ЛСПО,у == ьСп. (9)Таким образом, равенство разниц температур на первых выпарных аппаратах блока, достигаемое перераспределением потоков выпариваемой жидкости, согласно (9), ведет к реализации условия (3) снижения потерь целевого продукта; в таком эффекте снижения потерь термолабильного .продукта проявляется преимущество данного способа перед известным.На чертеже приведена принципиальная схема системы, осуществляющей предлагаемый способ.Выпарные установки блока состоят из выпарных аппаратов 1-6. На первых аппаратах 1 и 6 выпарных установок разницы температур дй замеряют датчиками 7-10 температуры. Контроль расходов упариваемой жидкости на выпарные установки осуществляют датчиками расходов 11 и 12, Управляющее устройство 13 подсоединено к датчикам 7-12 и исполнительным механизмам 14"15 регулирования расхода упариваемой жидкости.Система работает следующим образом.Сигналы от датчиков 7-12 посту." пает на управляющее устройство 13, реализующее функцию вычисления оптимальных расходов упариваемой жид-771 б.кости на выпарные установки. Затеи ,полученные значения расходов в виде сигналов выдаются на исполнительные механизмы 14 и 15, которые устанав-, ф ливают требуемые расходы.Экономическую эффективность способа управления блоком параллельно включенных выпарных установок можно оценить по снижению потерь .термонеустойчивого целевого продукта, В результате реализации предлагаемого способа достигается снижение потерь аминокислоты лизин ориентировочно на 13 и годовая экономическая эффективф ость Е составит 350000 руб. зз Источники информации,принятые во внимание йри экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИ 564266, кл. С 05 0 27/00, 1975.2, Авторское свидетельство СССРао У 538733, кл. С 05 0 27(00, 1975.БогачеваКорректоП ар писн СоставительКовалева Техоец М, Над С/68 Тираж 914 Государственного комитета делам изобретений и открытМосква Ж-Я Рашская н ППП "Патент", гужгород,РедакторЗаказ 101ВНИИПпо1 ДОЯФилиал СССРйб,л. 4 Дл. Проектная,