Способ автоматического выравнивания температур в группах регенераторов

(71) Балашихинсконое объединение кения им, 40-летия О(72) В.П.Хохлов, А.Вный МЗЗнаучно-прои иогенного ма ктября "Крио Абрамов и Л. одствениностронмаш"(54)СПОСОБАВТОНИВАНИЯ ТЕМПЕРНЕРАТОРОВ ииче- пах ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Изобретение относится к области ообмена и предназначено для автома кого регулирования температур в гру егенераторов. Известен способ автоматического выравнивания температур в группах регенераторов путем переключения регенераторов по основному заданному значению температуры на холодном конце группы регенераторов, причем при совпадении по времени промежуточных значений температуры двух групп регенераторов, одну из групп переключают по промежуточному значению температуры, а другую группу переключают по основному значению температуры,Известен также способ автоматического выравнивания температур в группах реверсивных теплообменников путем переключения теплообменников по температуре на холодном конце, в котором интервалы времени между переключениями устанавли(57) Использование: может быть использовано для регулирования температур в группах регенераторов воздухоразделительных установок. Сущность изобретения; повышение качества выравнивания температур в группах регенераторов за счет переключения в них прямого потока газа на обратный при достижении температуры прямого потока газа на выходе из регенератора заданного значения, равного сумме значений двух функций, каждую из,которых формируют по заданному алгоритму микропроцессорным устройством, которое реализует закон управления при изменении теплового режима регенераторов. 2 ил. вают равным путем воздеиствия на тепло вой или прямой потоки дутья,Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа.является способ автоматического выравнивания температур в паре регенераторов, в каждой из которых по регенераторам поочередно проходят прямой охлаждаемый и обратный охлаждающий потоки газов, путем изменения времени прохожденияпрямых потоков газа по регенераторэм при постоянном периоде.Обеспечение автоматического выравнивания температур в паре регенераторов по известному способу основано на предположении линейности и неизменности в течение эксплуатации зависимости от времени температуры холодного конца регенератора на временном интервале от момента достижения заданного значения температуры на холодном конце регенератора до момента переключения.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 третьей пары регенераторов 43 и участкизависимостей от времени температур прямых потоков газа на выходе из первого и второго регенераторов третьей пары 44 и 45, разделенные моментами переключения третьей пары Аз, Вз, Аз Вз. На графике Однако известный способ имеет следующий недостаток, Экспериментально установлено, что зависимость температуры холодного конца регенератора от времени на временном интервале от момента достижения заданного значения температуры на холодном конце регенератора до момента переключения нелинейна и изменяется в течение эксплуатации регенераторов, Поэтому известный способ не обеспечивает необходимого качества выравнивания температур в паре регенераторов, а также требует настройки значений температур в течение. эксплуатации.Целью предлагаемого способа является повышение качества внгавнивания температур в группах регенераторов,Указанная цель дос-игается тем, что способ автоматического выравнивания температур в группах регенератооов, в каждой из которых по регенераторам поочередно проходят прямой охлаждаемый и обратный охлаждающий потоки газов, путем изменения времени прохождения прямых потоков газа по регенераторам при постоянном периоде, переключение прямого потока газа на обратный в группе регенераторов выполняют при достижении температуры прямого потока газа на выходе из регенератора заданного значения температуры, равного сумме значений двух функций, первая из которых является среднеарифметической величиной температур прямых потоков газа на выходе каждого из регенераторов группы, измеренных в моменты окончания прохождения прямого потока газа по соответствующему регенератору, предшествующие текущему моменту времени, а вторая является непрерывной периодической функцией времени, определяемой в течение периода как невозрастающая, проходящая через нуль функция, принимающая наименьшее значение на интервале времени в конце каждого из периодов, длительностью, не меньшей времени переключения прямого потока газа по регенератору на обратный поток, меньшее разности наименьшего и наибольшего значения температур прямых потоков газа на входе из регенератора, которые могут быть измерены в процессе работы группы регенераторов, причем переключение прямого потока газа на обратный в группе регенераторов выполняют в течение периода функции, соответствующего переключению данного регенератора.На фиг.1 приведено устройство, реализующее способ автоматического выравнивания температур в группах регенераторов для трех пар регенераторов,На фиг,2 приведены графики зависимостей от времени переменных, используемых при формировании условия переключения.Устройство, реализующее способ, содержит три пары регенераторов 1 - 2, 3 - 4, 5 - 6, на входах которых установлены соответственно клапаны переключения потоков 7, 8, 9 первой - третьей пар регенераторов, регулирующие вентили расхода прямых потоков в пары регенераторов 10, 11, 12 и регулирующий вентиль петлевого потока газа из регенераторов 13, установленные в магистралях подачи и отбора газа. На каждом из выходов пар регенераторов установлены термопреобразователи для измерения температур прямых потоков газа 14. 15, 16 соединенные соответственно с измерительными преобразователями 17, 18, 19, при этом электрические выходы клапанов 7, 8, 9 подключены к логическому устройству управления клапанами 20, которое через регулирующее устройство 21 соединено с измерительными преобразователями 17, 18, 19. Регулирующее устройство 21 содержит программный задатчик 22, блоки формирования среднеарифметического сигнала температуры 23, 24, 25, ко входам которых подключены соответственно измерительные преобразователи 17, 18, 19, а выходы блоков 23, 2 а, "5 соединены соответственно через соавнивающие устройства 26, 27, 28 с программным задатчиком 22 и логическими элементами И 29, 30, 31, которые подключены к логическому устройству управления клапанами 20.На фиг.2 приведены графики 32 - 36 зависимостей от времени переменных, используемых при формировании сигнала переключения,На графике 32 изображены среднеарифметическая температура первой пары 37 и участки зависимостей от времени температур прямых потов газа на выходе из первого и второго регенераторов первой пары 38 и 39, разделение моментами переключений А 1, В 1, А 1, В 1, На графике 331 1изображены среднеарифметическая температура второй пары 40 и участки зависимостей от времени температур прямых потоков газа на выходе из первого и второго регенераторов второй пары 41 и 42, разделенные моментами переключений второй пары А 2, В 2, А 2, Вг, На графике 34 изобра жены среднеарифметическая температура5 10 15 20 25 30 35 40 45 5055 35 изображена непрерывная периодическая функция времени 46, Период функции г, функция принимает на интервале времени Л Ъв наименьшее значение Рь, На графике 36 приведены заданное значение температуры 47 и участки зависимостей от времени температур прямых потоков газа 38, 39, 41, 42, 44, 45 на выходе из регенераторов,Способ автоматического выравнивания температур в группах регенераторов, реализуется микропроцессорным устройством, которое работает по заданному алгоритму следующим образом: прямой поток газа проходит по регенераторам 1, 3, 5, а обратный поток - по реге ератэрам 2, 4, 6,Расходы прямых ггэков газа в пары регенераторов и гасход:.евого потока из регенератороз, а ча .ают регулирующими вентилями " - .,змерительные преобразователи 17 - 1 Г, сэединенные с термопреобразователями 14 - .16 служат для формирования унифицированных сигналов температуры в диапазоне Тщп" до Трах, причем наименьшее значение унифицированного сигнала Тву получают при температуре газа Тю, а наибольшее Трах при температуре газа Таах. В программном задатчике 22 формируют сигнал в виде непрерывной периодической функции времени, причем в первой части периода функции времени сигнал линейно изменяют от некоторого положительного до равного ему отрицательного значения, а во второй части периода, на интервале времени Ь 1 превышающем время переключения прямого потока газа по регенератору на обратный поток, устанавливают наименьшее значение сигнала, равное разности предельных значений унифицированных сигналов температуры Твп У - Танаху. Логическое устройство 20 соединено с программным задатчиком 22 и в течение периода функции, реализуемой программным задатчиком 22, соответствующего переключению прямого потока газа по регенератору 1, формирует сигнал, поступающий на первый вход логического элемента "И" 29.В блоке 23 в моменты окончания прохождения прямого потока газа по регенераторам 1 или 2, определяемые сигналом, поступающим из логического элемента И 29, в соответствующую регенератору ячейку памяти записывают текущее значение сигнала температуры прямого потока газа на выходе из регенератора, поступающее от измерительного преобразователя 17, На выходе блока 23 формируют среднеарифметическое значение сигналов температур первой пары регенераторов в соответствии со значениями сигналов температур, хранящихся в ячейках памяти. Сигнал на выходе сравнивающего устройства 26 формируют при достижении сигналом температуры прямого потока газа на выходе из регенератора 1, поступающим от измерительного преобразователя 17 на первый вход сравнивающего устройства 26, значения, равного сумме сигналов, поступающих на второй и третий входы сравнивающего устройства 26 от блока 23 и программного задатчика 22 соответственно. С учетом того, что упомянутая сумма сигналов принимает наименьшее значение, не превышающее Тву в начале второй части периода функции времени, реализуемой программным задатчиком 22 даже при наибольшем значении сигнала от блока 23, равном Трах "Т + (Та -, 8 ) = ТьУ.У в .Уа наименьшее значение текущей температуры поступающее на первый вход сравнивающего устройства 26 равно Тау, сигнал на выходе сравнивающего устройства 26 формируется не позднее начала второй части периода функции времени формируемой программным задатчиксм 22, за время не меньшее времени переключения.Сигнал с выхода сравнивающего устройства 26 через логический элемент И 29 поступает в логическое устройство 20, которое формирует сигналы управления клапанами 7. Происходит переключение прямого потока газа в регенераторе 1 на обратный поток газа, а в регенераторе 2 переключение обратного потока газа на прямой поток газа. На фиг.2 этот момент переключения обозначен А 1,В течение следующего периода функции времени, реализуемой программным задатчиком 22, производят переключение прямого потока газа в регенераторе 3 и так далее по аналогии с переключением прямого потока газа в регенераторе 1.Эффективность предложенного способа автоматического выравнивания в группах регенераторов заключается по сравнению с существующими способами в том, что предложенный способ обеспечивает повышение качества выравнивания температур в группах регенераторов, Кроме того, при реализации предлагаемого способа в сравнении с прототипом не требуется периодическая ручная подстройка заданных в прототипе значений температур в течение эксплуатации.Формула изобретения Способ автоматического выравнивания температур в группа регенераторов, в каждой из которых по регенераторам поочередно проходят прямой ахлаждэемый и обратный охлаждающий потоки газов, путем изменения времени прохождения прямых потоков газа по регенераторам при постоянном периоде, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества выравнивания температур в группах регенераторов, переключение прямого потока газа на обратный в группе регенераторов выполняют при достижении температуры заданного значения прямого потока газа на выходе из регенератора, равного сумме значений двух функций, первая из которых является среднеарифметической величиной температур прямых потоков газа на выходе каждого из регенерэторов группы, измеренных в моменты окончания прохождения прямого потока газа по соответствующему регенератору, предшествующие текущему моменту времени, а вторая является непре рывной периодической функцией времени,определяемой в течение периода как невозрастающая, проходящая через нуль функция, принимающая наименьшее значение нэ интервале времени в конце каждого из 10 периодов, длительностью, не меньшей времени переключения прямого потока газа по регенератору на обратный поток, меньшее разности наименьшего и наибольшего значений температур прямых потоков газа нэ 15 выходе из регенератора, которые могутбыть измерены в процессе работы группы регенераторов, причем переключение прямого потока газа на обоэтный в группе регенераторов выполняют в течение периода, 20 соответствующего переключению данногорегенератора.1760269 Составитель В.Хохловтор С.Лисина Техред М.Моргентал Корректор М.Тка Госу Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 каз 317 ВНИИ Тира венного к 113035, М итета по ква, ЖПодписноебретениям и открытиям при ГКНТ СССРушская наб., 4/5