Устройство для автоматического управления пиролизными печами

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 735625 8 р у,- 2 (51)М. Кл.- С 10 С 9/20 6 05 О 27/00. (53) УДК 66,012-52 (088.8) ио делам изобретений и открытий(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПИРОЛИЗНЫМИ ПЕЧАМИ Изобретение относится к устройствам для автоматического управления пиролизными пле. чами в производстве олефицов и может использоваться в химической и нефтехимической промышленности при автоматизации процессов получения этилена, пропилена и других мономеров.Известно устройство для автоматического управления процессом пиролиза, содержащее оптимизатор, датчики расходов пара в змеевики и воды на закалку пирогаза, измеритель относительного веса компонентов, регулятор подачи топлива, блоки суммирования и умноже. ния Г 1,Известно устройство для автоматического управления прбцессом пиролнза, содержащее контуры регулирования расходов сырья в печи, состоящие из датчиков расхода, регулято ров и регулируюших клапанов, контуры регули. рования температуры продукта пиролиза на вы- ходе из печей и контуры регулирования темпе.20 ратуры продукта ца выходе из закалочцых аппаратов, состоящие нз датчиков температуры, регуляторов н регулирующих клапанов, а также одатчик общего расхода сырья в печи, датчики расхода пара в печи и блок задания 2).Однако такие устройства не учитывают режимы работы аппаратов закалочно-испарительной системы, на стенках которых, как показывает опыт эксплуатации, в значительной степени от.лагается кокс, являющийся одним из продуктов термического разложения углеводородов, Это снижает производительность печей по целевым продуктам.Цель изобретения - повышение производитель. ности процесса пиролиза по целевым продуктам,Это достигается тем, что оно дополнительно содержит блок вычитания, блок определения показателей проходимости закалочных аппара. тов, блок прогнозирования и сумматор, при этом первый и второй входы блока вычитания подключены соответственно к датчикам температуры продукта На выходе из печей и закалочных аппаратов, выход блока вычитания соединен с первым входом блока прогнозирования, второй и третий входы которого подключены соответственно к датчикам расхода сырья и пара в печи, выход блока лрогцо735625знрования соединен с первым входом блокаопределения показателей проходимости зака.лочных аппаратов, второй вход которого связан с выходом регуляторов температуры про- "дукта на выходе иэ закалочных аппаратов, вы.ход блока определения показателей проходи.ьюсти закалочных аппаратов параллельно под.ключен к входам блока задания.сумматора, выход которого соединен со вторым входом бло.ка задания, третий вход которого подключен 10к датчику общего расхода сырьяв печи; а вы.ход блока задания соединен со входами регуляторов расхода сырья в печи.На чертеже дана схема предлагаемого устрой.ства. :15Устройство содержит датчики 1 расхода пара,на каждую пиролизную печь 2, датчики 3 темпе.ратуры продуктов пнролиэа на выходе из пе.чей, регуляторы 4 и регулирующие клапаны 5,которые образуют контуры стабюизацйй темпе 29ратуры на выходе из цечей,датчйки 6 расходовсырья в печи, регуляторы 7 и регулирующие; клапаны 8, которые образуют контуры стабили.зации расходов сырья в печи; датчики 9 темпе.- ратуры на выходе из закалочных аппаратов 10, Б- линиях подачи воды в закалочные аппараты,которые образуют контуры стабилизации темпе ратуры на выходе из. закалочных айнаратов,бпоки 13 вычитания, блоки 14 йрогнозирования,Мблоки 15 определения показателей проходимостизакалочных аппаратов, блок 16 суммированияблок 17 задайия, датчик 18 общего расходасырья на ииролизные печи.Устройство работает следующим образом; ЗзРегуляторы 4стабилизируют температуры .на выходах иэ нечей, регуляторы 7 стабилизируют расходы сырья в печи, регуляторы11 стабилизируют температуры на выходахиз закалочных аппаратов 40В блоках 13 вычитания определяются пере.пщьг температур продуктов пиролиза на за.калочных аппаратах.печи .о (1)где ЬТ - перепад температур в закалочном45аппарате 1.й печи, С;Тпечи-температура продуктов пиролизана выходе из печи, С;Тз.а.-фтемпература продуктов пиролиэа наовыходе из закалочного аппарата, С,В блоках 14 по значениям расходов сырья и пара ..,на печь, перепада температуры на закалочномаппарате печи рассчитывают прогнозируемые .значения управляющих давлений воздуха отрегуляторов 11 на клапаны 12 подачи водыв закалочные аппараты каждой печи, Рас.чет ведется по следующей эмпирической завиеимости.4 " Рс. а,(2)э где Р" - прогноэируемое значение управ-. ляющего давления воздуха с регулятора 11 на клапан пода. чи воды в закалочный аппарат 1-й печи, которое равно изме. ренному значению этого давле. ния, если закалочный аппарат не закоксован, кг/см;2..и Г, Р - соответственно измеренные зна. чейия расхода сырья и пара на 1.тую печь, т/ч; 11 1 э Кз,Ке - коэффициейты зависящие от особенности работы клапанов 12 подачи воды в аппараты, подбираются экспериментально в пределах 0,2 - 0,8 кг/см . В блоках 15 по поступившим в них с блоком 14 значениям прогнозируемых давлений воздуха с регуляторов 11 и измеренным зна. чениям этих давлений определяются показатели проходимости закалочных аппаратов, Чем больше этот показатель, тем меньше закоксован закалочный аппарат и наоборот. Показатель проходимостй аппарата определяется по соот. ношению 11. -к(Рэ -Р ), (3)5 где Р; - . Р, - разность между прогноэируемым пр ии измеренным значениями управляющего давления воздухана клапане подачи воды в закалочный аппарат 1 й печи, кг/см; чем больше 1 эта раз. ность, тем больше закоксован закалочный аппарат и наоборот; К, . - размерный коэффициент, равный 1 см /кг;-показатель проходимости эакао лочного аппарата 1-й печи после выжига кокса, равный 1; 4 - показатель текущей проходимости эакалочного аппарата 1-й печи; изменяется в преде. лах 0 (М ( 1, чем больше этот показатель, тем меньше закоксован закалочный аппарат и наоборот. В блоке 16 суммирования.показатели проходимости закалочных аппаратов суммируютсяМ = см,э.где М - количество пиролиэных печей.,0 24 8,2 2 5 73Блок 17 рассчитывает задания регуляторамрасходов сырья печи по соотношениюГ 1=", + . (4)где Р" - общий расход сырья на пиролиэныепечи, измеряется датчиком18, т/ч;Г - рассчитанное значение задания.1регулятору расхода сырья на1-ю печь, т(ч.Затем рассчитанное значение задания проверяется на ограничения, предусматриваемыетрехрегламентом, и по результатам проверкиформиочются уставки регуляторов;1 . " 1; . щу ц,с ,"5минсьсЪ УММАчЧ Г "макс 1,"Ъ (5)ЯЩН " 5 МИН фгде Е - значение уставки регулятору расходаз3сырья на 1-ю печь.Блоки 14 - 17 срабатывают циклически,цикл срабатывания определяется экспериментально в пределах 4-8 ч,В случае закоксовывания закалочного аппарата какой-либо печи увеличивается егосопротивление потоку пирогаза, следовательно,повьппает давление в реакционной зоне змеевикапечи,что приводит к снижению производительности печи по целевым продуктам. С другойстороны с эакоксовыванием эакалочного аппарата увеличивается его сопротивление потоку впрыскиваемой воды, в результате чегорасход воды при одном и том же откры-тии клапана 12 уменьшится, а температурана выходе из аппарата увеличится. Тогдарегулятор 11 приоткроет клапан 12, увеличив тем самым расход воды в аппарат, сле-довательно, управляющее давление воздуха 5625. бс регулятора 11 на клапан 12 будет отличнымот первоначального, В результате чего блоки14 - 17 выработают новое задание регуляторурасхода сырья в 1-ю печь меньше предыдущегои давление в реакционной зона змеевика также снизится.В том случае, когда клапан 12 подачи водыполностью откроется, данное устройство позволяет стабилизировать температуру на вы.ходе из закалочного аппарата уменьшениемрасхода сырья в печь ввиду того, что прогнозируемое значение управляющего давлениявоздуха на клапан 12 изменяется с изменениемперепада температур на эакалочном аппарате.15 П р и м е р. При исполь овании известногоустройства для автоматического управленияпроцессом пиролиза в трубчатой печи парамет.ры на двух печах имели такие значения (см.табл. 1)При этом выходы основных продуктовпо каждойпечи были такими, вес.%: (см.табл. 2):Опытная эксплуатацияпредлагаемого устройства на двух пиролизиых печах показала 25 .что параметры печей будут иметь такие значвния (см. табл. 3).. При этом коэффициенты, приведенные вы.ше в описании устройства, были приняты рав, нымиоК, Кф 0,2 кг/см, Кзфф 0,6 кг/см, К 4=0,32 кг/смМ= 0 1, К, 1 см/кг.Выходы основных продуктов при таких зна.35ченнях параметров стали такими, вес.% (см.табл, 4). Предлагаемое устройство позволит увеличитьвыработку целевых продуктов на 2%.Таблица 1Печь Температура навыходе из печиС Расход пара в печь,т/ч Перепад температур на закалоч-ном аппарате, С Показатель проходимостизакалочного аппарата 1,99 7900,89 1,81 3,62 440 790 0,81 Таблица 4 26,9 14,0 8,3 25,0 12,7 8,3 Формула изобретения25 Устройство для автоматического управленияпиролизными печами, содержащее контуры регулирования расходов сырья в печи, состоящиеиз датчиков расхода; регуляторов и регулирую.30щих клапанов, контуры регулирования темпе ратурыпродукта пиролиза ца выходе иэ печейи контуры регулирования температуры продук.та на выходе из закалочных аппаратов, состоящие из датчиков температуры, регуляторов ирегулирующих клапанов, датчик общего расЭ 5хода сырья в печи, датчики расхода пара впечи и блок задания, о т л и ч а ю щ е е - ея тем; что, с целью повыпюния производитель.ности процесса пиролиза.по целевым продуктам,оно дополнйтельно содержит блок вычитания,блок определения показателей проходимостизакалочных аппаратов, блок прогнозированияи сумматор, приэтом первый и второй входыблока вычитания подключены, соответственнок датчикам температуры продукта на выходеиз. печей и закалочных аппаратов, выход блока вычитания соединен с первым входом блокапрогнозирования, второй и третий входы которого подключены соответственно к датчикамрасхода сырья и пара в печи, выход блокапрогнозирования соединен с первым входомблока определения показателей проходимостизакалочных аппаратов, второй вход .которогосвязан с выходом регуляторов температурыпродукта на выходе из закалочных аппаратов,выход блока определения показателей проходимости закалочных аппаратов параллельноподключен к входам блока задания и сумматора,выход которого соединен со вторым входомблока задания, третий вход которого подключен к датчику общего расхода сырья впечи, а выход блока задания соединен совходами регуляторов расхода сырья в печи,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Р 385997,кл. С 10 6 9/20, 1971,2. Авторское свидетельство СССР У 338244,кл. В 01 Х 3/00, 1970 (прототип).. Огаджанвалева Редакт ребенник Подписнокомитета СССРоткрытий Тир ЦНИИПИ Госу по делам изо 035, Москва, Ж