Способ автоматического управления процессом кристаллизации сахара

(53)М. Кл,3 С 13 Г 1/02 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений и, открытий(53) УДК 664.1. .054(088,8) Дата опубликования описания 03. 10. 80(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ САХАРА Изобретение относится к сахарной промышленности.Известен способ автоматическогоуправления процессом уваривания сахарных утФелей, заключающийся в том,что з определяют отношение расходов сиропа и конденсата греющего пара, корректируют это отношение по величине отклонения Физико-химической температурной депрессии от заданного значения, определяемого по Фактическому уровню утФеля в аппарате с учетом доброкачественности подкачиваемого сиропа, а подачу сиропа регулируют в зависимости от отношения расходов 15 сиропа и конденсата. При этом момент ввода затравки устанавливают по равенству заданной и Фактической Физико-химической температурной депрессии 1 а давление греющего пара и аб солютное давление в аппарате стабили. зируют (1.При достаточно высокой точностирегулирования пересыщения и значительном улучшении качества готового 25 сахара этот способ не позволяет более зФФективно осуществить процесс кристаллизации сахара иэ растворов низкой доброкачественности, так как постепенное увеличение содержания 30 сухих веществ в утФеле приводит к увеличению вязкости межкристального раствора, что снижает скорость крис-; таллизации и ухудшает качество готового сахара. Стабилизация давления греющего пара и абсолютного давления в аппарате не позволяет максимально использовать производительность аппарата.Целью изобретения является улучшение качества готового сахара н интенсиФикация процесса кристаллизациисахара.Поставленная цель достигается тем, что скважность импульсов подкачек раствора в вакуум-аппарат определяют в зависимости от заданных граничных значений абсолютного давления в вакуум-аппарате, расхода конденсата и Физико-химической температурной депрессии, при этом последнюю корректируют в зависимости от Фактического значения абсолютного давления в вакуумапгарате.Заданные граничные значения абсолютного давления в вакуум-аппарате определяют в зависимости от доброка чественности исходного раствора и уровня .утФеля в вакуум-аппарате/ а заданные граничные значения расхода, Отличительными признаками способа являются определение заданных граничных значений Физико-химической температурной депрессии, абсолютного давления в вакуум-аппарате и расходе конденсата по Фактическим значениям параметров процесса,в зависимости от которых определяют скважность импульсов подкачек раствора. Таким образом осуществляют следящее программное управление процессом кристаллизации сахара, обеспечивая колебательный режимизменения пересыщения межкристального раствора.На чертеже показана схема устройства для осуществления описываемогоспособа.Оно содержит вакуум-аппарат 1, 2 Одатчик 2 температуры кипения раствора, преобразователь 3 сопротивлениеток, датчик 4 абсолютного давления,поплавковый датчик 5 уровня, механоэлектрический преобразователь 6,. 25щелевой расходомер 7 конденсата,датчик 8 расхода конденсата датчик 9давления греющего пара, сборник 10исходного сахарного раствора, датчик 11уровня раствора, управляющая вычислительная машина 12, блок 13 нелинейности, блок 14,суммирования, блок 15формирования программы управления,блок 16 Формирования заданной Физикохимической температурной депрессии взависимости от доброкачественности Зисходного раствора, блок 17 коррекциизаданного значения Физико-химическойтемпературной депрессии по абсолютному давлению в аппарате, блок 18коррекции максимального заданного 4 Означения Физико-химической температурной депрессии по уровню утфеля,блок 19 управления подкачкой раствора,блок реле 20 времени,электропневмопреобразователь 21, регулирующийорган 22, блок 23 управления отбором вторичного пара, электропневмопреобразователь 24 регулирующийорган 25 абсолютного давления, блок26 ограничений, реверсивный пускатель 27, задвижка 28 с электроприводом, электропневмопреобразователи29 и 30, регулирующие органы 31 и32, блок 33 управления до заводкикристаллов, электропневмопреобразователь 34, регулирующий орган 35 55подкачки раствора, блок 36 управления запорной арматурой, электропневмопреобразователи 37-41 и запорныеорганы 42-46.Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.Подготовленный к включению аппарат заполняют раствором до уровняначального набора. Для этого тумблер рода работы устанавливают в положение "Автоматическое управление" Блок 33 управления до заводки кристаллов Формирует импульсы, обеспечивающие открытие органов 31 и 35 в зависимости от уровня сиропа в аппарате. Для формирования управляющих воздействий предназначен блок 19 управления подкачкой раствора. На стадии сгущения раствора до заводки кристаллов накладывают ограничения на подкачку раствора в аппаратесли Р= 39,24в =0(если КЬ вК Ь", (1) где а р - расход подкачиваемого раствора, кг/с;Р - абсолютное давление в апс 1парате, кПа;6 в - уровень раствора в сборниНке, м;Ьц - уровень начального наборааппарата,м;Ки К - коэффициенты пропорциональности.При К, 6 а Ъ Ьа фгде Ь, - уровень раствора(утфеля) в аппарате(м), блок 26 ограничений Формирует сигнал реверсивному пускателю 27, осуществляющему открытие паровой задвижки 28 с электроприводом, и сахарный раствор сгущают до заводки кристаллов. По достижении физико-химической температурной депрессии раствора; равной заданному значению при заводке кристаллов, блоком 19 управления подкачкой раствора осуществляют отключение блока 33 управления до заводки кристаллов и включают блок реле 20 времени. Блоком реле 20 времени формируют импульс с выдержкой времени, управляющий вводом навески затравки в аппарат посредством электропневмопреобразователя 21, управляющего регулирующим органом 22. Навеску затравки вводят в аппарат. Через заданное время при помощи реле 20 времени осуществляют переключечие задания абсолютного давления в аппарате блоку 23 управления, который посредством электропневмопреобразователя 24 сигналов управляет регулирующим органом 25 абсолютного давления. Повышение абсолютного давления происходит на установленную величину и время. Затем задание блоку 23 управления устанавливают минимальным,при котором регулирующий орган абсолютного давления открыт полностью,Кроме того, блоком реле 20 времени переключают заданное значение Физико-химической температурной депрессии раствора, соответствующее моменту ввода затравки на новое значение, соответствующее росту кристаллов.Заданное значение Физико-химической температурной депрессии раствора, соответствующее моменту ввода затравки, определяют в зависимости от767207 ществления импульсов подкачки раствора в аппарат в блоке 15 Формирова-. ния программы управления определяют граничные значения физико-химической температурной депрессии,соответствующие минимально и максималь-ЗО е;сли ) б 5(4) если Рц 19,6 кто ссдид 1 11 50 60 На стадии роста кристаллов приб 5 помощи блока 26 ограничений Формирудоброкачеотвенности исходного раст- вора и абсолютного давления в аппарате.Для этого предусмотрены блок 16 формирования заданной физико-химической температурной депрессии раствора при эаводке и росте кристаллов, блок 17 коррекции заданных значений физико-химической температурной депрессии по абсолютному давЛению в аппарате и блок 18 коррекции. При этом заданные значения физико-химической температурной депрессии раствора соответствуют средним значениям пересыщения в зоне метастабильности для раствора данной доброкачественности например.,Я = 1,1 при Дби =92,0Доброкачественность раствора в конце цикла варки определяют в зависимости от доброкачественности исходного раствора и заданного эффекта кристаллизации, На основании существующих линейных зависимостей программируют линейный характер иэменения физико-химической температурной депрессии за цикл варки, Для осуно допускаемым значениям пересыщенияраствора в зоне метастабильности с учетом доброкачественности исходного раствора, абсолютного давления в аппарате, уровня утфеля в аппарате изаданного эффекта кристаллизации. В блоке 15 вычислительного устрой. ства граничные значения Физико-химической температурной депрессии определяют по уравнениям+до (Р )+дэ И)+д 9 (ь Д) (3) где а 6" - заданное минимальноезначение физико-химиче-.ской температурной депрессии соответствую-щее минимальному пересыщению в зоне метастабильности,К;Ь 6- заданное максимальное мсксзначение физико-химической температурной депрессии, соответствующее максимальному пересышению в зоне метастабильности,К;Ю Щ 1 88( минимальное и максимальное заданные значения Физико-химической температурной депрессии для раствора данной доброкачествен.ности при данном абсолютном давлении, К;,да"ф ),дОЪ )- минимальное и максимальное заданные значения физико-химической температурной депрессии в зависимо сти от уровня утфеля в аппарате,К; минмоки , до д ц),ь 8 д ц-минимальное и максимальное заданные значения физико-химической температурной де прессии в зависимости от абсолютного давле" ния в аппарате,К; д 6(д)-отклонение заданного ЪА значения физико-химической температурной .депрессии от среднегозначения,К; ьО ,(Ю,Ьс) -дополнительное изменение максимального значения физико-химической температурной депрессии в зависимости от уровня и отклонения от среднего значения (блок 18), К. При этом приняты следующие начальные условия; дЮ (ДдД=8,2 К если Дб =94,а 7 о,Р, =19,6 кйс, гдес.и" д " -заданные минимальное и максимальноезначения пересыщения в зоне метаста%Таким образом определяют значения ,ЬЯъ и,аЬ.в блоке 15, В блоке 19 управлейия подкачкой раствора Формируют управляющее воздействие в соответствии с уравнениями::д=ч (, если дв дЭЪА Фо (51Ь фгде Ь 9, - Фактическое значение фи-зико-химической темпера-турной депрессии,к.В зависимости от значения д вблоке 15 Формируют значения ь 9илид 9 в импульсном ефимеют ограничения на подкачку растворав аппаратеок Ра в Рц - Р Ч А Ма1,6 Ъеслир +р ирО, Я смсясеоаа о о- а, макс.а- асБ - , сбгде Ра - первое заданное значениеабсолютного давления йрикотором закрывается клапанподкачки раствора в аппарат; для Дб, 92,0,Рс, =30.,0 кПафФР, - второе заданное значениеОабсолютного давления,прикотором закрываются клапаны подкачки раствора в аппарат и клапангреющегопара; для Дбк =920,=40,0 кПа;АРО - заданное приращение к базовым значениям Рци Рзависящее от доброкачественности исходного раствора и уровня утФеля, приДбР =92,0 а Р 0, т,е,дРа= Г 1 ДбиР,и ) ипатЬр - уровень утФеля в аппарате,при его заполненИи,м;макс -заданный максимальный раскход конденсата греющего пара,определяемый uо значениям доброкачественностиисходного раствора, уровняутФеля и давления гре 1 ощегопара, кг/с;, - заданный минимаотный уро.вень растовра в сборнике,при котором возможен подсос воздуха в аппарат, м.В завершающийпериод цикла варкипри достижении Ьа ъ/ Ьа и д Вр /.ада"с помощью .блока 36 управления запорной арматурой обеспечиваютпоследовательное выполнение операцийпо выгрузке аппарата и подготовке кновому циклу. управляющее вычислительное устройство, с помощью которо.го может быть реализован предлагаемый способ автоматического управлення, может быть реализован,например,на базе элементов АСВТ-Д, с помощьюкоторых реализуются блоки нею 1 инейности, сумматоры, интегрирующие блоки,корректирующие блоки, пороговые уст-ройства со многими входами, блокиограничений, Функционирующие в соот, ветствии с уравнениями 1-6. Использование предлагаемого способа дает возможность повысить производительность аппаратов на 4,5,повысить процентное содержание кристаллов на 1,2, повысить содержаниесахара с Фракцией д ъ 1 мм на 6,7.,снизить цветностьсахара на 22,снизить цикл Фуговки утФеля на 13,снизить содержание эолы в сахаре на11 у 2По данным испытаний предлагаемого способа автоматчческого управления процессом кристаллизации сахарагодовой экономический эФФект для сахарного завода мощностью 3000 т св,сутки сротавит на 27,8 тыс.руб., 15 больше, чем при использовании известного способа.Формула изобретения1. Способ автоматического управления процессом кристаллизации са. хара, заключающийся в установлении момента ввода затравки в вакуум-аппарат, измерении уровня и доброкачественности кодкачиваемого импульсами раствора, расхода конденсата, давления греющего пара, абсолютного давления, уровня и Физико-химической температурной депрессии раствора в вакуум-аппарате, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества готового сахара, скважность импульсов подкачек раствора определяют в зависимости от заданных граничных значений абсолютного давления в вакуум-аппарате, расхода конденсата и Физико-химической температурной депрессии, при этом по Оследнюю корректируют в зависимости от Фактического значения абсолютного давления в вакуум-аппарате.2, Способ по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что заданные граничные значения абсолютного давления в вакуум-аппарате определяют в зависимости от доброкачественности исходного раствора и уровня утфеля в вакуум-аппарате, а заданные граничные значения расхода конденсата о определяют в зависимости от уровняутФеля в вакуум-аппарате, доброкачественности раствора и давления греющего пара.источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 435272, кл. С 13 С 1/06, 1972./5 Филиал ППП"Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,4 7137/24 Тираж ВНИИПИ Государственно по делам изобрете 113035, Москва, Ж, 99 По о комитета СССР ий и открытий ауюская наб., д