Способ автоматического управления процессом обжига в печах кипящего слоя и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЙЬСТВУ Союз Советских Социалистических Реслублик(51)М. Кл. Р 27 В 15/18 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДача опубликования описания 30.1080(72) Авторы изобретения И.П, Баумштейн, М,И, Людмирский, Л.В. Могилевская, Э.В. Партугимов, Н,П, Савинов и Ю.А, Тыщенко Государственный всесоюзный центральный научноисследовательский институт комплексной автоматизации(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБЖИГА В ПЕЧАХ КИПЯЩЕГО СЛОЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к способами устройствам для управления обжигомсеросодержащего сырья в печах кипящего слоя, 5Известен способ управления процессом обжига в кипящем слое путемизменения подачи сырья в зависимости от изменения концентрации сернистого газа в обжиговом газе с одно временной стабилизацией дутья 1),Недостатками этого способа являются малая надежность работы концентратомеров и большая инерционностьканала загрузки - концентрация, вызывающая значительные недопусти"мые колебания концентрации сернистого газа,Известен и другой близкий к изобретению способ автоматического20управления процессом обжига в печахкипящего слоя, включающий измерениетемпературы сернистого газа и изменение расхода колчедана 21,При данном способе подачу сырьяосуществляют в зависимости от температуры в печи, выгрузку огарка - взависимости от высоты кипящего слояи отвод обжигового газа - по егодавлению,Устройство для реализации такого способа содержит коммутатор, элемент памяти и блок управления.Недостаток известного способа состоит в том, что связь температуры и концентрации сернистого газа в рабочих режимах нелинейна и неоднозначна, поэтому способ не обеспечивает достаточной точности поддержания нужной концентрации и качества управленияЦель изобретения - повышение тонности управления путем повыаения точности поддержания концентрации сернистого ангидрида в обжиговомгазе.Достигается это тем, что при способе автоматического управления процессом обжига в печах кипящего слоя, включающем измерение температуры серного газа и изменение расхода колчедана, дополнительно измеряют содержание серы в колчедане и расход воздуха в печь, вычисляют концентрацию сернистого ангидрида в обжиговом газе на основе измеренных температуры сернистого газа, содержание серы в колчедане и расхода воздуха в печь, сравнивают вычисленную величину конСеры в кблчедане подключен к первомувходу блока управления, другой входкоторого соединен с выходом .блокаобнуления управляющего воздействия,два входа которых подключены к вторым двум выходам элемента сраннениявычисленного значения концентрациисернистого ангидрида с заданнымзначением.На чертеже дана структурная схемаустройства для реализации способаУстройство содержит блок 1 нычисления концентрации сернистогоангидрида в обжиговом газе 1,элемент2 сравнения вычисленного значенияконцентрации сернистого ангидрида 15 с задаНным значением 2, блок 3 обнуления управляющего воздействия,блок 4 вычисления разности между задаиным и вычисленным значениями концентрации сернистого ангидрида, щ блок 5 вычисления расхода колчедана для компенсации выхода концентра, ции за допустимую область, блок 6 ,вычисления расхода колчедана сучетом фактического значения содер"жания серы и колчедане.Блок 1 Производит расчет формуле К 2(А+ Х 1-ВХ 4 К Х2 Ъ Хн(Х с( центрации сернистого ангидрида с заданным значением, а изменение расхода колчедана осуществляют в зависимости от величины сравнения вычислен.ного и заданного значений концентрации сернистого ангидрида,Устройство для осуществления способа, включающее коммутатор, элементпамяти и блок управления, снабженоблоком вычисления концентрации сернистого ангидрида в обжиговом газе,элементом сравнения вычисленного эначения концентрации сернистого ангид"рида с заданным значением, блокомобнуления управляющего воздействия,блоком вычисления разности между заданным и вычисленным значениямиконцентрации сернистого ангидрида,блоком вычисления расхода кслчеданадля компенсации выхода концентрации,за допустимую область и блоком Вычисления расхода колчедана с учетомфактического значения содержаниясеры н колчедане, причем коммутаторсоединен с входом элемента памяти,первый, второй, третий, четвертый,пятый, шестой и седьмой входы которого подключены к соответствующимвходам блока вычисления концентрациисернистого ангидрида в обжиговомгазе, восьмой и девятый выходы элемента памяти подключены к первымдвум входам элемента сравнения вычисления значения концентрации сернистого ангидрида с заданным значением и к первым двум входам блокавычисления разности между заданными вычисленным значениями концентрации сернистого ангидрида, выходблока вычисления концентрации сернистого ангидрида и обжиговом газеподключен к вторым двум входамэлемента сравнения вычисленного значения концентрации сернистого ангидрида с заданным значением, первыедва выхода которых соединены свторыми двумя входами. блока вычисления разности между заданным и вычисленным значениями концентрации 4сернистого ангидрида, два выходакоторых соединены с первыми двумя,входами блока вычисления расходаколчедана для компенсации выходаконцентрации за . допустимую область, вторые два входа которого подключены к десятому иодиннадцатому выходам элемента панмяти, двенадцатый и тринадцатыйвыпады которого соединены сдвумя входами блока вычислениярасхода колчедана с учетом фактического значения содержаниясеры н колчедане, третий входкоторого соединен с входом блокавычисления расхода колчедана для компенсации выхода концентрации эа допустимую область, а выход блока вы.числения расхода колчедана с учетом фактического значения содержания где Хконцентрация сернистогогаза;Х 2 температура сернистогогаза;.К- расход воздуха н печькипящего слоямиА,В,К+К 2" постоянные величины, которые определяются изуравнений материальногои теплового балансовдля номинального режимаработы печи.Элемент 2 производит операцию сравненияК)Хф, 2) где Хверхнее граничное значениеФ.концентрации сернистогоангидрида в обжиговом газет Нгде К " нижнее граничное значениеконцентрации сернистогогаза,Блок 3 присваивает ь Ч, значение,равное О в случае, если где Ьс - расход колчедана, необходимый для компенсации выхода концентрации за допустимую область изменения, 775592Блок 4 производит расчет по следующим формулам:Ь Х 1 = Х - Х.Б, если Х Х (3)ЬХ 1 = ХЧ - Х, если Х Х (4)Блок 5 осуществляет расчетдскб=К, дХхз,(.5)где К -постоянная величина, определяется из уравнения материального баланса,Блок б осуществляет расчетдФ Х 4 оДФ Х 4(б)где Ьч. - расход колчедана,необходимый для компенсации выхода концентрации сернис-,15того. ангидрида за допустимую область измененияпри фактическом значениисодержания серы в колчедане; 20фактическое серосодержание сырья;(Х 41 - нормативное серосодержание сырья.Блок 1 содержит множительные элементы 7, 8 и 9, суммирующие элементы 10, 11 и делительный элемент 12; блок элемент 2 содержитэлементы сравнения 13 и 14; блок 4содержит элементы 15 и 16 вычисленияразности; блок 5 содержит множительные элементы .17 и 181 блок б содержит множительный элемент 19 и делительный элемент 20. Кроме того, устройство содержит блок 21 управления,коммутатор 22 и элемент 23 памяти,Сигналы с датчиков и постоянныевеличины поступают на коммутатор22 входных сигналов, а оттуда наэлемент 23 памяти входных сигналов.Сигналы из элемента памяти поступают 40на вход блока 1, где по формуле (1)осуществляется расчет в следующемпорядке: сигналы К, и Х из элемента23 поступают на элемент 7, где перемножаются и полученный сигнал 45проходит на элемент 10, производящийсложение полученного сигнала.с сигна"лом А , поступающим из элемента 23.Сигнал, соответствующий полученнойсумме, поступает на вход элемента 8, 5 Огде происходит перемножение суммы,полученной в элементе 10 и Х, поступающего из элемента 23 памяти,Полученное произведение поступаетна вход элемента 11, где от полученного в элементе 8 произведениявычитается сигнал В, поступившийиз элемента 23 памяти. Сигналы 1 иХ из элемента 23 памяти поступаютна вход элемента 9, где перемножаются, На элемент 12 поступают сиг.налы с блоков 11 и 9, где производится операция деления и расчет поформуле (1) заканчивается.Сигнал, соответствующий значению;концентрации Х, поступает на вход 65 элементрв 13 и 14 блока. ЕслиХХ В (элемент 13), то сигнал,соответствующий Х и сигнал ХВ изэлемента 23 поступает на вход элемента 15 блока 4, где происходитвычисление по формуле (31. ЕслиХ с Хя (элемент 14), то сигнал,соответствующий Х, и сигнал Х"из элемента 23 поступают на входэлемента 16 блока 4, где происхо"дит вычисление дХ по формуле (4),Если значение концентрациинаходится в допустимых пределахизменения, т, е. ХХ+( Х, тосигнал с элементов 13 и 14 блока 2,проходит на блок 3, на выходе которого появится сигнал д = О, С блока 3 сигнал поступает на блок 21управления, управляющее воздействиекоторого на объект будет равнымнулю,Сигнал с блока 4, соответствующийдХ, проходит на блок 5, где производится расчет по Формуле (5),следующим образом: на вход элемента17 поступают сигналы, соответствующие Ь Х, (из блока 4) и. ц (из элемента 23), где они перемножаются.и результат умножения проходит наэлемент 18, где происходит умножение на сигнал Х, поступивший изэлемента 23. Полученный на выходеблока 5 сигнал, соответствующий значению расхода колчедана, необходимого для компенсации выхода концентрации сернистого газа за допустимуюобласть изменения при.содержаниисеры в колчедане, равном нормативному значению, поступает на вход блока б. Здесь осуществляется расчетпо формуле (6) в. следующей последовательности: сигнал с блока 5, соответствующий значению дс поступаетна вход элемента 19, где перемножается с сигналом, соответствующим(Х 4)с из элемента 23.Полученное произведение ъ видесигнала поступает на элемент 20, гдепроизводится деление его на сигнал,соответствующий ХФ из элемента 23.Полученный сигнал, соответствующийзначению расхода колчедана Ьф, необходимый для компенсации выходаконцентрации сернистого газа за до. -пустимую область изменения при фак-,.тическом значении содержания серы в колчедане, из блока б поступаетна блок 21 управления, осуществляющий управляющее воздействие по изменению расхода колчедана в печькипящего слоя.Формула изобретения1, Способ автоматического управления процессом обжига в печах кипящего слоя, включающий измерение температуры сернистого газа и изменение расхода колчедана, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповедения точности управления.путем повышения точности поддержанияконцентрации сернистого ангидридав обжиговом газе, дополнительно измеряют содержание серы в колчеданеи расход воздуха и печь, вычисляютконцентрацию сернистого ангидридав обжиговом газе на основе измеренных температуры сернистого газа,содержания серы в колчедане и расходавоздуха в печь, сравнивают вычисленную величину концентрации сернистогоангйдрида с заданным значением, аизменение расхода колчедана осущест-,вляют в зависимости от величины сравнения вычисленного и. заданного значений концентрации сернистого ангидрида. 2. Устройство для осуществления способа по п, 1, содержащее .коммутатор, элемент памяти и блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено блоком вычисления концентрации сернистого ангидрида в обжиговом газе, элементом сравнения вычисленного значения концентрации сернистого ангидрида с заданным значением, блоком обнуления управляющего воздействия, блоком вычисления разности между заданным и вычисленным значениями концентрации сернистого ангидрида, блоком вычисления расхода кол" чедана для компенсации выхода концентрации за допустимую область и блоком вычисления расхода колчедана учетоя фактического значения содержания серы в колчедане, причем коммутатор соединен с входом элемента памяти, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы которого подключены к соответствующим входам блока вычисления концентрации сернистого ангидрида в обжиговом газе, восьмой и девятый выходы элемента памяти подключены к первым двум входам элемента сравнения вычисленного значения концентрации сернистого ангидрида с заданным значением и к первым двумвходам блока вычисления разности;между Заданным и вычисленным эначе ниями концентрации сернистого ангидрида, выход блока вычисленияконцентрации сернистого ангидридав обжиговом газе подключен к вторымдвум входам элемента сравнения вычисленного значения концентрациисернистого ангидрида с заданнымзначениеМ, гервые два выхода которых соединены с вторыми двумя входами блока вычисления разности между заданным и вычисленным значениями15 концентрации сернистого ангидрида,два выхода которых соединены спервыми двумя входами блока вычисления расхода колчедана для компенсации выхода концентрации За допустиЩ мую область, вторые два входа которого подключены к десятому и одиннадцатому выходам элемента памяти,двенадцатый и тринадцатый выходы которого соединены с двумя входамиблока вычисления расхода колчеданас учетом фактического значения содержания серы в колчедане, третий входкоторого соединен с входом блокавычисления расхода колчедана длякомпенсации выхода концентрации эадопустимую область, а выход блокавычисления расхода колчедана сучетом фактического значения содержания серы в колчедане, подключенк первому входу блока управления,другой вход которого соединен с выходом блока обнуления управляющеговоздействия, два входа которых подключены к вторым двум выходам элемента сравнения вычисленного эна 40 чения концентрации сернистого ангидрида с заданным значением,Источники информации,принятые во внимание нри экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 445812, кл. Р 27 В 15/00, 1973,2, Авторское свидетельство СССР.М 421876, кл, Г 27 В 15/00, 1973.775592 Составитель В, Алекпероедактор Т. Кузьмина Техред И.Петко тор В. Бутяга аз Филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная 2/55 Тираж 671 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж"35, Рауш