Устройство для автоматического контроля технологическим режимом установки сухого тушения кокса

(53) 4 С Р 27/О 9 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4/23-268788. Вюлпетровс(21) 42348 (22) 24.04 (46) 07. 12 (71) Днепр логический кого (72) В.В. блок измерения температуры горячего кокса в зоне косых ходов камеры тушения; два блока измерения температуры циркуляционного газа соответственно на входе и выходе камеры тушения; блок измерения расхода вырабатываемого пара, блок температуры пара; блок измерения расхода питательной воды; блок измерения температуры окружающей среды; блок измерения температуры питательной воды; элементы задания констант; блок вычисления количества тепла горячего кокса с учетом его угара; два блока вычисления количества тепла циркуляционного газа соответственно на входе и выходе камеры тушения; два блока вычисления количества тепла вырабатываемого пара и питательной воды; блоки вычисления эксергетических температур горячего кокса, циркуляционного газа на входе и выходе камеры тушения, вырабатывае мого пара на выходе котла утилизатора и температуры питательной воды; блоки вычисления эксергий потоков горячего кокса с учера, циркуляционного газавыходе камеры тушения, вмого пара и питающей вочисления эксергетическогтушения, установки в цел,утилизатора. 1 ил. химико-техном. Ф.Э.Дзержинс нститут И.Атаманчу кая, Л Е.Нови А,Н,Ми 088.8) свидет10 В иде тел Лозо Л.Н,Тютюник,В.И,Зинченко(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГОКОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ РЕЖИМОМУСТАНОВКИ СУХОГО ТУШЕНИЯ КОКСА(57) Изобретение относится к коксохимической промышленности, в частности к устройствам контроля и управления работой установок сухого тушения кокса. Целью изобретения является повышение эффективности технологического режима работы установкипутем снижения потерь тепла. Устройство содержит блок измерения количества эагрузок коксом, два блока измерения содержания СО и два блока содержания СО соответственно на входеи выходе камеры тушения; блок измерения перепада давления на дымососе; том его угана входе и ырабатываеды блоки вью КПД камеры ом и котла ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИзобретение относится к коксохи-мической промьппленности, в частности к устройствам контроля и управления работой установок сухого тушения кокса (УСТК).5Цель изобретения - повышение эффективности технологического режима работы установки путем снижения по" терь тепла. 1 ОНа чертеже представлена структурная схема устройства для автоматического контроля технологическим режимом установки сухого тушения.Устройство содержит блок 1 измерения количества загрузок коксом камеры тушения (не показана), блоки 2 и 3 измерения содержания СО и блоки 4 и 5 содержания СО соответственно на входе и выходе камеры тушения, 2 О блок 6 измерения перепада давления на дымососе (не показан), блок 7 измерения температуры горячего кокса в зоне косых ходов камеры тушения, блоки 8 и 9 измерения температуры цирку ляционного газа соответственно на выходе и входе камеры тушения, блок 10 измерения расхода перегретого (вырабатываемого) пара, блок 11 температуры перегретого пара, блок 12 измерения расхода питательной воды; блок 13 измерения температуры окружающей среды, блок,14 измерения температуры питательной воды, элементы 15-27 задания констант, позволяющие учесть ряд постоянных коэффициентов,35 при этом выходы блоков 1-7 соединены с соответствующими входами блока 28 вычисления количества тепла горячего кокса с учетом его угара, в состав которого входят элементы 15-21, выход блока 6 также соединен с соответствующими входами блоков 29 и 30 вычисления количества тепла, циркуляционного газа соответственно на выхо- де и входе камеры тушения в состав которых соответственно входят элементы 22 и 23, а элемент 21 блока 28 соединен и с соответствующими входами блоков 29 и 30, выход блока 8 соединен с соответствующим входом бло 50 ка 29, а вьмод блока 9 - с входом блока 30, выходы блоков 10 и 11 соединены с соответствующими входами блока 31 вычисления количества тепла вырабатываемого пара, в состав которого входят элементы 24 и 25, вьмоды блоков 12 и 14 соединены с соответствующими входами блока 32 вычисления количества тепла питающей воды, в состав которого входят и элементы 26 и 27, выход блока 13 соединен с первыми входами блоков 33-37 вычисления эксергетических температур соответственно, горячего кокса, циркуляционного газа на выходе и входе камеры тушения, вырабатываемого пара на выходе котла-утили- затора (не показан), питающей воды, вторые входы которых соединены соответственно с выходами блоков -9, 11 и 14,выходы блоков 28-32 соединены с первыми входами соответствующих блоков 38-42 вычисления эксергии потоков соответственно горячего кокса, циркуляционного газа на выходе и входе камеры тушения, вырабатываемого пара, питательной воды, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих блоков 33-37, первый выход блока 38 соединен с первым входом блока 43 вычисления эксергетического КПД камеры тушения, второй выход соединен с первым входом блока 44 вычисления эксергетического КПД установки в целом, первый выход блока 39 соединен с вторым входом блока 43, второй выход соединен с первью входом блока 45 вычисления эксергетического КПД котла-утилизатора, выход блока 40 соединен с третьим входом блока 43, первый выход блока 4 1 соединен с вторым входом блока 44, второй вьмод соединен с вторым входом блока 45, первый выход блока 42 соединен с третьим входом блока 44, второй выход соединен с третьим входом блока 45.Устройство работает следующим образом.С выходов блоков 1-14 снимаются сигналы, пропорциональные текущим значениям измеряемых параметров: количества загруэок коксом камеры тушения, содержания СО и СО на входе и выходе камеры тушения, перепада даьления на дымососе, температур горячего кокса, циркуляционного газа на выходе и входе камеры тушения, расхода перегретого пара, его температуры, расхода питательной воды, температуры окружающей среды и питательной воды.Поступающие в блок 28 сигналы преобразуются в выходной сигнал, проВ порционапьный количеству тепла Я , поступающего в камеру тушения с рас14425каленным коксом, и количеству теплалвгвыделившегося при его угаре: к, С,+ 1 К ДК (Р, -2 ) ( 1 со 5 фс )1 к0 где и- часовое количество загрузок кокса в камерутушения, 1/ч;вес кокса в тушильномвагоне, кг;теплоемкость горячегококса, кДж/кг град.;температура горячегококса, ОС;коэффициент расхода циркуляционного газа,м/ч Иа;коэффициент, учитывающийсодержание чистого угле.рода в коксе;давление циркуляционного газа до и после дымососа соответственно, Па;коэффициенты, характеризующие выход СО иСО при горении углерода,соответственно;соответственно приращение СО т и СО в циркуляционном газе после камеры тушения вследствие35угара кокса, 7 фтеплотворная способность кокса, кДж/кг,гк 1 ф 5 Исв 1-1 со свт Поступающие в блок 29 сигналы пре образуются в выходной сигнал, пропорциональный количеству тепла Яциркуляционного газа на выходе камеры тушения: Ц =1 (Р, - Р) С ,С(3) 45 Одн щ 1 с(Р, - 72) Сдн дн (4) где С д - теплоемкость циркуляционного газа после камеры тушения, кДж/мз С;- температура циркуляционного 5 пгаза после камеры тушения,Поступающие в блок 30 сигналы преобразуются в выходной сигнал, пропорциональный количеству тепла О дн циркуляционного газа на входе камеры тушения. 32где С - теплоемкость циркуляционного газа на входе камеры тушения, кДж/м"С,С д, - температура циркуляционного газа на входе камеры тушения, С.Поступающие в блок 31 сигналы преобразуются в выходной сигнал, пропорциональный количеству тепла Я в в перегретом паре:Опп Свп 1 пв ь (5)где Сп - расход перегретого пара,кг/ч;1- энтальпия перегретого пара, кДж/кг.В интервале рабочих температур 350-490 С и рабочих давлений 3,1392- 3,5316 МПа энтальпия пара с достаточной для расчетов точностью аппрок. симируется линейной зависимостью1= А + В гпту (6)где А и В - постоянные коэффициенты.ТогдаОпп Спп (А + Вгпп)Поступающие в блок 32 сигналы преобразуются в выходной сигнал, пропорциональный количеству тепла Ч пв питательной воды:.кг/ч,- энтальпия питательной воды, кДж/кг град.В интервале рабочих температур90-120 С и рабочих давлений 1,47 11,667 МПа энтальпия питательной водыс достаточной для расчетов точностьюаппроксимируется линейной зависимостьюв С + 1лвгде С и Р - постоянные коэффициенты. ТогдаПоступающие в блоки 33-37 сигналы от блоков 7-9; 11 и 14, пропорциональные температурам тепловых потоков, преобразуются в соответствукицие выходные сигналы, пропорциональные эксергетическим температурам соответствующих тепловых потоков по формулеТ = 1ТоТ5 144253где Т - температура окружающей среды, КТ - температура со гветствующего теплового потока, К;д - индекс теплового потока,соответственно гк - горячийкоксф дк и дн - циркуляционный гаэ соответсТвенно навыходе и вхцде из камеры ту ршения, пп - вырабатываемый(перегретый) пар 1 пв - питательная вода,Поступающие в блоки 38-42 сигналыот блоков 28-32,пропорциональныеколичеству тепла соответствующеготеплового потока., и сигналы отблоков 33-37, пропорциональные эксергетической температуре Т; этихтепловых потоков, преобразуются всигналы, пропорциональные величинеэксергии соответствующих тепловыхпотоков: Устройство для автоматического контроля технологическим режимом установки сухого тушения кокса, содержащее блок вычисления количества тепла горячего кокса, первый - седьмой входы которого соединены с Выходами блоков измерения содержания окиси углерода в циркуляционном газе на входе и выходе камеры тушения, блоков измерения содержания двуокиси углерода в циркуляционном газе на входе и выходе камеры тушения, блоков измерения перепада давления на дымососе и температуры горячего кокса, а восьмой - четырнадцатый входы соединены с выходами первого - седьмого элементов задания констант, блок вычисления количества тепла цир. куляционного газа на выходе камеры тушения, первый и второй входы которого соединены с выходами блоков измерения перепада давления на дымососе и температуры циркуляционного ,газа на выходе камеры тушения, а третий и четвертый входы соединены с выходами седьмого и восьмого элементов задания констант, а также блок вычисления количества тепла вырабатываемого пара, первый и второй входы которого соединены с выходами блоков измерения расхода и температуры вырабатываемого пара, а третий и четвертый входы соединены с выходами девятого и десятого элементов задания констант, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности технологического режима работы установки путем снижения потерь тепла, в него дополнительно введены блоки измерения температур окружающей среды и питательной воды, а также расхода питательной воды, блоки вычисления количества тепла в циркуляционном газе на входе 25 ЗО(14) Е; =Я,Т (12)Поступаквцие В блок 43 сигналы, пропорциональные величинам эксергии соответствующих тепловых потоков (Е, Ед, Ед), преобразуются в сигйал, пропорциональный эксергетическому КПД камеры тушения: Ед" .100%кт Е Е ф Е гк ЕугПоступающие в блок 44 сигналы, пропорциональные величинам эксергии соОтВетстВующих теплоВых потоков 40 (Е к Е пав Е нв) э преобразуются всигнал, пропорциональный величине эксергетического КПД всей УСТК в целом: е Е- Е в 100% (15)45уст Е,Поступаквцие в блок 45 сигналы,пропорциональные величинам эксергиисоответствуннцих тепловых потоков(Е;в Епп Е в) преобразуются в сигнал, пропорциональный величине эксергетического КПД котла-утилиэатора:,е Е ы - Енв100%, (16 Ед 55 Предлагаемое устройство для авточ; матического контроля технологическим режимом установки сухого тушения кокса может быть реализовано как на приборах токовой ветви системы ГСП, таки на ЭВИ в сочетании с соответствующими измерительными приборами, датчи-,ками и преобразователями,Для реализации счетно-решающихопераций, необходимых для вычисления функций по выражениям (1)-(16),используются простейшие вычислительные операции: суммирование, умножение и деление. Формула изобретениякамеры тушения и в питательной воде, блоки вычисления эксергетических температур и эксергий потоков горячего кокса, циркуляционного газа на входе и выходе камеры тушения, вырабатываемого пара, питательной воды, блоки вычисления эксергетических КПД камеры тушения, котла-утилизатора и камеры в целом, блоков измерения 10 расхода и температуры вырабатываемого пара и питательной воды, температуры окружающей среды, одиннадцатый, двенадцатый и тринадцатый элементы задания констант, при этом первый - четвертый входы блока вычисления количества тепла газа на входе камеры тушения соединены с выходами соответственно блоков измерения перепада давлений на дымососе и температуры 2 О циркуляционного газа на входы камеры тушения, а также с выходами седьмого и одиннадцатого элементов задания констант, первый - четвертый входы блока вычисления количества тепла питательной воды соединены с выходами соответственно блоков измерения расхода и температуры питательной воды, а также двенадцатого и тринадцатого элементов задания констант, О выход блока измерения температуры горячего кокса соединен с первым входом блока вычисления эксергетической температуры горячего кокса, второй вход которого соединен с первыми входами блоков вычисления эксергети 35 ческих температур циркуляционного газа на входе и выходе камеры тушения, пара на вьходе котла-утилизатора, питательной воды и с выходом блока измерения температуры окружакщей среды, вторые входы блоков вычисления эксергетических температур циркуляционного газа на входе и выходе камеры тушения, блоков вычисления эксергетических температур пара на выходе котла-утилизатора и питательной воды соединены с выходами соответственно блоков измерения температур циркуляционного газа на входе ивыходе камеры тушения температур вырабатываемого пара и питательной воды, первые и вторые входы блоков вычисления эксергий потоков горячегококса, циркуляционного газа на входеи выходе камеры тушения, блоков вычисления потоков энергий вырабатывае.мого пара и питательной воды соединены с выходами блоков вычисления. соответственно количества тепла горячего кокса и эксергетической температуры горячего кокса, блоков вычисления количества тепла циркуляционного газа и его эксергетической температуры на входе и выходе камеры тушения, блоков вычисления количестватепла вырабатываемого пара и питательной воды и блоков вычисления эксергетических температур вырабатываемого пара и питательной воды, первый,второй и третий входы блока вычисления эксергетического КПД камеры тушения соединены с первыми выходамиблоков вычисления эксергии потокагорячего кокса, эксергии потоковциркуляционного газа на входе и выходе камеры тушения, первый, второй итретий входы блока вычисления эксергетического КПД котла-утилизаторасоединен соответственно с вторым выходом блока вычисления эксергии потока циркуляционного газа на выходекамеры тушения, с первыми выходамиблоков вычисления эксергий потоковвырабатываемого пара и питательнойводы, а первьп, второй и третий входы блока вычисления эксергетическогоКПД установки в целом соединены соответственно с вторыми выходами блоковвычисления эксергий потоков горячегококса, вырабатываемого пара и блокавычисления эксергии питательной воды,Корректор А,Обруча едактор Н,Бобк Заказ 6352/ Тиржк 4 б 4 ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 3035, Москва, Ж, РаушПодпис ноекомитета СССРи открытий 4/г ская н город, ул, Проектная,Производственно-полиграфическое предприяти