Способ управления эрлифтом

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК щ 4 Р 04 Г 1/18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ авлени уровне погруж расхо лифта п рабочег си в ко ют удел скорост твердой критиче вают фа смеси соти и порасход р давления на уровне погружения смесителя 2 с регистратором 11, датчик12 уровня погружения смесителя 2 срегистратором 13, датчик 14 перепададавлений на сужающем -устройстве 5 срегистратором 15, датчик 16 давленияперед сужающим устройством 5 с регистратором 17, датчик 18 температуры рабочего тела перед сужающим устройством 5 с регистратором 19, датчик 20 давления в контрольныхсечениях подъемной трубы 1 срегистраторами 21, задатчик 22 плотности транспортируемой твердой фракции, задатчик 23 плотности несущейфазы, эадатчик 24 плотности рабочеготела в нормальном состоянии и задатчик 25 средневзвешенного диаметрачастиц транспортируемой твердой фракции, преобразователи 26 плотностисмеси, преобразователи 27 подачи,насос ифтнь ние увели ых з йГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Производственное энергетическое объединение "Экибастузэнерго" (72) С.А.Рабчинский(56) Авторское свидетельство СССР Р 909347, кл. Г 04 Р 1/18, 1982,Авторское свидетельство СССР У 1245766, кл . Г 04 Р 1/ 18, 1984 . (54) СПОСОБ УПРАВЛБ 1 ИЯ ЭРЛИфТОМ (57) Изобретение позволяет увеличить КПД эрлифта путем выбора оптимальных значений скорости смеси с учетом кон центрации твердой фракции. Измеряют Изобретение относитсястроению, в частности кгидроподъемам.11 ель изобретения путем выбора оптимальн начении скорости смеси с учетом концентрации твердой фракции.На фиг. 1 приведен вариант устро ства для реализации способа при контроле течения в .подъемной трубе эрлифта; на фиг. 2 - то же, при контроле течения в подающей трубе.Устройство содержит подъемную трубу 1 зрлифта, в нижней части которой расположен смеситель 2 с подающей трубой 3 и трактом 4 подачи рабочего тела, сужающее устройство 5 и регулируемый клапан 6, воздухоотделитель 7, датчик 8 разности давлений нагружения в смесителе 2, регистратор 9 разности этих давлений, датчик 1 О в смесителе и в шахте на огружения смесителя и уровень ния, Определяют плотность и меси, а также скорость смеси ей трубе. Изменяют подачу эртем регулирования расходатела, Измеряют давление сметрольных сечениях. Определяный расход рабочего тела исмеси, объемную концентрацию фракции и соответствующую кую скорость смеси. Сравнитическое значение скоростизначением критической скоросреэультату сравнения изменяют абочего тела. 2 ил.3 146043 преобразователи 28 расхода рабочеготела, преобразователи 29 удельного расхода рабочего тела, преобразователи ,30 удельного расхода в подъемной трубе 1, преобразователи 31 ско 5 рости смеси, преобразователи 32 дифференциальной плотности смеси, пре-.образователи 33 и 34 объемной концентрации твердой фракции гидросмеси и . пневмогидросмеси, преобразователи 35 скорости свободного падения частиц в смеси, преобразователи 36 скорости стесненного падения частиц в смеси, преобразователи 37 критической скорости, преобразователи 38 опытной константы критической скорости, элементы 39 сравнения, оптимиза тор 40 скорости смеси, регулятор 41 скорости смеси, блок 42 управления и 20 исподнительный механизм 43.На фиг. 1 показаны блоки 20, 21, 30, 31, 32, 34-39, относящиеся только к одному контрольному сечению.Способ управления эрлифтом осу ществляется устройством следующим образом (фиг. 1).Транспортируемая гидросмесь поступает в нижнюю часть эрлифта: подающую трубу ) смеситель 2 и нижнюю часть подъемной трубы 1 и создает уровень Ь погружения смесителя 2 и, соответственно, давление Р на уровне погружения смесителя 2.По тракту 4 через сужающее устройство 5 и регулируемый клапан 6 в смеситель 2 подают рабочее тело (с температурой.й)которое проходя через сужающее устройство 5, создает на нем перепад давления ЬР, и абсо О лютное давление Рперед ним. В смесителе 2 образуется пневмогидросмесь, которая за счет энергии рабочего тела транспортируется .эрлифтом , по подъемной трубе 1 в воздухоотделитель 7. Гидросмесь двигаясь по по-, дающей трубе 3, создает разность ЬР между давлениями Р и Р, всмесителе 2, Пневмогидросмесь транспортируемая по .подъемной трубе 1, имеет соответствующее давление Р вкаждом соответствующем Е-м сеченииподъемной трубы 1.Измеряют. датчиками 8, 10, 12, 14, ,16, 18 и 20 значения параметров ДР .Рв Ь 6 РдРуРа Сигналы с выходов датчиков 8, 10, 12, 14, 16,18, 20 поступают соответственно на регистраторы 9, 11, 13, 15, 17, 19,4421, где преобразуются в пропорциональные унифицированные сигналы. Задатчиками 22-25 задают соответственно значения плотностей: Р, - транспортируемой твердой фракции пневмогидросмеси,- несущей фазы ппевмогидросмеси, 1 - рабочего тела в нормальном состоянии (при давлении Ри температуре Т о) и средневзвешенного диаметра д частиц твердой фракции.По сигналам" от регистраторов 11 и 13, соответствующим значениям давления Р и уровня Ь в преобразователе 26 определяют истинное мгновенное значение плотности транспортируемой гидросмесиА. В преобразователе 27 определяют истинное мгновенное значение подачи эрлифта Яэ.По сигналам регистраторов 15, 17 и 19 и задатчика 24, соответствующим,значениям перепада давления ЬР,давления Р , температурыи плотности ,м в преобразователе 28 определяют мгновенное значение объемного расхода рабочего .тела эрлифта (по тракту 4), приведенное к нормальным условиям (к давлению Ри температуре Т ), Яо, по которому с учетом сигнала от преобразователя 27, соответствующего подачев преобразователе 29 определяют мгновенное значение удельного расхода рабочего тела эрлифтом о по которому,с учетом сигналов от регистраторов 21, соответствующих давлениям Р , в соот" ветствующих преобразователях 30 определяют мгновенные значения удельных расходов рабочего тела в контролируемых сечениях подъемной трубы 1С учетом сигнала от преобразовате- ля 27, соответствующего подаче Я в преобразователях 3 1 определяют мгновенные значения скоростей смеси в контрольных сечениях подъемной тру- бы 1 Ч,.По сигналам задатчиков 22-24 и преобразователей 29 и 30, соответствующих значениям плотностей тном и удельных .расходов о ов преобразователях 32 определяют мгновенные значения дифференциальных относительных плотностей твердой фракции в пневмогидросмеси в Е-х контрольных сечениях аПо сигналам от преобразователя 26 и задатчиков 22 и 23, соответствующих значениям плотностей мРтн, преобразователе 33 определяютмгновенные значения объемной концентрации транспортируемой твердой фракции в гидросмеси Я, по которым с учетом сигналов от преобразователей 30,соответствующих значениям удельныхрасходов о , в преобразователях 34определяют мгновенные значения объемных концентраций твердой фракции в 10пневмогидросмеси в контрольных сечениях ЯПо сигналам от преобразователей32 и задатчика 25, соответствующимзначениям дифференциальных относительных плотностей а и диаметра Йк,в преобразователях 35 определяютмгновенные значения скоростей свободного падения частиц твердой фракции в пневмогидросмеси в контрольных сечениях Б,по которым с учетомсигналов от преобразователей 34 и задатчика 25, соответствующих значениям объемных концентраций Б и диаметра д, в преобразователях 36 определяют мгновенные значения Скоростей стесненного падения частиц транспортируемой твердой фракции в пневмогидросмеси в контрольных сеченияхПм 30По сигналу от задатчика 25, соответствующему значению диаметра Й, впреобразователе 38 определяют значение опытной константы критическойскорости К.35С учетом сигналов от преобразователей 32, 34, 36, соответствующих значениям дифференциальных относительных плотностей а, объемных концентраций Я и скоростей стесненного падения Б", в преобразователях 37 определяют мгновенные значения критических скоростей транспортированиячастиц твердой фракции в пневмогидросмеси в контролируемых сечениях - .45Бр, которые являются требуемыми минимально допустимыми значениями скорости движения пневмогидросмеси в Е-мсечении подъемной трубы 1, обеспечивающими наиболее эффективные и экономичные режимы транспортирования частиц твердой Фракции,По сигналам от преобразователей 37 и 31, сооветствующим требуемым 0 и истинным Ч значениям скоростей пневмогидросмеси; вэлементах 39 сравнения определяют только положительную разность между ними ЕЧ В оптимизаторе 40 определяют максимальное рассогласование между требуемым и истинным значениями скоростей во всех контрольных сечениях ЬЧ= макс(ЬЧ ),1по которому регулятором 4 1 через блок42 управления исполнптельныи механизмом 43 регулируемого клапана 6 изменяют расход рабочеготела и таким образом регулируютскорость движения пневмогидросмеси по подъемной трубе 1 до техпор, пока мгновенные значения скоростей Ч не станут меньше требуемых минимально допустимых значений скоростей П кв любом иэ контрольныхсечений Ч :. Бпри этом разностьэтих сигналов равна Ь 0 х = О).Способ управления эрлифтом напримере устройства по фиг, 2 осуществляется следующим образом.Гидросмесь, двигаясь по подающейтрубе 3, создает разность давленийЬР между давлением погружения Рп идавлением в смесителе Рсм эрлифта.Измеряют датчиками 8, 10 и 12 зна- .чения параметров ДР, Р и и. Сигналы с выходов датчиков 8, 10 и 12 поступают соответственно на регистраторы 9, 11 и 13. Задатчиками 22, 23 и25 задают значения плотности твердой фракции рг, плотности несущейфазы гидросмеси 0 и средневэвешен" нный диаметр частиц твердой ФракцииЙ.По сигналам от регистраторов 11 и13, соответствующим значениям давлений Р и уровня Ь, в преобразователе26 определяют мгновенное значениеплотности гидросмеси емС учетом сигнала от регистратора9, соответствующего разности давлений ЬР, в преобразователе 31 определяют мгновенное значение скоростигидросмеси в подающей трубе 3, по которому в преобразователе 27 определяют мгновенное значение подачи эрлиф- е,.По сигналам от эадатчиков 22 и 23,соответствующим значениям плотностейтвердой фракции т и несущей Фазыв преобразователе 32 определяютзначение дифференциальной относительной плотности транспортируемой твердой фракции, по которому с учетомсигналов от задатчика 23 и преобразователей 26 и 27, соответствующих эна 1460434чениям плотности несущей фазыплотности гидросмесии подачи 0,в функциональном преобразователе 27определяют мгновенное значение пода 5чи эрлифта по твердой фракции Я.С учетом сигнала от преобразователя 27, соответствующего значению подачи Я , н преобразователе 33 определяют мгновенное значение объемнойконцентрации твердой фракции в несу"щей фазе гидросмеси Б.По сигналам от преобразователя 32и задатчика 25, соответствующим значениям дифференциальной относительной плотности а и средневзвешенногодиаметра частиц твердой фракции Й ,в преобразователе 35 определяют значение скорости свободного падениячастиц твердой фракции в несущей 2 Офазе гидросмеси Б . С учетом сигналов от преобразователя 33 и задатчи- .ка 25, соответствующих мгновенномузначению концентрации Я и значениюсредневзвешенного диаметра частиц 25й, в.преобразователе 36 определяютмгновенное значение скорости стесненного падения частиц твердой фракциив несущей фазе гидросмеси в подающейтрубе 3 Б ЗОПо сигналу от задатчика 16, соответствующему значению средневзвешенного диаметра частиц д, в преоб. разователе 38 определяют значениеопытной константы критической скорос-.35ти К,По сигналам от функциональных преобразователей 38, 32, 33 и 36, соответствующим значениям опытной константы критической скорости К, значе Ониям дифференциальной относительнойплотности а, значениям концентрациитвердой фракции 8 и значениям скорости стесненного падения частиц тверНдой фракции Б, в преобразователе 37 45определяют значение критической скорости транспортирования частиц твердой фракции по подающей трубе 3 -которое является требуемым мгновенным минимально допустимым значени ем скорости движения гидросмеси вподающей трубе, обеспечивающей наиболее эффективное и экономичное транспортирование частиц твердой фракциипо ней.55По сигналам от преобразователей 37и 31, соответствующим требуемому Би истинному Ч значениям скоростей гидросмеси в подающей трубе 3 эрлифта, которые поступают на регулятор 4 1 и далее через блок 42 управленияна исполнительный механизм 43 регулируемого клапана 6, регулируют скорость гидросмеси в подающей трубе 3, изменяя расход рабочего тела. Еслизначение скорости гидросмеси в подающей трубе 3 меньше (больше) требуемого, минимально допустимого критического, значения ЧБ (Ч ) Б ) рекр 3 с э гулятор 41 отрабатывает разность сигналов и с помощью блока 42 управления и исполнительного механизма 43 открывает (закрывает) регулируемый клапан 6, увеличивая (уменьшая) расход рабочего тела по тракту 4 подачи.Тем самым он увеличивает (уменьшает) скорость гидросмеси в подающей трубе 3 до тех пор, пока ее значение не будет равняться требуемому минимально допустимому Ч = ПЭто позволяет стабйлизироватьмгновенные значения скорости гидросмеси в подающей трубе на уровне минимально допустимых критических значений, обеспечивающих наиболее эффективное и экономичное транспортирование частиц твердой фракции по подающей трубе, предотвратить закупоркиподающей трубы, повысить надежностьи экономичность работы эрлифта.Формула изобретения Способ управления эрлифтом, заключающийся в измерении давлений в смесителе и в шахте на уровне погружения смесителя, уровня погружения, определении плотности и расхода смеси, определении скорости движения смеси в подающей трубе и изменении подачи эрлифта путем регулированиярасхода рабочего тела, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения КИД путем выбора оптимальных значений скорости смеси с учетом концентрации твердой фракции, измеряют давление смеси в контрольных сечениях, определяют удельный расход рабочего тела и скорость смеси, определяют объемную концентрацию твердойфракции и соответствующую критическую скорость смеси, сравнивают фактическое значение скорости смеси со значением критической скорости и по результату сравнения изменяют расход рабочего тела.н оизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина 1019 Заказ ВНИИПИ 41 Тираж 520 . Подпударственного комитета по изобрет 113035, Москва, Ж, Раушсениям и открытиям при ГКНТ ССС кая наб., д. 4/5