Способ автоматического управления процессом осушки сернистого газа

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1 В 17/7 5 Э 27/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю в зобльюкаче ых риал особ ут пр ос ла змее шни оше СССР1982.дства енин ас" зме емкость кислоел Б.роцесстижении коаемой на орраничных РАВПЕ ГАЗА пературу газа и изменением ние промывной 8 расхода изменяю асо;ый холодил час ого га ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Уфимский нефтяной инсти(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УНИЯ ПРОЦЕССОМ ОСУШКИ СЕРНИСТО(57) Изобретение относится ктизации технологических процесернокислотного производства,ности процесса осушки сернист Изобретение относится к автоматизации технологических процессов сернокислотного производства, в частности процесса осушки сернистого газа,и может быть использовано в химической промышленности.Целью изобретения является повышение качества осушки газа и снижениематериальных и энергетических затрат,На фиг. 1 приведена схема системыавтоматического управления, реализующая данный способ; на фиг. 2 - графики изменения основных параметровпроцесса, поясняющих работу системыуправления,за, и может быть использова мической промышленности. Це ретения является повышение осушки газа и снижение мате и энергетических затрат. Сп дусматривает регулирование газа на выходе сушильной ба нением подачи кислоты на ор сушильной башни, при достиж хода которой граничных знач няют подачу моногидрата ты сушильной башни, При д центрации кислоты, пода шение сушильной башни, значений регулируют тем на входе сушильной баши подачи кислоты на ороше колонны, при достижении торой граничных значени подачу воды в ороситель ник промывной Ьашни, 2 Система управления (фиг.1) содер жит сушильную 1 и промывную 2 башни воздушный 3 и оросительный 4 холодильники, емкости 5 и 6 кислоты, на сосы 7 и 8 подачи кислоты в башни, термодатчик 9, датчик 10 влажности газа, датчик 11 концентрации кислоты, датчики 12 и 13 расхода, регули рующие органы 14-17, блоки 18 и 19 сравнения, регуляторы 20-24, блоки 25-27 ограничения, логические блоки 28-30 и коммутаторы 31-33. Способ осуществляют следующбраэом,1481200 10(к) с (к-) + нСВ(к) к х1 с = 0,1, (2)где ск и Т, - моменты времени формирования управления;1 ) 0 - коэффициент настройки,Сигнал У с выхода регулятора 20подается на вход блока 26 ограничения, на выходе которого получают сигнал У равный1 если т, (ск) - Ухах Ф (3)если (У,) У)Л(У, У, ); (4))трах ч гоокоторые определяют диапазон изменения данного упранления, Сигнал с выхода блока 26 ограничения направляют на регулируютщий орган 14 ня линии подачи кислоты орошения н сушильную баш О ню и тем самым устанавливают расход орошения н зависимости от величины отклонения влажности от задания,(С Оах)(С к С, ). (6)(Г,ска) Л (С Ск ). (7) Ч=0, если р, =-1, если Сигнал ш направляют ня коммута,тор 31. Сюда же подают и ЛС, Комму тятор предназначен для подключения регулятора 21 концентрации к выходу блока 18 при достижении расходом орошения сушильной башни граничных значений, Для этого выходной сигналкоммутатора Формируют по формулам, = ЬС если л, =О, (8)О, если фг =1, (9) Уг (Ск) =Уг , если У (к)тг зарх(11)Тг ( ) =Уг (Ск), если (У (к ) ) Уг,;Л (Уг ( к) уг,мал ф (12) оДатчиком 1 О измеряют влажность газа ня ныхотте сушильной башни 1. Сигнал С с выхода датчика подают ня вход блока 18 сравнения, Ня другой вход блока подают заданное значение С влажности гала. Ня выходе блока формируют сигнал Ь Срих разностиЬС = С - С, (1)Этот сигнал направляют на нходы регулятора 20 подачи кислоты на орошение сушильной башни, регулятора 21 подачи моногидрата н емкость 5 для укрепления кислоты и регулятора 22 температуры газа на входе сушильной башни через коммутаторы 31 и 32 соотнетственно, В зависимости от значения этого сигнала управляют Граничные зйячения У и У,ахрасхода орошения устанавливают изусловия обеспечения нормальной работысушильной башни исключения режимонзахлебывания и дефицита орошения. процессом осушки сернистого газа,Воздействуют на управления следующимобразом,В регуляторе 20 в зависимости отвеличины отклонения аС н нлажностиот задания формируют управление Утпо формуле При достижении расходом орошениясушильной башни граничных значенийи сохранении отклонения влажности газа от задания изменяют подачу моногидрата в емкость 5 орошающей кислоты, С этой целью измеряют датчиком 12 расход орошающей кислоты, которую подают насосом 7 через холодильник 3. Сигнал Ск с выхода датчика подают на логический блок 28. На других входах блока действуют граничные значения С , 6 , соответствующие величинам У, , УНа выходе блока 28 формируют величину р, по формулам На выходе регулятора 21 по величине 1 Формируют управлениеУ ( ) = У, (ск, ) , ( к), ( ) где 1) 0 - коэффициент настройки регулятора,Этот сигнал направляют в блок 21 ограничения, куда подают также граничные значения уу ,и Уу ах.но ним формируют выходной сйгнал5 14812 который направляют на регулирующий орган подачи моногидрата в емкость 5 орошающей кислоты сушильной башни и тем самым воздействуют на концентрацию орошения,5Осушка газа в башне 1 тем эффективнее, чем выше концентрация орошающей кислоты, Однако поддержание концентрации орошающей кислоты на предельном значении экономически не выгодно, что и объясняет регулирование подачи моногидрата в некотором диапазоне, ограниченным значениями й,ен г,ва л15В том случае, когда при достижении предельной концентрации орошающей кислоты сохраняется отклонение влажности Сь газа от задания, тогда 00 если (С,ЗС,) Ч (СС;); Р =О,(14) (15) ке 19 их сравнивают и формируют поним величину отклонения 6 ТгЬТ = Т - Т; . (19)которую подают ка регулятор 23 подачи кислоты орошения промывной башни2 и через коммутатор 33 на регулятор24 подачи воды на оросительный холодильник 4,В регуляторе 23 пропорциональноотклонению температуры от скорректированного задания Т формируют сигнал Уз;З(к)=э(Ск,)-4 ТГ(К)э (2 О)где 1:4 ) О - коэффициент настройкирегулятора,Этим сигналом через блок 25 сравнения и регулирующий орган 16 управляют подачей кислоты на орошениепромывкой башни 2, Ограничивают сигнал Уэ в блоке 25 так, что(21)Уь (ск) =э(к) ф если У (ск)э,щи ) " (р (ск )э,вал )(22)ббгде У и У - граничные значе- . задания регулятором 24 изменяют по 3, п 1 п Э,тахФния, которые ус- дачу воды на оросительный холодильтанавливают из ник 4, Для этого датчиком 13 измеряусловия нормаль- ют расход кислоты, подаваемой из емного режима про 1 кости 6 насосом 8 через оросительныймывной башни. холодильник 4 ня орошение промывнойЕсли предельные значения расхода башни, Сигнал Сп с выхода датчика кислоты на орошение башни 2 не исклю 13 направляют ка логический блок 30, чают отклонения температуры газа отНа другие входы блока 30 подают граСигнал р с выхода логического25 блока 29 направляют на вход коммута- . тора 32, другой, вход которого подклю" чают к выходу блока 18. При единичном значении величины Я коммутатор соединяет блок 18 сравнения с регулятором 22, выходной сигнал 4 коммута- ЗО тора определяют по формулам1 = ЬС, если ,г=О; (16)4 =О, если р =1, (17)Регулятор по значению сигнала3корректирует задание Тг по температу- З 5 ре газа на входе башни 1. Коррекцию осуществляют по формулеТ,(ск)=Тг(к-)-э )э Ик), (18) где К ) О - коэффициент настройки3регулятора. 40Сигнан Т подают. на вход блокаэ19 сравнения, на другом входе которого действует сигнал Т с выхода тер-" модатчика 9, измеряющего температуру газа на входе сушильной башни, В бло устраняют это отклонение изменением температуры газа, подаваемого в сушильную башню с выхода промывной баш ни, Изменение температуры газа возмож: о воздействием либо на расход охлаждгемой в оросительном холодильнике 4 кислоты. орошения промывной башни 2, либо на подачу воды в оросительный холодильник, Данную часть способа реализуют следующим образом.Измеряют датчиком 11 концентрацию кислоты орошения сушильной башни, Сигнал С с выхода концентратомера подают на вход логического блока 29Ф. куда также подают граничные значения С , и С по концентрации орошающей кислоты. В блоке 29 формируют сигнал я по формулам1481200 Сп,ъи ); (24)С,; ), (25) ничные значения С и С, соответствующие величинам Уи У ,Л =О, если (С Г,а,) Ч (СО =1, если (Са С) 1 (Г,который подают на коммутатор 33. Сюда же с выхода блока 19 подают ЬТ,.На выходе коммутатора 33 действует;сигнал 1, равный1 О1 = Т, если О =О, (26)О, если (Ь =1, (27)В зависимости от величины 1 ре 3;гулятором 24, который соединен с выходом коммутатора 33, воздействуютна регулируемый орган 17 и тем самымизменяют подачу воды в оросительныйхолодильник 4, Управление 71 на выходе блока 24 формируют по следую,щему закону:20Ф(к)=з( к)-1 б ,(к) э (28)где 10 - коэффициент настройки, регулятора,П р и м е р. Пусть в начальный момент времени на процесс подейство 25вало возмущение, в результате которого имеет место превышение влажностьюзадания (фиг.2). Тогда, согласно(1) и (2) регулятор 20 увеличиваетподачу кислоты на орошение сушильнойбашни 1, К моменту временирасходСдостигает предельного значенияС . Блок 26 стабилизирует в сок. иакответствии с (3) подачу кислоты, Вмомент времени е значение сигналана выходе блока 28 согласно (6) и(7) становится нулевым, что посредством коммутатора 31 согласно (8) и(9) включает в работу регулятор 21.Последний увеличивает по закону (10) 40подачу моногидрата для укреплениякислоты орошения сушильной башни.Это увеличение происходит до тех пор,пока либо ЪСв не станет равным нулю,либо до достижения предельной концентряпии орошения, В данном примерепоследнее имеет место в момент времени 1 . Это означает, что ресурсовуправления первого уровня системы,воздействующего на режим работы сушильной башни, оказалось недостаточным для компенсации возмущения на процесс. Поэтому система вводит в действие контуры управления второгоиерархического уровня системы дляизменения режима работы промывнойбашни.При достижении величиной С к предельного значения С,логический В этом блоке Формируют сигнал Рпо Формулам блок 28 согласно (14) и (15) устанавливает сигнал р нулевым, В результате коммутатор 32 согласно (16) подключает регулятор 22 к блоку 18.Регулятор по закону (18) уменьшаетзадание Т по температуре газа поЪконтурам второго уровня управления.Вначале включается в работу контуруправления подачей кислоты на орошение промывной башни, так как, начиняя с момента времени,величина6 Т становится отрицательной соглас"но (19) и регулятор 23 согласно (20)увеличивает подачу кислоты на орошение промывной башни. В этот периодрегулятор 24 бездействует, ибо величина. 4 в соответствии с(25) и (27)имеет нулевое значение,Однако в момент временирасходСдостигает предельного значенияС ,что вызывает обнуление соглас-о,ваМно (24) сигнала (Мз и подключение всоответствии с (26) регулятора 24 кблоку 19, Начиная с момента времени э , регулятор 24 в соответствиис (28) увеличивает подачу воды наоросительный холодильник до тех пор,пока значение ЬС не станет равнымнулю. Как видно из фиг, 2, это имеетместо в момент времени, послечего всякие изменения управлений всистеме прекратятся.В момент времени й на процессподействовало возмущейие, котороевызывало отклонение влажности газаниже задания. Начиная с этого момента система. изменяет управление процессом обработки газа в той же последовательности, как и в рассмотренном случае, только в обратном направлении (фиг 2)Использование предлагаемого способа управления позволяет повыситькачество осушки газа и уменьшить расходы орошения сушильной и промывнойбашен, моногидрата и воды при отклонении влажности осушенного газа нижезаданного значения. Формула изобретения Способ автоматического управленияпроцессом осушки сернистого газа в1812 ОО Осушенныо газ Вода последонательно соединенных промывной и сушильной башнях, включаюшийизмерсние температуры газа на входесушильной башни, регулирование подачи кислоты на орошение башен, моногидрата в емкость кислоты сушильнойбашни и воды в оросительный холодильник промывной башни, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества осушки газа и снижения материальных и энергетическихзатрат, дополнительно измеряют влажность газа на выходе сушильной башнии концентрацию кислоты, подаваемойна орошение сушильной башни, вычисляют отклонение измеренного значениявлажности газа на выходе сушильнойбашни от заданного значения, регулируют подачу кислоты на орошениесушильной башни пропорционально вычисленному отклонению измеренногозначения влажности газа от заданного значения, сравнивают измеренноезначение расхода кислоты, подаваемойна орошение сушильной башни, с задан.ными минимальным и максимальным граничнымизначениями и по достиженииизмеренного значения расхода кислоты,подаваемой на орошение сушильной.башни этих граничных значений, регурируют подачу моногидрата в емкость кислоты сушильной башни пропорционально вычисленному отклонению измеренного значения влажности газа от 5заданного значения сравнивают измеренное значение концентрации кислоты,подаваемой на орошение сушильнойбашни, с заданными минимальным имаксимальным граничными значениямии по достижении измеренного значенияконцентрации кислоты этих граничныхзначений вычисляют отклонение измеренного значения температуры газана входе сушильной башни от заданно го значения, регулируют подачу кислоты на орошение промывной башнипропорционально вычисленному отклонению измеренного значения температуры газа от заданного значения,сравнивают измеренное значение расхода кислоты, подаваемой на орошение промывной башни, с заданными минимальным и максимальным граничнымизначениями и по достижении измерен ного значения расхода кислоты, подаваемой на орошение промывной башни,этих граничных значений регулируютподачу воды в оросительный холодильник промывной башни пропорцио О нально вычисленной величине отклонения измеренного значения температуры газа от заданного значения,1481200 У,тю Уьй Ь,ац ульд оставитель Г.Огаджановехред Л.Кравчук Корректо Редактор Н,Рог ай; и Заказ 2634/22 Тираж 435 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 КНТ СССР оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101