Способ автоматического управления подачей тепла в колонны брагоректификационного аппарата

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОР СИОНУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! I! I 558042

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 26.11.73 (21) 1972500/13 (51) .11. Кл. - С 12F 1102 с присоединением заявки Х2

Гасударстае11иый комитет

Соаета Миииотраа СССР оо делам изооретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.77. Бюллетень М 18

Дата опуб IIIKQBBHIIH описания 24.06.77 (53) УДК 663.551.24 (088.8} (72) Автор изобретения

Л. A. Аксельрод

Всесоюзный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт автоматизации пищевой промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПОДАЧЕЙ ТЕПЛА В КОЛОННЫ БРАГОРЕКТИФИКА11ИОННОГО

АП ПАРАТА (2).

Изобретение относится к области управления процессом ректификации, например, спирта на колоннах брагорсктификационных аппаратов, например, косвенного или двухпоточного типа.

Известен способ автоматического управления подачей тепла в колонны брагоректификационного аппарата по давлению в Нх ни>кних частях с коррекцией по температуре верха бражной колонны (1).

Недостаток этого способа заключается в том, что расход пара не соответствует обычно оптимальному расходу для данного режима, так как задание на температуру или давление устанавливается применительно к одному из номинальпых режимов, при этом при изменении последнего имеет место либо перерасход пара, либо потери спирта с кубовыми продуктами.

Известен также способ автоматического управления подачей тепла в колонны брагоректификационного аппарата, заключающийся в регулировании расхода пара, подаваемого в колонны аппарата, по давлению в их нижних частях; рас. одов питания, охлаждающей воды и кубовых продуктов соответствующих колонн; в измерении параметра, характеризующего концентрацию спирта в контрольной зоне каждой колонны (например, температуры) Однаl o !» HaHecTHO I c!!ocooe 11ме10т AiccTQ повышенный расход пара и потери спирты с кубовыми прод ктамн.

Кроме того, укззапньш способ нc-::сономн5 чсн и и мсст нсвы сoliv!o 113д - жнос . ь, С цель1о уменьшс11Н11 р3с."oда пара н потерь спирта с кубовыми продуктамн пo предлагаемому способу измеряют расход и ко;»центрац цо питания соответствующих колонн

10 и корректируют задание на давление в нп>кней части колонны В зависимости QT этих измеренных вслнчш» с учетом дннзмнческнх свойств колонны и в зависимости от величины p3ccol ë3coH3!»11ÿ теы lцеl О и заданного зна9cI»1IÉ паря мст;>а, характернз Ioliic о :,Онцснтрацию спирта в контрольной зоне данной колонны.

I IPH TO%1 концснтРацн10 пнт;1Н:1Я О,)3>l»i»oli колонны определяют по расходу и концентрации бражного днстил IHT3 . по расходу питания бражной колонны, а расход:-пюрата определяют по расходу и концентрации бражного дистиллята н концентрации эпюрата.

На фпг. 1 изображена принципиальная схема устройства для выполнения способа автоматнческо 0 упраглеьп1я подачсй тепла в ко;10HHbI брягорсктпфпкацнонпого 3 1!13p3T3 Ilpll коррекцн1» задания по давлеillilo В ее ннжнсй части; на фнг. 2 — схема для одной нз колонн, 30 например ректпфпкацпонной, аппарата прн

558042 коррекции задания по температуре (концентрации) в контрольной зоне.

Устройство для выполнения способа содер>Iil1I б1>ci>IIHуlo> 3IIIo аllilонH Io и peKTIIôHI421114онную колонны 1, 2 и 3, регуляторы 4 давления, исполнительные механизмы 5 на трубопроводах 6 пара, датчики 7 давлення, вычислительные блоки 8, регуляторы 9 и 10 температуры и концентрации в контрольных зонах колонн, динамические „ — 16, датчики 17, 18 и 19 температуры и концентрации и расхода бражки, вычислительный блок 20, датчики 21 и 22 расхода и концентрации бражного дпстиллята, д1ша IIIческие устройства 23, датчики 24--26 расхода концентрации и питания колонны, динамические устройства 27 и 28.

Способ осуществляют следующим образом.

Расход пара (U), подаваемого в колонны аппарата, регулируют по давлению (Р) в их нижних частях, регулируют также расходы пита1шя (F) охлаждающей воды и кубовых продуктов соответствующих колонн.

Оптимальный расход пара (U">) в одну из колони связан с расходом (F) и концентрацией (Х„;) питания, поступающего в колонну, соотношением

V:>= I РУ1Х,.) (1) где t — время.

Связь между параметрами процесса давлением (P) и концентрацией спирта в контрольной зоне (Х„) задают соотношением

Р=)2 (>1> 1 7) > 1111 (2)

Xl;=f2(fIFiX> U) (3) где cp — возмущающее воздействие, связанное, например, с расходом охла>кда1ощей воды.

С учетом соотношения (1) оптимальные значения P и Х„при 1> = Ь"» равны

1>4 (> .> > ХГ) Г >4> (4)

ХН = /5 (1> > > Х>>) (5)

Расход пара будет также оптимальным для текущих F и Х>:.

Измеряют параметр, характеризующий концентрацию спирта в контрольной зоне ка>кдой колонны, например температуры, при этом, если вычислительный блок 8 имеет структуру в соответствии с соотношением (5), то регулятор 9 поддер>кивает температуру (и, следовательно, концентрацию) в контрольной зоне на оптимальном уровне и обеспечивает слежение инерционного параметра (температуры) за переменным заданием, Динамические устройства 27 и 28 отфильтровывают высокочастотные составляющие сигналы от датчиков расхода и концентрации и обеспечивают компенсацию инерционности объекта и регуляторов.

Если вычислительный блок 8 имеет структуру в соответствии с соотношением (4), то регуляторы 4 поддерживают оптимальное давление и, следовательно, оптимальный расход а

4 >

65 пара при 111=0. Если > не равно нулю, то расход пара несколько отличается от оптимального, что приводит к отклонению температуры (и концентрации) в контрольной зоне.

Регуляторы 9 (или 10) корректируют задание на давление в нижней части колонны в зависимости от измеренных величин расхода и концентрации питания в контрольных зонах соответствующих колонн, а динамические устройства 11 — 16 отфильтровывают сигналы, пропорциональные .г и Х».

При этом если непосредственное измерение расхода или концентрации питания одной из колонн затруднено, то недостающий параметр можно определить по расходу и концентрации питания другой колонны, например расход бра кки определястся io расходу и концентрации бражного дпстпллята и по расходу б1>а>ккп, а расход эпюрата — по расходу и концентрации бражного дпсп1ллята и крепости эпюрата, причем в последнем случае сигналы от датчиков 25 и 26, пропорциональные расходу и концентрации бражногодисп1ллята, пропуска1от через динамическое устройство 23 задерживающие сигналы на время прохождения продукта через эпюрационную колонну.

Процесс регулирования расхода пара, например, в ректификационную колонну в динамике осуществляют следующим образом.

При изменении, например, расхода питания эпюрационной колонны (бра кного дистпллята) изменится выходной сигнал датчика 21 расхода (фиг. 1) .

Система управления расходом пара в эпюрационную колонну, т. е. регуляторы 4давления, вычпслигельные блоки 8, регулятор 9 темперагуры и динамические устройства 13 и

14, установит новое оптимальное значение расхода пара в эпюрационную колонну.

1.1змепения расхода б;>ажного д1стпллята и расхода пара и эпюрационную колонну вызывают изменение рас: ода и концентрации питания ректификацнонной колонны (эпюрата), что потребует изменения расхода пара в ректнфикацпоннуlo колонну.

Изменение выходного сигнала датчика 21 вызывает изменение выходного сигнала вычислительного блока 20. После задержки этих сигналов на заданное время в динамических устройствах 15, 16 и 23 они поступают на вход вычислительных блоков 8, которые изменяют задание регулятору 4 давления так, чтобы установить заданный необходимый расход пара.

Изменения расхода пара, а также расхода и концентрации эпюрата вызывают изменение концентрации спирта в контрольной зоне ректификационной колонны, В соответствии с этим изменением концентрации изменяется выходной сигнал регулятора 10 концентрации, совместное действие выcliI Ii ioB ди14амп>1еск11х устронств 1о и 16 и последнего приведет к установлению расхода пара на оп1имальном уровне, при этом концентрация в контрольной зоне отлиЭ

558042 чается от заданного значения в пределах статистической точности регулятора 10, Регулирование расхода пара в другие колонны аппарата осуществляют аналогичным образом.

Формула изобретения

Способ автоматического управления подачей тепла в колонны брагоректификационного аппарата, заключающийся в регулировании расхода пара, подаваемого в колонны аппарата, по давлению в их нижних частях; расходов питания, охлаждающей воды и кубовых продуктов соответствующих колонн; в измерении параметра, характеризующего концентрацино спирта B контрольной зоне каждой колонны (например, температуры), о т л и ч а ющи и с я тем, что, с целью уменьшения расхода пара и потерь спирта с кубовыми продуктами, измеряют p2c:Ioä и концентрацию питания соответствующих колонн и корректируют задание на давление в нижней части колонны в зависимости от эт11х измеренных величин с мчетом динами Iсски. cBo!11cò13 колонны и В 32висимости от вслн шны рассоглаcoâ3ния теку5 щего и 32даHнoго значсHий параметра, хаj)актеризуюцсго концсптрашпо спирта в контрольной зоне коло1гны.

2. Способ по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что копцентрашпо питания бражной колонны

10 определяют по расходу и кОнцснтр2ц1нн бражного дист11ллята и по 2ñþëó питания бражной колонны, а рас.од эпюрата определяют по расхо11у и кош,снтрац;ш бражно1о дпстиллата и концентрации эпюрата.

Источники 1111формации, принятые во nII;Iмание прн экспертизс изоорстення

1. Авто3ñ;ñîå свидетельство ¹ 20Я94, кл.

С 12F 1/02, 1957.

20 2. Авторское св;1детсльство № 422767, кл.

С 12F 1/04, 1971.

558042

Al2 2

Составитель A. Бражникова

Текред А. Кагиышникова Корректор Л. Брахнина

Редактор T. Логинова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1262/10 Изд ЪГо 467 Тираж 560 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изоорстений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская паб., д. 4/5