Устройство управления узлом регенераторов

 

i: УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ .УЗЛОМ РЕГЕНЕРАТОРОВ, содержащее регенераторы, объединенные воздушным трубопроводом, соединенным с каждым из регенераторов посредством одного из воздушных клапанов, и объединенные газовым трубопроводом, соединенным с каждым из регенераторов посредством одного из газовых клапанов, перепускные и сбросной клапаны, термометры сопротивления, установленные на холодных концах регенераторов , связаннью через программный блок переключения регенераторов с указанными клапанами , отличающееся тем, что, с целью оптимизации работы регенераторов за счет сокрашения энергетических и. капитальных затрат, устройство снабжено блоком формирования переключаемых пар регенераторов, соединенны.м с программным блоком, регенераторы объединены перепускным трубопроводом , соединенным с каждым регенератором посредством одного из перепускных клапанов, а сбросной клапан установлен на перепускном трубопроводе. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что программный блок содержит ячейку управления перепускными клапанами, ячейки управления перепускными и сбросс: $9 ным клапанами и ячейку управления сбросным клапаном, связанную с ячейками управления перепускным и и сбросным клапа (Л нами всех регенераторов..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :

H ASTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ далях

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3370000/23-26 (22) 18.12.8! (46) 15.04.83. Бюл. № 14 (72) В. П. Беляков, Ш. И. Гагуа, Б.А. Каклюгин, Л. С. Проворный и А..И. Сохнев (53) 66.012.52 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 558451, кл. G 05 D 23/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 394636, кл. F 25 J 3/00, 1971. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ, УЗЛОМ РЕ ГЕНЕРАТОРОВ, содержащее регенераторы, объединенные воздушным . трубопроводом, соединенным с каждым из регенераторов посредством одного из воздушных клапанов, и объединенные газовым трубопроводом, соединенным с каждым из регенераторов посредством одного из газовых клапанов, перепускные и сбросной клапаны, термометры сопротивления, установленные на холодных концах регенерато„„SU„„1011999 А

zc5u F 28 D 17/00; G 05 D 2300 ров, связанные через программный блок переключения регенераторов с указанными клапанами, отличающееся тем, что, с целью оптимизации работы регенераторов за счет сокращения энергетических и, капитальных затрат, устройство снабжено блоком формирования переключаемых пар регенераторов, соединенным с программным блоком, регенераторы объединены перепускным трубопроводом, соединенным с каждым регенератором посредством одного из перепускных клапанов, а сбросной клапан установлен на перепускном трубопроводе.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что программный блок содержит ячейку управления перепускными клапанами, ячейки управления перепускными и сбросным клапанами и ячейку управления сброс- Я ным клапаном, связанную с ячейками уп1 равления перепускными и сбросным клапанами всех регенераторов..

1011999

10

Изобретение относится к устройствам автоматического управления установками разделения газовых смесей, например воздуха, методом низкотемпературной ректификации, и может быть использовано для управления регенераторами, которые являются основными аппаратами подготовки воздуха для дальнейшего его разделения в ректификационной колонне.

Узел регенераторов воздухоразделительных уста новок рассчитывается по необходимым условиям теплообмена, исходя из допустимой величины перепада давления на участке от выхода продукта в ректификационную колонну до потребителя, т. е. по гидравлическому сопротивлению для обратного потока. Этот перепад практически определяет число параллельно включенных регенераторов, стоящих под обратным потоком. Другое количество регенераторов, стоящих под прямым потоком, принимается равным полученному числу. Так традиционно решается узел регенераторов, который состоит из несколько параллельно включенных групп из двух регенераторов, соединенных между собой трубопроводами с переключающей арматурой. В этом случае все регенераторы, стоящие под прямым потоком, оказываются выбранными с большим. запасом по теплообменной поверхности и по числу регенераторов, так как давление прямого потока, равное 6 кгс/см, много больше давления обратного потока, составляющего 0,85 кгс/см .

Известно устройство для управления температурным режимом узла регенераторов, е. основу которого заложено переключение пар регенераторов по достижению заданного значения температуры их холодных концов (1) .

Н аи более бли з ки м к изобрете нию я вл яется устройство управления узлом регенераторов, содержащее регенераторы, объединенные воздушным трубопроводом, соединенным с каждым из регенераторов посредством одного из воздушных клапанов, объединенные газовым трубопроводом, соединенным с каждым из регенераторов посредством одного из газовых клапанов, содержащих перепускные и сбросной клапаны, термометры, установленные на холодном конце регенераторов, связанные через программные блоки переключения регенераторов с указанными клапанами. Переключение регенераторов с холодного дутья к теплому и обратно осуществляют при достижении заданной величины температуры на холодном конце регенераторов: Узел содержит постоянные пары переключаемых регенераторов. Для стабилизации температурного режима на воздушном потоке каждой пары регенераторов установлен регулирующий орган (2) .

Недостатком этого устройства является то, что число регенераторов, стоящих под

55 прямым и обратным дутьем, одинаково (п = m). Это не позволяет обеспечить оптимальное число регенераторов, стоящих под прямым и обратным дутьем, оптимальную продолжительность периода дутья и равномерное распределение возмущений.

Для этого устройства характерны сложная трубная обвязка на теплом конце регенераторов, наличие дорогостоящей регулирующей арматуры и приборов регулирования, сложных трехходовых сбросных клапанов (на каждую пару по одному такому клапану) . Все это приводит к увеличению капитальных и энерегтических затрат.

Цель изобретения — оптимизация работы регенераторов за счет сокращения энергетических и капитальных затрат.

Поставленная цель достигается тем, что устройство управления узлом регенераторов снабжено блоком формирования переключаемых пар регенераторов, соединенным с программным блоком, регенераторы объединены перепускным трубопроводом. соединенным с каждым регенератором посредством одного из перепускных клапанов, а сбросной клапан установлен на перепускном трубопроводе.

Кроме того, программный блок содержит ячейку управления перепускными клапанами, ячейки управления перепускными и сбросным клапанами и ячейку управления сбросным клапаном, связанную с ячейками управления перепускными и сбросным клапанами всех регенераторов.

На фиг. 1 изображен узел регенераторов установки разделения воздуха; на фиг. 2циклограмма работы узла регенераторов; на фиг. 3 — схема системы управления узлом регенераторов; на фиг. 4 — диаграмма переключения клапанов регенераторов.

Устройство содержит регенераторы 1 — 8 с общим трубопроводом 9 петлевого потока, объединенные воздушным трубопроводом

10 через воздушные клапаны 11 — 18, объединенные газовым (продукционным) трубопроводом 19 через газовые клапаны 20—

27 и перепускным трубопроводом 28 через перепускные клапаны 29 — 36, соединенные с одним сбросным клапаном 37. На выходе воздушного потока из каждого регенератора установлены термометры 38 — 45 с сигнализаторами.

На вертикальной оси фиг. 2 указаны регенераторы 1 — 8, а на горизонтальной оси моменты переключения регенераторов.

Имеется последовательность переключений: первый переключается с четвертым, второй с пятым, третий с шестым, четвертый с седьмым, пятый с восьмым, шестой с первым, седьмой со вторым, восьмой с третьим. На этом полный цикл переключения оканчивается, т. к. в дальнейшем опять повторяется комбинация переключений. Точки на горизонтальной оси характеризуют моменты переключения, в этот момент темпе1011999 ратура прямого потока после регенераторов достигает заданного значения. Каждой такой точке приписан единственный термометр, выдающий информацию на переключение регенераторов.

Переключение обеспечивается специальным устройством — - системой управления узлом регенераторов (фиг. 3), содержащей сигнализаторы температуры 38 — 45, блок 46 формирования переключаемых пар регенераторов, общий программный блок 47, состоящий из программных блоков 48 — 55 с однотипными ячейками управления перепускными клапанами 56, однотипными ячейками 57 управления перепускными и сбросным клапанами и ячейку 58 управления сбросным клапаном, связанную с ячейками

57 всех регенераторов.

Устройство работает следующим образом.

При достижении заданной температуры, например, на холодном конце регенератора

1 срабатывает сигнализатор 38, при этом начинают переключаться клапана 11, 20 и

29. Одновременно организуется пара, состоящая из регенератора 1 и регенератора

4, клапана которого 14, 23 и 32 также начинают переключаться, причем регенератор

1 является ведущим, так как регенератор

4 переключается по его команде.

Устройство осуществляет переключение потоков, так, чтобы узел регенераторов представлял собой единую группу, в которой числа регенераторов, стоящих под обратными и прямым дутьем, выбраны постоянными по таблице а переход регенераторов из одного состояния в другое осуществляют последовательно, обеспечив полный замкнутый цикл в группе так, что времена; в течение которых каждый регенератор стоит под обратным и прямым потоками, пропорциональны щ и — „," — „соответственно. Переход регенераторов из одного состояния в другое по полному замкнутому циклу осуществляют комбинационно путем формирования комбинаций регенераторов кратных n+m, которые исчезают через промежутки времени, пропорциональные,„ ™-„

Каждую комбинацию строят из ведущего регенератора, стоящего под прямым дутьем, и ведомого, стоящего под обратным дутьем, а время переключения комбинации определяют по ведущему регенератору.

Это осуществляет блок 46, в данном случае он включает программные блоки 48 и

51 и блок 58.

В блоке 58 срабатывает ячейка 56 (длинный перепуск), а в блоке 51 срабатывает

)o ячейка 57 (короткий перепуск). Во время, равное разности между длинным и коротким перепуском (фиг. 4), срабатывает общая для всех регенераторов ячейка 58 управления сбросным клапаном. В дальнейшем все рассуждения повторяются путем

15 чередования регенераторов (как показано на циклограмме фиг. 2).

В данном примере выбран узел регенераторов с восьмью аппаратами, из них три

1, ? и 8 стоят под прямым дутьем и пять

2 — 6 — под обратным. При любом переключении всегда три стоят под прямым дутьем и пять под обратным. Полный цикл переключения проходит тогда, когда все регенераторы поменяют свое дутье, т. е. это происходит через восемь временных интервалов. Каждый регенератор за полный цикл

Т находится под прямым дутьем в течение времени, пропорционального 3/8Т, в общем виде (— „— ) Т и под обратным дутьем в течение времени, пропорционального 5 8Т, в общем виде ("— ) T.

3(}

Объединение регенераторов в одну группу и однотипность их переключения позволяет выбирать оптимальную с теплотехнической точки зрения схему включения регенераторов

Последовательно переключение и фор35 мирование пар регенераторов, существующих короткое время, позволяет равномерно распределить возмущения на все регенера- . торы.

Ожидаемый экономический эффект на

1 установку составляет 20 тыс. руб. за счет

40 сокращения числа регенераторов,30 тыс. руб. за счет сокращения арматуры трубопроводных коммуникаций и оборудования автоматики и 10 тыс. руб.. за счет уменьшения сопротивлений на входе в регенераторы. Ожидаемый годовой экономический эффект

180 тыс. руб.

101 999 пряное фпверпегиое/ обратное бугпье (холодное)

Ри2. 2, У кпапаиа

ЯЯ g — клапан огпнрыт

Составитель В. Васин

Редактор Т. Веселова Техред И. Верес Корректор Л. Бокшан

Заказ 2740/47 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений н открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4