Способ управления теплоснабжающими установками пищевого предприятия

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОСНАБЖАЮЩИМИ УСТАНОВКАМИ ПИЩЕВОГО ПРЕДПРИЯТИЯ , предусматривающий формирование сигнала нагрузки, измерение суммарного расхода тепловой энергии, сравнение его с предельными значениями рабочего диапазона изменения производительности установок и дискретное изменение режима работы установок при достиже.нии сигналом нагруз- . ки предельного значения, отличающийся тем, что, с целью повышения производительносоги и КПД аппаратов тепловой обработки продуктов путем стабилизации параметров тепловой энергии, дискретно, с интервалом по времени фиксируют значения суммарного расхода тепловой энергии и определяют среднюю за интервал амплитуду его изменения, а формирование сигнала нагрузки определяют по формуле ,8Qt O Qt-i+0-6Qi.2 где, Q - сигнал нагрузки) Q - текущий расход тепловой энергии; расход тепловой энергии кп в предыдущий момент вре .. мени; . дсредняя за интервал амплитуда изменения расхода тепловой энергии. 9i4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ВСЮ 50 27 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. :

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3345331/28-13 (22) 28 ° 07,81 (46) 30,06.83 Бюл. М 24 (72) В.Я.Тихонов и В.Я.Ферманьян (71) Краснодарский ордена Трудово го Красного Знамени политехнический институт (53) 621,182 ° 62.52 (088.8) (56) 1, Соловьев Ю.Л. Проектирование теплоснабжающих установок для промпредприятий. М., "Энергия", 1968 с, 248. (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ TEIIJiOCHABЖИОЩИМИ УСТАНОВКАМИ ПИЩЕВОГО ПРЕД ПРИЯТИЯ, предусматривающий формиро вание сигнала..нагрузки, измерение суммарного расхода тепловой энергии, сравнение его с предельными .значенияУ ми рабочего диапазона изменения производительности установок и дискретное изменение режима работы установок при достижении сигналом нагруз„„SU„„1026121 А ки предельного значения, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности и КПД аппаратов тепловой обработки продуктов путем стабилизации параметров тепловой энергии, дискретно, с интервалом по времени фиксируют значения суммарного расхода тепловой энергии и определяют среднюю за интервал амплитуду его изменения, а формирование .сигнала нагрузки определяют по формуле

Q 089 + OPQ „+O6 g„„ где. Ц - сигнал нагрузки)

9» - текущий расход тепловой энергии; е

Qg»- расход тепловой энергии в предыдущий момент времени, . О» - средняя за интервал амплитуда изменения расхода тепловой энергии. В

1026121

Изобретение относится к управлению теХнологическими установками пищевого предприятия и может быть использовано для регулирования производительности теплоснабжающих установок. 5

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ управления теплоснабжающимй установками пищевого предприятия, заключающийся в формировании сигнала 10 нагрузки, измерении суммарного расхода тепловой энергии, сравнении его с предельными значениями диапазона изменения производительности и при достижении величиной расхода 5 предельного значения дискретного изменения режима работы отдельной установки $1), Недостатком данного способа является то, что в моменты выполнения дискретных операций параметры тепловой энергии отклоняются от заданных значений. Это объясняется наличием переходного процесса, обусловленного несоответствием между нагрузкой и производитель- ностью теплоснабжающих установок.В моменты переключения нагрузка становится больше (меньше), чем могут обеспечить теплоснабжающие установки при неизменном числе работающих аппаратов. Для устранения несоответствия необходимо отключить (включить ) одну или несколько установок. Время, необходимое для реализации операции пе- 35 реключения, складывается из времени срабатывания системы управления и времени вывода установки на режим.

30! 40

Снижение параметров тепловой энер гии приводит к уменьшению произво дительности и КПД теплопотребляющих аппаратов, поскольку снижается количество подводимой в единицу времени 45 теплоэой энергии. Это снижение обусловлено влиянием двух факторов: вопервых, уменьшением параметров, тепловой энергии (давление, температуры и т.д.), во-вторых, уменьшается расход тепловой энергии, поскольку при неизменных положениях запорно-регулирующей арматуры расход зависит от перепада давления на них. Одновременно увеличиваются потери в передающих линиях, поскольку увеличивается скорость движения теплоносителя. Компенсировать нестабильность параметров тепловой энергии применением систем автоматического регулирования у теплопотребляющих аппаратов не удается 60 ввиду гого, что уменьшается максимальная производительность теплопотребляющих аппаратов, а также имеют место потери, вызванные переходными процессами в системе регулирования теплового режима теплопотребляющего аппарата.

Потребление тепла агрегатами пищевых, в частности,плодоперерабатывающих предприятий характеризуется резко выраженной неравномерностью, обусловленной графиком поступления

Пищевого сырья на переработку, наличием теплопотребляющих аппаратов периодического действия и т.д.

В таких условиях резко увеличиваются частота возникновения режимов переключения, а также. потери тепла и продукта, Цель изобретения — повышение производительности и КПД аппаратов тепловой обработки продуктов путем стабилизации параметров тепловой энергии. указанная цель достигается тем, что согласно способу управления теп" лоснабжающими установками пищевого предприятия, предусматривающему формирование сигнала нагрузки,измеренйе суммарного расхода тепловой энергии, сравнение его с предельными значениями рабочего диапазона изменения йроизводительности установок и дискретному изменению режима работы установок прн достижении сигналом нагрузки предельного значения, дискретно с интервалом по времени фиксируют значения суммарного расхода тепловой энергии и определяют среднюю за интервал амплитуду его изменения, а формирование сигнала нагрузки определяют по формуле

Я = 0.8 Qqt 0,2Q j „ 0,60„g, где Q - сигнал нагрузки, 9g — текущий расход тепловой энергии, Ц „- расход тепловой энергии в предыдущий момент времени, Q,<- средйяя за интервал амплитуда изменения расхода тепловой эйергии.

На фиг. 1 представлен график, поясняющий способ, на фиг. 2 — структурная схема устройства, реализую» щего предлагаемый способ.

Предлагаемый способ основан на анализе динамики изменения расхода теплой энергии и экстраполяции полученных данных. На фиг. 1 представлен график изменения расхода тепловой энергии. В момент времени t запоминается значение Qg и рассчитывается величина 0,8Qg. По ранее введенному в память значению Qg < рассчитывается величина 6,,2 Qg .

Средняя за интервал амплитуда изменения расхода определяется по выражению

1026121 где Q — средняя за интервал Т ампли112 туда изменения расхода тепловой энергии;

Т вЂ” длительность временного интервала, Я Q g — соответственно расход тепло- 5 вой энергии в моменты времени 1 u t -1, Числовые коэффициенты (0,8, 0,2,, 0,6 являются "весами" значений функции Я» и определены по эксперимен- !О тальным данным, полученным в результате обработки графиков изменения технологической нагрузки нескольких консервных предприятий. Средняя ошибка . экстраполяции не превышает 5Ъ. При- 15 веденное аналитическое выражение при:менимо и для других режимов измене= ния расхода тепловой энергии, при этом может несколько возрасти ошибка, конкретное значение которой можно определить экспериментально.

Теплоснабжающие установки 1 — 3 вырабатывают тепловую энергиюу,расход которой измеряется датчиком 4 расхода. Выход датчика связан. с сумматором 5,с элементом б памяти и интегратором 7. Выходные сигналы элемента 6 памяти и интегратора 7 поступают на вход сумматора 5, который осуществляет суммирование сигналов датчика, элемента памяти и интегратора с коэффициентами, соответствующими аналитическому выражению.

Выходной сигнал сумматора 5 поступает на пороговое устройство 8, в котором его значение сравнивается с максимальным и минимальным значениями диапазона изменения произво, дительности.

В случае выхода сигнала нагрузки за диапазон изменения на вход бло- 40 ка 9 управления поступает соответствующий сигнал и блок управления

9 реализует команды дискретного изменения производительности теплоснабжающих установок 1-3. Генератор 10 4g предназначен для задания интервала дискретности измерений.

По сигналам генератора 10, с заданной частотой т= — в каждый момент

-т времени 1 производится сброс показаний интегратора на "0" и повторный пуск, поэтому выходной- сигнал интегратора пропорционален площади, заштрихованной на фиг. 1. A выходной сигнал интегратора 7, взятый с коэффициентом 1/Т, и есть средняя за интервал амплитуды изменения расхода тепловой энергии.

Пример. Для наглядности, в качестве теплоснабжающих установок возьмем производетвенную котельную; оборудованную несколькими котлами;

Пусть в некоторый момент времени расход пара превысит суммарную .производительность работающих котлов. В результате такого несоответствия 65 начнут изменяться параметры тепловой энергии — уменьшатся давление и температура пара. При этом потребитель недополучит часть необходимого ему тепла. Производительность технологических установок (например, выпарных станций), уменьшается, а в ряде установок ухудшается качество получаемого продукта (например, пастеризаторы, автоклавы), Для исключения указанного несоответствия между расходом пара и производительностью котлов необходимо включить резервный котел. Однако вследствие инерционных свойств резервного котла суммарная производительность котлов будет возрастать медленно, по мере разогрева резервного котла и достигнет необходимого значения только через некоторое время.В течение этого времени запаздывания в реализации управляющих воздействий будет наблюдаться указанное несоответствие.

Положительный эффект достигается вследствие двух факторов.

Во-первых, повышается точность представления результатов измерения расхода тепловой энергии. Это повышение точности достигается за счет того, что кроме измерения текущего расхода тепловой энергии, анализируется значение расхода в предыдущий момент времени, а также средняя за интервал амплитуда изменения расхода.

В результате этого сигнала Я опреЮ деляемый по математической зависимости, приведенной в формуле изоб-. ретения,отражает и текущее значение и динамику его изменения.

Во-вторых, использование сигнала Я для цепей управления повышает оперативность управления. Поскольку дискретные операции переключения выполняются в моменты, когда сигнал Я достигает предельных значений, а сигнал Q учитывает динамику изменения расхода, то по предлагаемому способу дискретные операции выполняются не в моменты достижения расхо— дом предельных значений, а раньше, с некоторым упреждением, равным времени Т. При этом если величина Т будет равна или больше времени за" паздывания в реализации управляющих воздействий, то снижение параметров тепловой энергии будет полностью исключено. Другими словами, поскольку резервный котел будет включен заранее, то к моменту, когда текущее значение расхода тепловой энергии достигает предельного значения, он будет находиться в рабочем режиме и может принять на себя наблюдаемое возрастание расхода пара.

Если в качестве теплоснабжающих приняты котельные установки, то способ может быть реализован следующим.образом. 1026121

Заказ 4557/39 Тираж 874 Подписное

ВНИИПИ

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Датчик 4 представляет собой дифманометр с пневматическим выходным сигналом, который совместно с диафрагмой, установленной в общем паропроводе, измеряет расход пара и преобразует его в пневматический 5 сигнал, 9тот сигнал поступает на вход интегратора 7 и элемента 6 памяти. В качестве сумматора 5 исполь". зуется прибор алгебраического суммирования. Генератор 10 легко реали- 0 зуется на элементах системы УСЭППА..

Пороговое устройство 8 представляет собой два позиционных регулятора.

Величины0 д„и Я „ q задаются оператором с помощью задатчиковР Блок 9 Я управления есть автомат пуска котла, его исполнение зависит от типа при- меняемого котла и вида сжигаемого топлива.

Аналогично, т.е. по такой,же структурной схеме, могут быть реализованы системы управления холодильными,или бойлерными установками.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить оперативность управления и уменьшить снижение параметров тепловой энергии в моменты. дискретного изменения режима работы установок. За счет этого повышается средняя производительность и КПД аппаратов "тепловой обработки про" дуктов. Следствием указанных эффектов является снижение потерь сырья при хранении на сырьевой площадке перед переработкой.