Система автоматического управления отбором печного газа

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

<б1> 4 F 27 D 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3687086/29-33 (22) 06.01.84 (46) 23.02.86. Бюл. r- 7 (72) M. Кухтенков, В.Е. Фильшин, Н.M. Павленко и А.М. Леонтьев (53) 66.041.9(088.8) (56) Зеликин М.Б. Производство каль— цинированной соды..-M. Химия, 1959, с. 113.

Шокин И.Н. и др. Технология соды. — M. Химия, 1975, с. 38. (54)(57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ОТБОРОМ ПЕЧНОГО ГАЗА из известково-обжигательных печей в про— изводстве кальцинированной соды, содержащая в каждой печи датчик давления, регулятор сброса газа в атмосферу, регулятор давления печи, исполнительный механизм регулирующего органа сброса газа в атмосферу и исполнительный механизм регулирующего органа отбора газа из печи, причем в каждой печи датчик давления соединен с первым входом регулятора сброса газа в атмосферу и входом регулятора давления, выход регулятора сброса газа в атмосферу подключен

„„Я0„„1213336 А к исполнительному механизму регули— рующего органа сброса газа в атмосферу, а выход регулятора давления печи соединен с исполнительным механизмом регулирующего органа отбора гaзa из печи, отличающаяс я тем, что, с целью повышения качества управления, она снабжена для каждой печи датчиком и регулятором давления в общем коллекторе, элементом сравнения, усреднительным блоком и газоанализатором, причем газаанализатор каждой печи соединен с первыми входами элемента сравнения и усреднительного блока, выход усреднительного блока подключен к второму входу элемента сравнения, выход которого подключен к первому входу регулятора давления в общем коллекторе, к второму входу которого подключен датчик давления в общем коллекторе, выход регулятора давления в общем коллекторе соединен с вторым входом регулятора сброса газа в атмосферу, а другие входы усреднительного блока соединены с газоанализатором других печей.

Ц

Б с c !

z св; — P )+N

)+и,, (ал. "!2

1, ==":. „

=--- К Я

1 (с5

iT и 1 !

1 1

Изобретение относится к автама— тиче c K oMv уира 8 JIE! HHEo Отделениями производства кальци(нированной соды, B частности отделением известковообжигательных печей, и может найти применение в химической промышленности.

В отделении известково-обжигательных. печей в процессе обжига карбанатного сырья получают изнесть и печной паз, содержащий СО, используемые в технологическом процессе производства кальцинированной соды. Количество печного газа, полу— чаемого в процессе обжига, превышает потребность В нем содового производства, поэтому для поддержания давления на заданном уровне в верхней час— ти лечи часть газа сбрасывают в атмосферу, а остальной газ подают в абщlсй коллеK Toр и „Iàëåå B технолoгический цикл.

Цель изобретения — павьш ение качестна управления.

На чертеже предс.тавлена принципиальная схема системы управления.

Из известке-Io-обжигательной печи! отбирают часть печного газа па трубопроводу 2 B общий коллект р, а часть через трубу 4 сбрасываю- В атмосферу

Система управления отбором печпагo 1 азд Ilз кlllкIJой печи вк (ьючаeт E а )а анализатор 5, э;семент 6 сравнения, усреднительньсй блок 7, датчик 8 дав— ления н верхней части печи 1, регуля rop 9 c6poca аза B атмосферу, EloJIIIи с ельныи v!plс а((изм 1 0 ре ГулиряО щего органа i 1 .

KpoIIe loI o, <.истема управления

BKJIIB"I0(.т рег лB Top 2 давлен?(я В ерха печи, испол Bте. (нные механизм 1 3 ре гулирующего ар! ана -., а также датчик 15 и регулятор б давления В n6— шем коллекторг.

Система работает с.лец ющим образом.

Соотношение количества отбираемого газа из печи серез трубопровод 2

B общий коллектор 3 и сбрасываемого в атмосферу через трубу 4 для конкретной печи устанавливают регулято— рам 9 сброса газа в атмосферу и элементом б сравнения в зависимгсти ат содержания СО В печном газе этой печи, определяема о газоанализатароМ 5, давления Верха печи, измеряеMol o датчиком 8 и вь(кодного сигнала

21 3 !36 2 усрелнсительнс>гo блока 7 для ".ë"ó÷àÿ, когда концентрации СО В печном газе данной печи ниже средней концентрации газа всех печей отделения.

Если концентрация СО в печном гаЯ зе данной печи выше или равна средней концентрации газа всех печей, та элемент 6 сравнения формирует управляющий сигнал регулятору 9 сброса га-!

О за в атмосферу, который, воздействуя с помощью исполнительного механизма 10 на регулирующий орган 11, перекрывает сброс газа из печи в атмосферу.

Стабилизацию давления верха печи

В случае указанных изменений сброса газа осуществляют с помощью регулятора 12., воздействующего через исполнительный механизм 13 на регулирующий орган 4 ..

2С Избежать возможных разбавлений воздухом печного газа в общем коллекторе при резком изменении его потребления содовым производством или при перераспределении отбора газа из печей можно за счет использаВания цапопнительнай связи, включающей датчик 15 и регулятор 16 давле..ия В общем коллекторе. Б этом случае при изменении давления (ваку !О ум ) в общем коллекторе 3 соответст-Венно изменяется сброс газа н атмосферу из печей таким образом, чтобы избехсать значительных колебаний давления н общем коллекторе.

Б системе управления реализуется

: л(.дующий алгоритм:

П со, С,,==К, (С; — " - )+N

Д п п (6 9 — выходные сигналы соответствующих блоков системы;

К коэффициенты пропорциональ нос ти соотв етс тв ующих блоков;

",! нас троечные пос тоянные ко эффициенты с оотВ етс твуюцих блоков;

12! 3336

} и }.е — сигналы, пропорцио° ьад нальные соответствается, а на 3-й печи

4 с в енно тек ущему и заданному значениям давления верха на

i--й "печи;

}! — сигнал, пропорциональный текущему значению давления в общем коллекторе;

C — сигнал, .пропОрциенальный о г ! концентрации СО в печном газе i-й печи; п — количество работающих печей в отделении

II p и м е р. До включения системы в работу значения параметров процесса следующие:

Gk =G k2=Gkz =G„ =10000 км /ч, где G . — расход печного газа, отк !, бираемого с i-й печи в общий коллектор.

CS) !:32 СЗЗ С34

=2000 нм /ч, где G, — расход печного газа i-й с8, печи, сбрасываемого в атмосферу.

Концентрация СО2 в печНом газе по печам %: С! 40 Сг 38 0 С9 42.0

С4 40.

Концентрация газа в общем коллекторе С „ =40,0 . в е

= Р э =- =5

Р"=10 мм вод. ст. Е Ссог

Ф

СО СОг 1

С г

Ф 4 чей перерас) пределения в отборе газа и его сброса на этих печах не происходит. На

K. С !=! 1

) и печи СОг

С поэтому отбор из нее в общий коллектор умень- шается и сброс в атмосферу увеличиПосле включения системы в работу вследствие того, что элементы 6 сравнения формируют для каждой печи соответствующие сигналы задания регулято— рам 16, сигналы с которых, в свою очередь, изменяют задания регуляторам 9 сброса в атмосферу, происходит перераспределение в количестве отбираемого и сбрасываемого газа по пе- чам.

При этом. так как для 1 и 4-й пеи, соответственно, отбор из нее в

5 общий коллектор увеличивается, а сброс в атмосферу уменьшается.

В результате перераспределения количеств отбираемого в общий коллектор и сбрасываемого в атмосферу газа по печам после включения системы имеем, нм /ч: G, 10000; G K2 9000;

I 10001 G !,4 100001 0 р 20001

G,gг 3000; 6сВэ 1000; 62 2000.

}- - P Р " Р = 5 мм вод. ст.

Са 2 э }

° 1

С „ =40%; С =38,0 ; С =42,0 ;

С,""0 =40 .

Концентрация углекислого газа в общем коллекторе 40,} . Тогда С „

С01

=40,1, С02 (где и=4 — общее количество печей в отделении) . Р"=-10 мм вод. ст.

Допустим, что концентрация СО в газе -й печи возрастает с 40 до

40,5 . В этом случае элемент 6 сравнения формирует новое задание регулятору 9 сброса излишка газа на 1-й печи, который с помощью исполнительного механизма 10 прикрывает регулирующий орган ll, и сброс с этой пе30 чи в атмосферу уменьшается с 2000 до

1000 нм /ч. Одновременно возрастает давление верха на 1 — и печи с 5 до

8 мм вод.ст. При этом регулятор 12 давления верха I-й печи, воздействуя с помощью исполнительного механиз-. ма !3 на регулирующий орган 14, приоткрывает последний, что вызывает увеличение отбора газа в общий коллектор из !-й печи до 11000 нм /ч и

4р позволяет восстановить прежнее давление верха на 1-й печи, равное

5 мм вод.. ст. Одновременно при этом возрастает давление (падает вакуум) в общем коллекторе (так как общий

45 отбор газа на содовое производство является постоянным) до — 8 мм вод. ст. В этом случае регуляторы 16 давления в общем коллекторе ка печах 2 формируют сигнал на увеличение сбро50 — СОг

4 са с этой печи (так как С02,!=! 1

С г

4 до G,g =4000 нм /ч, а так как при э этом на печи 2 несколько падает дав55 ëåHèå верха печи (до 3 мм вод. ст.), то регулятор 12 этой печи прикрывает на ней заслонку 14 в общий коллектор и уменьшает отбор с нее до С

"2! 213336

Заказ 774/51 Тираж 561 Подписное

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

=8000 нм /ч, вследствие чего бароЪ метрический режим верха 2-й печи в общем коллекторе восстанавливается, т е, P =5 мм вод. ст. и P =-10 мм в

2 вод. ст.

В результате указанного выше перераспределения расходов газа из печей, направляемого в общий коллектор, концентрация углекислого газа в последнем возрастает до 40,65Х.

В случае изменения отбора газа на производство соды, например увеличения этого отбора на 3000 нмЗ/ч, соответственно падает вакуум в общем коллекторе газа до — 15 мм вод. ст., при этом концентрация углекислого газа в общем коллекторе падает до .39Х (за счет подсосов воздуха). Påгуляторами 16 давления в общем к зл— лекторе печей пропорционально увеличивается отбор газа из печей на

ЬС„, =- 750 нм /ч; aG =-500 нм /ч; э Л„. = 1000 нм /ч и аО„,,= 750 нм /ч, при этом регуляторами 9 соответствующих печей примерно на эту же величину уменьшается сбрсс с печей в атмосферу, в результате чего восста1р навливается концентрация углекислого газа до 40,657 в общем KolIJIEKTQ ре.

Ф

Технико-экономические преимущества системы управления отбором печного газа из каждой печи отделения известково-обжигательных печей состоят в повышении концентрации углекислого газа в печном газе, поступающем в общий коллектор.