Способ автоматического пуска сернокислотного производства

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН дц 4 С 01 В 17/76, В 01 Х 8/18, С 05 0 27/00

Э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ чи (датчик (Д) 9 температуры,регулятор (Р) 1З,коммутатор 25, клапан (К) 19); подачи дутья в печь в зависимости от температуры газов на выходе котла-утилизатора 2 (Д 10 температуры, P 18, К 20), подачу топлива в пусковую топку 5 в зависимости от температуры топочных газов на выходе злектрофильтра 4 (Д 11 температуры, P 17, К 21), с коррекцией по температуре топочных газов (Д 10 связан с P 17); подачи индукционного нагрева к слою печи в зависимости от его температуры (Д 7 температуры, P 14, регулируемый источник 22); и подачи индукционного нагрева к ширмам котла-утилизатора 2 в зависимости от температуры воды в барабане (Д 8 температуры P 15; регулируемый источник 23).Подачу топлива и дутья в печь корректируют по температуре поверхности ширм (Д 24 температуры связан с коммутаторами 25 топлива и 26 дутья). 1 KTI.

То

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3900207/31-26 (22) 22. 05.85 (46) 23.11.86. Бюл. Р 43 (71) Уфимский нефтяной институт (72) А.И.Кобяков (53) 66.012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1125039, кл. В 01 J 8/18, 1983.

Производство серной кислоты. Технический проект. — M.: Гипрохим, 1975, ч.4. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПУСКА

СЕРНОКИСЛОТНОГО ПРОИЗВОДСТВА (57) Изобретение относится к способу автоматического пуска сернокислотно" го производства, может быть использовано в химической промышленности и позволяет уменьшить длительность процесса пуска и снизить расход топлива. Способ реализуется системой автоматического пуска, включаХощей контуры регулирования: подачи топлива в печь 1 в зависимости от температуры топочных газов на выходе пе„„SU„„1271820 A 1

)271820

Изобретение относится к автоматизации пусковых операций химико-технологических систем и может быть использовано в химической промышленнос,ти, в частности в производстве серной кислоты из колчедана, Целью изобретения является уменьшение длительности процесса пуска и снижение расхода топлива.

На чертеже представлена схема системы автоматического пуска для реализации предлагаемого способа, Система включает печь 1 кипящего слоя, котел-утилизатор 2 с питательным барабаном 3, сухой электрофильтр

4 с пусковой топкой 5, датчик 6 расхода дутья в слой, датчик 7 температуры в слое, датчик 8 температуры воды в барабане, датчики 9-11 температуры топочных газов на выходе печи, котла и электрофильтра соответственно, регуляторы 12 — 17, блок 18 сравнения, регулирующие органы 19 — 21, регулируемые источники 22 и 23 индукционного электронагрева, датчик 24 температуры поверхности ширм котлаутилизатора, коммутаторы 25 и 26.

Способ осуществляют следующим образом.

Устанавливают с помощью блока 18 сравнения и коммутаторов 25 и 26 в зависимости от предпускового состояния котла-утилизатора очередность ввода в действие регулирующих воздействий. Предпусковые состояния котла идентифицируют в блоке 18 путем сравнения температуры.Т поверхности ширм котла с температурой Т ков;денсации агрессивных соединений то ночных газов на поверхности ширм.Для этого термодатчиком 24 измеряют температуру .поверхности ширм котла-утилизатора, сигнал Т с которого направляют на первый вход блока 18 сравнения. На второй вход блока 18 подают задание Т . В блоке эти сиг-! налы сравнивают и формируют выходной двузначный сигнал по следующим формулам

n = О, если Т с Т,„ (1) п= 1, еслиТ Т (2)

Сигнал и подают на коммутаторы 25 и 26, установленные на выходе регуляторов 12 и 13.

В коммутаторах с помощью дискретного сигнала и выполняют коммутацию входного х и выходного у сигналов по формулам у = О, если и =О; (3) у = х, если п =1. (4)

При нулевом значении и согласно (3) регуляторы.12 и 13 отключены от

5 регулирующих органов 20 и 19, установленных на линиях подачи дутья и топлива в печь. Регулирующие органы в этом случае находятся в исходном закрытом положении, что исключает подачу топлива и дутья. Поэтому при и 0 в действие введен индукционный электронагрев слоя и котла-утилизатора. В том случае, когда на выходе блока 18 действует единичный сигнал, коммутаторы 25 и 26 согласно (4) подключают регуляторы 12 и 13 к регулирующим органам 20 и 19. В такой ситуации в действие введены все регулирующие воздействия процесса ра20 зогрева печи и котла, а именно электронагрев, подача топлива и дутья.

Рассмотрим работу системы управления, когда в предпусковом исходном состоянии температура оборудования совпадает с температурой окружающей среды, в частности температура

Т в котле-утилизаторе ниже температуры Т, конденсации топочных гаI зов на поверхности ширм котла °

Для такого предпускового состояния период времени (О,Т ), отведенный на разогрев ХТС, состоит из двух этапов. Первый этап (О,Т )характерен использованием для печи и котла инд5 дукционного электронагрева, а второй jT, Т j — вводом в действие всех е регулирующих воздействий, а именно электронагрева, подачи топлива и

t дутья. На первом этапе (0, Тр), cor40 ласно (1), на выходе блока 18 формируют нулевой сигнал и который устанавливает подачу только индукционного электронагрева к слою печи и к ширмам котла-утилизатора. Такая оче45 редность обусловлена необходимостью предварительного разогрева ширм до температуры Т, при которой исклюI чается конденсация агрессивных соединений топочных газов на их поверх50 ности °

Стабилизацию заданного темпа разогрева ширм котла и слоя печи осуществляют изменением мощности электронагревателей по температуре слоя

55 печи 1 и воды в питательном барабане

3 котла-утилизатора .2. Температуру воды в барабане 3 измеряют датчиком

8 и сигнал Ть направляют на вход ре1271820 количества топлива, сжигаемого в надслоевом пространстве, что создает экономию и благоприятно отражается на состоянии футеровки и объеме выбрасываемых в атмосферу топочных газов.

При достижении температуры Т ширм котла граничного значения Т

1 (температура, при которой невозможна конденсация топочных газов на поверхности ширм котла) на выходе блока

18 согласно (2) формируют единичный сигнал и, с помощью которого вводят в действие остальные регулирующие

5 воздействия процесса разогрева, а именно подают дутье и топливо в печь °

С этого момента начинается второй

t этап (Т,Т ) пуска ХТС. На этом этапе подачу дутья и топлива осуществляют по температуре топочных газов на выходе печи и котла следующим образом. О

\ гулятора 15, на второй вход которого подают задание Т,(t).Задание Т, () формируют задатчиком по программе, которая установлена технологическим регламентом производства на пусковой период. В регуляторе 15 сравнивают сигналы Т и Т, и по ве—

В личине рассогласования формируют, например, по ПИ вЂ зако сигнал у„, который направляют на индукционный электронагреватель 23, и изменяют тем самым количество тепла, подводимого к ширмам котла. В результате изменяется температура ширм и воды, циркулирующей между барабаном и ширмами.

Использование нового регулирующего воздействия — индукционного электронагрева — позволяет выполнять разогрев ширм котла-утилизатора и исключить конденсацию на поверхности ширм агрессивных соединений, образующихся при сжигании топлива, а следовательно, повысить надежность работы котла. 25

Одновременно с разогревом котла стабилизируют заданный темп разогрева слоя печи. Для этого температуру слоя измеряют датчиком 7 и сигнал Т направляют на вход регулято- ЗО с ра 14, на второй вход которого подают задание Т (t) . Задание Т, (t) устанавливает технологический регламент производства, а формируют с помощью задатчика. В регуляторе 14 3g сравнивают сигналы Т и Т и по вес сз личине рассогласования формируют, например, по ПИ-закону сигнал у который направляют на индукционный нагреватель 22 и изменяют тем са- 40 мым количество тепла, подводимого к слою.

Использование нового регулирующего воздействия позволяет осуществить подвод тепла непосредственно внутрь 45 слоя материала и выполнить разогрев только слоя при значительно лучших показателях использования тепла по сравнению с подачей топлива в печь, когда теплообмен осуществляется на 50 поверхности слоя материала. В результате за счет лучших условий теплообмена (резко возрастает площадь контактирования материала слоя с новым источником тепла — нагретой ин- Ы дукционным нагревателем поверхностью испарительных пакетов) предлагаемый способ обеспечивает уменьшение

Измеряют датчиком 9 температуру газов на выходе печи и сигнал Т наи правляют на вход регулятора 13. Сигнал Т„ сравнивают с заданием Т -„ и

q Я по величине рассогласования формируют, например, по ПИ-закону выходной сигнал у, который подают на регулирующий орган 19 и изменяют тем самым подачу топлива в печь. Топливо, сгорая в надслоевом пространстве печи, осуществляет разогрев как самой печи, так и котла-утилизатора, а также электрофильтра. При этом заданный темп разогрева котла стабилизируют коррекцией подачи дутья по температуре газов на выходе котла. Для этого датчиком 1О измеряют температуру на выходе котла и сигнал Т с выхок да датчика направляют на вход регулятора 16. Сигнал Т сравнивают с к заданием Т (t), которое назначают к,з в соответствии с программой разогрева ХТС. По величине сравнения сигнало Т (t) и Т (t) формируют по ПИзакону сигнал G » и направляют его на вход регулятора 12. На другой вход регулятора подают сигнал G от датчика 6 расхода дутья в печь.

В регуляторе 12 по сигналам G и

G> формируют по ПИ-закону сйгнал у., подают его на регулирующий ор4 ган 20 и тем самым устанавливают дутье, соответствующее заданию G ф

Коррекция дутья изменяет расход топочных газов на выходе печи, а следовательно и количество тепла, под1271820

Использование коррекции подачи топлива в топку по температуре га- 40 зов на выходе котла повышает качество регулирования разогрева электрофильтра. Действительно, колебания температуры газов на выходе котла являются возмущениями для элек45 трофильтра и вызывают нежелательные и длительные (электрофильтр обладает значительной инерционностью) переходные процессы. Использование, предлагаемой коррекции вносит упреждающий сигнал, который исключает (полностью или частично) такие переходные процессы.

На практике необходимо выполнить пуск XTC также из состояний, когда температура котла-утилизатора превышает температуру Т конденсации

I топочных газов. Реализация предла50 водимого к котлу-утилизатору, что и обеспечивает стабилизацию заданного темпа разогрева котла.

Рассмотренная часть системы автоматического управления выполняет стабилизацию заданного темпа разогрева печи и котла-.утилизатора На этом этапе электронагрев является вспомогательным источником тепла с хорошими показателями использования тепла. 10

Поэтому подача электронагрева, в отличие от известного способа, уменьшает расход топлива и повышает управляемость процесса.

Заданный темп Т > (t) разогрева 15 электрофильтра 4 стабилизируют подачей топлива в топку 5 по температуре газов на выходе фильтра, Однако подачу топлива корректируют по температуре газов на выходе котла. Для это- 20 го температуру на выходе электрофильтра измеряют датчиком 11, сигнал Т с которого направляют на вход регулятора 17. На другой вход регулятора подают сигнал Тц от датчика 1О температуры газов на выходе котла. В регуляторе 17 сравнивают значения сигналов Тч,, Т и Т„ и по величине сравнения формируют по ПИ-закону выходной сигнал у, подают его на ре- 30 гулирующий орган 21 и изменяют подачу топлива в току 5, а следовательно, и количество тепла, подаваемого в электрофильтр, что стабилизирует заданный темп разогрева. Задание 35

Т,, (t) устанавливают согласно технологического регламента на пуск, а формируют с помощью задатчика. гаемого способа в этом случае аналогична второму этапу пуска рассмотренного примера. Здесь разогрев осу-, ществляют, вводя в действие одновре- менно все регулирующие воздействия. . Разогрев требуется не только при выводе ХТС в заданное конечное состояние, но и в тех случаях, когда печь и котел-утилизатор выведены в горячий резерв, и необходимо стабилизировать температурное состояние аппаратов на заданном уровне. В горячем резерве печь и котел находятся в запертом" состоянии, т.е. отсечены по входным (дутье и топливо в слой) и выходному (топочные газы) потокам. В такой ситуации разогрев необходим для компенсации потерь тепла аппаратами в окружующую среду, что и позволяет стабилизировать температурный режим печи и котла-утилизатора на заданном уровне и, как следствие, обеспечить последующий пуск всей ХТС за минимальное время и экономию топлива °

В известном способе возможность стабилизации температурного режима печи и котла в горячем резерве исключена. В предлагаемом способе стабилизацию осуществляют подачей индукционного электронагрева к слою и ширмам котла по температуре слоя и воды в барабане котла. При этом программа заданий регуляторам здесь очевидны. Действительно, так как в этот период возможна подача только электронагрева, то задания С* q, T», Т„ и Т, соответственно, регуляторам 12, 13, 16 и 17 подачи дутья и топлива нулевые,т.е. Сд,з(1)=О;

Т„,(1)=О;Т„ (1)=О иТ {С)=О(О

ctcT где Т вЂ” длительность пребыУ

Г вания ХТС в горячем резерве, а задания Т, и Т,, соответственно, регулятором 14 и 15 подачи электронагререва устанавливают равными Т д (t)=

=Tc и T a (t) =T> (где Т, и Т, — температура слоя и воды в барабане на момент остановки ХТС или назначаемые из опыта эксплуатации) . Регуляторы выполняют стабилизацию требуемого температурного режима оборудования, выведенного в горячий резерв, на интервале времени (O,TÄ) .

После завершения периода горячего резерва для вывода ХТС в заданное конечное состояние подают топливо в пусковую топку электрофильтра, а при

)г необходимости дутье и топливо в печь °

При этом устанавливают регуляторам

13, 16.и 17 задания T„ (t), Т (t) и Т (t), которые соответствуют про%3 грамме пуска технологического регламента на отрезке времени (Т,Т ) .

Стабилизация температурного режима ХТС, находящейся в горячем резерве, является результатом введения в способ автоматического пуска нового регулирующего воздействия — подачи электронагрева и слою печи и ширмам котла-утилизатора. Это, в отличие от известного способа, уменьшает время пуска ХТС и, следовательно, увеличивает время работы ХТС в нормальном режиме, что повышает количество вырабатываемой продукции.

Установление очередности ввода в действие регулирующих воздействий в зависимости от предпускового состояния позволяет, исходя из возможностей регулирующих воздействий, так ими распорядиться в каждом конкретном случае, что конечный результат интенсификации процесса разогрева, расхода топлива и надежности работы оборудования наилучщий.

7)820

Способ автоматического пуска сернокислотного производства, состоящего из печи кипящего слоя, котла-утилизатора с барабаном, электрофильтра с пусковой топкой, путем регулироваО ния подачи топлива в печь в зависимости от температуры топочных газов на выходе печи, подачи дутья в нечь в зависимости от температуры топочных газов на выходе котла-утилизатора, подачи топлива в пусковую топку в зависимости от температуры топочных газов на выходе электрофильтра и измерения температуры слоя в печи и воды в барабане, о т л и ч а .юшийся тем, что, с целью уменьшения длительности процесса пуска и снижения расхода топлива, корректируют подачу топлива в пусковую топку по температуре топочных газов на

35 выходе котла-утилизатора, дополнительно осуществляют подачу индукционного нагрева к слою печи в зависимости от его температуры и подачу индукционного нагрева к ширмам кот4О ла-утилизатора в зависимости от температуры воды в барабане, измеряют температуру поверхности ширм, котлаутилизатора, сравнивают измеренное значение этой температуры с заданным

45 значением и при ее измеренном значении меньше заданного значения подают топливо в пусковую топку и осуществляют подачу индукционного нагрева к слою печи и к ширмам котла-утили50 затора, а при измеренном значении температуры поверхности ширм котлаутилизатора равном или больше заданного значения дополнительно подают топливо и дутье в печь.

BHHHIIH Заказ 6304/22 Тираж 450 Подписное произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемый способ автоматического пуска оборудования сернокислотного производства обеспечивает за счет использования нового регулирующего воздействия — подачи электронагрева к слою печи.и ширмам котла-утилизатора, а также новых приемов регулирования — коррекции подачи топлива в топку электрофильтра по температуре газов на выходе котла и установление очередности ввода в действие регулирующих воздействий в зависимости от исходного предпускового состояния оборудования, следующее: повышение качества пуска за счет исключения конденсации агрессивных соединений на теплообменной поверхности котла-утилизатора и стабилизации темпа разогрева оборудования, что достигается введением дополнительного регулирующего воздей ствия, коррекцией подачи топлива в топку электрофильтра по величине возмущений, влияющих на разогрев, ус тановлением обоснованной очередности подачи регулирующих воздействий на темп разогрева; экономию топлива за счет применения высокоэффективного электронагрева, вводимого "внутрь" разогреваемого объекта (слоя и ширм) и, как следствие, сокращение количества сжигаемого в печи и малоэффективно используемого топлива; улучшение управляемости процесса пуска. формула изобретения

Способ автоматического пуска сернокислотного производства Способ автоматического пуска сернокислотного производства Способ автоматического пуска сернокислотного производства Способ автоматического пуска сернокислотного производства Способ автоматического пуска сернокислотного производства 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу управления процессом осушки газа, моОсушеммии га Afctpittm жет быть использовано в нефтегазоперерабатывающей промьшшенности и позволяет повысить экономичность процесса за счет повышения надежности и оперативности регулирования

Изобретение относится к установке для осушки сжатого воздуха, может :быть использовано в кранои экскаваторострсении и позволяет повысить экономичность и надежность установки

Изобретение относится к автоматизации процесса обесшламливания суспензии в гидросепараторе, может быть использовано в химической промьшшенности и позволяет повысить качество разделения

Изобретение относится к устройствам автоматического управления и регулирования и может найти применение в химической и нефтехимической промышленности

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах автоматического регулирования процессов коагуляции, флокуляции и т.д

Изобретение относится к способу управления контактньм аппаратом сернокислотного производства, может быть использовано в химической промышленности и позволяет уменьшить потери серы за счет сокращения времени переходных режимов

Изобретение относится к способу управления контактньм аппаратом сернокислотного производства, может быть использовано в химической промышленности и позволяет уменьшить потери серы за счет сокращения времени переходных режимов

Изобретение относится к устройству для стабилизации процесса псевдоожижения, может быть использовано в приборостроении и позволяет повысить однородность псевдоожиженного слоя
Наверх