Способ автоматического контроля состояния теплообменной аппаратуры

 

Изобретение относится к способу автоматического контроля состояния теплообменной аппаратуры, может быть использовано в химической промышленности и позволяет повысить точность контроля. Измеряют расходы сьфья и дутья датчики (Д) 8 и 91 в печь 1, температуру сернистого газа (Д 10) на байпасной линии 4 перед измерительной ячейкой 6 и температуру (Д 11) в ячейке 6 с серной кислотой. С помощью вычислительного блока 12 определяют температуру или расход циркулирующей через термостат 7 серной кислоты по влагосодержанию и расходам сырья и дутья (Д 8 и Д 9) с учетом температурыгаза (Д 10) на . входе в ячейку. В блоке 13 сравнения сравнивают полученное значение температуры серной кислоты с заданным значением и при превьштении ею своего заданного значения осуществляют сигнализацию о разгерметизации теплообменной аппаратуры. 1 ил. I (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ! !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3921683/31-26 (22) 02.07.85 (46) 07,01,87. Бюл. ¹ 1 (71) Уфимский нефтяной институт (72) А. И. Кобяков (53) 66.012.1(088.8) ,(56) Кулаков М. В. и др. Технологические измерения и аналитические приборы в химической промьппленнос-:. ти. — M.: Машиностроение, 1964, с.34.

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

СОСТОЯНИЯ ТЕПЛООБМЕННОЙ АППАРАТУРЫ (57) Изобретение относится к способу автоматического контроля состояния теплообменной аппаратуры, может быть использовано в химической промьпплен„„Я0„„1281509 А 1 (sg 4 С 01 В 17/74, G 05 D 27/00 ности и позволяет повысить точность контроля. Измеряют расходы сырья и,, дутья (датчики (Д) 8 и 91 в печь 1, температуру сернистого газа (Д 10) на байпасной линии 4 перед измерительной ячейкой 6 и температуру (Д 11) в ячейке 6 с серной кислотой.

С помощью вычислительного блока 12 определяют температуру или расход циркулирующей через термостат 7 серной кислоты по влагосодержанию и расходам сырья и дутья (Д 8 и Д 9) с учетом температуры- rasa (Д 10) на . входе в ячейку. В блоке 13 сравнения сравнивают полученное значение температуры серной кислоты с заданным значением и при превышении ею своего заданного значения осуществляют сигнализацию о разгерметизации теплообменной аппаратуры. 1 ил.

1281509 ку рассчитывают в вычислительном бло— ке 12. Для этого на вход последнего подают значения характеристик эжектора, а именно расход 0„ инертного

5 газа и коэффициент и эжекции. Величины G„ и Г „ рассчитывают па формулам:

G =(П+1 ) 0 п

С =- — С п+-1 с с

С = 3 3 с с

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов, в частности к контролю состояния термообменной аппаратуры высокотемпературных процессов, и может быть использовано в химической промышленности, Цель изобретения — повышение точности контроля состояния теплообменной аппаратуры.

На чертеже представлено устройство для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит агрегат сер!

5 нистого газа, состоящий иэ печи 1 с испарительными пакетами и котла-утилизатора 2 с ширмами, газоход 3 сернистого газа, байпасную линию 4, включающую эжекторный насос 5, измерительную ячейку 6 с серной кислотой, 20 циркулирующей через регулируемый термастат 7, датчики 8 и 9 расходов дутья и серосодержащего сырья, датчики 10 и 11 температуры газа на входе в ячейку и кислоты в ячейке, вычислительный-блок 12, блок 13 сравнения, блок 14 сигнализации.

Способ осуществляют следующим образом.

Измеряют датчиками 8 и 9 расходы серосодержащего сырья и дутья, подаваемых в печь 1. Сигналы G и Г с выхода датчиков, а также сигналы иЗ и о(равные значениям влагасодержас ния дутья и сырья, подают на вход 35 вычислительного блока 12, Так как в процессе горения серосодержащего сырья вода не образуется, содержание

С„ водяных паров в сернистом газе рассчитывают в блоке 12 по формуле 40

Сернистый газ с выхода печи 1 по- 45 дают на охлаждение в котел-утилизатор 2 и из него в высокотемпературный газоход 3. Из последнего часть сернистого газа отбирают с помощью эжекторного насоса 5 и подают в бай- 50 пасную линию 4. Для .эжектора в качестве активной (эжектирующей) среды используют инертный газ (например, азот, гелий). С выхода эжектора смесь инертного и сернистого газов подают на вход измерительной ячейки б и пропускают через серную кислоту.

Расход 6„- смеси и содержание С> .водяных паров в ней на входе в ячейПри прохождении газа через серную кислоту водяные пары поглощаются, что сопровождается выделением тепла.

В результате температура в измерительной ячейке повышается и кислота разогревается. Однако температуру в ячейке стабилизируют на заданном значении Т с помощью циркулирующей через регулируемый термастат 7 серной кислоты.

Регулируемыми параметрами циркулирующей кислоты используют либо температуру Т на выходе термостата, либо расход G„ циркуляционнога потока. Параметры циркулирующей кислоты регулируют в зависимости от заданной температуры в ячейке, температуры газа на входе в ячейку, влагосодержания 3 и д, и расходов G ди С дутья и сырья соответственно ° Температуру газа на входе измеряют датчикам 10 сигнал Т., с которого подают с в вычислительный блок 12. В последнем рассчитывают температуру Т или расход G циркулирующей кислоты, при которых в ячейке сохраняется заданная Т температура. Расчет Т (G,„) при фиксированном значении G„ (T, ) выполняют в вычислительном блоке 12, используя уравнение теплового баланса для измерительной ячейки

С,(T(-T )+ 11

1 где С и С вЂ” теплаемкасть газа и

r M серной кислоты;

АН вЂ” тепловой эффект поглощения воды серной кислотой.

Значение Т (G ) с выхода вычислительного блока 12 подают в качестве уставки регулируемому термостату 7, который и отрабатывает задание.

Заданное значение Т подбирают ((. . опытным путем в интервале температур ат 11 (температура плавления безводной серной кислоты) до 100 С.

1281509

Формула изобретения

Составитель P. Клейман

Техред М.Ходанич

Редактор И. Горная

Корректор Л. Пилипенко

Заказ 7198/17 Тираж 455

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

При исправном состоянии теплообменной аппаратуры температура Т в ячейке, измеряемая датчиком 10 совпадает с точностью E с заданным значением Т . E определяется погреш- 5

+r3 ностью датчиков 8-10, точностью выполняемых в блоке 12 расчетов, а также качеством работы термостата 7, При разгерметизации теплообменной аппаратуры резко увеличивается содержание водяных паров в сернистом газе.

В результате резко возрастает температура в измерительной ячейке, чему не препятствует работа циркуляционного контура, так как задание термостату формируют по содержанию водяных паров в газе, определяемому влагосодержанием дутья и сырья, а не действительным содержанием воды в газе при разгерметизации теплообменной аппаратуры. Значение температуры Т превышает заданное значение Т и з тем больше, чем значительнее утечка воды из теплообменной аппаратуры в

25 печь или котел-утилизатор. Поэтому сравнивая величины Т„ и Т можно эффективно контролировать состояние теплообменной аппаратуры и при ее разгерметизации сигнализировать о возникновении аварийного состояния.

Для этого сигнал Т с выхода датчика

11 направляют на вход блока 13 сравнения, на другой его вход подают задание Т . Сигналы Т и Т сравм) з . м мз нивают и формируют на выходе сигна- 35 ла 4Т по формулам: Т=1, если Т >Т„ аТ=О если Т Т и- и

Единичный сигнал на выходе блока сравнения возникает при превышении температуры кислоты в ячейке заданного значения и означает аварийное состояние теплообменной аппаратуры, так как содержание влаги в сернистом газе превышает допустимое значение, определяемое влажностью дутья и сырья. Зто возможно. лишь при попадании воды в сернистый ras из пакетов печи и (или) ширм котла при их разгерметизации. Сигнал hT с выхода блока 13 направляют на вход устройства 14 све-: товой и звуковой сигнализации.

Способ автоматического контроля состояния теплообменной аппаратуры агрегата сернистого газа, содержащего последовательно соединенные печь, котел-утилизатор, байпасную линию сернистого газа, измерительную ячейку и термостат, путем измерения расходов дутья и серосодержащего сырья в печь, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, дополнительно измеряют температуру сернистого газа на байпасной линии перед измерительной ячейкой и температуру в ячейке с серной кислотой, определяют температуру или расход циркулирующей через термостат серной кислоты по влагосодержанию и расходам дутья и сырья с учетом температуры газа на входе в ячейку, и при превышении температуры серной кислоты в ячейке заданного значения осуществляют сигнализацию о разгерметиэации теплообменной аппаратуры агрегата.