Устройство для автоматического регулирования процесса синтеза аммиака

 

Изобретение относится к устройству для автоматического регулирования процесса синтеза аммиака, мо жйт быть использовано в промьшшенности по производству минеральных удобрений и позволяет повысить производительность агрегата синтеза аммиака. Устройство содержит датчик (Д) 2 температуры , смеси на выходе испарителя 1, связанный через последовательно соединенные регулятор 3 температуры, множитель 8, сумматор 10 с клапаном 4 подачи жидкого аммиака. Устройство ) i (Л С о:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) 21 с

ВС Г(() м)": ч 4 Я

)3 11 ))118 1 Й А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4013751/22-26 (22) 13.01.86 (46) 07.07.87. Бюл. В 25 (71) Новолипецкий металлургический с комбинат им. 1O„B.Àíäðîïoâà и Киевский политехнический институт им. 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (72) А.С; Минаков, Г.А. Статюха, А.В. Федоров, P.Б. Медведев, В.Н. Дружинин, А.В, Кобзев и Б.Н. Фи латов (53) 66.012-52(088.8) (56) Андреев Ф.А. и др. Технология связанного азота. — М.: Химия, 1966, с. 315-316.

Авторское свидетельство СССР

У 941287, кл. С 01 С 1/04 1980 (51) 4 С 01 С 1 04 G 05 D 27/00 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СИНТЕЗА АМ

МИАКА (57) Изобретение относится к устройству для автоматического регулирования процесса синтеза аммиака, может быть использовано в промыпленности по производству минеральных удобрений и позволяет повысить производительность агрегата синтеза аммиака.

Устройство содержит датчик (Д) 2 температуры смеси на выходе исларителя

1, связанный через последовательно соединенные регулятор 3 температуры, множитель 8, сумматор 10 с клапаном

4 подачи жидкого аммиака. Устройство

132 содержит также Д 5 давления в коллекторе подачи жидкого аммиака, связанный с одним из входов делителя, другой вход которого подключен к первому задатчику 14. Выход делителя 6 соединен с одним из входом формирователя (Ф) 9 компенсирующего сигнала через пороговый элемент 7„ а с другим входом Ф 9 — через функциональный блок 17. Выход Ф 9 связан с другим входом множителя 8. Другие вхоп порогового элемента 7 подключены .. адатчикам 15 и 16. Выход Д 5 давления через последовательно соединенные компенсатор 1l; блок 12 коррекции и фильтр 13 подключен к другому входу сумматора 10.

1 ил.

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом синтеза аммиака в производстве аммиака из природного и коксового газов и может быть использовано в промышленности 5 по производству минеральных удобрений и в химической промышленности.

Цель изобретения — повышение производительности агрегата синтеза аммиака за счет повышения качества

f0 регулирования температуры смеси на выходе аммиачного испарителя.

На чертеже приведена блок-схема устроиства.

Устройство содержит-аммиачный иСпарнтель 1, измеритель 2 температуры смеси на выходе аммиачного испарите,чя, регулятор 3 температуры., вентиль

4 подачи жидкого аммиака, измеритель

5 давления в коллекторе подачи жидко- 20

ro аммиака, делитель 6, пороговый элемент 7, множитель 8, формирователь

9 компенсирующего сигнала, сумматор

10, компенсатор 11, блок 12 корре"ции, фильтр 13 первый, второй и тре—

25 тий задатчики 14, 15 и 16 и функциональный блок 17.

Измеритель 2 температуры смеси на выходе аммиачного испарителя может 30

1 быть реализован на базе датчика с термопарой. Регулятор 3 при реализации на УВМ может иметь ПИД-структуру.

Вентиль 4 подачи жидкого аммиака предназначен для изменения подачи жидкого аммиака в аммиачный испаритель. Измеритель 5 давления в коллек— торе подачи жидкого аммиака может быть реализован на базе манометра.

Делитель 6 предназначен для формиро вания величины соотношения А, равного частному от деления эталонного дав-. ления Р, на давление P в коллекторе подачи жидкого аммиака. Пороговый элемент 7 предназначен для выдачи позиционного сигнала S в случае существенных нарушений по величине соотношения А, при этом А сравнивается с ограничениями Н и В, подаваемыми на второй и третий входы элемента 7. Если существенных нарушений по соотношению А нет (Н А В), позиционный сигнал отсутствует.

Множитель 8 предназначен для кор- ректировки приращения управления, выдаваемого регулятором 3, умножением этого приращения на величину К, по .тупающую на первьй вход множителя.

Формирователь 9 компенсирующего сигнала предназначен для выработки компенсирующего сигнала К, который равен А, — выходной .величине функционального блока 17 при наличии сигнала S и равен 1 при отсутствии этого .:.,и"нала. Сумматор 10 предназначен для сложения сигналов, передаваемых на его входы.

Компенсатор 22 предназначен для выработки сигнала по изменению положения вентиля 4 подачи жидкого аммиака, компенсирующего возмущающие воздействия, возникающие вследствие нарушения величины давления P. При работе компенсатора, ll учитываются динамические характеристики объекта и динамика изменения величины А. Ком-. пенсатор 1! имеет передаточную функцию, определяемую из условия полной инвариантности выхоцной величины относительно возмущения, в частном случае он может иметь структуру последовательно соединенных апериодического

1321679

10

20

55 звена 1-ro порядка и звена чистого запаздывания.

Блок 12 коррекции предназначен для корректировки приращений управления, выдаваемого компенсатором 11, умножением этого приращения на А выходную величину функционального блока 17, поступающую на первый вход блока 12. Фильтр 13 предназначен для сглаживания высокочастотных пульсаций выходной величины блока 12 коррекции, возникающих вследствие помех и ошибок в измерениях. При реализации на УВМ фильтр 13 может иметь структуру типового экспоненциального фильтра.Задатчик 1 4 предназначен для формирования эталонного давления Р,, для которого устанавливаются параметры регулятора 3 и кампенсатора !1. Функциональный блок 17 предназначен для формирования величины А,=А", где

О n l. В частном случае n=0,5, при этом назначением блока 17 является получение величины, равной квадратно.— му корню из величины А (т.е. А, = 4А) . 25

Задатчики 15 и 16 предназначены для формирования величин нижней Н и верхней В границ зоны, в которой изменение параметра А незначительно влияет.на рабату агрегата синтеза. Для изме-30 нения величин Н,В,Р„ удобно испЪльзо,вать внешние устройства УВМ типа пульта программиста.

Устройство работает следующим образом.

При помощи измерителей 2 и 5 в темпе с процессом замеряются температура смеси на выходе аммиачного испарителя и давление в коллекторе подачи жидкого аммиака. При помощи делителя 6 формируется соотношение А.

При помощи порогового элемента 7 производится выработка сигнала S, изменяющего режим рабаты формирователя 9 компенсирующего сигнала. При помощи задатчиков 14, 15 и I6 формируются эталонное давление P нижнее Н и верхнее В ограничения по величине А.

При помощи формирователя 9 компенсирующего сигнала по данным порогового элемента 7 и функционального блока 17 вырабатывается величина компенсирующего сигнала К. С помощью регулятора

3 вырабатывают управление по положению вентиля 4 подачи жидкого аммиака из условия регулирования по отклонению температуры смеси на выходе из ,аммиачного испарителя относительно задания, вводимого в камеру задания регулятора 3. С помощью множителя 8 корректируют величину управлений, выдаваемых регулятором 3, умножая эти приращения на величину К. С помощью компенсатора ll вырабатывается управляющий сигнал по изменению положения вентиля 4 подачи жидкого аммиака из условия инвариантности температуры смеси на.выходе аммиачного испарителя к изменениям давления P. При помощи блока 12 коррекции производится корректировка сигнала, вырабатываемого компенсатором Il. С помощью фильтра 13 устраняются высокочастотные колебания сигнала, поступающего с блока 12 коррекции. При помощи сумматора 10 формируются полные приращения положения вентиля 4, равные сумме сигналов, подаваемых с выходов множителя 8 и фильтра 13. С помощью блока

17 по величине А формируется величина А, и подается на первые .входы- блока 12 коррекции и формирователя компенсирующего сигнала. Полученные в сумматоре 10 полные приращения положения вентиля 4 выдаются на последний, что приводит к изменению подачи жидкого аммиака в аммиачный испари тель.

При работе устройства компенсиру" ются возмущения, возникающие вследствие отклонений давления Р и соотношения А, при этом учитываются динами ческие свойства объекта и возможность ошибок s замере величины P. Величины Н и В могут оперативно изменяться в зависимости от состояния объекта. При упрощенном регулировании их принимают постоянными, например

H=0 5-0,7, В=1,2-1:5.

Предлагаемое устройство регулирования может быть также реализовано на базе стандартных аналоговых средств автоматизации, оно обеспечивает значительно более высокое качество регулирования температуры смеси на выходе аммиачного испарителя, поскольку позволяет учесть действие на объект возмущений, возникающих при существенных изменениях давления в колллекторе подачи жидкого аммиака.

Эти приводит к существенному повышению стабильности работы агрегата синтеза в целом и увеличению его произ- . водительности.

1321679

Формула изобретения

Составитель Г. Огаджанов

Редактор Н. Гунько Техред А.Кравчук Корректор Л. Патаи

Заказ 2716/15 Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Устройство для автоматического регулирования процесса синтеза аммиака, содержащее измеритель температуры смеси на выходе аммиачного испарителя, соединенный со своим регулятором, и вентиль подачи жидкого аммиака в испаритель, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повыше- f0 ния производительности агрегата синтеза аммиака эа счет повышения качества регулирования температуры смеси на выходе аммиачного испарителя, оно дополнительно содежит измеритель дав- 15 ления в коллекторе подачи жидкого аммиака, делитель, пороговый элемент, блок умножения, формирователь компенсирующего сигнала, сумматор, компенсатор, блок коррекции, фильтр, три 20 эадатчика и функциональный блок, при этом выход измерителя давления в коллекторе подачи жидкого аммиака йодключен к первому входу делителя и к входу компенсатора, выход первого за- >5 датчика подключен к второму входу делителя, выход которого Соединен с первым входом порогового элемента и входом функционального блока, выход которого соединен с первыми входами блока коррекции и формирователя компенсирующего сигнала, выходы второго и третьего задатчиков подключены к второму и третьему входам порогового элемента, выход порогового элемента подключен к второму входу формирователя компенсирующего сигнала, выход которого соединен с первым входом блока умножения, выход компенсатора подключен к второму входу блока коррекции, выход которого связан с входом фильтра, соединенного своим выходом с первым входом сумматора, выход регулятора температуры смеси на выходе аммиачного испарителя подключен к второму входу блока умножения, выход которого соединен с вторым входом сумматора, подключенного своим выхоходом к вентилю подачи жидкого аммиака в испаритель.