Система управления многосекционным газовым фильтром в производстве сажи

 

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ МНОГОСЕКЦИОННЫМ ГАЗОВЬМ ФИЛЬТРОМ В ПРОИЗВОДСТВЕ САЖИ, содержащая датчики давления , расположенные до и после фильтра, регулятор, блок формирования управляющих импульсов, выход которого связан с исполнительными механизмами выпуска очищенного газа и про- . дувки фильтра, реакторы, выходы которых связаны общим коллектором с входом фильтра, и датчики состояния реакторов, о т л и ч a ю щ a я с я тем, что, с целью увеличения срока службы фильтра, система допол;нительно содержит дифманометр, первый и второй элементы ИНН, дешифратор, первый и второй сумматоры, генератор ,- блок деления, блок умножения, корректор задания гидравлического сопротивления, первый и второй коммутационные ключи, отсекающее реле, преобразователь и аналого-частотный преобразователь, при этом первые выходы датчиков состояния реакторов соединены с входами первого элемента ИЛИ, a вторые, выходы.- с входами второго элемента ИЛИ и первого сумматора , выходы первого и второго элементов ИЛИ связаны с входами дешифратора , второй выход которого соединен с вторым коммутационным ключом, четвертый выход - с первым коммутационным ключом, первый и третий выходы - с управляющим входом блока формирования управляющих имг пульсов, входы второго сумматора соединены с выходами первого сумма (Л тора и генератора, входы блока деления соединены с выходами первого и второго сумматоров, a выход - с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с корректором задания гидравлического сопрог .тивления, первый вход регулятора через преобразователь и коммутационные ключи соединен с выходами блока умножения и корректора задания гидравлического сопротивления, второй вход регулятора связан через дифманометр с датчиками давления, a выход регулятора через отсекающее реле и аналогочастотный преобразователь-с входом блока формирования управляющих импульсов . 1

СО)ОЭ СОВЕТСНИХ

СФИММП

РЕСПУБЛИН (5р В 01 D 37/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР, ) )О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ- И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ М .а р» (21) 3623357/23-26 (22) 2).07.83 (46) 23.11.84. Бюл. 9 43 (72) Е.В.Ермолин и А.M.Êoìàðoâ (7l) Всесоюзный научно-исследовательский институт технического углерода (53) 66.012-52(088.8) (56) 1. Патент ПНР М - 109776, кл. В 01 D 46/04, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

В )О 11)92, кл. В 0) D 46/46, 1981. (54)(57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ МНОГОСЕКЦИОННЫМ ГАЗОВЫМ ФИЛЬТРОМ В ПРОИЗВОДСТВЕ САЖИ, содержащая датчики дав.ления, расположенные до и после фильтра, регулятор, блок формирования управляющих импульсов, выход которого связан с исполнительными механизмами выпуска очищенного газа и про-" . дувки фильтра, реакторы, выходы которых связаны общим коллектором с входом фильтра, и датчики состояния реакторов, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью увеличения срока службы фильтра, система допол.нительно содержит дифманометр, первый и второй элементы ИЛИ, дешифратор, первый и второй сумматоры, генератор,. блок деления, блок .умножения, корректор задания гидравлического сопротивления, первый и второй комму,SU, 19 А тационные ключи, отсекающее реле, преобразователь и аналого-частотный преобразователь, при этом первые выходы датчиков состояния реакторов соединены с входами первого элемента

ИЛИ, а вторые выходы. — с входами второго элемента ИЛИ и первого сумматора, выходы первого и второго элементов ИЛИ связаны с входами дешифратора, второй выход которого соединен с вторым коммутационным ключом, четвертый выход — с первым коммутационным ключом, первый и третий выходы " с управляющим входом блока формирования управляющих импульсов, входы второго сумматора Q соединены с выходами первого сумматора и генератора, входы блока деления соединены с выходами первого и второго сумматоров, а выход — с первым входом блока умножения, второй р вход которого соединен с корректором задания гидравлического сопро,тивления, первый вход регулятбра че1 рез преобразователь и коммутационные ключи соединен с выходами блока умножения и корректора задания гидравлического сопротивления, второй вход регулятора связан через дифманометр р с датчиками давления, а выход регулятора через отсекающее реле н аналогочастотныйпреобразователь-с входом блока формирования управляющих импульсов .

1125019 2

15

3S

1

Изобретение относится к системам управления процессом очистки запыленных газов многосекционными фильтрами и может быть использовано в про изводстве сажи.

Известна система управления газовым фильтром, содержащая.измери-. тель гидравлического сопротивления фильтра, соединенный с входом аналого-частотного преобразователя, выход которого через блок формирования управляющих импульсов связан с исполнительными механизмами.

В данной системе управления измеренное значение гидравлического сопротивления фильтра преобразуется в пропорциональный электрический сигнал, обуславливающий соответствующую периодичность процесса очистки 1.13.

Недостатком указанной системы управления является то, что она неудовлетворительно работает при глубоких ступенчатых возмущениях по количеству фильтруемого аэрозоля, характерных для производства сажи в моменты перевода реакторов под нагрузку . Указанные возмущения в направлении увеличения количества фильтруемого аэрозоля приводят к скачкообразно возрастающим изменениям гидравлического сопротивления фильтра, что может вызвать или срабатывание аварийных клапанов фильт" ра и ухудшение санитарных условий на рабочей площадке, или разрушение фильтрующей перегородки.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является система управления многосекционным газовым фильтром, содержащая датчики давления, расположенные до и после фильтра, регулятор, блок формирования управляющих импульсов, выход которого связан с исполнительными механизмами выпуска очищенного газа и продувки фильтра, реакторы, выходы которых связаны общим коллектором с входом фильтра, и датчики состояния реакторов 1.2 3.

Недостатком известной системы является то, что она учитывает лишь два состояния реакторов: включен и отключен. В производстве же сажи реакторы, нагружающие газовый фильтр, могут находиться в трех состояниях: в работающем состоянии (под нагрузкой ), в оперативном (горячем) резерве и в состоянии останова. В результате, при ее использовании в условйях ступенчатых возмущений но количеству фильтруемого аэрозоля сравнительно часто происхо} ,дит разрушение фильтрующей перегородки фильтра.

Цель изобретения — увеличение сро" ка службы фильтра.

Поставленная цель достигается тем, что система управления многосекционным газовым фильтром, содержащая датчики давления, расположенные до и после фильтра, регулятор, блок формирования управляющих импульсов, выход которо о связан с исполнительными механизмами выпуска очищенного газа и продувки фильтра, реакторы, выходы которых связаны ю общим коллектором с входом фильт- ра, и датчики состояния реакторов, дополнительно содержит дифманометр, первый и второй элементы ИЛИ, дешифратор, .первый и второй сумматоры, генератор, блок деления, блок умножения, корректор задания гидравлического сопротивления, первый и второй коммутационные ключи, отсекающее реле, преобразователь и аналогочастотный преобразователь, при этом первые выходы датчиков состояния реакторов соединены с входами первого элемента ИЛИ, а вторые выходы— с входами второго элемента ИЛИ и первого сумматора, выходы первого и второго элементов ИЛИ связаны с входами дешифратора, второй выход которого соединен с вторым коммутационным ключом, четвертый выход — с первым коммутационным ключом, первый и третий выходы — с управляющим входом блока формирования управляющих импульсов, входы второго сумматора соединены с выходами первого сумматора и генератора, входы блока деления срединены с выходами первого и второго сумматоров, а выход — с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с корректором задания гидравлического сопротивления, первый вход регулятора через преобразователь и коммутационные ключи соединен с выходами блока умножения и корректора задания гидравлического сопротивления, второй вход регулятора связан через дифманометр с датчиками давления, а

/ выход регулятора через отсекающее реле и аналого-частотный преобразоды которых связаны с входом преобразователя 13, второй и четвертый выходы дешифратора 21 соединены с управляющими входами первого и второго коммутационных ключей 28 и 29 соответственно, а первый и третий выходы дешифратора 21 соединены с блоком 17 формирования управляющихимпульсов.

Система управления работает следующим образом.

Система реализует алгоритм управ1 ления фильтром 3, учитывающий три со" стояния сажевых реакторов 1: под нагрузкой, в горячем резерве и в состоянии останова. Из реакторов I на-.

;ходящихся под нагрузкой, в фильтр 3. поступает сажевый аэрозоль.

Реак гор I находящийся в оператив" ном резерве, не вырабатывает аэрозоль, но может быть относительно быстро переведен в рабочее состояние. Остановленный реактор 1 также не.вырабатывает аэрозоль, но в рабочее состояние может быть переведен лишь в две стадии, первая из которых может быть реализована лишь за относительно длительный промежуток времени. Если часть реакторов 1 коллекторной системы находится под нагрузкой, а остальная часть — в состоянии останова, то заданное значение гидравлического сопротивления устанавливают на верхнем уровне — максимально допустимом значении для текущих условий. В случае, если число работающих реакторов 1 меньше максимально допустимого, частоту регенерации сек- ций снижают, так как интенсивность нарастания слоя пыли на фильтрующей перегородке в этих условиях уменьшается, что снижает и скорость нарастания гидравлического сопротивления фильтра 3. При этом отсутствует возможность появления глубоких ступенчатых возмущений в сторону увеличения количества аэрозоля, поскольку нет реакторов 1, находящихся в состоянии оперативного резерва, В ситуации, когда число работающих реакторов 1 меньше максимально допустимого и при наличии при этом хотя бы одного аппарата в состоянии оперативного резерва, заданное значение гидравлического сопротивления фильтра 3 устанавливают меньше максимально допустимого. Это вызывается необходимостью компенсации глубокого .. ступенчатого возмущения по гидрав20

Э . 1125019 ватель — с входом блока формирования управляющих импульсов.

На чертеже представлена блок-схе" ма системы управления многосекцион-. ным газовым фильтром.

Система содержит сажевые реакторы 3, объединенные по выходам общим коллектором 2 сажегазовой смеси, который соединен с многосекционным газовым фильтром 3, имеющим коллектор 4 обратной продувки и коллектор 5 очищенного газа. Коллекторы и 5 объединяют секции фильтра .3 о каналам продувки и выпуска очиенного газа. Система также соержит вентилятор 6 обратной продувки, соединенный по всасывающему входу с коллектором 5 очищенного газа, а по выходу — с коллектором 4 обратной продувки, исполнительные механизмы 7 и 8 секций фильтра 3, размещенные на коллекторах 5 и 4 очищенного газа и обратной продувки соответственно, датчики 9 и 10 давления перед фильтром 3 и после фильтра 3, линию 1! выгрузки иэ фильт. ра 3 отфильтрованного твердого ггродукта, дифманометр-12, предназначенный для измерения гидравлического сопротивления фильтра 3 и связанный по входам с датчиками 9 и 10 давления, преобразователь,13, выход которого через пропорционально-интегральный регулятор 14, отсекающее реле 15 и аналого-частотный преобразователь 16 связан с блоком 17З5 формирования управляющих импульсов, .соединенным с исполнительными механизмами 7.и 8, датчики 18 состояния сажевых реакторов 1, соединенные по первым выходам с первым элементом 40

ИЛИ 19, а по вторым выходам — с вторым элементом ИЛИ 20, выходы которых подключены ко входам дешифратора 21, вторые выходы датчиков 18 соединены с первым сумматором 22, выход которого подключен к второму сумматору

23, к второму входу которого подключен генератор 24 логической "1", выходы первого и второго сумматоров 22 и 23 подключены к входам блока 25 50 деления, который, в"свою очередь, соединен с блоком 26 умножения, к второму входу которого подключен корректор 27 задания гидравлического сопротивления. Выходы блока 26 55 умножения и корректора 27 подключены к первому и второму коммутационным ключам 28 и 29 соответственно, выхо, l l 2501 9 лическому сопротивлению при переводе реактора из режима оперативного резерва в рабочее состояние, Величину заданного значения в этом случае для коллекторной системы иден- 5 тичных реакторов 1 определяют согласно выражению

psaA„n озм*

@+1 max где d P * — заданное значение гидmetX равлического сопротивления при максимально допустимом числе работающих реакторов. и — количество работающих

Ф аппаратов при текущих условиях.

В соответствии с выражением (1} выставляют такое заданное значение гидравлического сопротивления, при котором увеличение на один количест ва работающих реакторов .изменяет текущее значение гидравлического со- противления таким образом, что оно .,становится равным заданному прн макснйльно AonvcvHGM числе работающих 25 аппаратов.

Иэ реакторов 1 через коллектор 2 аэрозоль поступает в фильтр 3, откуда по коллектору 5 отбирается очищенный газ, а по линии 11 выгружается выделенный продукт. Регенерация секций фильтра 3 осуществляется продувкой фильтровальных рукавов очищенным газом с помощью вентилятора 6 обратной продувки через коллектор 4;;, 35

В соответствии с сигналами датчиков

9 и !О давления дифманометр 12 вырабатывает аналоговый сигнал текущего. значения гидравлического сопротивления Фильтра 3, который на сумматоре регулятора 14 сравнивается с заданньм значением, поступающим на него через преобразователь 13..

Результат сравнения преобразуется по

ПИ-закону в регуляторе 14, выход45

-ной сигнал которого через отсекаю- ее реле 15 поступает на аналого1 астотный преобразователь 16, выабатывающий импульсы, частота слеования которых пропорциональна величине выходного сигнала регуля50 тора 14. Блок !7 формирования управляющих импульсов е выработанной аналого-частотным преобразователем

16 частотой реализует последовательную регенерацию секций фильтра 3 5 3 путем перекрытия исполнительным механизмом 7 доступа очищенного газа из регенерируемой секции в коллек" сть Нет

2 Поддерживается

Р Зад

max

4 ЬР устанавМЬ ливается меньme hP ôàÕ

Есть

Есть тор 5 очищенного газа и открытия исполнительным механизмом 8 доступа регенерирующего газа в указанную секцию. Длительность регенерации секций выбирается в соответствии с технологическими условиями и является постоянной величиной. Отсекающее реле 15 отключает регулятор

14 на период регенерации с запоминанием выходного сигнала регулятора 14 и интегральной составляющей, чем предотвращается внесение возмущающего воздействия по текущему значению гидравлического сопротивления при увеличении его в этот момент за счет сокращения фильтрующей поверхности и увеличения количества аэрозоля при добавлении газов обратной продувки.

С датчиков 18 состояния реакторов ! на входы первого элемента ИЛИ 19 оступают сигналы признаков горяче- . о резерва: сигнал "1" — реактор в горячем резерве, сигнал "0" — в состоянии останова или под нагрузкой.

С вторых .выходов датчиков 18 состояния реакторов на входы второго элемента ИЛИ 20 поступают сигналы признаков "нагрузка"..сигнал "!"— ! реактор 1 находится под нагрузкой, сигнал "0" — реактор 1 в горячем резерве или в состоянии останова. Одновременно сигналы "нагрузка" поступают на вход первого сумматора 22 и далее — второго сумматора 23, блока деления 25 и умножения 26, на которых реализуется операция определения заданного значения гидравлическо.

ro сопротивления согласно выражению"(1 I. .Комбинацией выходных сигналов первого и второго элементов

ИЛИ !9 и 20 с помощью дешифратора 21 определяется режим работы системы управления, который включает четыре состояния, приведенны в таблице.

"1125019

Продолжение таблицы

Нет Есть 3 Регенерация

4 отключена

Нет

Регенерация отключена

Нет

Сигналы с второго и четвертого выходов дешифратора 21 управляют вторым и первым ключами 29 и 28 соответственно, а сигналы с первогс ,и третьего выходов выключают блок

17 формирования управляющих импульсов и регенерация в этом случае не ведется.

Пусть, например, все реакторы 1 находятся .под нагрузкой. С вторых выходов датчиков 18 на второй элемент ИЛИ 20 приходят сигналы "1." а с первых выходов датчиков 18 на элемент ИЛИ 19 приходят сигналь

"0". В соответствии с таблицей с второго выхода дешифратора 21 в этом случае на второй ключ 29 поступает сигнал "1", второй ключ 29 открывается и на вход регулятора 14 через преобразователь 13 поступает заданное значение гидравлического сопротивления аР

3 6

Если один из реакторов 1 перевели в состояние горячего резерва, то на входе, а соответственно и на выходе, первого элемента ИЛИ 19 йоявляется сигнал "1", а сигналом ,"1". с четвертого выхода дешифратора 21 открывается. первый ключ 28, через который на вход регулятора 14 подается заданное значение hP

9ад вычисляемое в соответствии с выражением (1 ) . Величина аР „„,„, зсчь меньше, чем dP „íà величину ожидаемого ступенчатого возмущения случае перевода реактора 1 из сотояния горячего резерва под нагруэky.

Далее, пусть реактор 1, находящийся в горячем резерве, переведен в состояние останова. Тогда возникает комбинация, при которой вновь устанавливается заданное значение

ЬР„,»„ (см. таблицу ). Нагрузка по

$0*

5 аэрозолю при этом меньше, чем при максимальном количестве нагруженных реакторов 1, поэтому регулятор 14 совместно с аналого-частотным преобразователем 16 снижают частоту

10,регенерации фильтровальных рукавов.

Когда остановленный реактор I вновь переводится в рабочий режим, то на первой стадии он переходит в горячий резерв. Заданное значение гидравлического сопротивления вновь уменьшается по отношению к 60 +

i%0 $ и определяется согласно выражению (1). Переходный, режим из состояния останова в горячий резерв относительно длителен и текущее значение гидравлического сопротивления успевает сравняться с заданным. На второй стадии реактор 1 из оперативного резерва переводится в рабочее состояние. Нагрузка на фильтр 3 по аэрозолю скачкообразно увеличивается, что приводит к ступенчатому увеличению гидравлического

ЗО сопротивления фильтра 3. Текущее значение гидравлического сопротивления становится равным максимально допустимому за счет того, что на стадии оперативного резерва оно

35,,было установлено меньше. максимально допустимого на величину ожидаемого ступенчатого возмущения. Заданное значение гидравлического сопротивления выставляется максимально допустимым.

4О В ситуации, когда реакторов 1 под нагрузкой нет, сигналами с первого и третьего дешифратора 21 отключается блок 17 формирования управляю щих импульсов и регенерации не про4 исходит

Применение предлагаемой системы управления позволяет увеличить срок

1 службы фильтровальных рукавов на

3 месяца.

1125019

Составитель Э.Склярский

Редактор Н.Яцола Техред И.Кузьма > Корректор А.Зииокосов

Заказ 8381/7 Тираж 681 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,