Устройство для автоматического контроля технологическим режимом установки сухого тушения кокса

 

Изобретение относится к коксохимической промьшшеннЬсти, в частности к устройствам контроля и управления работой установок сухого тушения кокса. Целью изобретения является повышение эффективности технологического режима работы установки путем снижения потерь тепла. Устройство содержит блок измерения количества загрузок коксом; два блока измерения содержания СО и два блока содержания СО-г. соответственно на входе и вькоде камеры тушения-, блок измерения перепада давления на дымососе; блок измерения температуры горячего кокса в зоне косых ходов камеры тушения; два блока измерения температуры циркуляционного газа соответственно на входе и выходе камеры тушенияj блок измерения расхода вырабатываемого пара, блок температуры пара; блок измерения расхода питательной воды; блок измерения температуры окружаюшей среды} блок измерения температуры питательной воды; элементы задания констант; блок вычисления количества тепла горячего кокса с учетом его угара; два блока вычисления количества тепла циркуляционного газа соответственно на входе и вькоде камеры тушения; два блока вычисления количества тепла вырабатываемого пара и питательной воды; блоки вычисления эксергетических температур горячего кокса, циркуляционного газа на входе и вькоде камеры тушения, вырабатываемого пара на выходе котла утилизатора и температуры питательной воды; блоки вычисления эксергий потоков горячего кокса с учетом его угара , циркуляционного газа на входе и выходе камеры тушения, вьфабатываемого пара и питаиадей воды блоки вычисления эксергетического КПД камеры тушения, установки в целом и котла- |Утилизатора. 1 ил. (С (Л 4 О1

COK) З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4234874/23-26 (22) 24.04.87 (46) 07.12.88. Вюл. И 45 (71) Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф.Э.Дзержинского (72) В.В.Лозовская, Л.И.Атаманчук, Л.Н.Тютюник, В.Е.Новиков, К.Г.Лавров, В.И.Зинченко и А.Н.Минасов (53) 66.012.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 602533, кл. С 10 В 39/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N- 763447, кл. С 10 В 39/00, 1980 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ

УСТАНОВКИ СУХОГО ТУШЕНИЯ КОКСА (57) Изобретение относится к коксохимической промышленнбсти, в частности к устройствам контроля и управления работой установок сухого тушения кокса. Целью изобретения является повышение эффективности технологического режима работы установки путем снижения потерь тепла. Устройство содержит блок измерения количества загрузок коксом, два блока измерения содержания СО и два блока содержания СО соответственно на входе и выходе камеры тушения; блок измерения перепада давления на дымососе;

„„SU„„1442532 А 1 дй 4 С 10 В 39/00, С 05 Р 27/00 блок измерения температуры горячего кокса в зоне косых ходов камеры тушения; два блока измерения температуры циркуляционного газа соответственно на входе и выходе камеры тушения; блок измерения расхода вырабатываемого пара, блок температуры пара; блок измерения расхода питательной воды; блок измерения температуры окружающей среды; блок измерения температуры питательной воды; элементы задания констант; блок вычисления количества тепла горячего кокса с учетом его угара; два блока вычисления количества тепла циркуляционного газа соответственно на входе и выходе камеры Я тушения; два блока вычисления количества тепла вырабатываемого пара и питательной воды; блоки вычисления эксергетических температур горячего кокса, циркуляционного rasa на входе ф и выходе камеры тушения, вырабатывае мого пара на выходе котла утклиза- > тора и температуры питательной во- р ды; блоки вычисления эксергий потоков горячего кокса с учетом его угара, циркуляционного газа на входе и выходе камеры тушения, вырабатываемого пара и питающей воды блоки вычисления эксергетического КПД камеры тушения, установки в целом и котла,утилизатора. 1 ил.

1442532

Изобретение относится к коксохи- мической промьппленности, в частности к устройствам контроля и управления работой установок сухого тушения кокса (УСТК).

Цель изобретения — повышение эффективности технологического режима работы установки путем снижения потерь тепла. 1Î

На чертеже представлена структурная схема устройства для автоматического контроля технологическим режимом установки сухого тушения.

Устройство содержит блок 1 измере-15 ния количества загрузок коксом камеры тушения (не показана), блоки 2 и

3 измерения содержания СО и блоки 4 и 5 содержания СО соответственно на входе и выходе камеры тушения, 2О блок 6 измерения перепада давления на дымососе (не показан), блок 7 измерения температуры горячего кокса в зоне косых ходов камеры тушения, блоки 8 и 9 измерения температуры цирку- !5 ляционного газа соответственно на выходе и входе камеры тушения, блок

10 измерения расхода перегретого (вырабатываемого) пара, блок 11 температуры перегретого пара, блок 12 измерения расхода питательной воды; блок 13 измерения температуры окружающей среды, блок,14 измерения температуры питательной воды, элементы

15-27 задания констант, позволяющие учесть ряд постоянных коэффициентов, 35 при этом выходы блоков 1-7 соединены с соответствующими входами блока 28 вычисления количества тепла горячего кокса с учетом его угара, в состав которого входят элементы 15-21, выход блока 6 также соединен с соответствующими входами блоков 29 и 30 вычисления количества тепла, циркуляционного газа соответственно на выхо-„ де и входе камеры тушения„ в состав которых соответственно входят элементы 22 и 23, а элемент 21 блока 28 соединен и с соответствующими входами блоков 29 и 30, выход блока 8 соединен с соответствующим входом бло50 ка 29, а вьмод блока 9 — с входом блока 30, выходы блоков 10 и 11 соединены с соответствующими входами блока 31 вычисления количества тепла вырабатываемого пара, в состав которого входят элементы 24 и 25, выходы блоков 12 и 14 соединены с соответствующими входами блока 32 вычисления количества тепла питающей воды, в состав которого входят и элементы 26 и 27, выход блока 13 соединен с первыми входами блоков

33-37 вычисления эксергетических температур соответственно, горячего кокса, циркуляционного газа на выходе и входе камеры тушения, вырабатываемого пара на выходе котла-утилизатора (не показан), питающей воды, вторые входы которых соединены соответственно с выходами блоков ?-9, 11 и 14,выходы блоков 28-32 соединены с первыми входами соответствующих блоков 38-42 вычисления эксергии потоков соответственно горячего кокса, циркуляционного газа на выходе и входе камеры тушения, вырабатываемого пара, питательной воды, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих блоков 33-37, первый выход блока 38 соединен с первым входом блока 43 вычисления эксергетического

КПД камеры тушения, второй выход соединен с первым входом блока 44 вычисления эксергетического КПД установки в целом, первый выход блока 39 соединен с вторым входом блока 43, второй выход соединен с первьш входом блока 45 вычисления эксергетического КПД котла-утилизатора, вьмод блока 40 соединен с третьим входом блока 43, первый выход блока 41 соединен с вторым входом блока 44, второй выход соединен с вторым входом блока 45, первый выход блока 42 соединен с третьим входом блока 44, второй выход соединен с третьим входом блока 45.

Устройство работает следующим образом.

С выходов блоков 1-14 снимаются сигналы, пропорциональные текущим значениям измеряемых параметров: количества загруэок коксом камеры тушения, содержания СО и СО на входе и выходе камеры тушения, перепада даьления на дымососе, температур горячего кокса, циркуляционного газа на выходе и входе камеры тушения, расхода перегретого пара, его температуры, расхода питательной воды, температуры окружающей среды и питательной воды.

Поступающие в блок 28 сигналы преобразуются в выходной сигнал, проВ» порциональный количеству тепла Я„, поступающего в камеру тушения с рас14425 каленным коксом, и количеству тепла къ J<

0„ выделившегося при его угаре:

Яg„= n k, C„„t,„+ tk tk (P,— — Р,)о„, „+ k,-au„ )33 q„, СОМ где и — часовое количество загрузок кокса в камеру тушения, 1/ч; вес кокса в тушильном вагоне, кг; теплоемкость горячего кокса, кДж/кг град.; температура горячего кокса, ОС; коэффициент расхода циркуляционного газа, м /ч Па; коэффициент, учитывающий содержание чистого углерода в коксе; давление циркуляционно- 25

ro газа до и после дымососа соответственно, Па; коэффициенты, характеризующие BblKop СО и 3р

СО при горении углерода, соответственно; соответственно приращение С01 и CO в циркуляционном газе после камеры тушения вследствие

35 угара кокса, Ж; теплотворная способность кокса, кДж/кг.

ki гк

Р„и Р

К, 1с

Исо со

С011

Поступающие в блок 29 сигналы пре- 40 образуются в выходной сигнал, пропорциональный количеству тепла Q „ циркуляционного газа на выходе камеры тушения:

Qpy, — (, — P ) С,„„„(3) Q A„= kz(P, — Pz) .C дн t „(4) где С д„ вЂ” теплоемкость циркуляционного газа после камеры тушения, кДж/мз С;

t „ - температура циркуляционного 5р газа после камеры тушения, ОС

Поступающие в блок 30 сигналы преобразуются в выходной сигнал, пропорциональный количеству тепла 4 циркуляционного газа на входе камеры тушения.

32

4 где С „— теплоемкость циркуляционного газа на входе камеры ту|Д /мз. с.

t д, — температура циркуляционного газа на входе камеры тушения, С.

Поступающие в блок 31 сигналы преобразуются в выходной сигнал, пропорциональный количеству тепла Я „ в перегретом паре:

Чпп = Свп 1п.ь (5) где G„„ — расход перегретого пара, кг/ч;

i „„ — энтальпия перегретого пара, кДж/кг.

В интервале рабочих температур

350-490 С и рабочих давлений 3,13923,5316 KIa энтальпия пара с достаточной для расчетов точностью аппроксимируется линейной зависимостью

ip„= A + В- t„„(6) где А и  — постоянные коэффициенты.

Тогда

QÄz = Спп (A + В г.пп) (7)

Поступающие в блок 32 сигналы преобразуются в выходной сигнал, пропорциональный количеству тепла Я „в питательной воды: (8) где С „в — расход питательной воды, .кг/ч, 1 nв — энтальпия питательной во ды, кДж/кг град.

В интервале рабочих температур

90-120 С и рабочих давлений 1,4711,667 MIIa энтальпия питательной воды с достаточной для расчетов точностью аппроксимируется линейной зависимостью

"„ü,C+D лв где С и D — постоянные коэффициенты.

Тогда

0 „, = С., (С * D t„,). (10)

Поступающие в блоки 33-37 сигналы от блоков 7-9; 11 и 14, пропорциональные температурам тепловых потоков, преобразуются в соответствукицие выходные сигналы, пропорциональные эксергетическим температурам соответствующих тепловых потоков по формуле

Т = 1

То

Т (11)

5 144253 где Т, — температура окружающей среды, К

Т вЂ” температура соь гветствующе1

ro теплового потока, К; — индекс теплового потока, соответственно гк — горячий кокс, дк и дн — циркуляционный гаэ соответственно на выходе и входе из камеры ту- 10 шения, пп - вырабатываемый (перегретый) цар1 пв — питательная вода.

Поступающие в блоки 38-42 сигналы от блоков 28-32, пропорциональные количеству тепла соответствующего теплового потока Q ., и сигналы от блоков 33-37, пропорциональные эксергетической температуре Т; этих тепловых потоков, преобразуются в сигналы, пропорциональные величине эксергии соответствующих тепловых потоков:

Устройство для автоматического контроля технологическим режимом установки сухого тушения кокса, содержащее блок вычисления количества тепла горячего кокса, первый — седьмой входы которого соединены с выходами блоков измерения содержания окиси углерода в циркуляционном газе на входе и выходе камеры тушения, блоков измерения содержания двуокиси углерода в циркуляционном газе на входе и выходе камеры тушения, блоков измерения перепада давления на дымососе и температуры горячего кокса, а восьмой — етырнадцатьп входы соединены с выходами первого — седьмого элементов задания констант, блок вычисления количества тепла циркуляционного газа на выходе камеры тушения, первый и второй входы которого соединены с выходами блоков измерения перепада давления на дымососе и температуры циркуляционного ,газа на выходе камеры тушения, а третий и четвертый входы соединены с выходами седьмого и восьмого элементов задания констант, а также блок вычисления количества тепла вырабатываемого пара, первый и второй входы которого соединены с выходами блоков измерения расхода и температуры вырабатываемого пара, а третий и четвертый входы соединены с выходами девятого и десятого элементов задания констант, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повьппения эффективности технологического режима работы установки путем снижения потерь тепла, в него дополнительно введены блоки измерения температур окружающей среды и питательной воды, а также расхода питательной воды, блоки вычисления количества тепла в циркуляционном газе на входе

ЗО где

35 (14) Е; =Q Т,. (12)

Поступанпцие в блок 43 сигналы, пропорциональные величинам эксергии соответствующих тепловых потоков (Е, „, E„, E«), преобразуются в сигйал, пропорциональный эксергети ческому КПД камеры тушения:

Ъ вЂ” Е "" Е4" .100% кт

Е » Е гк Eyr

Поступающие в блок 44 сигналы, пропорциональные величинам эксергии соответствующих тепловых потоков 40 (E » »Епп.,Е „,), преобразуются в сигнал, пропорциональный величине эксергетического КПД всей УСТК в целом:

° 100% (15)

45 уст» Е, Поступанкцие в блок 45 сигналы, пропорциональные величинам эксергии соответствунпцих тепловых потоков (Е; „, Е „„, Е „ ), преобразуются в сигнал, пропорциональный величине эксергетического КПД котла-утилиэатора:, E» - Епв ° 100%, (16

Ед» 55

Предлагаемое устройство для авто.; матического контроля технологическим режимом установки сухого тушения кокса может быть реализовано как на приборах токовой ветви системы ГСП, так и на ЭВИ в сочетании с соответствующими измерительными приборами, датчи-, ками и преобразователями, Для реализации счетно-решающих операций, необходимых для вычисления функций по выражениям (1)-(16), используются простейшие вычислительные операции: суммирование, умножение и деление.

Формула изобретения

1442532 камеры тушения и в питательной воде, блоки вычисления эксергетических температур и эксергий потоков горячего кокса, циркуляционного газа на входе и выходе камеры тушения, вырабатываемого пара, питательной воды, блоки вычисления эксергетических КПД камеры тушения, котла-утилизатора и камеры в целом, блоков измерения расхода и температуры вырабатываемого пара и питательной воды, температуры окружающей среды, одиннадцатый, двенадцатый и тринадцатый элементы задания констант, при этом первый— четвертый входы блока вычисления количества тепла газа на входе камеры тушения соединены с выходами соответственно блоков измерения перепада давлений на дымососе и температуры 2О циркуляционного газа на входы камеры тушения, а также с выходами седьмого и одиннадцатого элементов задания констант, первый — четвертый входы блока вычисления количества тепла питательной воды соединены с выходами соответственно блоков измерения расхода и температуры питательной воды, а также двенадцатого и тринадцатого элементов задания констант, JO выход блока измерения температуры горячего кокса соединен с первым входом блока вычисления эксергетической температуры горячего кокса, второй вход которого соединен с первыми входами блоков вычисления эксергети35 ческих температур циркуляционного газа на входе и выходе камеры тушения, пара на выходе котла-утилизатора, питательной воды и с выходом блока измерения температуры окружакщей среды, вторые входы блоков вычисления эксергетических температур циркуляционного газа на входе и выходе камеры тушения, блоков вычисления эксергетических температур пара на выходе котла-утилизатора и питательной воды соединены с выходами соответственно блоков измерения температур циркуляционного газа на входе и выходе камеры тушения температур вырабатываемого пара и питательной воды, первые и вторые входы блоков вычисления эксергий потоков горячего кокса, циркуляционного газа на входе и выходе камеры тушения, блоков вычисления потоков энергий вырабатываемого пара и питательной воды соединены с выходами блоков вычисления, соответственно количества тепла горячего кокса и эксергетической температуры горячего кокса, блоков вычисления количества тепла циркуляционного газа и его эксергетической темпеJ ратуры на входе и выходе камеры тушения, блоков вычисления количества тепла вырабатываемого пара и питательной воды и блоков вычисления эксергетических температур вырабатываемого пара и питательной воды, первый, второй и третий входы блока вычисления эксергетического КПД камеры тушения соединены с первыми выходами блоков вычисления эксергии потока горячего кокса, эксергии потоков циркуляционного газа на входе и выходе камеры тушения, первый, второй и третий входы блока вычисления эксергетического КПД котла-утилизатора соединен соответственно с вторым выходом блока вычисления эксергии потока циркуляционного газа на выходе камеры тушения, с первыми выходами блоков вычисления эксергий потоков вырабатываемого пара и питательной воды, а первый, второй и третий входы блока вычисления эксергетического

КПД установки в целом соединены соответственно с вторыми выходами блоков вычисления эксергий потоков горячего кокса, вырабатываемого пара и блока вычисления эксергии питательной воды, 1442532

Составитель А. Прусковцов

Техред Л.Олийнык Корректор А.Обручар

Редактор Н.Бобкова

Тирек 464 Подпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретеннй и открытий

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

Заказ 6352/22

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