Способ автоматического управления процессом отстаивания в отстойниках с мешалками

 

Изобретение может использоваться в химической и других отраслях промышленности и позволяет снизить потери жидкой фазы со сгущенной суспензией. Способ автоматического управления предусматривает измерение текущего значения плотности сгущенной суспензии на выходе из отстойника, определение в течение каждого оборота положения ее вала, соответствующего нулевой фазе колебаний текущего значения плотности сгущенной суспензии, и определение среднего значения плотности сгущенной суспензии. Величину среднего значения плотности определяют путем суммирования сигнала, пропорционального текущему значению плотности, и периодического сигнала, период которого кратен времени одного оборота мешалки, а амплитуда пропорциональна текущему значению плотности сгущенной суспензии. Синхронизируют суммируемые сигналы в противофазе и регулируют расход сгущенной суспензии из отстойника в зависимости от среднего значения плотности. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A 8TOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«<

< :

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ (lO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 44(;323;3, 28-26

1 (22) 18. 04. 88 (46) 15 01.()0. Бюл. V 2 (72) Ф. В. Шевнов, И. Д. Кухарев, Л. В. Ссмке, М. И. Г(оярков и A. 11. Сила (53) 66.012-52 (088.8) (56) Г(срмякс>в Р. Г. и др. Технология и авт»мати<анин н(оизводсгва калийных уд)6 рений. Г).: Ъ(мия, 1973, с. 107 — 108, рис. 42.

Авторское свидстельство ГГГР № 697!43. кл. В 01 1.> 21/00, (977. (54) СI IОСОВ Л(3ТОМАТИГ(ЕСКОГО УПРАВ,. 11.НИХ((1РОЦЕССОМ ОТСТ;"(ИВАНИЯ В ОТСТО((НИКЛХ Г М(=11(Л,(КЛМИ (57) И и>6ретение чожст использова ься в

Х I t Л1 I I Ч С С K 0 И И Д P >t Г И Х О T P Ы (. (51 Х Г! P 0 М Ы и! Л Е I l Н 0 CTii и позволяет снизить потери кидкой фалы сo сгу(пенной су спензис й. Сlt»c»6 ывтоЧЫГИ ИСK»l<) ) НраВЛЕНИя НрсдусМЫтрИВЫ(т ИЗ11:<06pt òt нис OT)3»cится K с Ilo(06<3 л1 I I(c к»I < t ), II ра В 1(ния ироl(с ссол! ОT< т<3 и—

13Ы НИ Я В 01 T»f1 kt tt Kльзован<> в хил!Нческой, I»pkl<)-06()I;! litTt,(ьн»й и (рл гих »трыслях проЧ fti II! Л II tl 0 (. > И .

1 (с л (, из06ретс.н ия сии жение потерь жиlh»H фазы и сгущенной сусиснзией за сч T II()выl< у ды к<>м ненсирующеп) периодическоГ» t И ГН;>, 1;> (, и ) ОТ СРЕДИ(I » ЗНЫЧ(НИ Я ! I. l0l н<>с ги сгущен ной суспе!<зии ((, ); на фи г. 8 и )lt HI(It llit<3.!ьныя схемы системы (3!)тол!(3 ги и Око!» управления процесс»M отстыив; ния н <>т T»llll

„„SU„„1535583 д 1 (51)5 В 01 Р 21 00 С> 05 0 27 00

МЕРЕНИЕ ТЕКУЩЕГО ЗНаЧС!iliЯ ИЛО;!«и ГИ С), щенной суспензии на вых(де из отстойни.. 1, оН в тсчение кыж (»l» <>6 )p<) (t !

Иа. КИ I1010iht . Н НЯ «. < Ва. I<1. « )(> Ikt. С> !3)t N> ill

ГО нъ. IBВ»й фаз<. к0.1с бани и текх lllc!» чения н.(отности сп ti(ci««»l суснен it!it. И»! ределение среднего значс ния и l»THot ги сг)щенной су снензии f3(личину срс:(нег< з;3 и

HHH плотности опрс.(«ляют путем сучмир )

BdHHB сигналы, Ilp»lt»pi(it»IIB lbftOI 0 тCKA н

МЛ ЗНа Ч<. tlHIO ft.1(>TÍOCÒII, И flCРИО:1 И < (< ),О!» сип(ылы, нерио.(к»1»<ро(0 кр;31еfl <(р<",! ч!ч

Одн»ГО 06»роТ<3 м(!н;1. > Ни, <3 3 "< < t

ПОР!(ИОН<3 1(НЫ ГСКЛ !it(Л!< . I!<3 It. Hkfk» И. «>т Ilt> I

СГЛ Н(ЕННОЙ CiCII(IIBltll. (I IIXI <)ktII «IP < i» I

I(fit p !и< иной сl cll(н.<ни

CTO H Hlt K

НОС»6»t Ill(t T I3, 1я< Тсн t . It I К ) I ill t tl!

РЫ.<ОЛ!.

11 ы .(И Н И И в Ы I p><.k hit <, I ) II((Н l«) ll с<, «Ч< зии из »тстойникы 1 (фиг. Ik, 0(н>и(си ног» меlll B, l кои) ), чст<3 и» и, «и д;1! ч и к .3 кущс I о <нычения н,и>Г;«>сlll вы .»,(K» .»!

Го соединен с Одним и< и»ложи>...(ьных входс>в сумматоры 4, дру »>и н»ложитсль Itт< р;I 5 соединен с выходом ды гчикы 6 Il»ë»женин вала мешалки 2, (ругой вход г(и< р»<)p;3 5 сОеди н(H с Вы ходО ч фу нкиион 3.1ьн»3» 6 1»h

7, вход KoT»pol î одновреченн» с»t. .(è!!с и выходом сумматоры 4 и в <одоч у нрывляк> (ltd ãо устройства 8. Вых»д кон>р< Г»»1(рс < исполнительный медианkt.kч !! С(>t (и><с! с рt гулирук)(ц(1ч органом l(k II;1 линии»Th;I I ки сгу (с(си ной сус пензии Ifз» l c l »It !lit h<1 1 . .сс(тчик 6 прс»t;3.3IIB и и для н»дачи н,( нератор 5, например, I«)< лс h;)жд»; » 06»p»ты чешы.(ки 2 синхр»низирук>н(< I > си! Il;t.<;3.

1535583 где >E i »i

К

Т,, 7 », <

10 причем

20

30

40

50

55..1< I <. II«раг< р 5 вырабатыиаег периО ll! ),кий л!гнал с периодоы, равным вре(>, н >! О Оборота мешалки 2. и>. 6, cíàáæåííûé чувствительным ,.;!!< ы и пок<33а!3), например герконом

; О«!ным преобразователем, vcTBHQB!

I«II0 E!3èæ !to t3 опоре. 11ри этом no«i <) чу Всгвительного элемента отно«. некоторой реперной точки на окру.1 и<:, нр;! кающегося вала мешалки 2 со<>!!к; 1>. < Г нулевой фазе колебаний теку> < ния пгк>тности сгущенной суспеH(f I .>1< >1<. ИНО В реперной точке на ва >;»«>!<л(ll соответствующий элемент, <;1;!(>и. >,,1,1;I< I ип;! (не показана(, воздей(> Вун>:.;, I н;»<) I« I ><ительный элемент датчик:, (>. 1 ;>к,>)I !>6(;.. < >м, в момент Ilpoxoihс<;,,:я f>(II<,>ll()ll r::,It I«рез зонх распо lo<<Я !>, B<. I I il i (.:i,l!<>I <) >.I< м(ill

1(I< (> ) I<)P;) И >«l>i.i;I«ICЯ СИНXÐОНИЗИРУЮ(1f»t !«хни !««кой р«а,1и:313)сии . i; l I l I l h ) ) i < ) rh (I 61>! Г ь В ы и 0 1 н(l1 с д В у м Я ! 1, Н < >! Ы И ->, «Ы (. П т;! М И, Р а l I o 10 æ Å H I l E>l— ., и.,;«! р;!лt,ii<) прогивопО loihtlo Относи«. >НИ< I I I

< >< ° I > (: < >I f >X h> III II!t <. È(II;i II<). E !с «Я .113l

1:и, О Ellol о (>6()po l Ыс пьь lhlt 2, <3

I > ll< f>;! I() р > lil>l f>! I!HK . !с В>..к> l«««5> ii<>.Ix ii«J»i<>,)ныи си Ги;3. i с<к>т-!

<. с I I:,)»!П(ll <()(>P111>l

11(>О ! 5<ИИО) li,,с- >ии lip<>l, «;! О! "1;!u Ii)! l< > h f)(« I i! <)<. ГЯ X ll(h() I(>0<>I! >I< >)I!if! ! » 1 »(ll I <. . It>il() С Р «,! и С I (> 3 П,! I(. II!I H II,I() 1

li<>< I> < ) !I I(!ill!>Il « X « l3(lt 3 И И (Р Е ж И М 11 it Х! П .1 иI ll(> I О 1 1> ,О <,,> <<,I< l < и Р ) i )I .;> Д )! II(>< < >) !,! < >1:

В < I «.,:Ij>««м ><рс »>!О> < )с : Н<,l<>l II(!

1(РС X< ) i,l I, I (X III(C (B« !ill!> О 1, I ii I tl E>l< (>С )h И)Н>1;> >! !1,1II I X .E, l«6

I <. II<«, > I! О f), 1, > IО <К(! > (1 С Й ! I I iI !(«hlI IIPIi I1О»1ОIlE1l (1) >!Ihl! II()>I!IOÃ()

6.!ОК! < И«ll(>,11>t()B

>и< ни,!I>il(>i < (р«днс ч) значеник ll.l<>l ИО«гll

< I !I l < !I lI< >il « X « ll « И 3 и и (

1 > И (! и, I у а « Il f) Il . 1 I! I i l lt li< > ll з»-! (Ныо т, н«.п!Чин!>! Вып,!игу,!ы ко,!с6;!Ний

1< к) <1,«!!) <п;!Ч«HIIH плот!к>сти «> у IIL<. ннс>и cyc-!

< ll I (< . P (I II C I О .3 II l > l >l 6, (> h 7 I I p « 1 с т Й О, 1 О к y Ы НО<К(llll)l

В Об ill! >! «, 1 Ыч<1(Ы и р<313.!H IO III(. с >«трОИ« 1ВО 8 .!О,+,«1 ри гxl х прас)Г!«ния, IlВ;!Ни«ы Epx гHx коррек1ирук>ши ° пиР () XI (1 Р О В, О ($! E E C «T I3. I 53 Io I I E tl и О П Т И М а I t > f l 1>l l I П (>р«!3().1(>I лойник;! с О.)ш>10 р«)ким;! на друг и

xIIlIllIMc3л1и<Ое Время. В д(! ином слу чае упр,)и.iÿí)IIE((устройствo 13 сис! «ме л 3611.1и.<;>3(ии «Р«ДИ«го <нач HèH II Iol !i(>(ти Р«c!XIII <Уег lllllp(>h<) р;)спрО«тра)кнныи 111

У П Р>l!3 i «li i!ii!

/) <,, — —.. О., — <>!<76 выходной сигнал управляюсцего устройства 8; коэффициент его усиления; время интегрирования устройства 8; сигнал, пропорциональный заданному среднему значению плотности сгущенной суспензии; выходной сигнал сумматора 4, пропорциональный среднему значению плотности сгущенной суспензии, (=Л,,+Л вЂ”.4,,, (2) где Л, — выходной сигнал датчика 3 текущего значения плотности сгущенной суспензии;

Л вЂ” выходной сигнал геH(ратора 5; ,4, — постоянная величина.

Текущее значен)<е плотности сгущенной суспензии (, I33 линии откачки из отстойника 1 непрерывно измеряется датчиком 3>.

Выходной сиг)(ал Л,, датчика 3 имс>ет приближенно характер пилообра If!six колебаний с Il(Риодом 7, Р<)Вным !3P(ME ни О 1110I" О

Оборота ва 1а меша.!ки 2. и l{e которой;!м пл!3тудой,1, (фиг 1) Г.ре>днех!у значеР ник> плотности сгущенной суспеHëèè (>, соотистл!)хет среднее з!(а и ние Т„с)3! на.>а теку Ilf(. ГО зн а чен и я Il.! Îòl!0 «òè,, I (II«pB Top 5 настраивают таким обр)1)оы, ч!061, (го >Геf)110 E!1 lt «Hè и Bl>I xo,lIIHII cè! Il

II(> B;.кону, 00TBt Tcтвуtolll(му isi!.(у кол«баний. аппроксиыирук>!цих си! Иал Л„текуill(. l С> й «>(. ПЕНии. !!а < трицательный Вход «х м lfll(>p<3 4

Il0 1;i(Тся 110«Т05111!! Ый «И ГН:I«I ., p;!Bli!, Й IIA

>>t() IX,1К > с J)<,iil(м X 3! l Illl. i! )

<. и I llil, I а ), кот() ()I>l il,",, 51 >,<О 6<. т Ва рс,,!и

< I< I i(. II И 51

1!Ос I(О !ре,<«.ie ния р«Вернои; О 30.1» ы(Ill;tгlки 2 it 3;)кр< пгк ния,с;I! чи ;I (1

B с Оот>3«тс 13х к)пк м (п>лож«п)31! Вкг)к> !Вк>т

I «!I(f)ill>l(.>л(Ы< !Ггы

< !! С I< )II>l, lit>;I B, I«IIII>! (. ЭГО! .»>(О> !С !>Т I IIB

fi x0. 1 ) I j> <. Грой(."1 и«I пас 5 l!1 па.1 < >, РО;10Р131!0!I II,I<> I ii<> I I! CI > Ш(Ипой «) «I>(НИИИ

H XC I;lH0B1IBlll(MCH р«<3(ИЫ(II 1ll! <) I CX Т(. ТВ И И В0.1Ы Ы Ei!(. Н И И > ll J) СTPOH(ÒHO

8 ll(>.1.3(>р>жив

ihB(Ы ОИ ll О ГС 1 0ll НИ hB 1 <. I > 11!<> II HOH С < (I I(!3

<ии «ИО«1Оянпым (p(дним <на к ни«м II)IOTнол и <> 1р:1 э ГО,I с>il нал <> и:! Выходс

«Ы м Ы<3 1 Орвенин 1)к)ых)пении в пр >ц«гстаиB<1llIl5I II < 1< Ilil(Г(Я Бс,п(ЧИ н, 1 с p(., 3Н«ГО зна Ч(ИИЯ II)I";>(ОЛИ,<, и, «<К>ГВС Г«IB<>ННО, Р«>ХГ!11ирук>!И(I!> «ип(;!ла 3>. В э10м сг!х час col, lH«ll0 t l, Ори гм у пр;)вления происходит

11<)1< l!! ИИ(itl>IXOДНОГО «Игна.lа УПР;1!3.)Як)(ЦЕI О ) < I р<)1!c Г lt

1535583

Формула изобретения

55 те lhllt>IH меха низм 9 и регулирующий орг IH 10 изменяет количество выгружаемой сгущснной суспензии до такого значения, что через определенное время переходного процес«ы среднее значение плотности станет равным заданному. Например, при понижении среднего значения плотности управляющее устройство 8 уменьшает расход выгружаемой сгущенной суспензии, а при повышении среднего значения плотности — увеличи:3 <> t >

)/ри.яер. Необходи мо поддерживать среди«(знычсHHt. плотности (>, выгружаемой сгуI)Icíff(,tt «успензии, равной ее заданному значс пик> (p >.: =1!80 кг/м, и, соответственно, концентр;!! и!О твердой фазы в ней С, =C, -. =

--8f) KI />м . !)ри данном установившемся

1)t êH!(f(: ныгрузка отстойника по твердой фа(с с<)стынляет (=6400 кг/ч при объемном ры«x<>,те;!<> тунающей суспензии ()=256 м /ч

H концснтрдции твердой фазы в ней

С>=25 кг/ м

Б статическом режиме расход вь<гружаемой суспензии, среднее значение ее плотности и hция твердой фазы поддерживы!Отся постоянными и равными заданным: Qc= Q =-80 м/ч; pc=pc».>=1180 кг/м, C,— — С« .;=-80 кг/м . Время 7 одного оборота меш,>лки постоянно и равно

8 -1,!и!! У«рс,ll нныя амплитуда периодич««KHx кол<6>!ИНЙ,7 текуще О значения ср

i l(>f1! >сти «I ó"i>f liHHH суспен )ии составляет к! и.ill !0% От диыпдзона измерения

< l(>TfI<>Mt ры, равного 50 кг/ M (шкала плотном(.р, I! . >() I )()0 кг/м ) . .Характер изменения и. н;>. I;I,(,„1)рОНОрционы IbHof теку щеxfx ! I!< lllfil) flл >тно«тH c! у!ценно!! Оу «!I(нзии, <». и 3Oh K IIH. «)O6I)d >1!ОМ> C пс рИО;(ом 7 =: .==,",4 4,Hll. Г< нерытор 5 настроен так, что его

<;» l X<> 1Н(; il (I Н;i, l X г И мс (Т (1><) I) Xf X II Ii. 1ОО6рызнО> О «Hl н;>.1;> t периодом 8,4 мин è,«=--1() !;;. III)H этом все (игнылы

>,, (,,, и другие сигналы системы

tllii!)>If(HI)i «)i)Ill>I и (()I лысОН -) ны ИО IIPt Tt 13%I и. Ici«.! И>1,1;!т-!Нк 6 положения выла ме li < 1 К!: f Xl «. T . Н<> Н«Т(3 ИТ(. . t>HI>I X э. 1(х . I « >, I(< >!" <. I lilt>1. ли d ы(трd 3 ьно !1 poти Нов

ll»,,+,1>< О! >3 >, г(xльнО валы. Прн нрохо кдени! р !«<3)ОН го lhH нд окружности валы р(! >Он(р;) сli(), !О>кения каждого из чув, " нит(,1>,п,! sift xfåtff<>13 вырабатывается син«РОИ !I 311;» О!!I и и cH I 1>3л, 331lxcK3K)ill it É 1 cíc ры гО 5 113 нр(1:1, р;!нн<>с Т/2 (д<> появ.!ell(>f o l xI)()fiH3H рую!и< го сигнала от

>г«I3<»1<..l<)d» )гО чувствительного элемен»:) III»< этг>3! в кыжд(>м цикле генераfl) l>: 3> 1;! 63 < i>! 3;It ò поочередно соответс" 13 к>!1 ии, поло>к>ггельный или Отрицыте.!ь-! ый) ис>г!уи()>и >дный пи,н)образный сигнал.

В) x c f.lf!of)èf)III(. xfcH режиме среднее значе11! 1(lid O !HO«г И (ГУЩЕН Ной СУ(ПЕНЗИИ (>, IIO(ÒÎßÍÍ »,, t < 11(РИО 1ИЧ< CK33) COCT3B. IHIOI)(38

КО<)н(l! >)рс к;!1(if if Hif Tooбры:)нс>1!! < и гH3. f

Л K)()<)li tf<>Xtt H Г I! I)(i>l и И НЗ3 И МОУ НИ ЧТОЖ3 К)ТСЯ., 5

40 так как подаются на сумматор 4 с равными амплитудами в противофазе. Результирующий сигнал (> на выходе сумматора 4 имеет незначительные пульсации (в силу неидеальной формы сигнала Л „), но може T считаться практически гладким с установившимся значением 1180 кг/м (60%> шкалы).

В диапазоне изменения (>,= 1170- 1190 кг, м амплитуда колебаний плотности сгу!ценщ>й суспензии практически постоянна, а следовательно, автоматической коррекции ымплитуды сигнала генератора 5 в данном cdóчае не требуется.

Допустим, изменилась нагрузка 6 на Отстойник с 6400 до 5000 кг/ч вследствие уменьшения объемного расхода исходной схс. пензии Q с 256 до 224 м /ч. Через некоторое время из-за изменения характера процесса отстаивания внутри отстойника (тд к как нагрузка изменилась, 3 расход Откачиваемой суспензии пока прежний) началО уменьшаться и среднее значение р„плотности сгущенной суспензии, Управляющее устройство 8 согласно реализируемому им ПИалгоритму управления при наличии рдссо!.Iilсования сигналов (f „> < (>) будет изменять свой выходной сигнал (Х ") и, следовательнО, расход Q, выгружаемой сгу(ценной суспензии таким образом, стобы через время переходного процесса снова восстановилось равенство (>, <=(=0,6, соответствуloщее (>,=1!80 кг/м . В этом случае lipH и<вой нагрузке G=5600 кг «pacxo.T Q, ст(1нет равным 70 м /ч. В силу незавигл)мости процесса компенсация колебательной сocòàвляющей сигнала Х оТ характеры измеs нения среднего значения плотности в переходных режимах результиру ющий сигндл в переходных режимаx ) дкжс будет lip3hru !сски гладкиM (без ощу гиблых пульсаций)

:)To 11ОзвОлит, ныпримс 1), Hollo. IHHT(>льно (!)с— ,)ичи гь коэффициен г ус пения Ix в уlll);IBустрой Tf3(. 8 тить время перехо тHbtx процессов 6(3 ущер(н! для устойчивости cffcT(vt.

I 1 ри др« гох! 3(!.id н Ho

3мплитуда колебаний теку шагo значения плотности cl!, ùt íной су «пензии составит

4 кг/ м или 8% оТ диапазоны измерения плотномера. В этом случыс при вкг!Ктченной автома гической коррекции с помощьк) функционального блока 7 днтомытичс ски и 3менится амплитуды периодичеch<)I пи.)<н>6p3:)Ho! o cHt H3,T3 .А„(фиг. 2) .

Способ автоматического управления процессом отстаивания в отсToHHHhdx с мешалками путем измерения текущего знычсния и loTHocTH сгущенной суспс нзии и изменения!

535583

Реаьнцц шгнал г

,юн х рытр юишо cueprQA

Фиг 1

ASc, кг/м

7Щ7 О >» 2/ 3

7750 77ф0 7750

Фиг. 2

«с ра«хо,ш, отличающийся тем, ио, с пелью снижения п»терь жидкой фазы со сгущ«н>гой су«пензпей за счет повышения h3ксгн;> управления, дополнительно по меньш> и и> р>. один раз н течение каждого оборог» мсчпа isи определяют положение ее вал;>, «»от и« I «гвующе«н1 левой фазе колебании ll >.у>щ > о значения плотности сгущенн<>й «у«пензии, à ра«ход последней изменив» н >;>ви«имо«ти от среднего значения пл»>н>н >и «>ущенной лспензии, величин1 которого формируют путем суммирования сигнала. пропорпионального текущему значению плотности сгущенной суспензии, с периодическим сигналом, период которого устанавливают кратным времени одного оборота мешалки. а амплитуду — пропорциональной текущему значению плотности сгущенной суспензии, и синхронизируют суммируемые сигналы в противофазе в зависимости от определяемого положения вала мешалки.

КОМаЕНСИРУои оом сигнал!

535583 (:ос>ави><.>ь.=) (:к »>pc>»»

Р<,>;>к >r>p Ч К ел< меш Г< rrpc» !! Hcpc< I<,r>pp< >rTr)p, 11атаи

1ак ав»!I>8!) 1 » p;»> 5>б>4 I1(>;L»>I< н>к

В> 1!!И!11! Госъи(>рственноi комитета по изобрет< нинм и откр»тини при ГV HT (.(.(.Р

113035. Москва, Ж- 35, Раун>ск(>и наб.. д 4 5

11рои >но.>ственно-излатетьски1> комбинат «!!агент». > У>кг<>pr>l, i.>. Г;»;>рин;>, I>