Устройство для автоматического управления процессом коксования

 

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом коксования тяжелых остатков, может быть использовано в сланцехимической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и позволяет сократить цикл коксования за счет координации работы технологических аппаратов во времени, уменьшить нагрузку на конденсационную систему и повысить качество конечного продукта. Устройство представляет собой координатор работы кубов, содержащий блок отсчета времени, блок разрешения загрузки и десять схем сигнализации. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК с

И,. (1! (з,, 1

Б, ; я fi i;- д г - 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕЛЬС ГВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯЬ1

ПРИ ГННТ СССР (21) 442 1374/31-26 (22) 28. 03. 88 (46) 30.04.90. Вюл. 1ъ 16 (71) Винницкий политехнический институт (72) В.H.Ëûñoãîð и Т,В.1(нягинина (53) 66. 012-52 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 - 384856, кл. С 10 В 57/02, 1970.

Авторское свидетельство СССР

У 1 152957, кл. С 10 В 57/02, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОИАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОИ 1(ОКСОВАНИЯ (57) Изобретение относится к автомаИзобретение относится к автоматическому управлению процессом коксова-, ния тяжелых остатков и монет быть ис-. пользовано в спанцехимической, нефте-. перерабатывающей и нефтехимической промьппленности.

Целью изобретения является сокращение цикла коксования за счет координации работы технологических аппаратов во времени, уменьшение нагрузки на конденсационную систему и повышение качества конечного продукта.

На фиг, 1 изображена схема устройства для автоматического управления процессом коксования; на фиг. 2— функциональная схема координатора работы кубов, Устройство для автоматического управления процессом коксования (фиг. 1) состоит иэ коксовой батареи

1, содержащей десять технологических

„„SU„„3 560545 А 1 (51)5 С 10 В 57 02 G 05 D 27/00

2 тическому управлению процессом коксования тяжелых остатков, монет быть использовано в сланцехимической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и позволяет сократить цикл коксования sa счет координации работы технологических аппаратов во времени, уменьшить нагрузку на конденсационную систему и повысить качество конечного продукта.

Устройство представляет собой координатор работы кубов, содержащий блок отсчета времени, блок разрешения загрузки и десять схем сигнализации.

2 ил. а

С: аппаратов 2 (i ) -2 (1 0), и координатора

3 работы кубов.

Каждый из десяти технологических аппаратов 2 (1)-2 (10) содержит коксовый куб 4, датчик 5 температуры над перевальной стенкой, датчик 6 температуры в шлемовой трубе,.датчик 7 температуры в жидкой фазе, блок 8 обнаружения стадий, логическое устройство 9, блок 10 задания, регуля тор 11 расхода, исполнительный механизм 12 на линии подачи газа в топку и блок 13 дистанционного управления.

Координатор 3 работы кубов содержит блок 14 отсчета времени, блок 15 разрешения загрузки и десять схем

16(1)-16(10) сигнализации.

Блок 14 отсчета времени (фиг. 2) содержит генератор 17 тактовых импуль" сов, элемент НЕ 18, R-S-триггер 19, элемент И 20, распределитель 21 им1560545 пульсов, состоящий из счетчика 22 и дешифратора 23, пять блоков 24(1)

24(5), каждый их которых содержит элементы И 25 и 26, R-S-триггер 27, пять устройств 28 счета, состоящих из счетчиков 29, 30 и 31 элемент

ИЛИ 32, R-S-триггер 33 и элемент И 34.

Блок 15 разрешения загрузки (фиг.2) содержит распределитель 35, состоя- 10 щий из счетчика 36 и дешифратора 37, и десять элементов И 38. Схемы 16(1)16(10) сигнализации (фиг. 2) представляют собой R-S-триггеры.

Устройство для автоматического управления процессом коксования работает следующим образом.

Начальные условия.

На стадии отгона должно находиться одновременно не более пяти технологических аппаратов.

Введение координатора 3 рабаты кубов позволяет сократить длительность стадии отгона до 7-8,5 ч. Длительность остальных стадий технологического процесса существенно не изменя- ется и составляет: нагрев (включая прогрев куба перед загрузкой)

= .2,5 ч; прокалка „ = 5 ч;,томление

3 ч1 выгрузка с 2 ч, 30

Первые пять коксовых кубов загружаются с интервалом t z = 2 ч.

Работа устройства для автоматизированного управления процессом коксования дана на примере второго технологического аппарата 2 (2), который готов к работе через 2 ч после запуска первого технологического аппарата 2(1).

С блока 13(2) дистанционного уп40 равления запускают привод профиля: программы блока 10(2) задания через логическое устройство 9(2); величина задания подается в регулятор 11(2), который отрабатывает Вьжодной сигнал 45 таким образом, чтобы увеличивать количество газа на горение. Доведя тем" пературу в топочном пространстве до

t „. „ 640-660 С, блок 10(2) задания дает команду на остановку своего привода через логическое устройство 9(2).;

Привод останавливается, и задание выдерживается постоянным.

Начало стадии отгона характеризуется интенсивным кипением и выделением парогазовой смеси. Датчик 6(2) . температуры в шлемовой трубе фиксирует подьем температуры с нарастающей скоростью. С достижением значения температуры в щпемовой трубе t ш о

Ш 7

= 200-250 С блок 8(2) обнаружения стадии посылает дискретный потенциальный сигнал на логическое устройство 9(2), которое дает разрешение на пуск привода профиля программы блока

10(2) задания, с его выхода убывающий во времени сигнал поступает в регулятор 11(2), который отрабатывает выходной сигнал таким образом, чтобы исполнительный механизм 12(2) уменьшал количество газа на горение. Снизив t „ до 540-560 С, блок.10(2) задания дает команду на остановку своего привода через логическое устройство 9 (2) . В дальнейшем блок 10 (2) задания выдает постоянное значение сигнала. Регулятор 11 (2) поддерживает регулируемый параметр на заданном уровне. Одновременно с этим от датчика 6(2) температуры в шлемовой трубе через блок 8(2) обнаружения стадий сигнал М начала стадии отгона во

I втором коксовом кубе 4(2) поступает на вход блока 14 отсчета времени, включая координатор 3 работы кубов.

По истечении времени, равного минимальной продолжительности стадии отгона,и,= 7 ч, блок 14 отсчета времени дает на выход сигнал, означающий начало поиска коксового куба 4, готового к загрузке. Этот сигнал включает блок 15 разрешения загрузки.

На основе информации о состоянии коксовых кубов 4, получаемой от схем 16 сигнализации, на входы которых поступает сигнал,И" окончания полного цикла черед блок 8(2) обнаружения стадий от датчика 7(2) температуры в жидкой фазе, блок 15 разрешения загрузки производит поиск свободного коксового куба 4. Так как в данный момент первые шесть коксовых кубов

4(1.)-4(6) находятся на разных стадиях.процесса, но ни в одном иэ них процесс еще не закончился, то блок

15 разрешения загрузки дает сигнал загрузки у первому свободному коксоУч вому кубу 4 (7) и, соответственно, меняет состояние схемы 16(7) сигнализациии.

После выкипания определенной части сырья в коксовом кубе 4(2) уровень. понижается так, что датчик 7(2) температуры в жидкой фазе оказывается s паровой фазе и температура,, воспринимаемая им, несколько снижается. При вспучивании массы блок G(2) 5 156 обнаружения стадий регистрирует релейный скачок температуры. После этого,на блок 10(2) задания через логическое устройство 9(2) поступает сигнал разрешения пуска привода профиля программы, температура выдерживается прежней в течение 60-70 мин, потом идет подъем температуры до

750"760 С, который свидетельствует о том, что коксовый куб 4(2) переведен на прокалку. 3 конце цикла коксования через логическое устройство

9(2) останавливают привод профиля программы, Сдатчика 7(2) температуры в жидкой фазе через блок 8(2) обнаружения стадий на схему 16(2) сигнализации поступает сигнап 17 окончания

It полного цикла„что свидетельствует о том, что коксовый куб 4(2) готов к загрузке очередной дозы сырья и началу нового цикла коксования, Координатор 3 работы кубов (фиг.2) работает следующим образом.

При подаче сигнала 17 начала стации отгона в коксовом кубе 4 íà Syxog Р-S-триггера 19, стоящего на входе блока 14 отсчета времени, R-5триггер 19 устанавливается в единичное состояние, включая тем самым распределитель 21, который последова" тельно опрашивает все пять блоков

24 (1) -24 (5) управления счетом и вклюЧает первое свободное устройство

28 счета, одновременно с этим останавливается и выводится в исходное состояние распределитель 21. Все пять устройств 28(1) "28(5) счета настроены на время, равное минимальной продолжительности стадии отгона ото мщк

7 мин. Таким образом, спустя 7 ч на выходе блока 14 отсчета времени появляется сигнал, соответствующий логической единице, который устанавливает R-S-триггер 33 в единичное состояние, включая тем самым блок 15 разрешения загрузки, который представляет собой работающий в стартстопном режиме распределитель 35 с десятью схемами сравнения И 38(1)

38(10) с двумя входами. Иа одном входе каждой из схем И 38(1)-38(10) присутствует потенциал, соответствующий состоянию коксовых кубов 4(1)

4(10) в данный момент: если коксовый куб готов к загрузке — "1", если иет — "0". Распределитель 35 опрашивает последовательно все десять схем

И 38(1) — 38(10), Если импульс с рас-.

0545

55 пределителя 35 попадает на вход схемы И 38, где уже есть сигнал "1", то:. на ее выходе также появляется "1", которая дает сигнал 1 разрешения загрузки свободного коксового куба 4.

Сигнал разрешения загрузки через R-Sтриггер 33 останавливает и устанавливает в начальное состояние распределитель 35, а также-изменяет состояние соответствующей схемы 16(1)

16 (10) сигнализации, т.е. соответствующего R-S-триггера 16 (1) -16 (10), На S-входы R-S-триггеров 16(1)

16@0) поступают сигналы 17, . окончания полного цикла, а их R-входы соединяются с соответствующими схемами

И 38 в блоке 15 разрешения загрузки и управляющими входами в устройствах

8(1)-8(10) обнаружения стадий, Коксовая батарея 1 (фиг, 1) состоит из узлов и блоков„ выполненных на базе универсальной системы элементов промьппленной пневмоавтоматики, Включение в предлагаемое изобретение координатора работы кубов позволяет сократить длительность цикла коксования, избежать простоя коксо- ( вых кубов, снижает нагрузку в конденсационной системе, ччо улучшает качество электродного кокса.

Формула из обретения

Устройство для автоматического управления процессом коксования, состоящее из коксовой батареи, содержа" щей десять коксовых кубов с блокамн дистанционного управления, датчиками температуры над перевальной стенкой, связанными через регуляторы расхода с исполнительными механизмами на линиях подачи газа в топки, датчики температуры в шлемовых трубах и жидкой фазе каждого куба, соединенные через блоки обнаружения стадий процесса коксования, логические устройства и блоки задания с регуляторами расхода газа, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью сокращения цикла коксования за счет координации работы технологических аппаратов во времени, уменьшения нагрузки на конденсационную систему и повышения качества готового продукта, оно дополнительно содержат координатор работы кубов, состоящий из блока отсчета времени, блока разрешения загрузки

1560545

IPue.!

Уаг.d

Составитель Г. 1(ротков

Редактор Л.Веселовская Техред Л.Олийнык 1(орректор C.Øåêìàð

Тираж 436

Заказ 951

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101 и десяти схем сигнализации, при этом управляющие выходы блоков обнаружения стадий соединены с соответствующими входами блока отсчета времени и схем сигнализации, выходы которык подклю5 чены к входу блока.разрешения загрузки, выходы которого связаны с соответствующими управляющими входами блоков обнаружения стадий и схем сигнализации каждого куба,