Устройство для управления процессом приготовления трехкомпонентных газовых смесей

 

Изобретение может использоваться в . металлургических, химических и других производствах ,, где возникает необходимость управления расходами исходных газов при одновременной стабилизации давления и теплотворной способности газовых смесей. Цель изобретения - повышение точности стабилизации теплоты сгорания трехкомпонентной газовой смеси. Для этого устройство , содержащее три трубопровода, контуры управления расходом каждого исходного компонента и задатчик соотношения расходов первого и второго компонентов, дополнительно оснащено задатчиком соотношения первого и третьего компонентов, включающим три блока умножения, четыре сумматора, блок деления и задатчики теплоты сгорания каждого исходного компонента и смеси. Данное техническое решение позволяет по введенной в задатчики информации о теплотах сгорания каждого исходного компонента вычислять величину соотношения расходов первого и третьего компонентов , используемую для задания расхода третьего компонента и, таким образом, стабилизировать теплоту сгорания смеси на заданном уровне. 1 ил е

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 05 0 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

< " tii()63HAH > .",, -.1 ЯД!ф ЩЯф

- "3 1 « j4 „

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (л (Ь, > (21) 4656216/24 (22) 28,02.89 (46) 23.06.91. Бюл. М 23 (71) Коммунарский горно-металлургический и нститут (72) И.Н.Шалашная и А.M.Ãðèâêo (53) 62.50 (088.8) (56) Казаков А.В. Основы автоматики и автоматизации химических производств. — М.;

Машиностроение, 1979. с. 109.

Авторское свидетельство СССР

М 1582868, кл. G 05 0 11/00, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТРЕХКОМПОНЕНТНЫХ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ (57) Изобретение может использоваться в, металлургических, химических и других производствах, где возникает необходимость управления расходами исходных газов при одновременной стабилизации давления и теплотворной способности газовых смесей.

Изобретение относится к управлению процессами приготовления газовых смесей в металлургической, химической, нефтеперерабатывающей и других сходных производствах, где возникает необходимость поддержания соотношения расхода газов с одновременным регулированием, стабилизацией теплотворной способности газообразного топлива и давления смеси перед сжиганием.

Цель изобретения — повышение точности регулирования теплоты сгорания газообразных смесей перед сжиганием за счет повышения точности регулирования соотношения между исходными газами.,, Я2,„, 1658126 А1

Цель изобретения — повышение точности стабилизации теплоты сгорания трехкомпонентной газовой смеси. Для этого устройство, содержащее три трубопровода, контуры управления расходом каждого исходного компонента и задатчик соотношения расходов первого и второго компонентов, до пол нител ьно оснащено задатчиком соотношения первого и третьего компонентов. включающим три блока умножения, четыре сумматора, блок деления и задатчики теплоты сгорания каждого исходного компонента и смеси. Данное техническое решение позволяет по введенной в задатчики информации.о теплотах сгорания каждого исходного компонента вычислять величину соотношения расходов первого и третьего компонентов, используемую для задания расхода третьего компонента и, таким образом, стабилизировать теплоту сгорания смеси на заданном уровне. 1 ил.

На чертеже изображена структурная схема устройства для регулирования соотношения компонентов трехкомпонентных газовых смесей.

Устройство содержит трубопроводы 1—

3 исходных газов и трубопровод 4 смеси, подсоединенные к смесителю 5, контур регулирования давления смеси, включающий датчик 6 давления смеси, регулятор 7 давления с задатчиком 8 и регулирующий клапан

9 на трубопроводе 1 подачи первого компонента, контур регулирования расхода второго компонента, включающий датчик 10 расхода второго компонента, первый регулятор 11 расхода и регулирующий клапан 12 на трубопроводе 2, контур регулирования

° 1658126 расхода третьего компонента, включающий датчик 13 расхода третьего компонента, второй регулятор 14 расхода и регулирующий клапан 15 на трубопроводе

3, задатчик 16 соотношения расходов первого и второго компонентов, связанный через первый блок 17 умножения с вторым входом регулятора 11 соотношения, второй блок 18 умножения, через который датчик

19 расхода первого компонента связан с вторым входом (задания) регулятора 14 расхода, и эадатчик соотношения расходов первого и третьего компонентов, включающий задатчики 20 — 23 теплоты сгорания соответственно первого, второго и третьего компонентов и газовой смеси, сумматоры

24-27, третий блок 28 умножения и блок 29 деления, Сумматоры 24 и 26 выходами присоединены к входу блока 29 деления. Входы сумматора 26 присоединены к задатчику 23 теплоты сгорания смеси и эадатчику 22 теплоты сгорания третьего компонента. Входы сумматора 24 присоединены непосредственно к выходу сумматора 27, входы которого присоединены к задатчикам 20 и 23 теплоты сгорания первого компонента, и через блок 28 умножения — к выходу сумматора 25, входы которого присоединены к задатчикам 21 и 23 теплоты сгорания второго компонента.

Устройство работает следующим образом.

Задатчиком 8 давления устанавливается необходимое давление смешанного газа в трубопроводе 4 смеси, которое стабилизируется контуром регулирования давления за счет воздействия на расход газа, подво- димого к смесителю 5 по трубопроводу 1.

Расход первого газа, подаваемого в смеситель 5, измеряется датчиком 19 расхода и в виде сигнала задания поступает на один из входов регулятора 11 соотношения через блок 17 умножения, изменяющий сигнал с датчика 19 расхода первого компонента К1 раз и являющийся задающим воздействием для регулирования расхода второго компонента. На второй вход регулятора 11 поступает сигнал с датчика 10 расхода второго компонента, Управляющий сигнал на расход второго компонента поступает на регулирующий клапан 12, Расход первого газа, измеряемый датчиком 19 расхода. в виде сигнала также поступает на один иэ входов блока 18 умн оже ния, на второй вход которого поступает сигнал от блока 29 деления, пропорциональный коэффициенту соотношения расходов между первым и третьим компонентами

25 где q, qz, оз, q — теплота сгорания исходных газов и смеси;

Fz

Ki = — — коэффициент соотношения

Fi расходов первого и второго компонентов.

Это выражение получается иэ закона сохранения тепловой энергии смешиваемых газов и смеси.

Задатчик соотношения расходов работает следующим образом.

В сумматоре 27 определяется сигнал, пропорциональный разности между теплотой сгорания смеси и первого компонента, в сумматоре 25 определяется сигнал, пропорциональный разности между теплотой сгорания смеси и второго компонента. Этот сигнал, измененный в блоке 28 умножения в К1 раэ, поступает на один из входов сумматора 24, где складывается с сигналом, поступающим с выхода сумматора 27, С выхода сумматора 24 сигнал поступает на блок

29, на второй вход которого поступает сигнал с сумматора 26, где определяется разность между теплотой сгорания третьего компонента и смеси . В блоке 29д юения вычисляется коэффициент соотношения между первым и третьим компонентами.

Таким образом, сигналы, поступившие с блока 29 деления и с датчика 19 расхода первого компонента, на выходе блока 18 умножения дают сигнал, пропорциональный заданию на регулирование третьего компонента

Ез = KIFi, Ез

Kz =, где F1 и Ез — расходы первого и третьего компонентов.

5 Блок 29 деления является выходным элементом в задатчике соотношения расходов первого и третьего компонентов Kz.

Теплота сгорания смешиваемых газов измеряется путем отбора проб или с по10 мощью стационарных прецизионных приборов, устанавливаемых в лабораториях газовых служб предприятий.

Измеренные значения теплоты сгорания смешиваемых газов периодически подаются

15 по каналам связи оперативному персоналу газосмесительной станции для измерения уставок эадатчиков 20. С помощью задатчика 23 устанавливается значение теплоты сгорания смеси.

20 Соотношение между расходами первого и третьего компонентов вычисляется эадатчиком соотношения расходов на основании выражения

1658126 которое стабилизируется регулятором 14 расхода третьего компонента.

Формула изобретения

Устройство для управления процессом 5 приготовления трехкомпонентных газовых смесей, содержащее первый, второй и третий трубопроводы компонентов, смеситель и трубопровод смеси, снабженный датчиком давления смеси, подключен- 10 ным к первому входу регулятора давления, второй вход которого соединен с задатчи.ком давления, а выход соединен с регулирующим клапаном на первом трубопроводе, оснащенном датчиком расхода первого 15 компонента, причем датчик расхода второго компонента через первый регулятор расхода соединен с регулирующим клапаном на втором трубопроводе, а датчик расхода третьего компонента соединен через вто- 20 рой регулятор расхода с регулирующим клапаном на третьем трубопроводе, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации теплоты сгорания трехкомпонентной газовой смеси, оно со- 25 держит задатчик соотношения расходов первого и второго компонентов, первый, второй и третий блоки умножения, задатчики теплоты сгорания первого, второго и третьего компонентов и смеси, первый, вто- 30 рой, третий и четвертый сумматоры, а также блок деления, причем задатчик соотноше- 5 ния расходов первого и второго компонентов подключен к первому входу первого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом датчика расхода первого компонента, а выход соединен с вторым входом первого регулятора расхода, задатчик теплоты сгорания первого компонента соединен с первым входом первого сумматора. второй вход которого соединен с задатчиком теплоты сгорания смеси и с первыми входами второго и третьего сумматоров, второй вход второго сумматора соединен с задатчиком теплоты сгррания второго компонента, а выход второго сумматора соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход которого соединен с задатчиком соотношения расходов первого и второго компонентов. а выход соединен с первым входом четвертого сумматора, вторым входом соединенного с выходом первого сумматора. выход четвертого сумматора соединен с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, вторым входом соединеннОго с задатчиком теплоты сгорания третьего компонента, выход блока деления соединен с первым входом третьего блока умножения, второй вход которого подключен к выходу датчика расхода первого компонента, а выход соединен с вторым входом второго регулятора расхода.