Способ управления процессом выпаривания

 

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Севетеких

Социалистических

Реснубпик

<1о791390 (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 130278 (2i) 2579391/23-26 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 3С(1280, Бюллетень N9 48

Дата опубликования описания 10. 01. 81 (5)jМ. Кл.з

В 01 D 1/26

G 05 0 27/00

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 66. 012-52(088 ° 8) (72) Авторы изобретения

Г.В.Рижинашвили, В.И.Адамов и К.В.Сафо (!

Всесоюзное научно-производственное объеди ецие . целлюлозно-бумажной промышленности

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫПАРИВАНИЯ

Изобретение относится к области управления технологическими процессами в целлюлозно-бумажной промышленности и может быть применено при управлении процессом выпаривания сульфатных щелоков в многокорпусных выпарных установках (МВУ) при их работе в установившихся и пусковых режимах.

Известен способ управления процессом выпаривания, заключающийся в регулировании расхода греющего пара и расхода исходного раствора в зависимости от соотношения между концентрацией раствора, поступающего на выпаривание, и концентрацией упаренного раствора 1) .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ управления процессом выпаривания путем регулирования подачи исходного раствора и давления греющего пара в зависимости от расхода отходящего продукта и конденсата вторичного пара (2) .

Указанные способы применяются для управления выпариванием в установившемся рабочем режиме и предназначены для регулирования качественных показателей процесса в эависимости от его входных и выходных переменных. Указанные способы осуществляются без учета информации непосредственно о самом процессе кипения в выпарных аппаратах и поэтому не могут быть использованы для контроля и управления режимами останова и пуска выпарных станций, что является их недостатком.

Между тем, останов, промывка и последующий пуск ИВУ являются регулярно повторяемыми технологическими операциями в связи с периодическим загрязнением теплопередающих поверхностей выпарнык аппаратов в процессе работы. Отсутствие способов управления МВУ в пусковых режимах находит отражение в длительности и трудоемкости этих режимов и, в случае пенящихся растворов, приводит к.возникновению интенсивных пенных перебросов вызывающих потери химикатов и загрязнение сточных вод предприятия.

Целью изобретения является улучшение качества управления процессом путем сокращения длительности пенных перебросов раствора в выпарных аппаратах и снижения вызываемых ими

791390 потерь химикатов и загрязнения сточных вод предприятия.

Поставленная цель достигается тем, что регулирование подачи исходного раствора и давления греющего пара осуществляют в зависимости от заданного значения вакуума в последнем по ходу пара выпарном аппарате и величины отклонения гидростатичес. кого давления в первых по ходу раствора аппаратах от его фиксированного значения.

Данный способ основан на использовании в качестве информативного параметра отклонения величины гидростатического давления в выаарном аппарате, поскольку этот параметр содержит важную информацию о процессе, происходящем внутри аппарата. Гидростатическое .давление столба кипяще,го раствора однозначно характери зует режим кипения в аппарате. Это объясняется тем, что, например, при пуске МВУ, по мере постепенного увеличения тепловой нагрузки в выпарных аппаратах и связанного с этим усилением интенсивности и сменой режимов кипения, гидростатическое давление в аппарате уменьшается, так как увеличивается паросодержание двухфазного потока в кипятильных трубках аппарата. Здесь имеется в виде только весовая составляющая перепада давления двухфазной смеси в трубке, поскольку составляющие потерь давления на трение и ускорение при течении этой смеси в трубках выпарных аппаратов в условиях работы выпарных станций сульфатцеллюлоэных заводов, пренебрежимо малы но сравнению с весовой составляющей, называемой гидростатическим давлением.

Известно, что нахождение гидростатического давления Р ниже определенного фиксированного значения, называемого граничной величиной Р дает гарантию отсутствия пенного переброса в выпарном аппарате. Значение P зависит от плотности выпариваемого раствора. Таким образом, выполнение условия 1

Р Р (1) является признаком отсутствия пенного переброса и установления необходимого для нормальной работы режима кипения в выпарном аппарате. Следовательно, управление процессом выпаривания с выполнением условия 1 обеспечивает резкое сокращение или полное отсутствие пенного переброса в выпарных аппаратах.

Установление необходимого режима кипения также в значительной степени зависит от величины вакуума, создаваемого в аппаратах за счет работ вакуум-насоса. Это объясняется тем, что движущей силой процесса выпари" о вания является общий температурный напор, определяемый разницей давления греющего пара и вакуумом в последнем аппарате, соединенном непосредственно с вакуум-насосом. При этом, если в первых по пару аппаратах кипение происходит за счет воздействия со стороны греющего пара, то в последних интенсификации кипения можно достичь только за счет создания в них достаточного вакуума. Если воздействия, приводящие к пОнижению вакуума, каковыми являются увеличение подачи исходного раствора и повышение давления греющего пара, происходят при не15 достаточно большом абсолютном значении вакуума, то эти воздействия приводят к снижению интенсивности кипения в последних аппаратах и возникновению пенных перебросов. Таким

Щ образом, достаточно высокий вакуум в последних аппаратах является важнейшим условием интенсивного выпаривания при отсутствии перебросов.

На чертеже представлена схема реализации способа управления процессом выпаривания.

Схема содержит 1, 2, 3, 4, 5 выпарные аппараты многокорпусной выпарной установки, локальную систему б регулирования давления греющего пара, локальную систему 7 регулирования расхода исходного раствора; анализирующее устройство 8 (оператор-выпарщик или УВМ); датчики 9 гидростатического давления в аппаратах (дифманометры-уровнемеры), датчик 10 вакуума в последнем выпарном аппарате и вакуум-насос 11, Измерение гидрастатического давления следует осуществлять в тех выпарных аппаратах, в которые поступает исходный (слабый) раствор. Это объясняется тем, что чем меньше концентрация раствора, тем больше его пенообразующая. способность и тем более необходим контроль эа процессом выпаривания. Установка измерителей уровня на всех выпарных аппаратах нецелесообразна с экономической точки зрения.

Способ осуществляется следующим образом.

Исходный раствор подают в аппа:раты 1 и 2, в которых и осущест-вляют измерение гидростатических давлений датчиками 9. Сигналы от них и от датчика 10 вакуума поступают в анализирующее устройство 8, в которое введены заданное значение вакуума и значение давления P„>, эа60 висящее от плотности подаваемого раствора. Сигналы от анализирующего.устройства.8 поступают в качестве заданий локальным системам б и 7. В анализирующем устройстве 8

65 осуществляют сравнение измеренных

791390 значений вакуума и гидростатических давлений с заданными значениями и в зависимости от величины и знака рассогласования на локальные регуляторы поступают задания увеличить, уменьшить или зас абилизировать соответствующий параметр.

Функциональная связь между гидростатическим давлением в выпарном аппарате и воздействиями по давлению греющего пара и расходу .подаваемого раствора является в рабочем диапазоне параметров линейной. Она очевидна из физических соображений, а именно: чтобы уменьшить величину гидростатического давления, надо уменьшить величину подаваемого на выпаривание раствора, либо увеличить давление греющего пара и величину вакуума в последней аппарате, и наоборот.

Посредством таких действий оператор реализует способ и при управлении ИВУ в установившемся рабочем режиме, когда по каким-либо причинам, например в результате срыва вакуума, происходит нарушение ее работы и возникают перебросы.

Пример. управление пусковым режимбм МВУ осуществляется следующим образом.

Запускают вакуум-насос и начинают набор вакуума в выпарных аппаратах. До момента достижения вакуума в последнем аппарате 0,58 ат на выпарную станцию не подают на греющий пар, ни исходный раствор, подлежащий выпариванию. При установлении вакуума в последнем аппарате 0,58 ат открывают паровую задвижку и устанавливают давление пара 0,55 ат.

При этом в первом выпарном аппарате начинается незначительное кипения раствора. При установлении рабочей величины вакуума в последнем àïïàрате, .равной 0,82 ат, начинают подавать слабый (исходный). раствор в выпарные аппараты. Начальное значение расхода устанавливают равным примерно половине номинального.

Если в результате выполнения предыдущей операции гидростатические давления в аппаратах увеличатся и превысят граничные значения, прекрашают увеличение питания раствором и повышают давление пара примерно на 0,3 ат.

Производят дальнейшее увеличение подачи исходного раствора. Для того, чтобы гидростатическое давление при этом не превышало Р, параллельно осуществляют ступенчатое увеличение давления греющего пара, т.к. в каждом аппарате должно быть определенное соответствие между тепло-выми и материальными потоками, мерой .которого и является величина гидростатического давления.

Если на каком-то промежутке времени. все-таки Р > Р, то необходимо

15 прекратить увеличение питания станции слабым раствором, подождать, когда процесс стабилизируется и прекратятся пенные перебросы, о чем свидетельствует установление гидростати2О ческих давлений Р Р„, и только затем продолжать увеличение питания станции слабым раствором до номинальной величины.

Ожидаемый экономический эффект

100 тыс. руб./гоц.

Формула изобретения

Способ управления процессом вы=

ЗО паривания путем регулирования:подачи исходного раствора и давления греющего пара, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения качества управления путем сокращения длительности пенных перебросов раствора в выпарных аппаратах, регулирование подачи исходного раствора и давления греющего пара осуществляют в зависимости от заданного значения вакуума в последнем по ходу пара выпарном аппарате и величины отклонения гидростатического давления в первых по ходу раствора аппаратах от его фиксированного значения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3176755, кл. 259"44, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

М 483984, кл. В 01 D 1/00, 1975.

791390

Составитель T. ×óëêoâà

Редактор Л.Новожилова ТехредЕ.Гаврилешко КорректорС.Цомак

3 06

69 73 Тираж 809 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений И открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4