Способ управления выпарной установкой

 

(72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЬП1АРНОЙ УСТАНОВКОЙ

Изобретение относится к способам управления многокорпусными выпар"ными установками, включающими в себя конденсатные и паровые подогреватели раствора, подаваемого на упаривание, и может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ управления выпарной установкой путем изменения расхода среднего раствора в зависи10 мости от концентрации упаренного раствора и расхода слабого раствора в зависимости от уровня раствора в баке среднего раствора (11 .

Наиболее близким по технической

IS сущности к изобретению является способ управления выпарной установкой путем регулирования концентрации целевого компонента в упаренном растворе изменением расхода исходного раствора, подогреваемого в конденсатных и паровых теплообменниках Ы .

Данный способ не позволяет seсти процесс упаривания с максимальным использованием тепла конденсата греющего и вторичного пара и поддерживать максимальную температуру раствора, подаваемого в первый корпус, и приводит к большому у ельному расходу тепла на выпаривание, т.е. к низкой экономической эффективности работы установки.

Цель изобретения — повышение эффективности работы выпарной установки путем снижения удельного расхода греющего пара повышением температуры раствора, подаваемого на выпаривание за счет оптимального использования потенциала тепла конденсата греющего пара и конденсата вторичного пара.

Цель изобретения достига - TcR тем, что согласно способу управления выпарной установкой, заключающемуся в регулировании концентрации целевого компонента в упаренном растворе изменением расхода .исходного раствора, подогреваемого в конденсатных и паЛ.Ф.Макарова, В.В.Макаров, В.И.Левераш и .Ц.Го

45

50 ровых теплоабменниках, расход исходного раствора регулируют в зависимости от температуры смеси растворов на выходе указанных теплообменников.

На чертеже представлена схема, реализующая данный способ управления выпарной установкой.

Выпарная установка состоит например иэ четырех корпусов 1-4. B схеме подогрева исходного раствора установка содержит несколько паровых 5-7 и конденсатных 8-11 теплообменникав. Исходный раствор в конденсатные 8-10 теплообменники подают параллельными потоками, Параллельно предусмотрена подача исходного раствора, проходящего по-. следовательно все паровые 5-7 теплообменники. Подогретый исходный раствор на выходе первого парового 5 и конденсатнога 8 теплообменников смешивается. Смесь растворов подается на вход второго парового теплообменника 6, на выходе из которого она смешивается с раствором, получаемым на выходе второго конденсатного теплообменника 9. Полученная после вторых теплообменников смесь растворов подается на вход третьего парового теплоабменника 7 и т.д.

Корпус 1 обогревается греющим паром, а каждый последующий — вторичным паром предыдущего корпуса.

Часть вторичного пара корпусов 1, 2 и 3 идет на паровые теплообменники 7, 6 и 5. Конденсат корпусов

3 и 2 идет, соответственно, на конденсатные теплообменники 8 и 9, а конденсат греющего пара проходит последовательно (для лучшего использойания его тепла) два конденсатных теплообменника 10 и 11. Исходный раствор, подогреваемый в конденсатных 8-11 и паровых 5-7 теплообменниках, подается на выпаривание в корпус 1. Частично упариваясь в каждом корпусе за счет многократного использования тепла греющего пара, раствор из корпуса 1 проходит последовательно корпуса 2, 3 и 4.

Система управления состоит например, из экстремальных регуляторов температуры 12, 13 и 14 1 первичных преобразователей температуры 15, 16 и 17, предназначенных для измерения температуры смеси растворов на выходе конденсатных и па"

8 4 ровых теплообменников, выходных преобразователей регуляторов температуры

18, 19 и 20, регулирующих органов регуляторов температуры 21, 22 и 23, регулятора расхода 24, первичного преобразователя расхода 25, эадатчи. ка регулятора расхода 26, корректирующего регулятора 27, выходного преобразователя регулятора расхода

28, регулирующего органа регулятора расхода 29, первичного преобразователя концентрации 30 и эадатчика концентрации 31.

Управление выпарной установкой производят следующим образом.

Регулируют концентрацию целевого кбмпонента в упаренном растворе путем изменения расхода исходного раствора, подогреваемого в конденсатных 8-10 и паровых 5-7 теплообменниках. Расход исходного раствора изменяют, регулируя его в конденсатных

8-10 и паровых 5-7 теплаабменниках по температуре смеси раствора на выходе указанных теплообменникав.

Температура смеси на выходе конденсатного 8 и парового 5 теплоабменников имеет экстремальную зависимость от расхода раствора через канденсатный 8 теплоабменник. Такая зависимость абьясняется несколькими обстоятельствами. Во-первых, темf пература раствора на выходе из парового 5 теплаобменника является величиной постоянной, не зависящей от расхода раствора через него, так как корпус 3, с которым соединен паровой 5 теплоабменник, генерирует количество пара значительно большее, чем может быть сконденсировано в паровом 5 теплообменнике. Во-вторых, температура раствора на выходе из канденсатного 8 теплообменника павьппается с уменьшением расхода раствора через него. Температура смеси, таким образом, зависит от того, в каком соотношении весь расход исходного раствора будет распределен между конденсатным 8 и паровым 5 теплообменниками. Процессы, происходящие в других теплообменниках 6 и 9, а также 7 и 10 одинаковы. Существует такое оптимальное соотношение между расходами раствора через паровые

5-7 и конденсатные 8-11 теплообменники, при котором температура смеси растворов на выходе иэ 1еплообменникав будет максимальной. В этом случае затраты греющего пара на доведение температуры р створа до температуры кипения будут минимальны, так как обеспечивается автоматическое перераспределение тепла конденсата и вторичного пара.

При отклонении температуры исходного раствора система управления работает следующим образом.

Экстремальный регулятор тем" пературы 12 (13 и 14) подает пробную команду на регулирукщий орган регулятора температуры 21 (22 и 23) через выходной преобразователь регулятора температуры 18 (19 и 20) и изменяет расход исходного раствора через конденсатный теплообменник 8 (9 и 10).

Если пробная команда приводит к увеличению температуры смеси растворов, измеряемой первичным преобразователем температуры 15 (!6 и 17) то регулятор температуры 12 (13 и

14) продолжает изменять положение регулирующего органа регулятора температуры 21 (22 и 23) в том же направлении до тех пор, пока температура не достигнет максимума (экстремума). Если же пробная команда приводит к снижению температуры смеси растворов, то регулятор температуры 12 (13 и 14) изменит направление перемещения регулирующего органа регулятора температуры

21 (22 и 23) на обратное.

В результате в системе подогрева исходного раствора установляется новое оптимальное распределение исходного раствора по конденсатным 8-10 и паровым 5-7 теплообменникам с учетом изменившейся температуры исходного раствора.

Изменение концентрации исходного раствора приводит к отклонению концентрации целевого компонента в упаренном растворе. При этом по сигналу первичного преобразователя концентрации 30 и задатчика концентрации 31 корректирующий регулятор 27 изменяет задание регулятору

899048 4 расхода 24 исходного раствора, Который обеспечив..ет требуемый расход, регулируя его в паровых теплообмен-никах 5, 6 и 7 с помощью выходного

3 преобразователя регулятора расхода

2Ь и регулирующего органа регулятора расхода 29..В результате этого нарушается оптимальное распределение исходного раствора между паровыми 5, 6 и 7 и конденсатнымн

8, 9 и 10 теплообменниками.

Новое оптимальное распределение с учетом изменившейся концентрации исходного раствора достигается с поIS мощью экстремальных регуляторов температуры 12, 13 и 14 и регулятора расхода 24 исходного раствора в той последовательности, как это описано было выше в случае изменения температуры исходного раствора.

Внедрение данного способа приведет к экономии (2X) греющего пара.

Ожидаемый эффект составит около

70 тыс. руб.

Формула изобретения

Способ управления выпарной установкой путем регулирования концентрации целевого компонента в упаренном растворе изменения расхода исходного раствора, подогреваемого в конденсатных и паровых теплооб3S менниках, о т л и.ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности работы выпарной установки за счет экономии удельного расхода греющего пара, расход исходного раст40 вора регулируют в зависимости от температуры смеси растворов на выходе указанных теплообменников.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР

16)333, кл. В Ol Р 1/26, 1962.

2. Ломакин И.Л. и др. Автомати" зация хлорных производств. И., "Химия", 1967, с. 182-183.

899() 4Н

Составитель Т.Чулкова

Редактор А.Козориз Техред И. Гайду Корректор И. Шароши

Заказ 11994 5 Тираж 732 11одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ЛПП "Патент™, r. Ужгород, ул. Проектная, 4