Спосіб автоматичного управління процесом сгущення та пристрій для його здійснення

Изобретение относится кавтоматизации процессов сгущения и осветления угольных шламов в радиальных сгустителях и может быть использовано в угольной, химической и других отраслях промышленности. Известные способы автоматического управления процессом сгущения предусматривают регулирование расхода сгущенного продукта по концентрации твердого в нем с коррекцией по весовому расходу в исходной пульпе [1] или регулирование расхода флокулянта по весовому расходу твердого.и концентрации ионов водорода в пульпе питания с коррекцией по гранулометрическому составу твердой фазы пульпы и ее вязкости [2]. Недостатком указанных способов управления является то, что при таком управлении не учитывается динамика изменения высоты осветленного слоя, которая существенно влияет на качество управления и эффективность процесса сгущения и осветления. Известные устройства, реализующие данные способы, не содержат устройств измерения высоты осветленного слоя и функциональных блоков учета динамики ее изменения. Это ведет к снижению эффективности управления процессом сгущения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ автоматического управления, обеспечивающий регулирование расхода флокулянта, подаваемого в сгуститель, по весовому расходу твердого в п ульпе питания сгустителя при стабилизации содержания твердого в сгущенном продукте изменением его расхода, при этом расход флокулянта корректирует по плотности осветленной воды на определенной глубине сгусти теля [3]. Недостатком указанного способа управления является то, что при таком управлении также не учитывается динамика изменения высоты осветленного слоя, а это существенно влияет на качество управления и эффективность процесса сгущения и осветления. Устройство реализующее данный способ, имеет датчик контроля плотности осветленной воды на определенной глубине сгустителя, который по своей конструкции и функциональной возможности не может быть использован в качестве блока определения текущей высоты осветленного слоя в сгуститеое. Кроме того, устройство не содержит функциональных блоков учета динамики изменения высоты осветленного слоя, что ведет к снижению эффективности управления процессом сгущения. В основу изобретения поставлена задача создания такого способа автоматического управления процессом сгущения, в котором учитывалась бы динамика изменения высоты осветленного слоя, позволяющая улучши ть качество управления и эффективность процесса. В основу изобретения поставлена задача создания такого устройства автоматического управления процессом сгущения, введение в которое новых блоков и их связей с элементами устройства обеспечило бы улучшение качества управления процессом сгущения. Поставленная задача решается тем, что в способе автоматического управления процессом сгущения путем регулирования расхода флокулянта, подаваемого в сгуститель, по весовому расходу твердого в исходной пульпе при стабилизации содержания твердого в сгущенном продукте изменением его расхода, согласно изобретению, измеряют текущее значение высоты осветленного слоя, задают верхнее и нижнее предельные его значения, расход флокулянта корректируют пропорционально положительному отклонению текущего значения высоты осветленного слоя от нижнего предельного значения, расход сгущенного продукта корректируют пропорционально положительному отклонению высоты осветленного слоя от верхнего предельного значения,при этом верхнее предельное значение определяют по формуле: а нижнее предельное значение по формуле: где Q1 , Q 2 - номинальные объемные расходы соответственно исходной пульпы и сгущенного продукта, F - площадь зеркала сгустителя, Τ1, Т 2 - постоянная времени переходного процесса по каналу "расход сгущенного продукта - высота осветленного слоя" и "расход флокулянта - высота осветленного слоя", соответственно. Кроме того, поставленная задача решается тем, что корректировку расхода сгущенного продукта прекращают при превышении расхода сгущенного продукта над объемом поступающей пульпы. Поставленная задача решается тем, что в устройстве автоматического управления процессом сгущения, содержащем блоки контроля расхода исходной пульпы и содержания твердого в ней, связанные через элемент перемножения и первый регулятор расхода флокулянта с дозатором флокулянта, блок контроля содержания твердого в сгущенном продукте, связанный через первый элемент сравнения с задатчиком содержания твердого и второй регулятор расхода сгущенного продукта с блоком регулирования расхода сгущенного продукта, согласно изобретению дополнительно содержит блок определения высоты осветленного слоя в сгустителе, задатчики верхнего и нижнего предельных значений уровня, второй третий и четвертый регуляторы коррекции расхода флокулянта и сгущенного продукта соответственно, коммутатор, первый выход блока определения высоты осветленного слоя в сгустителе через второй элемент сравнения и третий регулятор коррекции расхода флокулянта связан с корректирующим входом первого регулятора расхода флокулянта, второй выход блока определения высоты осветленного слоя связан через третий элемент сравнения, четвертый регулятор коррекции расхода сгущенного продукта и коммутатор с корректирующим входом второго регулятора расхода сгущенного продукта при этом второй элемент сравнения дополнительно соединен с задатчиком нижнего предельного значения высоты осветленного слоя. а третий элемент сравнения - с задатчиком верхнего предельного значения высоты осветленного слоя. Кроме того, поставленная задача решается тем, что устройство дополнительно содержит пороговый элемент, блок контроля расхода сгущенного продукта, связанный с первым входом четвертого элемента сравнения, второй вход которого соединен с блоком контроля расхода исходной пульпы, а выход - через пороговый элемент связан с управляющим входом коммутатора. На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа. Устройство содержит блок 1 контроля расхода поступающей исходной пульпы, а также блок 2 контроля содержания твердого в ней. Эти блоки через элемент 3 перемножения и первый регулятор 4 коррекции расхода флокулянта соединены с дозатором 5 флокулянта. Исходная пульпа и флокулянт поступают в сгуститель 6. Из сгустителя 6 осветленная вода поступает в слив, а сгущенный продукт удаляется через нижнюю воронку. Блок 7 контроля содержания твердого в сгущенном продукте через первый элемент 8 сравнения и второй регулятор 9 коррекции расхода флокулянта соединен с блоком 10 регулирования расхода сгущенного продукта, Блок 11 определения текущей высоты осветленного слоя в сгустителе первым выходом соединен через второй элемент сравнения 12 и третий регулятор 13 коррекции расхода флокулянта с корректирующим входом первого регулятора 4 расхода флокулянта, Кроме того. блок 11 вторым выходом через третий элемент сравнения 14, четвертый регулятор 15 коррекции расхода сгущенного продукта и коммутатор 16 связан с корректирующим входом второго регулятора 9 расхода сгущенного продукта. Блок 17 контроля расхода сгущенного продукта подключен на один из входов четвертого элемента 18 сравнения. Ко второму входу четвертого элемента 18 сравнения подключен блок 1 контроля расхода исходной пульпы. Выход элемента 18 через пороговый элемент 19 связан с управляющим входом коммутатора 16. Вторые входы элементов сравнения 12, 14 соединены с задатчиками 20, 21 соответственно нижнего (h2) верхнего (h1) предельного значения высоты осветленного слоя. Задатчик 22 содержания твердого в сгущенном продукте подключен ко второму входу первого элемента сравнения 8. Способ осуществляется следующим образом. Исходная пульпа поступает в сгусти тель 6. Кроме того в сгуститель посредством дозатора 5 подается флокулянт. В процессе сгущения исходной пульпы твердые частицы под собственным весом осаждаются на дно воронки, откуда удаляются через выпускное отверстие. Флокулянт рбеспечивает осаждение частиц легкой фракции, что позволяет получить верхний осветленный сой с минимальным содержанием твердого. Осветленная воца удаляется путем перелива через порог сгусти теля. Расход флокулянта регулируют по весовому расходу твердого в исходной пульпе, который определяют путем умножения элементом 3 объемного расхода исходной пульпы на содержание твердого в ней. Стабилизацию содержания твердого в сгущенном продукте осуществляют путем регулирования его расхода блоком 10 посредством регулятора 9 по сигналу блока 7 с учетом значения сигнала от задатчйка 22. Непрерывный контроль высоты осветленного слоя осуществляют с помощью блока 11. В качестве такого блока, например, может быть применено устройство по а.с. СССР № 651828 МКИ В 01 D 21/00. Для конкретного сгустителя определяют заданное верхнее значение h1 и нижнее h2 предельные значения высоты осветленного слоя по формулам: где О1 , Q 2 номинальные объемные расходы соответственно исходной пульпы и сгущенного продукта; F - площадь зеркала сгустителя; Т1, Т2 - постоянная времени переходного процесса по каналам "расход сгущенного продукта - высота осветленного слоя" и "расход флокулянта - высота осветленного слоя" соответственно. Полученные заданные верхнее и нижнее предельные значения высоты осветленного слоя вводят посредством задатчиков 20, 21 в соответствующие элементы сравнения 12, 14. Производят сравнение текущего значения высоты осветленного слоя и заданного элементом 12 и пропорционально положительному значению его отклонения от заданного нижнего значения h2 производят посредством регулятора 13 корректировку расхода флокулянта. Корректировку осуществляют п утем подачи сигнала третьего регулятора 13 на корректирующий вход первого регулятора 4, такимобразом увеличивая расход флокулянта, подаваемого в сгусти тель. В результате процесс осветления ускоряется и высота осветленного слоя увеличивается. При снижении высоты осветленного слоя до значения h1 и дальнейшем его уменьшении после элемента 14 сравнения появляется положительное значение отклонения. пропорционально которому посредством регулятора 15 корректируют расход сгущенного продукта в сторону его увеличения. Это приводит к увеличению скорости разгрузки сгустителя, а следовательно и к снижению уровня в нем, что позволит ограничить или предупредить загрязненность слива. Для повышения эффективности ограничения расхода исходной пульпы веден коммутатор 16, который выключается от порогового элемента 19 при превышении расхода сгущенного продукта над объемом поступающей исходной пульпы. В этом случае коррекция расхода прекращается. Таким образом, предлагаемые способы и устройство для его реализации позволяют учитывать динамику изменения высоты осветленного слоя при изменении управляющих воздействий, что способствует стабилизации чистоты слива, а следовательно и повышению качества управления процессом.