Система автоматичного управління відбором пічного газу

СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ОТБОРОМ ПЕЧНОГО ГАЗА из известково-обжигательных печей в производстве кальцинированной соды, содержащая в каждой печи датчик давления, регулятор сброса газа в атмосферу, регулятор давления печи, исполнительный механизм регулирующего органа сброса газа в атмосферу и исполнительный механизм регулирующего органа отбора газа из печи, причем в каждой печи датчик давления соединен с первым входом регулятора сброса газа в атмосферу и входом регулятора давления, выход регулятора сброса газа в атмосферу подключен к исполнительному механизму регулирующего органа сброса газа в атмосферу, а выход регулятора давления печи соединен с исполнительным механизмом регулирующего органа отбора газа из печи, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества управления, она снабжена для каждой печи датчиком и регулятором давления в общем коллекторе, элементом сравнения, усреднительным блоком и газоанализатором, причем газоанализатор каждой печи соединен с первыми входами элемента сравнения и усреднительного блока, выход усреднительного блока подключен к второму входу элемента сравнения, выход которого подключен к первому входу регулятора давления в общем коллекторе, к второму входу которого подключен датчик давления в общем коллекторе, выход регулятора давления в общем коллекторе соединен с вторым входом регулятора сброса газа в атмосферу, а другие входы усреднительного блока соединены с газоанализатором других печей. і 00 СО 00 1 Изобретение о T t о сит г я к автомаi тическому управлению отделениями производства кальцинированной соды, в частности отделением известкоаообжигательных печей, и может найти применение в химической промышленности. Б отделении известково-обжигательных. печей в процессе обжига карбонатного сырья получают известь и печной пая, содержащий С 0 2 , используемые в технологическом процессе производства кальцинированной соды. Количество печного газа, получаемого в процессе обжига, превышает потребность в нем содового производства, поэтому для поддержания давления на заданном уровне в верхней части печи часть газа сбрасывают в атмосферу, а остальной газ подают в общий коллектор и далее в технологический цикл. Цель изобретения - повышение качества управления. На чертеже представлена принципиальная схема системы управления. Из известково-обжигательной печи I отбирают часть печного газа по трубопроводу 2 в общий коллектор 3, а часть через трубу 4 сбрасывают в атмосферу. Система управления отбором печного газа из каждой печи включает газоанализатор 5, элемент 6 сравнения, усреднительпый блок 7, датчик 8 давления в верхней части печи 1, регулятор 9 сброса газа в атмосферу, исполнительный механизм 10 регулирующего органа 11. Кроме того, система управления включает регулятор 12 давления верха печи, исполнительный механизм 13 регулирующего органа 14, а также датчик 15 и регулятор 16 давления в общем коллекторе 3. Система работает следующим образом. Соотношение количества отбираемого газа из печи через трубопровод 2 в общий коллектор 3 и сбрасываемого в атмосферу через трубу 4 для конкретной печи устанавливают регулятором 9 сброса газа в атмосферу и элементом 6 сравнения в зависимости от содержания С0 2 в печном газе этой печи, определяемо!о газоанализатором 5, дагления верха печи, измеряемого датчиком Я и выходного сигнала 2133Ї6 ' * усреднительного блока 7 для случая, когда концентрации СО в печном гаяе данной печи ниже средней концентрации газа всех печей отделения. 5 Если концентрация СО^ в печном газе данной печи выше или равна средней концентрации газа всех печей, то элемент 6 сравнения формирует управляющий сигнал регулятору 9 сброса га~ 10 за в атмосферу, который, воздействуя с помощью исполнительного механизма 10 на регулирующий орган 11, перекрывает сброс газа из печи в атмосферу. Стабилизацию давления верха печи 15 в случае указанных изменений сброса газа осуществляют с помощью регулятора 12, воздействующего через исполнительный механизм 13 на регулирующий орган \k, 20 Избежать возможных разбавлений воздухом печного газа в общем коллекторе при резком изменении его потребления содовым производством или при перераспределении отбора га25 за из печей можно за счет использования дополнительной связи, включающей датчик 15 и регулятор 16 давления в общем коллекторе. В этом случае при изменении давления (ваку30 ума) в общем коллекторе 3 соответственно изменяется сброс газа в атмосферу из печей таким образом, чтобы избежать значительных колебаний давления в общем коллекторе. 35 В системе управления реализуется следующий алгоритм: С п СО, Ссо 3 п С?' 40 п СОг - Р 16 7 45 ' і где зал L7I и L 1 , - выходные сигналы с о ответствующих блоков системы; 50 и К 55 6 и N коэффициенты пропорциональности соответствующих блоков; І 9 н > настроечные постоянные коэффициенты соответствующих блоков; 1213336 р. и , P - сигналы, пропорциональные соответственно текущему и г ' заданному значениям давления верха на f - • і-й печи; F - сигнал, пропорциональный текущему значению давления в общем коллекторе; cf° 2 - сигнал, пропорциональный концентрации С 0 г в печI ном газе і-й печи; п - количество работающих печей в отделении. j П р и м е р . До включения системы в работу значения параметров процесса следующие: G M = G 1 C 2 = G M = G K 4 = 10000 км 3 /ч, " где G H . - расход печного газа, отбираемого с і-й печи в общий коллектор. 1 5 '° '5 20 = 2000 нм 3 /ч, где G л, - расход печного газа і-й 1 печи, сбрасываемого в ат- 25 мосферу. Концентрация С 0 2 в печном газе по печам, %: С ( 40; С 2 38,0; С э 42,0; Концентрация г а з а в общем коллекторе С^°г =40,0%. в в в Р, = Р 2=*Р, в =Р4= мм вод. ст.; мм вод. ст. 30 35 После включения системы в работу вследствие того, что элементы 6 сравнения формируют для каждой печи соответствующие сигналы задания регулято40 рам 16, сигналы с которых, в свою очередь, изменяют задания регуляторам 9 сброса в атмосферу, происходит перераспределение в количестве отбираемого и сбрасываемого г а з а по п е чам. 45 При этом, так как для I и 4-й п е 1 чей С перерас пределения в отборе газа и его сброса на этих печах не происходит. На 2-й печи с0 г 2 ' ~* ' поэтому отбор из нее в общий коллектор уменьшается и сброс в атмосферу увеличи I со 2 -,«» вается, а на 3-й печи с 50 >—т н, соответственно, отбор из нее в общий коллектор увеличивается, а ' сброс в атмосферу уменьшается. В результате перераспределения количеств отбираемого в общий коллектор и сбрасываемого в атмосферу г а з а по печам после включения системы имеем, н м э / ч : G k 1 10000; G К 2 9000; Gt3 1 1000;' G к 4 10000; GcS., 2000; G e gj 3O00; Gcfo ЮОО; G c g 4 2000. Р , з : Р 2 £ р ^ ^ Р 4 = 5 мм в о д . с т . ; 2 cf =40%; С с о * =38,0%; СС°2 =42,0%; с С °* =40%. Z Концентрация углекислого г а з а в общем коллекторе 40,1%. Тогда С, 2 * =40,1%, СО£ (где п=4 - общее коли- N " ч е с т в о печей в отделении). Р*=-Ю мм вод. с т . Допустим, что концентрация С 0 2 в газе 1-й печи возрастает с 40' до 40,5%. В этом случае элемент 6 сравнения формирует новое задание регулятору 9 сброса излишка газа на 1-й печи, который с помощью исполнительного механизма 10 прикрывает регулирующий орган 11, и сброс с этой печи в атмосферу уменьшается с 2000 до 1000 нм /ч. Одновременно возрастает давление верха на 1-й печи с 5 до 8 мм вод.ст. При этом регулятор !2 давления верха 1-й печи, воздействуя с помощью исполнительного механиз- • ма 13 на регулирующий орган 14, приоткрывает последний, что вызывает увеличение отбора газа в общий кол— лектор из 1-й печи до 11000 нм /ч и позволяет восстановить прежнее давление верха на 1-й печи, равное 5 мм вод. ст. Одновременно при этом возрастает давление (падает вакуум) в общем коллекторе (так как общий отбор газа на содовое производство является постоянным) до - 8 мм вод. ст. В этом случае регуляторы 16 давления в общем коллекторе н а печах 2 * формируют сигнал на увеличение сбро4 у- С0 t са с этой печи (так как • До G c g g =4000 нм /ч, а так как при этом на печи 2 несколько падает д а в 55 ' л е н и е верха печи ( д о ~ 3 мм в о д . с т . ) , то регулятор 12 этой печи прикрывае т на ней заслонку 14 в общий коллектор и уменьшает отбор с нее до G,, = 1213336 =8000 нм /ч, вследствие чего барометрический режим верха 2-й печи в общем коллекторе восстанавливается, т . е , Р =5 мм вод. ст. и Р ^ Ю м м лекторе печей пропорционально увеличивается отбор газа из печей на bG k | = 750 нм 9 /ч; &GV2-=500 нм*/ч; . йСЧз= 1000 нм^/ч и &Ст%я= 750 нм э /ч, 5 при этом регуляторами. 9 соответствод. ст. вующих печей примерно на эту же веВ результате указанного выше переличину уменьшается сброс с печей в распределения расходов газа из печей, атмосферу, в результате чего восстанаправляемого в общий коллектор, концентрация углекислого газа в послед- 10 навливается концентрация углекислонем возрастает до 40,65%. го газа до АО,65% в общем коллектоВ случае изменения отбора газа ре. на производство соды, например увеТехнико-экономические преимущестличения этого отбора на 3000 нм 3 /ч, 15 ва системы управления отбором печносоответственно падает вакуум в общем го газа из каждой .печи отделения коллекторе газа до - 15 мм вод. с т . , известково-обжигательных печей соспри этом концентрация углекислого тоят в повышении концентрации углегаза в общем коллекторе падает до кислого газа в печном газе, посту39% (за счет подсосов воздуха). Репающем в общий коллектор. гуляторами 16 давления в общем кол Сброс о атмосферу От газоаналцзатород других печей ВНИИЇЇИ Заказ 774/51 Филиал И П "Патент", П Тираж 561 г.Ужгород, Подписное ул.Проектная,