Спосіб управління виробництвом аміаку

Изобретение относится к управлению химическими процессами, может быть использозано в промышленности по производству минеральных удобрений'и позволяет повысить производительность и срок службы оборудования за счет предупреждения аварийных режимов Система управления содержит измерители 10-13 соответственно температуры газа и концентрации метана после конвектора второй ступени, концентрации инертов или метана в синтез газа и концентрации водорода или соотношения между водородом и азотом в системе циркуляции, элементы (Э) 14-16 сравнения, 3 ИЛИ 17, регуляторы 8, 9, 19 и 24, ограничители 22, 23 и 25, зздатчик 21, сумматор 27 и компенсатор 26 1 ил. 1669862 Изобретение относится к управлению химическими процессами и может быть использовано в промышленности по производству минеральных удобрений и в химической промышленности при автома- 5 тизации производства аммиака Целью изобретения является повышение производительности и срока службы . оборудования за счет предупреждения аварийных режимов. 10 На чертеже приведена система, реализующая данный способ. Система для управления режимом технологического объекта (на чертеже изображены конвертер 1 первой ступени, 15 конвертер 2 второй ступени, технологическое оборудование 3 стадий конверсии оки^ си углерода, очистки и метанирования, колонна 4 синтеза) содержит измеритель 5 температуры конвертированного газа, ис- 20 полнительный механизм 6, измеритель 7 и регулятор 8 подачи топлива, первый регулятор 9. измерители 10 и 11 температуры газа и концентрации метана после конвертера второй ступени, измеритель 12 концентра- 25 ции инертов или метана на выходе стадии подготовки, формирователь 13 концентрации водорода или соотношения между водородом и азотом в системе циркуляции, первый, второй и третий элементы 14-16 30 сравнения, элемент ИЛИ 17, исполнительный мехзнизм 18, второй регулятор 19, измеритель 20 подачи природного газа, зздатчик 21, первый ограничитель 22, второй ограничитель 23, третий регулятор 24, 35 третий ограничитель 25, компенсатор 26, сумматор 27. Измеритель 5 предназначен для формирования величины температуры конверти40 рованного газа после конвертера 1 Исполнительный механизм 6, измеритель 7 и регулятор S подачи топлива предназначены для поддержания заданного расхода топлива в конвертер 1. Первый регулятор 9 предназначен длі 45 поддержания требуемой температуры конвертированного газа после конвертера 1. Формирователь 13 предназначен для формирования показателя избытка водорода - концентрации водорода или соотношения между водородом и азотом в системе циркуляции (хц) Измерители 11, 12 и формирователь 13 могут быть реализованы на базе промышленных хроматографов (газоанализаторов}. При определении соотношения между водородом и азотом может использоваться блок соотношения, формирующий эту величину по замеренным концентрациям водорода \л азога Первый элемент 14 сравнения предназначен для сравнения температуры т2 с за. данным значением Bt по этой температуре и формирования позиционного сигнала Pt в случае \г>В\. Второй элемент 15 сравнения предназначен для сравнения показателя хц с заданным значением В ц и формирования позиционного сигнала Рц при хц >ВЦ. Третий элемент 16 сравнения предназначен для сравнения концентрации хв с заданным значением В в и, формирование сигнала Зс при хв > Вн " Элемент ИЛИ 17 предназначен для выработки сигнала Зц при поступлении сигнапов на один из его входов или одновременно на оба входа. Исполнительный механизм 18, второй регулятор 19 и измеритель 20 предназначены для поддержания требуемой подачи природного газа в конвертер 1. Задатчик 21 предназначен для хранения величины задания по температуре газа, конвертированного в конвертере 1. Первый ограничитель 22 предназначен для контроля скорости изменения температуры конвертированного газа. Если А3> Bs, то принимается Д 3 = ЗБ, если Д 3, г де A3 -изменение задания по трмперзтуре Второй ограничитель 23 предназначен для контроля направления изменения температуры конвертированного газа. Если A3 > 0 и присутствует сигнал Зц или 3 Вт то принимается 3 Вт если З-^Нт, то принимается 3 = Н т Компенсатор 26 предназначен для ком- 5 пенсзции возмущения по расходу природного газа, его структура задается из условия инвариантности регулируемой величины к расходу газа Сумматор 27 предназначен для сумми- 10 рования двух величин, поступающих на его входы Способ осуществляют следующим образом. При помощи измерителя 5 формируют 15 величину температуры конвертированного газа после конвертора 1 и подают на сход первого регулятора Я С помощью исполнительного механизма б измерителя 7 и регулятора 8 поддерживают расход топлива. 20 равный заданию, вводимому в регулятор 8. При помощи реіулятора 9 коррєнтируется задание рєіулятору 8 из условия поддержания температуры конвергированного газа на уровне задания подаваемого в камеру 25 задания регулятора 9 С помощью измерителей 10-12 формируются сигналы t2, X2 и хв. Сигнал t2 подают на вход первого элемента сравнения 14 Сигнал Х2 подают на вход третьего регулятора 30 24 Сигнал х в подают ija вход третьего элемента 16 сравнения При помощи формирователя 13 определяют показатель х ц . который подают на вход второго элемента 15 сравнения При помо- 35 щи элементов 14, 15 сравнения и элемента ИЛИ 17 вырабатывают сигнал Зц в случае, когда температура \2 и/или показатель >\Л выше своих заданных значений Сигнал Зц подают на третий вход второго ограничите- 40 ля 23 С помощью элемента 16 сравнения вырабатывают сигнал 3< в случае, когда концентрация ХР больше твоего заданного значен ия. При помощи исполнительного механизма 18, регулятора 19 и измерителя 45 20 поддерживают требуемый расход при* родного газа в конвертер 1. С помощью регулятора 24 вырабатывают управление из условия поддержания заданной концентрации Х2 Выработанное управление подают 50 на первый вход сумматора 27 При помощи компенсатора 26 вырабатывают управления, компенсирующие возмущения по расходу п р и р о д н о г о газа, которые могут приводить к изменению концентрации ком- 55 понентов конвертированного газа Это управление подают на второй вход сумматора 27 С помощью сумматора 27 определяют результирующее управление по температуре конвертированного газа, которое подают G на перпыи вход ограничителя ?3 При помощи ограничителя 23 управления контролируют с учетом сигналов Зц и З с ~3атем с помощью ограничителя 22 проверяют управление по скорости изменения и вводят управление в задатчик 21 При помощи ограничителя 25 управление ограничивают по границам Нг и Вт и вводят в камеру задания рег/ляторз9, устанавливая требуемую величину задания по температуре конвертированного газа из условия регулирования концентрации х? Возможно также использование упрощенного варианта способа, при котором регулирование концентрации Х2 приводится без коррекции по подаче природного газа Так можно поступать о том случае, когда на величину расхода газа накладывается значительная помеха. При этом аннулируется компенсатор 26 и сумматор 27. а выход регулятора 24 подсоединяют к первому входу ограничителя 23. В таком варианте несколько снижается быстродействие при изменении нагрузки по газу, но упрощается реализация способа Таким образом регулирование концентрации Х2 с учетом величин t2. Хв и Хц приводит к п р е д у п р е ж д е н и ю а в а р и й н ы х ситуаций, возникающие при нарушении состава циркуляционной смеси, а также к подд е р ж а н ию м и н и м а л ь н о д о п у с т и м о й температуры конвертированного газа в каждый момент времени, что повышает срок службы оборудования за счет предупреждения перегрева реакционных труб в конвертере Предлагаемый способ может быть реализован как на базе УВМ, так и на основе стандарі ных аналоговых средств автоматизации Предложенный способ обеспечивает по сравнению с прототипом более высокое качество управления производством аммиака, поскольку позволяет увеличить точность регулирования состава газовой смеси м предупредить возникновение ряда аварийных ситуации, возникающих при нарушении состава циркуляционной смеси и при перегревах реакционных труб конвертера Это приводит к увеличению срока службы оборудования и повышению производительности агрегата синтеза. Формула изобретения 1. Способ управления производством аммиака путем регулирования температуры конвертированного газа на выходе конвертора метана первой ступени изменением подачи в него топливного газа и регулирования подачи природного газа в конвертор метана первой ступени, о т л и ч а ю щ и й с я 1669862 тем, что, с целью повышения производительности и срока службы оборудования за счет предупреждения аварийных режимов, дополнительно измеряют температуру и концентрацию метана или инертов на выходе конвертора метана второй ступени, концентрацию метана или инертов в синтез-газе, концентрацию водорода или соотношение водорода и азота в системе циркуляции, осуществляют регулирование концентрации метана или инертов на выходе конвертора метана второй ступени изменением температуры конвертированного газа на выходе конвертора метана первой ступени, сравнивают температуру на выходе конвертора метана второй ступени, концентрацию метана или инертов в синтез-газе, концентрацию водорода или соотношение водорода и азота в системе циркуляции со своими заданными знамениями и при достижении температурой на вы Редактор М Киштулинец 8 ходе конвертора метана второй ступени и/или при достижении концентрацией аодорода или соотношением водорода и азота в системе циркуляции своих заданных зна5 чений ограничивают увеличение температуры конвертированного газа на выходе конвертора метана первой ступени, а при достижении концентрацией метана или инертов в синтез-газе своего заданного зна10 чения ограничивают снижение температуры конвертированного газа на выходе конвертора метана первой ступени. 2л Способ поп 1 , о т л и ч а ю щ и й с я 15 тем, что, температуру конвертированного газа на выходе конвертора метана первой ступени дополнительно корректируют в зависимости от подачи природного газа в конвертор метана первой ступени и 20 ограничивают эту температуру по заданным нижнему и верхнему граничным значениям, Составитель Г.Огаджанов Техред М.Моргентал Корректор С.Черни Заказ 2711 Тираж 288 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская над , 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул Гагарина, 101