Спосіб автоматичного управління процесом ректифікації

Реферат: Спосіб автоматичного управління процесом ректифікації спирту в ректифікаційній колоні включає вимірювання тисків в верхній та нижній частинах колони, температури на контрольній тарілці, а також регулювання температури на контрольній тарілці шляхом подачі вхідної сировини, регулювання різниці тисків шляхом зміни подачі пари в ректифікаційну колону, корегування температури пропорційно сумі значень відхилення від завдання поточного значення температури на контрольній тарілці, інтегралу та диференціалу цього відхилення, корегування тисків в нижній та в верхній частинах колони пропорційно сумі значень відхилення від завдання поточного значення тисків в нижній та в верхній частинах колони, інтегралу та диференціалу цього відхилення. Коригування витрати енергоносіїв здійснюють за допомогою нового контуру системи автоматичного регулювання, при якому вимірюють витрати флегми, спирту-ректифікату та рівня флегми в проміжній ємкості, проводять регулювання співвідношення витрат флегми та спирту-ректифікату шляхом зміни подачі флегми в колону з корегуванням по рівню флегми в проміжній ємкості та з корегуванням витрат флегми та спиртуректифікату пропорційно сумі значень відхилення від завдання поточного значення витрат флегми та спирту-ректифікату, інтегралу та диференціалу цього відхилення. UA 99430 U (54) СПОСІБ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ ПРОЦЕСОМ РЕКТИФІКАЦІЇ UA 99430 U UA 99430 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до техніки ректифікації спирту в брагоректифікаційних установках безперервної дії. Запропонований спосіб знайде використання в спиртовій та в харчовій галузях. Відомі способи автоматичного управління процесом ректифікації спирту, які відрізняються методами управління та кількістю регульованих параметрів. Відомий спосіб автоматичного управління процесом ректифікації спирту в ректифікаційній колоні шляхом вимірювання тиску в нижній колоні та його регулювання шляхом зміни витрат пари, а також вимірювання температури на контрольній тарілці та її регулювання шляхом зміни подачі охолоджуючої води і вимірювання тиску в верхній частині колони і її регулювання шляхом зміни відбору спирту-ректифікату [1]. Недоліком такого способу управління є недостатній запас стійкості системи і недостатня динамічна точність. Відомим є спосіб автоматичного керування процесом ректифікації спирту в ректифікаційній колоні шляхом вимірювання температури на контрольній тарілці, тиску колони і тиску в нижній частині колони, а також регулювання температури на контрольній тарілці шляхом регулювання подачі охолоджуючої води, регулювання тиску в верхній частині колони регулювання відбору спирту і регулювання тиску в нижній частині колони регулюванням подачі пари в ректифікаційну колону, корегування температури пропорційно сумі значень відхилення від завдання поточного значення температури на контрольній тарілці, інтегралу та диференціалу цього відхилення, корегування тиску в нижній частині колони пропорційно сумі значень відхилення від завдання поточного значення тиску нижньої частини колони, інтегралу та диференціалу цього відхилення, корегування тиску в верхній частині колони пропорційно сумі значень відхилення від завдання поточного значення тиску верхньої частини колони, інтегралу та диференціалу цього відхилення, що коректуються за допомогою випереджувача Сміта [2]. Недоліком даного способу є складність системи управління, а також невисока динамічна точності регулювання системи. В основу корисної моделі поставлена задача забезпечення високої точності стабілізації технологічних параметрів та зменшення затрат на енергоресурси. Поставлена задача вирішується тим, що в запропонованому способі автоматичного управління, що включає вимірювання тисків в верхній та нижній частинах колони, температури на контрольній тарілці, а також регулювання температури на контрольній тарілці шляхом подачі вхідної сировини, регулювання різниці тисків шляхом зміни подачі пари в ректифікаційну колону, корегування температури пропорційно сумі значень відхилення від завдання поточного значення температури на контрольній тарілці, інтегралу та диференціалу цього відхилення, корегування тисків в нижній та в верхній частинах колони пропорційно сумі значень відхилення від завдання поточного значення тисків в нижній та в верхній частинах колони, інтегралу та диференціалу цього відхилення, коригування витрати енергоносіїв здійснюють за допомогою нового контуру системи автоматичного регулювання, при якому вимірюють витрати флегми, спирту-ректифікату та рівня флегми в проміжній ємкості, проводять регулювання співвідношення витрат флегми та спирту-ректифікату шляхом зміни подачі флегми в колону з корегуванням по рівню флегми в проміжній ємкості та з корегуванням витрат флегми та спиртуректифікату пропорційно сумі значень відхилення від завдання поточного значення витрат флегми та спирту-ректифікату, інтегралу та диференціалу цього відхилення. Флегма - це частина дистиляту, яка повертається на верхню тарілку ректифікаційної колони для її зрошення. З використанням нового контуру регулювання співвідношення витрат флегми та спирту-ректифікату з корегуванням по рівню флегми в проміжній ємкості в систему автоматичного управління ректифікаційною колоною, забезпечить високу точність стабілізації параметрів технологічного процесу і таким чином забезпечить зменшення затрат енергоресурсів, що потребує колона. На кресленні приведена блок-схема запропонованого способу автоматичного управління, який реалізується наступним чином. Тиски в ректифікаційній колоні вимірюють за допомогою давачів тиску 1. Різниця їхніх сигналів надходить в регулятор 2, що за допомогою виконавчого механізму 3 та регулюючого органу 4 виробляє сигнал управління У1, який пропорційний сумі значень, інтегралу та диференціалу, що змінює подачу пари в ректифікаційну колону, регулюючи тиски в колони. Температуру на контрольній тарілці в ректифікаційній колоні вимірюють за допомогою давача температури 5. Вихідний сигнал із датчика надходить в регулятор 6, що за допомогою виконавчого механізму 7 та регулюючого органу 8 виробляє сигнал управління У2, який пропорційний сумі значень, інтегралу та диференціалу, що змінює подачу вхідної сировини в ректифікаційну колону, регулюючи температуру на контрольній тарілці. Витрати флегми та спирту ректифікату в ректифікаційній колоні вимірюють за допомогою давачів витрати 9. Співвідношення їхніх сигналів надходить в регулятор 10, що за допомогою 1 UA 99430 U 5 10 15 виконавчого механізму 11 та регулюючого органу 12 виробляє сигнал управління У3, який пропорційний сумі значень, інтегралу та диференціалу, що змінює подачу флегми в ректифікаційну колону, регулюючи витрату флегми. Результати комп'ютерного моделювання, з використанням програмного середовища ChemCAD (пакет програм для моделювання та розрахунку технологічних схем з рециклічними потоками органічних і неорганічних речовин і безперервних сумішей, у випадку нафтових фракцій, а також енергетичних потоків), підтвердили те, що запропонований спосіб автоматичного управління в умовах реально діючих внутрішніх та зовнішніх збурень забезпечує високу точність стабілізації параметрів технологічного процесу і таким чином забезпечує зменшення затрат енергоресурсів, що потребує колона, та високу якість готового продукту. Джерела інформації: 1. Мандельштейн М.Л. Рациональные схемы автоматизации брагоректификационных апаратов и опыт их внедрения на спиртових заводах. - В кн.: Совершенствование процесса ректификации спирта. / Под ред. Н.И. Даниляка. - Киев, 1968. - С. 35-46. 2. Спосіб автоматичного керування процесом ректифікації спирту в ректифікаційній колоні. Патент України на корисну модель № 31122. B01D 3/26. Бюл. 2008, № 6. Авт.: В.А. Хобін, О.Р. Трач. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 35 Спосіб автоматичного управління процесом ректифікації спирту в ректифікаційній колоні, що включає вимірювання тисків в верхній та нижній частинах колони, температури на контрольній тарілці, а також регулювання температури на контрольній тарілці шляхом подачі вхідної сировини, регулювання різниці тисків шляхом зміни подачі пари в ректифікаційну колону, корегування температури пропорційно сумі значень відхилення від завдання поточного значення температури на контрольній тарілці, інтегралу та диференціалу цього відхилення, корегування тисків в нижній та в верхній частинах колони пропорційно сумі значень відхилення від завдання поточного значення тисків в нижній та в верхній частинах колони, інтегралу та диференціалу цього відхилення, який відрізняється тим, що коригування витрати енергоносіїв здійснюють за допомогою нового контуру системи автоматичного регулювання, при якому вимірюють витрати флегми, спирту-ректифікату та рівня флегми в проміжній ємкості, проводять регулювання співвідношення витрат флегми та спирту-ректифікату шляхом зміни подачі флегми в колону з корегуванням по рівню флегми в проміжній ємкості та з корегуванням витрат флегми та спирту-ректифікату пропорційно сумі значень відхилення від завдання поточного значення витрат флегми та спирту-ректифікату, інтегралу та диференціалу цього відхилення. 2 UA 99430 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3