Материальный баланс по жидкой фазе (для раствора).

Уравнение динамики:

, (8),

Уравнение статики:

(9)

На основании (8) и (9):

. (10).

Предпочтительное управляющее воздействие - G_к.

Материальный баланс по паровой фазе (для раствора).

Уравнение динамики:

(11),

где М_п - мольная масса паровой фазы (растворителя),

кг/моль;

Р_п - давление в сепараторе, Па;

_п = _к =_апп - температура в сепараторе, К,

V_п - объем паровой фазы в сепараторе, м³ .

Уравнение статики:

(12).

На основании (11) и (12): и предпочтительное управляющее воздействие G_п.

Материальный баланс по жидкой фазе (для теплоносителя).

Уравнение динамики:

, (14),

Уравнение статики:

(15).

На основании (14) и (15):

. (16).

Предпочтительное управляющее воздействие - G_кт.

Материальный баланс по паровой фазе (для теплоносителя).

Уравнение динамики:

(17),

где М_п - мольная масса теплоносителя, кг/моль;

Р_т ^мтр - давление теплоносителя в межтрубном

пространстве кипятильника, Па;

_т - температура теплоносителя, К,

V_т^мтр - объем паровой фазы теплоносителя в

межтрубном пространстве кипятильника, м³ .

Уравнение статики:

(18).

На основании (17) и (18):

(19).

Предпочтительное управляющее воздействие G_т.

Информационная схема процесса выпаривания.

Рис.3

• Возможные управляющие воздействия: .

• Возможные контролируемые возмущения: .

• Возможные неконтролируемые возмущения: - удельные теплоемкости потоков с_рi и теплота испарения растворителя r_п .

• Возможные управляемые переменные: .

• На основании рис.3 выпарная установка является сложным многосвязным объектом по возможным управляющим воздействиям .

Типовая схема автоматизации процесса выпаривания.

Рис.4.

Типовое решение автоматизации процесса выпаривания.

9. Регулирование.

• Регулирование температурной депрессии Δ_д по подаче исходного раствора G_р - как параметра, косвенно характеризующего показатель эффективности процесса выпаривания с_к .

• Регулирование давления в сепараторе Р_п^апп по отбору паров растворителя G_п - для обеспечения материального баланса по паровой фазе.

• Регулирование уровня в сепараторе h_к по отбору концентрированного раствора G_к - для обеспечения материального баланса по жидкой фазе.

• Стабилизация расхода теплоносителя G_т - для обеспечения теплового баланса установки

10. Контроль.

• расходы - G_т, G_р, G_к, G_п;

• температуры - ;

• давление - Р_п ^апп, Р_т;

• уровень концентрированного раствора в аппарате - h_к;

11. Сигнализация.

• существенные отклонения от задания;

• Прекращение подачи исходного раствора G_р , при этом формируется сигнал «В схему защиты».

12. Система защиты.

По сигналу «В схему защиты» - открывается магистраль G_п, отключается подача теплоносителя и отбор концентрированного раствора.