КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ХИМИКО- ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ». ЧАСТЬ 1

5.5.Автоматизация тепловых процессов

Ктепловым относят процессы выпаривания и сушки. В отличие от массообменных процессов цель автоматизации тепловых процессов не зависит от перерабатываемого сырья.

Ввыпарных установках необходимо обеспечить постоянную концентрацию упаренного раствора, в сушильных аппаратах

– постоянную остаточную влажность выходящего высушенного продукта.

Схема автоматизации двухкорпусной выпарной установки приведена на рис. 5.12. На данной установке предусмотрено регулирование температуры исходного раствора, подаваемого в первый корпус (за счет изменения расхода греющего пара в подогреватель), уровня в каждом корпусе (за счет изменения расхода выходящей из корпуса жидкости) и давления во втором корпусе (за счет изменения расхода воды на барометрический конденсатор смешения). Расход исходного раствора обычно удается поддерживать постоянным.

В зависимости от состава упаренного раствора регулятор концентрации изменяет подачу греющего пара в первый корпус. Для уменьшения запаздывания в работе системы управления обычно используют каскадную систему регулирования: стабилизирующий регулятор контролирует состав раствора, выходящего из первого корпуса, и изменяет при необходимости подачу греющего пара, а корректирующий регулятор, установленный на линии упаренного раствора, выходящего из второго корпуса, при отклонении конечной концентрации от заданного значения подает сигнал на стабилизирующий регулятор, корректируя таким образом расход пара, подаваемого в первый корпус.

При автоматизации процесса сушки, в котором сушильным агентом являются дымовые газы (рис. 5.13, 5.14), регулируют расход первичного воздуха для обеспечения полного сгорания топлива и стабилизируют температуру

74

сушильного агента, подаваемого в аппарат (за счет изменения расхода вторичного воздуха). Давление на установке стабилизируют за счет воздействия на вентилятор, установленный после циклона. Подачу исходного влажного материала поддерживают постоянной с помощью весового дозатора, который через вариатор В корректирует скорость вращения шнека, подающего влажный материал из бункера в сушильный аппарат. В аппаратах с псевдоожиженным слоем стабилизируют высоту слоя, которую контролируют по перепаду давления по высоте аппарата. Анализ влажности высушенного материала требует довольно большого времени, поэтому для достижения цели автоматизации обычно используют косвенный параметр – температуру влажного материала внутри сушильного аппарата. Она непосредственно связана с влажностью материала: при возрастании влажности материала его температура в сушильном аппарате уменьшается. Для управления процессом связывают температуру материала с расходом топлива, подаваемого для получения сушильного агента. При понижении температуры материала (возрастании его влажности) регулятор увеличивает подачу топлива, что приводит к увеличению расхода сушильного агента на установку и увеличению количества удаляемой влаги.

В барабанных сушилках температуру материала измеряют в месте ее наиболее заметного изменения – примерно на 1/3 длины барабана от места подачи исходного влажного материала.

Список литературы

1.Беспалов А.В., Харитонов Н.И. Системы управления химико-технологическими процессами: Учебник для вузов/- М.: Академкнига, 2007. – 690 с.: илл.

2.Полоцкий Л.М., Лапшенков Г.И. Автоматизация

химических производств: Учебное пособие для вузов/-

М.: Химия, 1982.-295с.: илл.

78

Содержание

1. Химико-технологические процессы и системы автоматизации… 3

1.1.Основные понятия и определения …………………………… 3

1.2.Задачи управления ……………………………………………. 6

1.3.Системы автоматизации ……………………………………… 7

2.Химико-технологические процессы как объекты управления …. 11

2.1.Задачи исследования ………………………………………….. 11

2.2.Классификация объектов регулирования…………………….. 12

2.3.Управляемые и управляющие величины ……………………. 14

2.4.Статика объектов регулирования ……………………………. 15

2.5.Динамика объектов регулирования ………………………….. 18

2.6.Динамические свойства ОР …………………………………... 20

2.7.Аналитическое определение свойств ОР ……………………. 23

2.8.Экспериментальное определение свойств ОР ………………. 31

3.Автоматические регуляторы ……………………………………… 32

3.1.Классификация АР ……………………………………………. 33

3.2.Позиционные регуляторы …………………………………….. 35

3.3.Пропорциональные регуляторы ……………………………… 38

3.4.Интегральные регуляторы ……………………………………. 39

3.5.Пропорционально-интегральные регуляторы ………………. 40

3.6.Регуляторы с предварением ………………………………….. 41

3.7.Регуляторы с обратной характеристикой ……………………. 44

4.Автоматические системы регулирования (АСР) ………………… 45

4.1.Классификация АСР …………………………………………... 45

4.2.Показатели качества регулирования …………………………. 48

4.3.Формирование отрицательной обратной связи ……………... 51

4.4.Составление уравнений динамики систем регулирования …. 53

5.Схемы автоматизации технологических установок …………….. 59

5.1.Условные обозначения средств автоматизации на функциональных схемах ……………………………………… 59

5.2.Автоматизация насосов и компрессоров …………………….. 61

5.3.Автоматизация теплообменников ……………………………. 63

5.4.Автоматизация массообменных процессов …………………. 65

5.5.Автоматизация тепловых процессов ………………………… 74

Список литературы …………………………………………………... 78

79

Издание учебное

Ленский Михаил Семенович

Конспект лекций по дисциплине «Системы управления химико-технологическими процессами». Часть 1.

Учебно-методическое пособие

Техническое редактирование, верстка, оригинал-макет Ленский М.С.

Подписано в печать_____________ Формат 60х84 1/16

Бум. писчая. Отпечатано на ризографе. Усл. печ. листов___

ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова»

Издательство МИТХТ

117571 Москва, пр. Вернадского, 86

80